注塑机螺杆的理论常识

日期: 2020/07/28
作者: bob注塑机
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1.螺杆感化与分类

bob注塑机全电动注塑机)2020年7月28日讯  螺杆是塑化部件中的关头部件,和塑料直接接触,塑料经过进程螺槽的有用长度,经过很长的热进程,要经过三态(玻璃态、粘弹态、粘流态)的转变,螺杆各功效段的长度,几何外形,几何参数将直接影响塑料的输送效力和塑化质量,将终极影响注塑成型周期和制品德量。


注塑螺杆按其对塑料的顺应性,可分通用螺杆和特别螺杆。通用螺杆又称惯例螺杆可加工大部门存在低、中粘度的热塑性塑料,结晶型憾デ结晶型的民用塑料和工程塑料,是螺杆最根基的情势。


与其响应的还有特别螺杆,是用来加工用通俗螺杆难以加工加工的塑料,例如热固性塑料、聚氯乙烯、高粘度的PMMA的螺杆,按螺杆结构及其几何外形的特色,可分为惯例螺杆和新型螺杆。


惯例螺杆又称三段式螺杆,是螺杆的根基情势。新型螺杆情势很多,重要有分别型螺杆、分流型螺杆、波状螺杆、横纹螺杆、无计量段螺杆、两段式排氯螺杆、强混炼型螺杆等等。

2.螺杆的根基情势及几何参数

螺杆根基结构如图4-8所示,重要由有用罗纹长度L和尾部的毗连部门组成。螺杆头部设有装螺杆头的反向罗纹。


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1ds ——螺杆外径。螺杆直径巨细直接影响着塑化才能的巨细,也就直接影响到理论注射容积的巨细。是以,理论注射容积大的注塑机其螺杆直径也大。


2L/ ds ——螺杆长径比。L是螺杆罗纹部门的有用长度。

螺杆长径比愈大,申明罗纹长度愈长,直接影响到物料在螺槽中输送的热进程,影响领受能量的才能。此能量有分两部门:一部门是料筒外面加热圈传给的,另外一部门是螺杆转动时产生摩擦热和剪切热,由外部机械能转化的。是以,L/ ds直接影响到物料的熔化结果和熔体质量。可是若是L/ ds太长,则传递扭矩加大,能量耗费增加。曩昔,L/ ds数值在16~18;此刻,由于塑料品种增加,工程塑料增多,L/ ds已增加到19~23


3L1 ——加料段长度。加料段又称输送段或进料段。为进步输送才能螺槽概况必定要光洁。L3的长度应保物料有足够的输送长度个别L3=(9~10ds


4h1 ——加料段的螺槽深度。h1深,则包容物料多,进步了供料量,但会影响物料塑化结果以及螺杆根部的剪切强度。个别h10.120.16 ds


5L3 ——熔融段(均化段、计量段)罗纹长度。熔体在L3段的螺槽中获得进一步的均化:温度均匀,粘度均匀,组分均匀,分子量散布均匀,构成较好的熔体质量。L3长度有助于不变熔体在螺槽中的波动,有不变压力的感化,使物料以均匀的料量从螺杆头部挤出,所以又称计量段。个别


6h3 ——熔融段罗纹深度。h3小,螺槽浅,进步了塑料熔体的塑化结果,有益于熔体的均化。但h3太小会导致剪切速度太高,以及剪切热过大,引发大分子链的降解,影响熔体质量。反之,若是h3过大,由于在预塑时,螺杆背压产生的回流感化增强,会降落塑化才能。所以合适的h3应由紧缩比ε来决定:

 ……………(4-22

对于结晶型塑料,如PPPEPA以及复合塑料,ε=3~3.5

对粘度较高的塑料,如VPVCABSHiPSASPOMPCPMMAPPS等,ε=1.4~2.5


7L2 ——塑化段(紧缩段)罗纹长度。物料在此锥体空间中不竭地遭到紧缩,剪切和混炼感化,物料从L2段入点开端,熔池不竭地加大,到出点处熔池已占满全螺槽,物料完成从玻璃态,经过粘弹态向粘流态的转变,从固体床向熔体床的转变。L2长度会影响物料从固态到粘流态的转化进程,太短会来不迭转化,固料堵能塞在L2段的结尾,构成很高的压力,扭矩或轴向力,太长也会增加螺杆的扭矩和不须要的能耗,个别L2=(6~8ds

对于结晶型的塑料,物料熔点较着,熔融范围窄,所以L2可短些,个别


8S ——螺距,其巨细影响螺旋角β,从而影响螺槽的输送效力,个别

Sds


9e ——螺棱宽度,其宽窄影响螺槽的容料量,熔体的漏流以及螺棱耐磨损水平,个别(0.050.07ds

10)螺棱后角α,螺棱推力面圆角R1和后背圆角R2的巨细影响螺槽的有用容积,物料的滞留情况以及螺棱根部的强度等,个别α=25~30?,,如图4-9所示。

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3.通俗螺杆

1)概述

通俗注射螺杆罗纹有用长度凡是分成加料段(输送段)、紧缩段(塑化段)、均化段(计量段)。

依照塑料性质分歧,可分为渐变型螺杆、突变型螺杆、通用型螺杆。


①渐变型螺杆:紧缩段较长,塑化时能量转换和缓,多用于聚氯乙烯等,软化温度较宽的、高粘度的非结晶型塑料。


②突变型螺杆:紧缩段较短,塑化时能量转换较猛烈,多用于聚烯烃、聚酰胺类的结晶型塑料。


③通用型螺杆:顺应性比力强的通用型螺杆,可顺应多种塑料的加工,防止更换螺杆频仍,有益进步生产效力。


通用型螺杆的紧缩段长度介于渐变螺杆和突变螺杆之间。但通用型螺杆也绝非是“万能”螺杆,对某些有特别注塑工艺请求的塑料,须要配备特别螺杆。


2)通俗螺杆参数

①螺杆长径比(L/DS)、分段

螺杆长径比大,可以实现低温、均质、不变的塑化,螺杆长径比个别取18~22

通俗螺杆各段长度以下所列:

螺杆类型 加料段(L1 紧缩段(L2 均化段(L3

渐变型 25~30% 50% 15~20%

突变型 65~70% 15~5% 20~25%

通用型 45~50% 20~30% 20~30%


②紧缩比(ε)

注射螺杆紧缩比是指计量段螺槽深度(h1)与均化段螺槽深度(h3)之比。紧缩比大,会增强剪切结果,但会削弱塑化才能,相对挤出螺杆,紧缩比应取用得小些为好,以有益于进步的塑化才能和增加对物料的顺应性。


对于结晶型塑料,如聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、以及复合塑料,个别取2.6~3.0;对高粘度的塑料,如硬聚氯乙烯、丁二烯与ABS共混,高冲击聚苯乙烯、AS、聚甲醛、聚碳酸脂、有机玻璃、聚苯醚等,约为1.8~2.3,通用型螺杆可取23~2.6,在均化段螺槽深度和螺杆紧缩比肯定后,对于单甲等距变深螺杆,可由式计较出加料段的螺槽深度。若h1/h3=2,现实紧缩比为1.86。凡是所说的紧缩比,大于现实紧缩比。


3)螺杆材料与热措置

今朝,国内常常使用的材料38CrMoAl,或者日本入口SACM645。国内螺杆的热措置,个别采取镀铬工艺,镀铬之前高频淬火或氮化,而后镀铬,厚度0.03mm~0.05mm。此种螺杆适于阻燃性塑料,透明PCPMMA。但镀铬层轻易脱落,防腐蚀性能差,所以多采取不锈钢材料。

4.特别螺杆

“特别螺杆”主若是与惯例螺杆比力而言。今朝常见的特别螺杆中是分别型螺杆,如图4-10所示,和变流道螺杆,如图4-11所示。

5.螺杆塑化元件

为了进步螺杆的塑化质量,组分的分别和混分子量的散布与熔体的均化结果,常在螺杆的恰当地位塑化加元件。按其功效重要同化元件和剪切元件。前者以分别同化为主,后者以分子量的散布和均化为主。同化元件多为分流型经过进程各类情势的凸块对料流构成阻力,进行频频地分流和切割,到达组分分别和同化结果。

6.螺杆头

注塑螺杆和挤出螺杆之间主要辨别,在于前者装有各类特别结构情势的螺杆头,这是由螺杆工作特色所决定的。在注射螺杆中螺杆头的感化是预塑时,能将塑化好的熔体放流到储料室中,而在低压注射时,又能有用地封闭螺杆头前部的熔体,防止倒流。

7.料筒

1)料筒结构

料筒是塑化部件中的主要零件,内装螺杆外装加热圈,蒙受复合应力和热应力的感化。料筒大大都采取整体结构如图4-18所示。

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定位子口1与料筒前体径向定位,并用端面封闭熔体,用多个螺钉旋入螺孔2内将前体与料筒压紧。螺孔3装热电隅,要与热电隅慎密地接触,防止虚浮,否则会影响温度丈量精度。


3)料筒壁厚

料筒壁厚请求有足够的强度和刚度,由于料筒内要蒙受熔料和蔼体压力,且料筒长径比很大,在注塑座上悬臂;料筒请求有足够的热容量,否则难以保证温度不变性;若是太厚,料筒粗笨,华侈材料,热惯性太大,升温慢,温度调理产生滞后现象。

个别料筒外径与内径比值K2~0.25,如表4-1所列。

4-1          料筒壁厚

螺杆直径(mm 34 42 50 65 85 110 130 150

机筒壁厚(mm 25 29 35 47.545 75 75 67

比  值(K 2.472.402.402.462.102.362.151.80

4)料筒间隙

料筒间隙系指料筒内壁与螺杆外径的单面间隙。其间隙太大塑化才能降落,注射回泄量增加,注射时候耽误;若是太小,热膨胀感化,使螺杆与料筒摩擦加重,能耗加大,乃至卡死,其间隙Δ=(0.002~0.005ds,如表4-2所列。

4-2  间 隙 值 mm

螺杆直径 15

25 >25

50 >50

80 >80

110 >110

150 >150

200 >200

240 >240

最大径向

间隙 0.12 0.20 0.30 0.35 0.15 0.50 0.60 0.70

5)料筒加热、冷却

注塑机料筒加热体例有电阻加热、陶瓷加热、铸铝加热,应依照利用处所和加工物料公道设置设备摆设。常常使用的有电阻加热和陶瓷加热,后者较前者承载功率大。

6)料筒、螺杆材料

  料筒、螺杆材料请求在低温下耐磨、抗腐蚀,大多采取优良氮化钢38CrMoAlA加工落后行氮化措置。对于加工某些增强纤维充填的复合物料,需配高碳、高铬合金,高硬度抗蚀耐磨的双金属料筒。

8.喷嘴

1)喷嘴功效

喷嘴是毗连塑化拆卸与模具流道的主要组件。喷嘴有多种功效:预塑时,在螺杆头部成立背压,禁止熔体从喷嘴流出,注射时,成立注射压力,产生剪切效应,加速能量转换,进步熔体温度均化结果;保压时,起保温补缩感化。

喷嘴可分为敞开式喷嘴、锁闭喷嘴、热流道喷嘴和多流道喷嘴。

4-3          喷嘴口径

机械注射量(g) 30~200 250~800 1000~200

开式喷嘴 通用料 2~3 3.5~4.5 5~6

硬聚氯乙烯类 3~4 5~6 6~7

锁闭式喷嘴 2~3 3~4 4~5

9、螺槽深度重要触及到以下的几个方面:

螺槽深与剪切结果关系:螺槽浅,剪切热大,从而螺杆耗费的功率也大,(Nh3成正比)可是对注射螺杆而言,供应塑料熔化的热量,由外加热体系供应的占有必定的比例,同时,在注射成型机的机筒一,个别不设冷却控温体系,是以,对于个别注射螺杆,从塑料在螺杆内现实受热进程和不变温度条件的须要动身,是无需强剪切感化的。

槽深与螺杆工作性能的不变:存在浅螺槽和长的均化段的螺杆,在工作时有精采的不变性,这是通俗挤出螺杆实现不变挤出的一个主要身分,但是,注射螺杆的出料体例是借助油缸的推力,经过进程螺杆将熔料注出注射时的熔料回泄,是由螺杆头部止逆结构来禁止,使螺杆塑化和注射出料之间无直接的接洽,是以螺杆的螺槽深浅所显示出的螺杆塑化时出料不变性题目,对注射螺杆个别无需去出格考虑。

槽深与螺杆的塑化才能:在其它条件不变的情况下,螺杆塑化才能正比于螺槽深度。是以,注射螺杆恰当地加深螺槽深度,有益于进步塑化才能。

紧缩比(i):小的紧缩比有益于进步塑化才能,但剪 切塑化结果则较差,对背压调理反应却比力敏感,相对挤出螺杆对比,注射螺杆的紧缩比取用得比力小,这样螺杆存在较高的塑化才能和较强的加工顺应性。


注射螺杆常常使用紧缩比,对于结晶型塑料,如聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、以及复合塑料,通常是3.0~3.5,对于较高粘度的塑料,如硬聚氯乙烯、丁二烯与ABS共混,高冲击聚苯乙烯、AS、聚甲醛、聚碳酸脂、有机玻璃、聚苯醚、约为1.4~2.5,通用型螺杆可取2~2.8,在均化段螺槽深度和螺杆紧缩比肯定后,对于单甲等距变深螺杆,可由下式计较出加料的槽深。


h1/h3=2,现实紧缩比为1.86

我们凡是所说的紧缩比,是大于现实紧缩比。

螺杆熔融段的几何紧缩比个别要大于高聚物的颗粒料或粉料的物理紧缩比。(加料时粒料或粉料的松密度与塑料的密度之比)。

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