注塑机的采购项目并不是小投资项目;买了太大的注塑机固然浪费,买得太小又不合用;
因此选择一台符合本身产品需要的注塑机便成为每位买家关心的内容,当然商家给买
家推荐适合的注塑机、给买家介绍如何选择符合本身产品需要的注塑机;是商家给买家
认识的第一课。
为了更有系统性地了解选择注塑机的各种程序,无锡方诺科技有限公司特收集以下的内容与之一一详叙。
一台好的注塑机必须制造一致的塑件,并于下次重做定单时亦然。单以注射重量作选机
的标准是过份简化,只用锁模力也不足够。本文说明选择注塑机时要考虑的特性。注塑机
特性分可量化的,及不易量化两类。前者在注塑机规格表上找到,后者只能自己测量或从
口碑得知。现在只集中讨论注塑机的可量化特性对选择注塑机的影响。
无锡方诺科技有限公司(斯曼尔辅机江苏上海分公司),以服务于江苏、上海等华东地区的注塑加工企业。公司的主要业务是从事塑机辅机的市场推广及服务,为客户提供注塑成型系统的一站式采购,是注塑工厂的好伙伴
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可量化的特性
可量化特性可在海天注塑机的各种机型规格表上找到。在选择时,这些特性应作全盘考虑
而并非个别考虑。每个特性的意义在本章说明。总的来说,本章教你看懂注塑机的规格表。
规格表的大部份可量化特性是注塑机的大许可值。一般来说,你可用该值或较小的值。
1.1注射重量一注射重量是注塑机注射装置的一个重要参数。它是选择注塑机时常用的
参数,也是关键的参数,以克(g)或安士(oz)表示(注:1克=0.035蛊司 1蛊司=
28.35克)。这个参数虽然简单易明,但亦容易被误解。道理很简单,当选定了塑料后,注塑商便可确定塑件的重量,因此,他们容易以此注射重量来选机。其实,注射重量的定义是指机器在对空注射条件下(没有注射进模具里),注射螺杆作一次大注射行程时,注射装置所能到达的大塑料注射重量;该参数在一定程度上反映了注塑机的加工能力;它可以测量出来的也可以从理论计算出来的(理论值与实测值会有一定程度的差异)。
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测试所用的胶料通常是比重1.05的一般PS硬胶,当塑件的塑料有别于PS时,规格上的注射重量要经以下换算后才可使用。非PS塑料的注塑重量= Wx × Vx/1.05,(Vx =塑料的比重 Wx =以PS计的注射重量。)
例如:赛钢的比重是1.42,它在一台注射重量(以PS算)227克的注塑机上
注塑。此机以赛钢的注射重量应为227g *1.42/1.05=307g克赛钢。
现将常用塑料的比重(Vx)列于表2-3中。常用塑料密度(g/cm3)
塑料名称 |
密度 |
塑料名称 |
密度 |
硬聚氯乙烯(PVC) |
1.35~1.45 |
高密度聚乙烯(HDPE) |
0.94~0.965 |
改性有机玻璃(372)(PMMA) |
1.18 |
聚乙烯(PE) |
0.92 |
改性聚苯乙烯(204)(PS) |
1.07 |
聚丙烯(PP) |
0.9~0.92 |
超高冲击型ABS |
1.05 |
聚砜(PSF) |
1.24 |
低温冲击型ABS |
1.02 |
尼龙1010(未增强)(PA) |
1.04~1.06 |
高强度中冲击型ABS |
1.07 |
尼龙1010(玻璃纤维增强)(PA) |
1.23 |
耐热型ABS |
1.06~1.08 |
尼龙66(PA) |
1.14~1.15 |
聚苯醚(PPO) |
1.06~1.07 |
聚碳酸酯(未增强)(PC) |
1.20 |
聚甲醛(POM) |
1.41 |
聚碳酸酯(增强)(PC) |
1.4~1.42 |
聚对苯二甲酸乙醇(PET) |
1.35 |
|
|
1.2注射量的确定一一首先计算制品的重量:W=制品重+浇口系统重量,式中:(W=注射所需的重量)。在本公司的产品样本上,所有实际注射量参数都是以聚苯乙烯作为例子来计算的,因此在实际情况中也分两种情况来考虑。当注塑制品是用聚苯乙烯(PS)制造时,注塑机应具备的注射量为Wps;Wps=(3~1.2)×(制品重+浇口系统总重),
其中,当制品的品质要求较高,或周期较短时,上式中的系数应取大值,反之可取小值。当制品是其他塑料(命名为X塑料)要仿照上法,先计算出其应具有该种塑料的理论注塑量为Wx;Wx=(3~1.2)×(制品重+浇口系统总重);然后根据此塑料(X)的密度换算成PS材料的实际重量Wps,换算公式是:
Wps=Wx × 1.05/Vx;根据计算结果Wps与产品样本对比,选用适合的注塑机。
举例说明:设一注塑制品用聚乙烯(PE)作,已计算出制品本身重185克,估计浇道系统重20克,用以上公式先计算出:Wx=1.2×(185+20)=246克 从手册或上表中查出PE料的比重为Vx=0.92 所以Wps=246×1.05/0.92=280.8克 对照参数表,应选购海天的HTF160W2-B型或以上注塑机为好。
1.3注射重量与注射容量的关系一一注射重量并非注射容量乘以PS的比重:注射重量是测量出来的而注射容量是理论性的。注射容量乘以PS的比重较注射重量为大,因为注塑时塑料会流入料筒与螺杆的空隙裏。还有,止回阀需往後移动才抵达关闭的位置。所以厂商一般用注射容量作计算注射重量的起点,理论的注射重量= 注射容量×原料的熔融密度×注射效率系数(一般取0.86)
1.4选择一台足够注射重量的注塑机一不应选择注射重量刚好等於塑件重量加流道塑料重量的注塑机。在要求不高的注塑中,如玩具人像:总重量应是注射重量的85%;在要求高的注塑中;则用70%以下较好。(塑化较均匀,较不会有生料)
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1.5 注射重量过高或太小都不好:塑件及流道塑料的总重量一般是注射重量的30%到85%之间。下限是由於下以三种考虑:模板的弯曲;塑料在料筒的驻留时间及每公斤注塑件的耗电量。小的注塑件使用小的模具会使模板有过份的弯曲,使他挠起(影响产品品质),甚至使模板破裂。用过大的注塑机注塑小的塑件,熔融驻留时间太长会引致塑料分解。
在料筒的驻留时间可以引用以下公式估计。 在料筒的驻留时间=(料筒内塑料重量x注塑周期时间/每模注射重量。 料筒内的塑料重量大约是注射容量的2倍估计。
例如:比重1.38的硬性聚氯乙烯(UPVC)在一台螺杆直径55毫米,注射行程250毫米,注射重量(以PS表徵)570克的注塑机上注塑。注塑周期是35秒,每模塑料重量是340克。驻留时间有多长?
以两倍注射容量估计料筒内的熔融容量= 2 * 3.1416 x 5.5 x 5.5x25/4=1188厘米3。
或是直接以机器的注射容量 x 2倍,(570 x 2 = 1140)
在料筒驻留时间 1188×1.38×35/340=168秒。(相当于5模的时间)
如果换成50mm的螺杆,则驻留时间为470 x 2 x 1.38 x 35 / 340 = 133 秒
另外,停留时间太短会造成原料塑化不良,也是不好的。原则上, 每分钟的用料量
相当或接近于 注射容量是较理想的。
使用一模多腔或加大模具尺寸可解决用大机注塑小塑件的一些问题。降低料筒温度也可
舒缓因驻留时间长导致的分解。
以上的说明,主要在强调注塑机容量大小的选择,要考虑的因素与材料别,周期,质量
要求等有关系,在选择时,需要做整体考量。
1.7 螺杆直径:在一台机器的注射装置上,很多厂商都提供多种螺杆直径可选。螺杆直径直接影响长径比,注射压力,及注射容量 (因此也影响注射重量)。
1.8长径比:螺杆有效长度与螺杆直径之比为螺杆长径比。
若注塑机有可选的螺杆,螺杆长径比是选择过程的一个重要参数。一个22:1或更大的长径比提供在螺杆的压缩区较佳的混和及较均匀的加热。要求高的注塑件,如注塑工程塑料,或在0.01毫米公差内高精度的注塑,都该选大的长径比。在给定的螺杆长度,较大的长径比等于较小的螺杆直径。因此注射压力增加,而注射容量及注射重量降低。
20:1的长径比属中等,适合一般要求的注塑;而18:1或更小的长径比适用於要求不高的注塑而较大的注射重量是更重要的。此时注射压力不高。
当螺杆直径一定时,大的长径比相应可增加螺杆各段的长度,提高塑化质量,长径比过大,螺杆长度较长,增加了螺杆自重,使螺杆前部下垂而造成螺杆与机筒间隙的不均匀、甚至在螺杆转动时与机筒刮磨,降低其使用寿命。(理论上是这样,但由材料及工艺可克服)
长径比的大小同时会与使用的原料有关系,一般高黏度类、热敏性类等原料不建议使用大的长径比,一般取到22:1以下,例如PVC、PC、PMMA,及阻燃性材料等;而对低黏度类的原料同时有混色要求的,建议取大的长径比,同时螺杆结构上可以考虑增加阻碍流动的装置。
每分种所需的材料量大,而注塑机容量小时,也可用大的长径比来提高塑化能力。
某些原料不允许压缩比太大,(压缩比越大,剪切力就越大)也需用大的长径比来克服。
例如PET,PBT等。
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1.9 注射压力:螺杆为了克服溶料流经喷嘴、浇道和模腔等处的流动阻力而在溶料上施加压力;在注塑机规格表里的注射压力是注射时料筒前端的高压力,而非油压的高压力。注射压力与油压的关系是反比於螺杆横切面面积与注射缸面积之比。
通常,注射压力是高油压的10倍左右。若注射装置有螺杆可选,较小的螺杆直径产生较高的注射压力。
较高的注射压力有助於工程塑料的注塑。因为工程塑料粘度都较高,而粘度越高流动阻力就越大。对于某一种机型的一定螺杆,大注射压力是一定的。 注射压力设定如果过高,制品可能产生毛边,脱模困难,影响制品的光洁度,制品产生较大内应力。
注射压力过低,则易产生物料充填不满模腔,甚至不能成型。一般加工精度低,流动性好的低密度如聚乙烯、聚酰胺之类的塑料,注射压力可选小于或等于70-110Mpa:加工中等粘度的塑料如改性聚苯乙烯,聚碳酸酯等,形状一般但有一定的精度要求的制品,注射压力选100-160Mpa;加工高粘度工程塑料如聚砜、聚苯醚之类等,薄壁长流程,厚度不均和精度要求严格的制品,注射压力大约在140-200Mpa;加工优质精密微型制品时,注射压力可用到200-250Mpa以上。
表2-5列出了常用塑料注射压力范围。
塑料 |
易流动的厚壁制品 |
中等流动成动,一般制品 |
难流动,薄壁窄浇口制品 |
ABS |
80-110 |
100-150 |
120-200 |
聚甲醛(POM) |
85-100 |
100-130 |
120-200 |
聚乙烯(PP) |
70-100 |
100-120 |
120-200 |
聚酰胺(PA) |
90-110 |
110-140 |
>140 |
聚碳酸酯(PC) |
100-120 |
120-150 |
>160 |
有机玻璃(PMMA、372) |
100-120 |
120-150 |
>160 |
聚苯乙烯(PS) |
80-100 |
100-120 |
120-200 |
硬聚氯乙烯(PVC、UPVC) |
100-120 |
120-150 |
>160 |
热固性塑料(MF、PF、BMC) |
100-140 |
140-175 |
175-230 |
弹性体(TPR、EVA) |
80-100 |
100-120 |
120-160 |
塑料供应商都在塑料规格表公布塑料可用的高及低注射压力。
2.0 注射行程:在给定的螺杆直径下,增加注射行程可以增加注射容量。但增加注射行程会增长注射时间,因此而增长注射周期。它亦降低有效螺杆长度,因此降低长径比。高长径比的优点便失去了。从长径比18:1的注塑机规格,统计显示注射行程约是螺杆直径的4倍。在长径比增大时,注射行程可以适当的加长。
一般注塑机的注射行程建议不能大于5.5D。选择注塑机时必须注意,以过大的注塑行程争取高的注射容量及重量其实是牺牲了注射时间及长径比,产品前后注射的质量差异大,
塑料的塑化不完全(内有生料)。
2.1注射容积—注射容积是理论性的,它等於螺杆的横切面面积乘以注射行程。
注射容积(厘米3)=(d2/4) ×i;(d=螺杆直径等于料筒内孔直径,i=注射行程以厘米计算)。
由於溶融回流及止流阀的後移,实际注射容量约是理论的97%。从实际注射容量计算注射重量,应考虑塑料在固态与溶态的比容积变化。
一般情况下,实际重量为理论容积的85% X 比重(固态重量)
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2.2注射速度:在注塑机规格表里,注射速度是注射时螺杆的快速度,
它以厘米/秒计算。
注射速度影响注射时间。注塑薄壁件时需要高的注射速度,以防止模腔未注满时,溶融已冷却凝固。通过控制压力油的流量,注塑机都可在注射时有多段注射速度。恒速前缘理论指出优良的注塑是当溶融前端在模腔内以恒定的速度前进。
因模腔的断面面积并不一致,注射时需要多段射速来能达到恒速前缘流动。有些注塑机有多达10段的射速。
有些注塑机可加蓄能器来加快注射速度。蓄能器在注射周期的低用油阶段储存高压的压力油,来给高用油的注射阶段使用。它均化电马达的负载及减低其过荷。虽然加大马达及油泵(有些注塑机厂商提供的替代装置)可以增加注射速度约25%,蓄能器一般能增加注射速度约3倍。
注射速度越高,所需的液压系统控制能力就要越高,否则会造成失控或不稳定。
一般来说,射速在150mm/S。以下的,可用一般开环控制。射速150mm/S 到200mm/S。以下,用方向比例闭环控制,200mm/S。以上用伺服阀控制较好。
有些客户在选机器时,会要求多大的注射速度,但从本质上来说,真正需要的是注射速率
,因为从注射充填来说,产品要的是多少时间内能完成充填。而在同样的注射速度下,螺
杆越小,注射速率就越小,反之则越大。
2.3 注射速率:注射速率是指在单位时间内从喷嘴射出的溶料量(容积)。其计算值是
机筒截面积与速度的乘积。
有些注塑机厂商在规格表里不用注射速度而用注射速率。注射速率是螺杆在注射时每秒射出的大容量·它以cm3/秒或以G/S计算。
注射速率=注射速度×3.1416×(d/2)2×原料的熔融密度×注射效率系数(d=螺杆直径)
注射速率低,溶料充模时间长,制品易残生冷接缝、前后密度不均、应力大等弊病。注射制品,同时高速注射时,可采用低温模具,缩短成型周期,在不形成过填充的条件下,高速注射也能使所需的合模力减少。但注射速度过高,溶料经浇口等处时,产生较大的剪切热,易形成不规则的流动、物料烧焦以及吸入气体和排气不良等现象,同时在一般开环控制下,高速注射也不能保证注射与保压稳定的切换,形成不稳定而使制品出现溢边或缺料。
注射速率的低要求是:在塑料通道未凝固前,充填完成。
2.4螺杆转速:螺杆转速是以转/分(rpm)表示的一个上下限。螺杆转速不及螺杆表面速度重要。两者与螺杆直径关连。螺杆表面速度(cm/min。)=3.1416×螺杆直径(cm)x螺杆转速(转/分)。
每种塑料都有它的推荐高螺杆表面速度(线速度),不应超越。如硬性众氯乙烯叫PVC)的表面速度不应超过12 m/分种,聚丙烯PP可达60 m/min。,PC可允许30 m/min。
例如:使用60毫米螺杆注塑硬性众氯乙烯(UPVC)时,大的螺杆转速是多少?大的螺杆转速=1200/(3.1416*6) = 64 rpm。
加大螺杆转速可大幅度地提高生产效率,但也会加大溶料的剪切热,可能造成溶料过热。同时螺杆转动的提高要配合以大排量的液压泵及加大电机,对液压系统也要有通过流量变大的要求,大幅度提高整体的成本。(个别低粘度塑料可降低油压马达排量来提高转速)
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2.5螺杆驱动马达扭力:带动螺杆旋转的油压马达有额定的扭力,在国际单位系统(S1)中足以牛顿米计算。它代表在指定的系统压力下所产生的大扭距。黏度高的塑料需要高的扭力及低的转速,黏度低的塑料则相反。大螺杆较小螺杆需要更大扭力。使用比例压力阀来调整加料时的马达扭力至所需值。
在同一台注塑机上,配的是固定的液压马达,一般的设计惯例是低粘度材料,大小螺杆
都有足够的扭力(PP,PS,PE等低粘度牌号),较高粘度的材料,A,B螺杆可适用(
ABS,TPR等,某些高粘度材料,只适用A螺杆(PA,PC,PET,PMMA等)。
另外,长径比越大,所需的扭力也越大。
2.6塑化能力:塑化能力是一台注塑机在高螺杆转速及零背压下於单位时间内能够均匀地塑化或提升到均匀的溶化温度的一般硬胶(PS)重量。单位以克/秒,或 kg/ hr.表示.
塑化能力(kg/hr.) = 1.29 × D2 × h1 × 密度 × rpm × 60 ÷1000 ×效率
D = 螺杆直径(cm), h1 = 计量段深度(cm), 效率一般取 85%
所以, PS以外的材料塑化能力,可依比重的不同来换算.
塑化能力的大小与螺杆直径, 螺杆设计, 螺杆转速等有关系.
机器上标示的塑化能力为大值(PS),但因每种材料容许的线速度(螺杆转速)不等,所以
每种材料的塑化能力也是不一样的.
为了提高生产量,降低周期,塑化时间(储料)好在冷却时间内完成. 而为了降低能耗,塑化时间不用比冷却时间短太多.
如何取舍要依具体或大部份生产的产品而定.
3.1 锁模力:(又称合模力)市面上注塑机的重要参数,即注塑机施加于模具的夹紧力。
锁模力与注射量一样,在一定程度上反映了机器加工制品的能力的大小;并用来作为表示机器规格的大小的主要参数;现在大多数注塑机厂家都以锁模力(吨)来作为机器型号命名。
机器在选型时应尽量使用在大锁模力以下的数值。足够的锁模力与模腔的投影面积成正比,模腔投影面积是模腔投影在模具分离面的面积。需要注意的是:锁模力不足,会使制品在生产过程中产生飞边(披锋)或不能成型;而如果锁模力太大,造成系统资源的浪费,
如果合模力及模板远大于模具所需,会使模板变型量加大,而使机器及模具寿命降低。
一般合模力的标示,用公吨(等於1000公斤)或千牛力来表示,1公吨约等于10千牛。
锁模力的估计有以下几种方法。
一、根据注塑制品在模板(头板或二板)上的垂直投影面积,计算锁模力F:
锁模力(吨)=模内压力(kg/cm2)X制品的投影面积(cm2)÷1000
即 F=P X.S
式中 F= 锁模力(t) S-制品在模板的垂直投影面积(cm2) P-模内压力(kg/cm2)
P值列于下表中参考(模内压力)(单位:kg/cm2)
塑料名称 |
一般制品 |
薄壁,精密,高质量 |
超薄(0.6以下)高流长比 |
PS,PE,PP,ABS
PET。 |
150 |
200 ~ 300 |
500 ~ 1000 |
PA,POM,PBT |
200 |
200 ~ 300 |
|
PC,PMMA, |
300 |
300以上 |
600以上 |
举例说明:
设某一普通制品在头板或二板垂直方向上的投影面积为410cm2,制品材料为PE,计算
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需要的锁模力。
由以上公式计算如下式:F=P.S=150X410÷1000=61.5(吨) 对照海天公司的机型表,应选用我公司60吨注塑机即HTF60W。(较低配置)
合理的合模力选择,在上列的计算方式算好后,再除以0.8的安全系数较理想。
例如:要注塑一直径79毫米的一般硬胶杯,此杯壁厚为0.6mm。求足够的锁模力。
杯(及流道)的投影面积是3.1416×7.9×7.9/4=49厘米2。此杯属薄壁的范畴,保守的锁模力是49 X 500 ÷1000 ÷0.8 = 30.6吨。
三、在估计中考虑流程及壁厚是个较准确的方法。流程是溶料从浇口流至模腔远一点的长度o(参阅图1)。若注塑件的壁厚大小不一,取其小作壁厚。
例如:同一硬胶杯的流程是104毫米。求一较准确的锁模力。流程壁厚比=104/0.6=173。从图2,壁厚0.6毫米处模腔压力是550巴。
锁模力= 550×1.02×49÷1000 ÷0.8 = 34.5 吨
以上的估计没有考虑黏度。但估计仍然正确,因一般硬胶的黏度因子是1.0。
例如:同一胶杯现用超不碎胶(ABS)注塑,求所需的锁模力。使用黏度因子1.5,所需锁模力=1.5×34.5顿= 52吨。
四、较准确的锁模力估计是设计模具时由电脑模拟计出的锁模力。
3.2开模行程一开模行程是移 动模板从合模到开模的位移距离。开模行程断定了注塑件的大高度H。其关系是:开模行程≥2H+水口长度L。如使用热流道系统时L=0。以上的不等式提供空位给地心吸力、机械手或人手将注塑件拿走。
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3.3模具高度( 厚度 ) : 模具高度是从垂直合模装置时代遗留下来的。在水平的合模装置中,更贴切的名称是模具厚度。在一台机铰式的注塑机的规格中,容模量以一个范围表示,代表注塑机能容纳的小至大模具厚度。他们的相差便是注塑机的调模量。
在一台直接油压锁模的注塑机的规格中,容模量是以一个数字表示,代表注塑机能容纳的小模具厚度。可用的模具厚度应比小容模量大,使注塑机能合模及锁模。否则,该用一台较小的注塑机(其实该是较小的合模装置)。可用的模具厚度应比大容模量小,模具才能放得下。否则,该用一台较大的注塑机。此参数决定了模具开模空间大小,制品深度。容模量大,则制品深度越深,反之,制品深度越浅。
3.4模板大开距:模板大开距是合模装置退尽时固定模板与移动模板的大距离。它与开模行程及大/小容模量的关系如後
在机铰式注塑机上,模板大开距 = 开模行程+ 大容模量。
在直压式油压锁模注塑机上 ,模板大开距 = 开模行程+ 小容模量。
3.5拉杆间距:导柱内间距决定模具的外形尺寸大小,模具能容於拉杆空间内才能使用。拉杆空间是以水平及垂直尺寸表示,如下图标。若模具是从上面吊入,它的宽度该小於水平的拉杆空间。若模具是从旁边推入,则它的长度该小於垂直的拉杆空间。
推荐在模具两侧多留25毫米空间,在大模具两侧多留50毫米空间。还要避免沉重的模具在安装时碰撞拉杆,使他凹陷,影响後继的移动模板的顺滑移动。
3.6模板尺寸—模板是模具背後支撑的厚板。推荐模具不应超越模板尺寸以防注射时模具弯曲。一般建议模板的外形尺寸不大于拉杆中心距。
注塑汽车的保险杆是个使用很宽模板的例子。有些厂商可以提供加大的特殊模板。
模具太小又会在模板上产生过高弯曲应力,甚至使模板断裂,小的模具应占拉杆内距
的三分之二。
3.7拉杆直径:除小型机(30吨锁模力或以下)有用两条拉杆外,大多数有拉杆的注塑机都用四条拉杆。他们共同的拉力将模具锁紧,以应付在注射时模腔压力形成的反推力。
若拉力是平均分布于四条拉杆上的话,每条拉杆的应力是:应力=锁模力×1000/(3.1416×(d2/4)*4)=锁模力×1000/(3.1416×d2)。 (应力以公斤/毫米2算, 锁模力以吨算, 直径d以毫米算。)
高拉力钢的断裂应力超过90公斤/毫米2。低碳钢则只有20公斤/毫米2。但考虑一个安全系数,一般安全系数都定在10倍以上,也就是说在使用高拉力钢的情况下,一般设计应
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力在9公斤/毫米2 以下,在超越断裂应力时,拉杆便断裂。拉杆断裂的原因包括:a.模具厚度不均;b.模腔不对称;c.调模装置失调。他们都引致拉杆的拉力不平均。
另一原因是模温上升使模具膨胀,拉杆拉力因此比调模时高。
拉杆断裂一般都在螺牙底部,因为那里有应力集中。尤其在定模板处的螺牙前三牙内的螺牙底部断裂发生率高达90%,为此海天在定模板处的螺母设有特殊弹性延伸结构进行改善。
4.1顶出行程:顶针前移使塑件脱模的大距离。长的塑件需要长的顶出行程,在注塑机采购时需要根据自己的产品来关注这个参数。一般在半自动操作时,顶出行程的值需要有制品高度的一半以上,全自动循环时需要考虑整个制品高度。制品的锥度越大,行程可越短,反之则越大。
4.2顶出力:顶针推动模具顶板的力量;当塑件冷却时,它因收缩会抓紧模芯,需要大的顶出力才能脱模。收缩率越大的材料,所需的顶出力越大。深腔产品,及锥度小的产品,顶出力也越大。对于带螺纹的制品采取强制脱模时特别需要关注这个参数;直径在φ40左右时每个制品的顶出力需要在400-600kgf。PET瓶胚的顶出力每穴需500 – 1000kgf。
4.3射台行程:射台前进后退的大极限差距;在维修喷嘴、喷嘴发热器、料筒前端及清理模具浇口时,注射台需要要往後移,注射台行程越大对上述的操作越方便,一般建议喷嘴能够退出模板大平面100mm以上。同时螺杆马达不应紧贴墙壁,背後应留有空间。
4.4射台推力:(俗称座进力)在注射过程中注射台前移使喷嘴紧压模具浇道口平、球面的力量。注射台推力将喷嘴紧压模具浇道口平、球面封闭,防止漏胶。在射台推力不足时在喷嘴、模具浇口处产生冒料的现象。在一般标准喷嘴的小出口,产生的推力是较小的。
在使用特殊加大喷嘴出口的场合,要注意检讨此问题。
4.5空注塑周期时间(干循环) :在空注塑周期中,注塑机并不注射或塑化。空注塑周期时间是模具合模时间加开模时间加再合模的延迟时间。它由EUROMAP 6标准定义。空注塑周期是短的循环周期,因它不包含冷却时间。另一表达方法是周期率,是每分钟的周期数。 它主要代表机器的速度配置及液压电控系统的反应及控制能力。
4.6电动机的额定功率一油压系统是由电动机带动油泵驱动。它以某一效率将电能转换成动能。电动机的额定功率以千瓦或马力计算,它代表在指定的条件下,如线圈温度,马达输出的大功率。有些厂商提供加大的油泵;此时也应加大电动机。
电动机的额定功率不应与效率混淆。一个较低的额定功率本身并不代表注塑机更有效率。他只意味著在注塑周期内,它会经历更大过载。三相电机马达在广阔的功率范围内效率都是大约90%。
注塑周期的不同阶段所需的压油功率参差不齐。对电动机来讲,所需的功率也是参差不齐。注射阶段和储料阶段通常是对电动机考良的阶段,电动机的额定功率都比他低,以致在注射阶段和储料阶段时电马达都超额运行,一般超载能力设计在1.4倍左右。在一台没有蓄能器的注塑机上,电动机在注射阶段是过载的(在大注射压力下)。大多数电动机都能有短暂时间内过载两倍以上的能力。
在一台有蓄能器的注塑机上,情况可就不一样。有了蓄能器,可使用较低功率的电动机。蓄能器在低流量需要时储起压力油,以备高流量需要时用。总之,它在周期内平均了电动机的负载并减低其过载。
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三相电动机在额定功率时每相所需的电流是: im(安培)=马达额定功率(千瓦) ×1000/(3×单相电压(伏特) ×效率×功率因子)= 电动机额定功率(马力) ×746/(3×单相电压(伏特) ×效率×功率因子)。大多数的三相电动机的效率=0.88-0.91,功率因子=0.84-0.880
例如:海天HTF250W2注塑机使用30KW电动机。当单相电压是220伏特时,
每相电流是多少?
假设效率=0.91,功率因子=0.88,im(安培) =30×1000/(3×220 ×0.91×0.88)=57(A)
安培 = 40 X 746/(3 X 220×0.91×0.88 )
4.7电热额定功率:料筒上的电热在开机时提升塑料温度。它亦辅助注塑周期内螺杆转动的塑化。一个高的电热功率有助於缩短加温时间。
每个加热区通常有一至两个电热器。发热器尽量是平均分配在三相上的。发热器在每相所需的大电流是:in =发热器额定功率(千瓦) ×1000/(3×单相电压(伏特))。例如:海天HTF250W2有6个发热器,每个1.2千瓦功率。6个发热器平均分布在三相上,每相有两个发热器。当单相电压是220伏特时,每相电流是多少?
in=6×1.2×1000/( 3 * 220) = 10.9安培。
4.8总功率:注塑机工作时所消耗的总能量,主要有电机功率,各发热圈的总功率及一些辅助设备消耗的功率。它是接驳电源时用来估计电流的。但它不包括过载电流,因它用的马达额定功率。It =im + in。实际机器的能耗根据制品工艺的不同在50%80%
4.9加热区数(温控段数):有多少个加热区是看料筒上安装了多少个热电耦。如使用零散的温度控制器,它相当於多少个温度控制器。一个温度控制通常带两个电热器。 较多的加热区有更佳的料筒温度控制。较大的注塑机有较长的料筒;因此加热区也多。
5.1液压油箱容量—液压油箱容量与冷却有关,并用来算出要买多少桶液压油。较大的液压油箱可以盛载较多的液压油,有助於降低油温,因热量分布在较多的油里。一桶液压油容量200公升。一台储油箱容量220公升的注塑机需买两桶压力油。
5.2料斗容量:配在机器上装塑料的容器容量,一般以公斤来表示。例如25,50,100等
有一般料斗,干燥料斗,保温式干燥料斗等。
干燥料斗的大小依原料使用量及所需干燥时间而定,算法是:
干燥料桶容量 = 每小时使用量(kg)X 干燥时间(小时)÷0.8
干燥料斗又分热风式,除湿式及红外线式。
热风式干燥机是直接抽取大气,经加热后,吹向原料,以带走水分。
除湿式干燥机是抽取大气,把抽取的空气经过除湿,先除去空气中的水分,再加热吹向
干燥料斗进行材料干燥。
干燥的四要素是温度,时间,风量及露点。
风量是指吹向干燥料斗的空气量(m3 /hr。)风量越大,干燥越均匀。
露点是指空气中的含水量,以标准温度的含水量表示,如 -30℃,-40℃,-50℃。
5.3系统压力一即注塑机在油缸工作时,液压油泵不超载时能产生的大工作压力。
当油压系统压力较大时,注塑机各部分工作压力在外形尺寸不变时,将产生更大的力,但系统压力过大,对液压阀、管路及油封的要求都相应提高了,制造、维护都比较困难。
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系统压力的限定在于其使用油泵的结构;使用叶片泵的注塑机多数使用140Bar系统压力,它约等於140公斤/厘米2。这个限制是来自叶片泵,叶片泵设计结构内部压力不平衡的关系,限制它送出较高压力。170巴或210巴的系统压力需用柱塞泵,柱塞泵需要较洁净的压力油才可工作。在较高的系统压力下,产生相等力量需要较小的油缸直径,或相等的油缸直径会产生较大的力量。在系统压力提升后,整个控制的响应度会较快。当然在特殊场合是会使用210Bar或更高的系统压力。
通常压力越高效率越低,因为系统零件的内漏量增加。但体积较小,成本可能较低。
以能耗的角度来说,140公斤或160公斤的系统是比较合适的。
5.4注塑机尺寸:注塑机尺寸的意义在於装箱付运及所占地面。集装箱(货柜箱)的大小是以级数跳的,如20英尺及40英尺长。如两台注塑机可放在一个集装箱内,运费几乎可以减半。租金昂贵的地区如香港,新加坡都喜欢用占地小的注塑机。
5.5注塑机重量:注塑机重量的意义在于吊运、货车付运、地基负荷及运输费用考量,吊机、货车都有额定吊重及载重量。若注塑机并不放在地上便要考虑他对地板的负荷。特别对于大型注塑机更是需要考虑注塑机付运过程的限制,特别是在付运过程中公路桥梁限制。
6.1合模机构的比较:
当客户要选择注塑机时,首先要确定注塑机的结构形式。射出机构各主要厂家的结构形式差别不大,结构差别主要在锁模方面。这两大类锁模结构形式的优缺点列于下表中。
合模型式 |
液压式 |
机铰式 |
锁紧原理 |
全液直压 |
机构变形应力预紧 |
系统刚性 |
刚性为定值,超载时会退模,制品易形成毛边 |
较强,允许平稳,机器循环周期较短 |
运动特点 |
高压合模速度较慢,对一般油路移模速度为有级变速,机器循环周期较长 |
速度较快,变速平稳,机器循环周期较短 |
机器能耗 |
约高于同规格性能肘杆式的10-20% |
较低 |
结构特点 |
结构简单,零件少行程大,机身短 |
需单独设置调模结构,零件多,精度要求高、结构复杂,行程短,机身长 |
对模具适应性 |
对不同高度的模具,易于适应,因施力于模具中心且均匀,故对模具平行度要求不十分严,模具使用寿命长 |
调整要求高,对模具平行度要求严,否则会影响到机器和模具的使用寿命 |
全机成本 |
因铸件大,重量大,液压元件多,故成本高于肘杆式 |
较低 |
对特殊注射工艺适应性 |
好(例如注射压缩,冷却降压) |
较差 |
液压系统 |
压力高,耗油量大,元件多,系统复杂 |
一般 |
合模力调整与指示 |
方便 |
复杂 |
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6.2特殊装置:为了解决某些产品的注塑难题。
项次 |
项目 |
用途说明 |
1 |
蓄能器注射 |
提高注射速度、缩短注射时间、解决薄壁制品模腔填不满
的问题, |
2 |
气体辅助注射 |
降低锁模力,不需使用热流道,节省塑料,降低成品重量,
缩短冷却时间,避免变形,避免凹陷,增加强度。 |
3 |
模腔压力切换保压 |
促使成品特性(如重量,内应力)一致,降低废品率 |
4 |
模腔压力监控 |
薄壁及厚壁注塑的品质控制 |
5 |
锁模力测量/控制 |
促使成品尺寸一致,降低废品率(与模腔压力监测同性质) |
6 |
拉杆拉力测量/控制 |
防止拉杆断裂 |
7 |
闭环比例阀 |
(P/Q闭环) 提高注塑机的精确度及重复性 |
8 |
闭环注射 |
(注射方向比例阀或注射伺服阀) 高质量注塑适用 |
9 |
加大油泵/马达 |
缩短注塑周期,提高注射速度。 |
10 |
边开模边顶出 |
缩短周期 |
11 |
边预塑边开模 |
缩短周期 |
12 |
保压喷嘴 |
只适用在厚壁产品,可边保压边预塑,缩短周期。 |
无锡方诺科技有限公司,以服务于江苏、上海等华东地区的注塑加工企业。公司的主要业务是从事塑机辅机的市场推广及服务,为客户提供注塑成型系统的一站式采购,是注塑工厂的好伙伴
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(付表)机型选择评定表:
一,合模装置:
项次 |
项目 |
确认要求 |
1 |
合模力需要多少先确认,跟据合模力需求,选出相应机型。 |
|
2 |
对应该机型,核对拉杆间距够不够。(不够再往上选) |
|
3 |
对应该机型,核对开模行程够不够。(不够再往上选) |
|
4 |
对应该机型,核对大模厚够不够。小模厚合适否。 |
|
5 |
对应该机型,核对模板尺寸够不够。(不够再往上选) |
|
6 |
对应该机型,核对顶出行程够不够。(如需更改,需与工程部连系) |
|
7 |
对应该机型,核对顶出力够不够。(如需更改,需与工程部连系) |
|
8 |
对应该机型,核对顶出孔位置,数量。(如需更改,需与工程部连系) |
|
二,注射装置:
项次 |
项目 |
确认要求 |
1 |
跟据材料别,注射重量,周期要求,选出相应的螺杆直径 |
|
2 |
跟据材料粘度,质量要求,流道长短大小,选合适的注射压力 |
|
3 |
跟据上二项选出的注塑单元螺杆,核对注射速率是否足够 |
|
4 |
定下适合该材料的螺杆型式(设计及工艺) |
|
5 |
注射速率不足,可加大电机油泵,或加蓄能器 |
|
6 |
要缩短预塑时间,可加大电机油泵,以提高转速。但如冷却时
间很长,就没必要。(提高转速要在该材料容许范围) |
|
7 |
加装单独预塑(边预塑边开模),也可缩短周期 |
|
8 |
保压时间特别长的产品,可装保压喷嘴。(需与工程部连系) |
|
三,其它装置:
1 |
抽芯装置的具体要求(几组,动作要求,速度等) |
|
2 |
吹气要求(几组,装在那里,要不要吸气等) |
|
3 |
冷却水分配器的要求 |
|
4 |
热流道控制器的要求(几组,插接头,电缆长度,独立或内控) |
|
5 |
浇口顺序控制(气压,油压,几组) |
|
6 |
辅机配置要求 |
|
7 |
其它特殊要求 |
|
注塑机选用评定表
制品名称 : |
使用原料 : |
原料比重 : |
制品重量 : |
制品尺寸 : |
投影面积 : |
产品高度 : |
大壁厚 : |
小壁厚 : |
流长比 : |
模具尺寸 : |
模具重量 : |
需求产量 : |
希望周期 : |
质量要求 : |
相应注塑机规格
合模力 : 以上 |
开模行程 : 以上 |
拉杆内距 : 以上 |
大模厚 : 以上 |
小模厚 : 以下 |
顶出行程 : 以上 |
中子需求 : 组 |
|
|
螺杆直径 : mm |
L / D比 : |
注塑重量 : g. |
射出精度要求 : |
混色要求 : |
螺杆型式 : |
具体注塑机型号 : ________________
预估总循环周期时间 : 秒
合模时间 : 秒 |
开模时间 : 秒 |
顶出时间 : 秒 |
注塑保压 : 秒 |
储料时间 : 秒 |
冷却时间 : 秒 |
中子进时间 : 秒 |
中子退时间 : 秒 |
其它时间 : 秒 |
备注栏 (其它选用功能或情况)
填表人 : _________ 填表日:_________ 需求厂商 : _____________________
无锡方诺专业销售——多类型的塑料机械和注塑机辅助设备,如干燥除湿系列(热风干燥机、层式干燥箱、PET专用干燥机、除湿干燥送料三机一体、蜂巢除湿机、模具除湿机)、物料输送系列(一体式自动上料机、分体式自动上料机、中央供料系统、输送带)、冷热温控系列(模温机、水冷式冷水机、风冷式冷水机)、粉碎回收系列(机边粉碎机、慢速粉碎机、中速粉碎机、强力粉碎机、静音粉碎机)、物流混合系列(色母混色机、色母计量仪、混色机)、系统化对策、集中供料系统、机械手及自动化生产系统(斜臂式机械手、单轴横走式机械手、三轴伺服机械手、单双臂机械手)、气辅注塑设备、快速换模系统(注塑机液压夹具、磁性模板/电控永磁吸盘夹具)、模具监视保护系统(模具监视器、翻模台、换模车、模具储存架)、注塑机专用液压油及润滑油脂、注塑机螺杆料筒(镀铬螺杆、双金属螺杆、全硬钢螺杆)、混合喷嘴(混色喷嘴)、过滤喷嘴、弹簧喷嘴、针式截流喷嘴(液压关断式喷嘴、气动关断式喷嘴)等塑料辅机。