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2 0 1 2年 5月 第 4 0卷 第 1 0期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAUL I CS Ma v 2 01 2 Vo 1 ． 4 0 No ．1 0 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 2 ． 1 0 ． 0 3 1 X S Z Y 1 0 0 0液压注射机结构与工艺参数的调整 赵 江平 中山火炬职业技 术学院，广 东中山 5 2 8 4 3 6 摘要在设备既定的条件下 ，为了适应品种繁多的工程塑料、形状和精度要求各异的制品加工 ，尽可能地发挥设备效 能，必须调整注射机的结构参数和工艺参数，可采用的措施包括通过远程调压阀或溢流阀来调节注射压力 ，调节锁模 力，采用注射速度分级控制，采用进油节流调速回路调节合模速度，控制塑料塑化状况，在保证质量的前提下尽量缩短工 作循环时间。 关键词注射压力 ；注射速度 ；合模速度 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 2 1 0 0 9 6 3 Ad j u s t me n t o f t h e S t r u c t u r e a n d T e c h n o l o g i c a l P a r a me t e r s o f X S ． Z Y1 0 0 0 Hy d r a u l i c I n j e c t i o n Ma c h i n e Z HAO J i a n g p i n g Z h o n g s h a n T o r c h P o l y t e c h n i c ，Z h o n g s h a n G u a n g d o n g 5 2 8 4 3 6，C h i n a Ab s t r a c t U n d e r t h e c o n d i t i o n o f u s i n g t h e s a me m a c h i n e ， t h e s t r u c t u r e p a r a m e t e r s a n d t e c h n o l o g i c a l p a r a m e t e r s o f t h e i n j e c t i o n m a c h i n e w e r e a d j u s t e d i n o r d e r t o a d a p t t o a g r e a t v a ri e t y o f e n g i n e e r i n g p l a s t i c s a n d t h e p r o c e s s i n g o f t h e p r o d u c t s w i t h v a r y i n g s h a p e s a n d p r e c i s i o n r e q u i r e m e n t s a n d t o m a x i m i z e t h e p e r f o r ma n c e o f t h e ma c h i n e ．T h e a d o p t e d m e a s u r e s w e r e i n c l u d e d t h e i n j e c t i o n p r e s s u r e a n d l o c k i n g f o r c e w e r e a d j u s t e d b y t h e r e m o t e p r e s s u r e r e g u l a t i n g v a l v e o r o v e r f l o w v a l v e ； t h e i n j e c t i o n s p e e d w a s r e g u l a t e d b y t h e s p e e d c o n t r o l c i r c u i t t h e p r e s s i n g s p e e d w a s r e g u l a t e d b y t h e i n l e t o i l t h r o t t l e s p e e d a d j u s t i n g c i r c u i t t o c o n t r o l t h e p l a s t i c p l a s t i c i z i n g s t a t e；t h e wo r ki ng c y c l e t i me wa s s h o r t e ne d i n t he p r e mi s e o f qu a l i t y a s s u r a n c e ． Ke y w o r d s I n j e c t i o n p r e s s u r e ； I n j e c t i o n s p e e d ； P r e s s i n g s p e e d 注射机是典型的机 、电 、液一体化设备 。在一个 注塑成形周期内，注塑机的机械 、电器、液压等部件 根据各个工艺动作要求协调地工作 ，并互相制约 ，互 相牵制，对注塑制品质量影响很大。液压系统是注塑 机的 “ 血液”循环系统，是为注射机的各种执行机 构提供压力 和速度 的回路 ，液压 回路一般 由控制 系统 压力与流量的主回路和各执行机构的分回路组成。影 响注射制品质量和生产 率 的因素是多 方面 的。塑料、 注射模和注射成形机是构成生产注射制品的三大要 素。为了获得满意的注射制品，以及尽可能地发挥设 备效能 ，除了正确合理设计模具结构和浇道，恰当合 理地选用材料和注射机的类型及规格以外，在设备既 定的条件下，为了适应品种繁多的工程塑料 、形状和 精度要求各异 的制 品加工 ，必须相应 地调整 注射机 的 结构参数和工艺参数。 1 通过远程调压阀或溢流阀来调节注射压力 被加工物料的黏度、制品复杂程度、壁厚、精度 要求、模具浇道设计形式以及熔料流程等不同，所需 要 的注射 压力 也不 同。对 于高黏 度 的塑 料 ，形 状复 杂 、熔料流程长 、壁薄 、精度要求高的制品 ，因熔料 流动阻力大，则需要较高的注射压力；反之，应用较 低 的注射压力 ，以防出现溢 边和 减 小 制 品 的 内应 力 。 目 前在生产 中应用 的注射压力 一 般在6 0～1 4 0 MP a内。加 工 微 型精 密 制 品注 射 压 力 可达 2 8 0 MP a 。模 具 内熔料 压力 与 注射 压 力 紧 密相 关 ，在 注射 成型 过 程 中，模 腔 压 力 是 变 化 的， 当 采 用 一 级 注 射 时 ， 图 1 模腔压力 变化情况 其模腔压力变化情况如图1 所示。 从熔料充模开始至充满模腔的注射阶段，压力迅 速上升至最高值 ，使制品轮廓清晰、精度高。随后转 入保压阶段，因制品冷却收缩时仍需一定压力，给制 品补充熔料，此时要求压力较低，以降低制品内应力 和便于脱模。所以要求二级调压。有些制品要求在注 收稿 日期 2 0 1 1 0 4 0 6 作者简介 赵江平 1 9 6 5 一 ，女，硕士，副教授，主要从事液压技术方面的科研和教学工作。Em a i l z h a o j p 4 1 5 1 63 ．c o rn 。 第 1 0期 赵江平X SZ Y 1 0 0 0液压注射机结构与工艺参数的调整 - 9 7 射 阶段 的压力是分级 的 ， 对 于采用 液压 传 动 的 X S ． Z Y 1 0 0 0注 射 机 ，如 图 2为 远 程 调 压 回路 ，它是 将先 导 式 溢 流 阀 的 遥 控 口 K 接 远 程 调 压 阀 的 进 油 口，调 节 远 程 调 压 阀 压 力 即 可 实 现 远 程 调 压 。这 种 调 压 方 式 ， 可把 远 程 调 压 阀 安 装 也可 以三级调压 。 远 程 调 压 阀 图 2 远 程调 压回路 在 集中控 制 的操 作 台上 或便 于调 节 的地 方 ，操作 方 便。在工作中，溢流阀的先导阀应不起作用 ，即先导 阀调整压力必须高于远程调压阀调节的最高压力 。 图3 a 所示 为采用 两个 溢流 阀分别调 定不 同 的压力 ，组成二级调压 回路 。当二位二通 电磁换 向阀 3的电磁铁失 电时 ，注射压力 由溢 流 阀 2定 压 ；当换 向阀的电磁铁得电时，注射压力由溢流阀4定压。因 此 ，可实 现二级压 力调 整 。图 3 b 所 示是 由一 个 溢流阀和两个远程调压阀控制的三级调压回路。两个 调压阀的调 定压 力不 等 ，而且 均小 于溢 流 阀调定 压 力 。可根据需要调整三个阀件的调定 压力 ，即可获得 三级不 同的压力 。图示位置 ，注射缸的压力 由溢流阀 控制 ；电磁阀的电磁铁 1 Y A通电时，注射缸压力取 决 于调压 阀 2的调定压 力 ；1 Y A失 电、2 Y A得 电时 ， 注射缸压 力 由调 压阀 3控制 。 1 一 泵2 、4 一 溢流 阀卜 换 向 阀 a 二 级 调压 回路 1 一 溢 流 阀 2 、3 一 调压 阀 b 三 级调 压回 路 图 3多级调压 回路 2 调节锁模力及模板运动 制 品和塑料 品种 是影 响所 需 锁模力 的主要 因素 。 因为制品和塑料品种的更换 ，制品在分模面上的投影 面积和所需的模腔压力 ，往往也随之变化 ，锁模 力一 般也要改变 。液压式合模装置可 以根据模具锁模力计 算值 ，通过调节合模油缸的油压来直接控制锁模力， 调整方法与调整注射压力方法相似。而液压 一 肘杆式 合模装置的锁模力大小是靠对合模系统的弹性变形量 的调节来获得的。调节锁模力应由小到大地进行，使 曲肘在最终伸直时，动作既不过快，也不过慢。若伸 直太快 ，锁模力过小 ；伸直太慢 ，则 合模 系统的弹性 变形过大 ，会产生许多不利。一般以正常工艺条件下 不产 生溢料 为度 。 液压式合模装置还需要根据制品的具体情况 ，对 模板开合的速度以及速度变化的位置进行专 门性调 节。在调节模板变速移动时，必须注意模具最小厚度 限定，严禁在无模状态下进行合模操作，防止合模油 缸超程工作。调节模板的行程量应当按照模具动作的 需要 进行 ，不必要 的模板行程将增加能耗和延长成形 周期。 3采用注射速度分级控制 注射 速度也是 注射机 的重要参数之一 ，因制品和 塑料种类不同，需加以调整。对于黏度高、成形温度 范围比校窄的结晶型塑料，壁薄、流程长的制品，采 用较高的注射速度。对于流动性能好 、成形温度比较 宽 的 非 结 晶 型 塑 料 ， 壁 厚 及 带嵌 镶 件 的制 品 ，宜 采 用 较 低 的 注 射速度。 目前采 用注 射速度分级控制 的比 较 多 ，如 图 4所 示 是 注射 速 度 调 节 回路。 在 注射 机 中采 用 大、 小液压泵 ，控制 其分 别或同时供油的方法 ， 以实 现 不 同注 射 速 度 也是较常见的。 图4 注射速度调节回路 4 采用进油节流调速回路实现合模速度调整 合模过程中，为使动模板运行平稳 ，防止模具撞 击 ，又尽可能缩短合模 时间 ，要求模板移动速度按慢 一 快一慢的规律变化，而且能根据不同的制品，进行 合模速度大小和速度变换位置 的调整 。在液压传动的 注射机中，要实现上述的要求都比较容易。图5 所示 为合模油路中采用进油节流调速回路来实现合模速度 的调整 。 ’ 二 4 图5 合模速度调节回路 图6 速度换接回路 速度变换位置的调定，可应用限位开关与液压系 9 8 机床与液压 第4 0卷 统 的速度换接 回路相配合来实现。图 6所示位置为快 速合 模 ， 电磁 铁 2 Y A 通 电 时 转 为 慢 速 合 模 ，控 制 2 Y A得电与否的电信号来 自限位开关。 5 控制塑料塑化状况 塑料塑化状况 的好坏 、快慢 ，直接影 响制 品的质 量和一 个工作循环 中各工序 的平衡 。有关塑化 状况 的 控制和调整 ，主要有 以下几个方面 。 5 ． 1 注射 螺杆 背压 的调 整 螺杆背压的调节是通过调节注射油路中背压阀来 实现。背压大 ，螺杆 后 退 时间 延 长 ，即延 长 塑化 时 间 ，在其他 塑化条 件 如加 热器 加 热温度 、螺杆 转 速等不变的情况下，使物料塑化完全 ，熔料密实， 排除物料中的气体 ，有利于提高制品质量。但过大背 压会增加计量段螺槽熔体的反流，使熔体输送能力降 低 ，减少塑化量 ，而且增 大预塑能耗 。过高的背压还 会使切应力过大 ，剪切热过高，使塑料发生分解而严 重影响制品质量。螺杆背压的调节不仅要与其他工序 相匹配 ，而且 要与加热器 的控制温度配合 。 5 ． 2螺杆转速的调整 调整螺杆转速，将改变物料在料筒中的停留时 间 ，物料受剪切程度也 随之改变 。调节时 ，要 由低 向 较高转速逐渐调。对 热敏性较高或高黏度塑料 ，螺杆 转速应调低些 。有时 ，为了在规定 的冷却时间 内塑化 足够的塑料 ，以平衡生产周期，也采用调节螺杆转速 的办法。螺杆转速快 ，在其他 塑化条 件不变情 况下 ， 将缩短塑化时间，但必须考虑到螺杆剪切作用的加 强，使部分物料过热 ，以及存在塑化不完全的物料进 入模腔的可能性 。所 以要综 合考虑 到别 的影响 因素 ， 以较低 的螺杆转速为宜 。 5 ． 3 料 筒温度 的调控 目前应用较 多 的是 电阻加 热器 对料 筒 包 括 喷 嘴 的分段加 热及 控制 。为 了准 确控 制各 区段 的温 度 ，通常将料筒分成若干加 热区 ，并且喷嘴单独设置 加热器 。根据不 同塑料性 能和其 他影 响塑化 的因素 ， 必须调 整各 区段 的加热温度 。温度的调整 、检测 和控 制通常采用温度指示调节仪和热 电偶 ，进行温度 自动 控制，但必须根据各种不同的塑料，预先调定各区段 加热所需 的温 度 ，以保 持料 筒在 某一 温度 下进 行加 热。注射喷嘴通常用单相交流调压器 ，通过调节输出 电压 ，改变输 出电流来实现喷嘴温度 的控制调节 。 6 在保证制品质量的前提下尽量缩短工作循环 时 间 注塑机每成形一模制 品所经历 的时 问为一个工作 循环 ，又称成形周期。一个成形周期由许多工作时间 段组成 ，有合模时间、注射时间、冷却时间、预塑时 间 、开模 时间 、取件 时 间 有机 械手 取件 、模 具 自 动脱件和半 自动操纵 时的人工取件 、清理模具 、安装 嵌件等用时以及辅助时间等。这些单元时间之间， 有的是依次顺序关系，有的是交错进行。它们都直接 关系到制品质量和机器生产率。所以每当更换不同的 塑料或制品时 ，均需恰当调整这些时间，在保证制品 质量的前提下尽量缩短时间，以提高生产效率 ，降低 产 品成本 。 在半 自动和全 自动操作 中 ，各单元时间的调整主 要是通过调整注射机电气控制 系统 的时间继 电器实现 的 ，有 的则需对限位开关位 置作必要 的调整 。 参考文献 【 1 】王美姣． 液压与气动技术 [ M] ． 北京 清华大学出版社， 2 00 9． 【 2 】 沈言锦． 冲压与塑压成形设备[ M] ． 北京 化学工业出版 社 ， 2 0 0 9 ． 【 3 】刘向明， 郭波， 汪洋． MF A在精密注塑过程 电液控制系 统中的应用[ J ] ． 机床与液压， 2 0 1 0， 3 8 1 4 9 4 9 6 ． 【 4 】吴萍． 冲压与塑压设备[ M] ． 北京 中国人 民大学出版 社 ， 2 0 0 9 ． 【 5 】欧阳德祥． 塑料成型工艺与模具结构[ M] ． 北京 机械工 业 出版社 ， 2 0 0 8 ． 【 6 】叶力 ， 杨继隆． 注射成型工艺参数的专家系统[ J ] ． 浙江 工业 大学学报 ， 2 0 0 1 1 2 6 2 9 ． 【 7 】王权． 高速注塑机注射部件设计及应用[ J ] ． 机床与液 压 ， 2 0 1 1， 3 9 6 5 86 0 ． 上接 第9 5页 5结论 该液压元件综合试验 台采用先进 的电液 比例控制 技术 ，作者还设计了新的泵 源 ，为负载敏感液压系统 提供实验能力的支撑，同时将传统的液压试验技术与 计算机 、数据采集卡以及传感器技术有机地结合起 来 ，代表了液压实验技术的发展方向 ] 。现场试验表 明该试验台各测试部分、传感器、仪表等工作正 常 ，且 能准确 测试 液压元 件 的性 能 ，满足设 计要求 ， 具有很 好的应 用前景。 参考文献 【 1 】胡均平， 曾 晨阳， 严信平， 等． 新型多功能液压综合试验台 研究设计[ J ] ． 机床与液压 ， 2 0 0 4 1 0 2 4 3 2 4 4 ， 2 5 0 ． 【 2 】 谈宏华 ， 滕达． 基于气动系统的电液比例阀监控装置的 设计 [ J ] ． 液压与气动， 2 0 1 0 6 3 4 3 6 ． 【 3 】陈六海 ， 高亚明， 韩军， 等． 工程机械液压系统检测试验 台的开发[ J ] ． 流体传动与控制， 2 0 1 0 5 l 71 9 ． 【 4 】吴劲锋 ， 黄建龙， 安宗文， 等． 软件液压元件研究与应用 [ J ] ． 机床与液压， 2 0 0 7 ， 3 5 3 1 0 21 0 3 ． 【 5 】张怀相 ， 王渝． 应用虚拟仪器技术实现液压元件的特性 分析[ J ] ． 机床与液压， 2 0 0 3 4 2 2 6 2 2 7 ．
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