微型高精密注塑機的設計

0微型高精密注塑機設計為了盡快滿足中國制造業(yè)的需求，我們需要盡快滿足小型和高精度加工、短周期銷售和低成本生產的要求，尤其是需要成為手表、相機、計算機、手機、醫(yī)療設備和人類內部件的需要。傳統(tǒng)的模型無法滿足需求。目前我國生產高精密成型產品所用機器幾乎全靠臺灣、日本、美國、德國、意大利等進口。本文講述了自主設計的微型高精密注塑機的結構及原理。該微型注塑機核心部分的設計與國外機塑化形式完全不同,集CNC、CAM數(shù)字控制、壓力、溫度、傳感及紅外線遙感和語言對話等措施控制的全自動機電一體化設計產品,并能達到環(huán)保、節(jié)能、精準、高效為一體的設計理念。1全電動雙螺桿注塑機的設計傳統(tǒng)的注塑機的結構一般包括:開合模機構,熔膠注塑機構以及機架。開合模機構與熔膠注塑機構一字形排布在機架上,包括一長條形的熔膠筒,如中國專利文獻CN201272008所公開的一種注塑機的熔膠筒節(jié)能結構一樣。這種熔膠筒包括熔膠系統(tǒng)的螺桿、熔膠筒和射膠組件。熔膠筒上排布著多個發(fā)熱圈,對熔膠筒進行分段加熱。因此,這種注塑機的熔膠注塑機構一般都較長,使得整個注塑機的整體長度長,占地面積較大。為了解決上述問題,將熔膠注塑機構的熔膠與注射分成兩個獨立的部分,如中國專利文獻CN201720992U所公開的一種全電動雙螺桿注塑機。這種設計將熔膠裝置和射膠裝置上下平行排布,其熔膠裝置位于射膠裝置之上,從熔膠裝置中被熔化的塑膠經球閥流入射膠裝置中,通過射膠柱塞注射。這樣可以大大地縮短熔膠注塑機構的長度,減少占地面積,但這種設計還存在結構復雜,且每次進膠完成后易使熔好的膠再次返回熔膠裝置,也會影響產品的質量。為了克服傳統(tǒng)注塑機上述缺陷,設計了一種能縮短注塑機的長度,而且其占用空間更小,結構更加緊湊的微型高精密注塑機。2高精密注射機的結構和工作原理2.1單元結構的結構特點該設計由以下幾個部分組成,包含:立體結構;熔注膠機構的立體結構及熔注膠機構核心部件的立體結構;攪拌和剪切螺桿、第一滾珠絲杠和注射桿的立體結構;攪拌和剪切螺桿及單向閥芯的剖面結構的兩種狀態(tài);單元閥芯的平面結構;快速裝模機構的立體結構。2.1.1注膠機構和操作機構該微型高精密注塑機的組成包括開合模機構、熔注膠機構和機架,開合模機構和熔注膠機構設置在機架上,如圖1所示。在圖1設計的基礎上加上機箱構成該微型高精密注塑機的完整結構。2.1.2模板驅動裝置引起閥芯熔膠熔注膠機構包括進料斗、加熱元件(設在座板上)、攪拌和剪切螺桿(設在加熱元件之內并與加熱元件的內壁形成熔膠室)、螺桿驅動裝置、注射桿、注射桿驅動裝置及單向閥芯。2.1.3出膠孔與進膠孔的設置攪拌和剪切螺桿、進料斗通過座板設在加熱元件上,并與熔膠室相通,在攪拌和剪切螺桿中央設有一端開口的孔,注射桿從開口伸入到孔內構成容積室,在攪拌和剪切螺桿的另一端設有進膠孔,在進膠孔遠離開口一側的攪拌和剪切螺桿上設有出膠孔,進膠孔、出膠孔與設置在加熱元件靠近開合模機構一端的單向閥芯活動配合,構成進膠孔和出膠孔擇一工作。在座板靠近注射桿驅動裝置一側設有復位彈簧,用于熔膠時將進膠孔封閉。復位彈簧也可以設計成不通過座板頂在加熱元件上的結構,即可以設計成復位彈簧直接頂在加熱元件上。2.1.4進膠孔漏的安裝在熔膠和向容積室灌膠階段(如圖5、圖6所示),在熔膠室內的被熔化的塑膠量達到一定量后,由于攪拌和剪切螺桿不停地將這些被熔化的塑膠向單向閥芯一側推動,對單向閥芯產生推力,由于單向閥芯頂在模具的唧嘴上不能動,這時在上述推力的反作用力下,與單向閥芯配套的限位環(huán)連同加熱元件和攪拌和剪切螺桿向后退,后退距離超過預定距離時,進膠孔漏出于密封段,處于避空段之中,當然,沒有避空段也是可以的,只需要進膠孔漏出于密封段即可。該設計中的單向閥芯配套的限位環(huán)限的可移動預定距離設計成2mm,而出膠孔被密封段密封,這時被熔化和剪切好的塑膠會從進膠孔(本設計中為一圈多個進膠孔)被灌入容積室內,進入的液態(tài)塑膠會將注射桿逐漸向后推動,直至達到預定距離(由PLC預先設置該距離,見圖5)時,停止熔膠,攪拌和剪切螺桿停止轉動,這時推力減為零,在復位彈簧的作用下,限位環(huán)連同加熱元件和攪拌及剪切螺桿向前復位,將單向閥芯的出膠孔漏出于出膠段內,進膠孔被密封段封住,在注射桿的推動下,被熔化好的塑料膠液從出膠孔(本設計中為一圈多個出膠孔)流出,經過出膠段的射膠孔和唧嘴流入模仁內,直至完成注塑。注塑完成后,再開始第二次熔膠注射循環(huán)。2.1.5出膠孔的密封該微型高精密注塑機單向閥芯從里到外依次包括密封段、出膠段及射膠段,射膠孔設在射膠段上,并與出膠段的內容相通,密封段的內空內徑小于出膠段的內空內徑,且與攪拌和剪切螺桿的端頭的外徑相等。單向閥芯的緊接著密封段還設有避空段,避空段中央為外端等于端頭外徑,內端大于端頭外徑的錐形孔。2.1.6單元-雙孔多孔結構模仁的安裝合?；顒影搴颓澳９潭ò逶O有快速裝模機構,快速裝模機構包括前插板和后插板。前插板和后插板相隔一定距離通過連接板連為一體構成插槽。連接板上設有螺桿,使用時,將前插板插入模仁的相應槽內,后插板插入開合?；顒影寤蚯澳９潭ò宓南鄳蹆?鎖緊螺桿就可以將模仁固定在開合?；顒影寤蚯澳９潭ò迳?這種方式可以從側面安裝模仁,比以往的從正面安裝模仁要方便許多(見圖8)。在機架的周圍設有機箱,進膠孔為一圈多孔結構,出膠孔為一圈多孔結構。該設計中,螺桿驅動裝置包括一個伺服電機,即:第一伺服電機。第一伺服電機通過齒輪組帶動所述攪拌和剪切螺桿旋轉。注射桿驅動裝置包括一個伺服電機,即第二伺服電機。第二伺服電機通過第一同步皮帶及第一同步輪帶動第一滾珠絲杠旋轉,從而驅動注射桿前進或后退。開合模機構包括一個伺服電機,即第三伺服電機。第三伺服電機通過第二同步皮帶、第二同步輪及第二滾珠絲杠帶動開合?；顒影?相對于前模固定板移動。2.2高、中型冷擠出機的冷卻系統(tǒng)微型高精密注塑機的冷卻系統(tǒng)采用快速冷確或加溫系統(tǒng)對不同的高分子材料成型實施自動切換,運用成熟的制冷熱單元體進行拼裝組合。3空心回流的優(yōu)點首先,該設計去掉了傳統(tǒng)的液壓執(zhí)行機構,克服傳動的疲軟性及精度公差的積累性,對微型高精密注塑機核心部分設計是以最少的傳動環(huán)節(jié),直接使用動力支持所有的執(zhí)行機構。其次,該設計采用了雙螺桿復后結構,以開合模機構和熔注膠機構設置在機架上,實施空心回流使溶體回流至特制羅桿的注塑腔內,減小注射活塞直徑,不僅使傳統(tǒng)的熔膠筒縮短了近40%的長度,而且這種結構相對于雙螺桿上下平行排布而言,其結構更加緊湊,容易維修。并且該設計采用了長度與截面之比較大的注射桿,使注射桿的行程更長,有較長時間控制注射量,可將注射量精準度提高到0.01mg。在機型方面比國外同等注塑量機型,重量輕1/3,長度短1/3,可廣泛應用于對醫(yī)療行業(yè)、IT行業(yè)所用的小型零部件的注塑。最