1、注塑机螺杆的基本型号和主要参数注塑螺杆的基本型式及主要参数 一般螺杆分为三段即加料段,压缩段,均化段。 加料段底经较小,主要作用是输送原料给后段,因此主要是输送能力问题,参数(L1,h1),h1=(0120 14)D。 压缩段底经变化,主要作用是压实、熔融物料,建立压力。参数压缩比 =h1h3 及 L2。准确应以渐变度 A=(h1h3)L2。 均化段(计量段)将压缩段已熔物料定量定温地挤到螺杆最前端、参数(L3,h3),h3=(0050 07)D。 对整条螺杆而言,参数 LD长径比 L D 利弊:L D 与转速 n,是螺杆塑化能力及效果的重要因素,LD 大则物料在机筒里停留时间长,有利于塑化,
2、同时压力流、漏流减少,提高了塑化能力,同时对温度分布要求较高的物料有利,但大之后,对制造装配使用上又有负面影响,一般 LD 为(1820),但目前有加大的趋势。 其它螺距 S,螺旋升角 =Dtg,一般 D=S,则 =1740。 对塑化能力有影响,一般来说 大一些则输送速度快一些,因此,物料形状不同,其 也有变化。粉料可取 =25左右,圆柱料 =17左右,方块料 =15左右,但 的不同,对加工而言,也比较困难,所以一般 取 1740。 棱宽 e,对粘度小的物料而言,e 尽量取大一些,太小易漏流,但太大会增加动力消耗,易过热,e=(0.080.12)D。 总而言之,在目前情况下,因缺乏必要的试验手
3、段,对螺杆的设计并没有完整的设计手段。大部分都要根据不同的物料性质,凭经验制订参数以满足不同的需要,各厂大致都一样。 下面就几种专用螺杆的设计结合其物料特性作简单介绍: 一PC 料(聚碳酸酯) 特点:非结晶性塑料,无明显熔点,玻璃化温度 140150,熔融温度 215225,成型温度250320。 粘度大,对温度较敏感,在正常加工温度范围内热稳定性较好,300长时停留基本不分解,超过340开始分解,粘度受剪切速率影响较小。 吸水性强 参数选定: a LD 针对其热稳定性好,粘度大的特性,为提高塑化效果尽量选取大的长径比,本厂取 26。 由于其融熔温度范围较宽,压缩可较长,故采用渐变型螺杆。L1
4、=30全长,L2=46全长。 b压缩比 由渐变度 A 需与熔融速率相适应,但目前融熔速率还无法计算得出,根据 PC 从 225融化至 320之间可加工的特性,其渐变度 A 值可相对取中等偏上的值,在 L2 较大的情况下,普通渐变型螺杆 =23,本厂取 26。 c因其粘度高,吸水性强,故在均化段之前,压缩段之后于螺杆上加混炼结构,以加强固体床解体,同时,可使其中夹带的水份变成气体逸出。 d其它参数如 e,s, 以及与机筒的间隙都可与其它普通螺杆相同。 二PMMA (有机玻璃) 特点:玻璃化温度 105,熔融温度大于 160,分解温度 270,成型温度范围很宽。 粘度大,流动性差,热稳定性较好。
5、吸水性较强。 参数选择 a LD 选取长径比为 2022 的渐变型螺杆,视其制品成型的精度要求一般 L1=40, L2=40。 b压缩比 ,一般选取 23 26。 c针对其有一定亲水性,故在螺杆的前端采用混炼环结构。 d其它参数一般可按通用螺杆设计,与机筒间隙不可太小。 三PA (尼龙) 特性:结晶性塑料,种类较多,种类不一样,其熔点也不一样,且熔点范围窄,一般所用 PA66 其熔点为 260265。 粘度低,流动性好,有比较明显的熔点,热稳定性差。 吸水性一般。 参数选择 a LD 选取长径比 1820 的突变型螺杆。 b压缩比,一般选取 335,其中防止过热分解 h3=007008D。 c
6、因其粘度低,故止逆环处与机筒间隙应尽量小,约 005,螺杆与机筒间隙约 008,如有需要,视其材料,前端可配止逆环,射嘴处应自锁。 d其它参数、可按通用螺杆设计。 四PET(聚酯) 特性:熔点 250260,吹塑级 PET 则成型温度较广一点,大约 255290。 吹塑级 PET 粘度较高,温度对粘度影响大,热稳定性差。 参数选择 L D 一般取 20,三段分布 L1=5055,L2=20。 采用低剪切、低压缩比的螺杆,压缩比 ,一般取 182,同时剪切过热导致变色或不透明h3=009D。 螺杆前端不设混炼环,以防过热,藏料。 因这种材料对温度较敏感,而一般厂家多用回收料,为提高产量,我厂采用
7、的是低剪切螺杆,所以可适当提高马达转速,以达到目的。同时在使用回收料方面(大部分为片料),本厂根据实际情况,为加大加料段的输送能力,也采取了加大落料口径在机筒里开槽等方式,取得了比较好的效果。 五PVC(聚氯乙烯) 热敏性物料,一般分为硬质和软质,其区别在于原料中加入增塑剂的多少,少于 10的为硬质,多于30为软质。 特点:无明显熔点,60变软,100150粘弹态,140时熔融,同时分解,170分解迅速,软化点接近于分解点,分解释放于 HC1 气体。 热稳定性差,温度、时间都会导致分解,流动性差。 设计原则 a温度控制严格,螺杆设计尽量要低剪切,防止过热。 b螺杆、机筒要防腐蚀。 c注塑工艺需
8、严格控制。 一般讲,螺杆参数为 LD=1620,h3=007D, =162 ,L1=40,L2=40。 为防止藏料,无止逆环,头部锥度 2030,对软胶较适应,如制品要求较高,可采用无计量段,分离型螺杆,此种螺杆对硬质 PVC 较适合,而且为配合温控,加料段螺杆内部加冷却水或油孔,机筒外加冷水或油槽,温度控制精度2左右。 PC 料的注塑工艺及螺杆的选择PC 性能优异,透明度较高,冲击韧性好,耐蠕变,使用温度范围宽,PC 的工艺特性是:熔融粘度对剪切率的敏感性小,而对温度的敏感性大,无明显熔点,熔融体粘度较高,高温下树脂易水解,制品易开裂。针对这些特性,我们特别要注意区别对待:要增加熔体的流动性
9、,不是用增大注射压力而应采用提高注射温度的办法来达到。要求模具的流道、浇口短而粗,以减少流体的压力损失,同时要较高的注射压力。树脂在成型加工之前需进行充分的干燥处理,使其含水量控制在 0.02%以下,此外,在加工过程中对树脂还应采取保温措施,以防重新吸湿。不仅需要合理的制品设计,还应正确掌握成型工艺,如提高模具温度,对制品进行后处理等可以减少或消除内应力。视产品的不同状况及时调正工艺参数。 下面谈谈成型工艺 1、注射温度 必须综合制品的形状、尺寸,模具结构。制品性能、要求等各方面的情况加以考虑后才能作出。一般在成型中选用温度在 270 “320之间,过高的料温如超过 340时,PC 将会出现分
10、解,制品颜色变深,表面出现银丝、暗条、黑点、气泡等缺陷,同时物理机械性能也显著下降。 2、注射压力 对 PC 制品的物理机械性能,内应力、成型收缩率等有一定的影响对制品的外观及脱模性有较大的影响,过低或过高的注射压力都会使制品出现某些缺陷,一般注射压力控制在 80120MPa 之间,对薄壁,长流程,形状复杂,浇口较小的制品,为克服熔体流动的阻力,以便及时充满模腔,才选用较高的注射压力(120145MPa)。从而获得完整而表面光滑的制品。 3、保压压力及保压时间 保压压力的大小及保压时间的长短对 PC 制品的内应力有较大的影响,保压压力过小,补缩作用小易出现真空泡或表面出现缩凹,保压压力过大,浇
11、口周围易产生较大的内应力,在实际加工中,常以高料温,低保压的办法来解决。保压时间的选择应视制品的厚薄,浇口大小,模温等情况而定,一般小而薄制品不需很长的保压时间,相反,大而厚的制品保压时间应较长。保压时间的长短可通过浇口封口时间的试验予以确定。 4、注射速度 对 PC 制品的性能无十分明显的影响,除了薄壁,小浇口,深孔,长流程制品外,一般采用中速或慢速加工,最好是多级注射,一般采用慢快慢的多级注射方式。 5、模具温度 一般控制在 80100就可以,对形状复杂,较薄,要求较高的制品,也可提高到 100120,但不能超过模具热变形温度。 6、螺杆转速与背压 由于 PC 熔体粘度较大,从有利塑化,有利排气,有利塑机的维护保养,防止螺杆负荷过大,对螺杆的转速要求不可太高,一般控制在 3060r/min 为宜,而背压控制在注射压力的 1015%之间为宜。 7、PC 在注塑过程中要严格控制脱模剂的使用,同时再生料的使用不能超过三次,使用量应为 20%左右。对生产 PC 制品的塑机要求:要求制品的最大注射量(包括流道、浇口等)应不大于公称注射量的7080%,螺杆选用单头螺纹等螺距,带有止回环的渐变压缩型螺杆,螺杆的长径比 L/D 为 1520,几何压缩比 C/R