3.3.1概述

注塑成型设备是指在注塑成型过程中所需各种设备的统称.随着科技的不断进步,注塑成型设备的种类也越来越多,功能日趋完善.就一般而言,注塑成型设备包括以下几种:

1.注射成型机:是模具的载体,用于使塑料经加热熔融,并施加一定压力,使高温熔体充入模具,再经冷却和固化而制成的有一定几何形状和尺寸精度的塑料制品的重要成型设备.从形状来区分,可分为卧式成型机和立式成型机.从压力的产生和释放来区分可分为油压式成型机和电动式成型机.另外,我们必须注意的是:机台吨位(机台大小)不是这台机本身重量,其实指的是这台机最大的锁模力.

以下是我公司的几种常见注射成型机

2.机械手:成型附属设备,主要目的是用于成型生产中自动取出产品,从而节约人力和操作时间﹑稳定成型周期﹑提升产品质量.根据主臂的工作方式可分为横走式和斜臂式二种﹒在我厂常用的有和有信（YUSHIN）机械手两种.如下图所示:

3.整列机:接口设备,必须配合机械手使用﹐机械手取出产品置于整列机的托盘内当托盘已满时﹐整列机可进行自动更换托盘﹒如下图所示:

5.干燥机:接口设备,除湿干燥机用于去除原料中之水份﹐达到充分干燥的目的﹐以利成型生产﹒提升产品质量.如下图所示:

成型机是进行成型生产的必要条件,而其他外围设备则是生产稳定和产品质量的必要保证,因此,要做出令客户满意的产品,上述两者缺一不可.成型设备的选用是成型生产中关键的一环.

3.3.2全电气式射出成型机简介

手机零件的尺寸要求非常严格,成型时必须做到高精度控制.而全电气式射出成型机在此方面具有其独特的优越性,因此GSM成型厂所用机台大多采用全电气式射出成型机,尤其以TOYO成型机居多.

一.全电气式射出成型机的特点

1.从经济实用的合理设计方面考虑

l性价比高:全电气式射出成型机通过软件的改造,能够进行复杂的控制.

l低能耗:运转费用低,与油压机相比,其电力消耗仅占1/3.

l高功能:该机型拥有强大的人工智能.

l高可靠性:其控制装置具有很高的可信度.机械构造具有高刚性的特点.

l无污染,无噪音,不使用机油.

2.使用AC伺服马达(数字控制)

AC伺服马达能够精确设定轴的速度,控制的最小单位为0.1mm.一般地,在全电气式射出成型机上各控制轴所使用的马达是:

l利用AC伺服马达的控制轴有四根.

射出轴螺杆回转轴锁模轴顶出轴

l使用齿轮马达的控制轴有两根

射出座(喷嘴接触)模具厚度的调整

二.主要的机构组成

1.机械安全装置

成型机的模具开关机构的运行必须将操作的安全性放在首位,当安全门被打开时,一些与安全性有关的动作就会被锁定,如开关模﹑顶针后退﹑模厚进退等等.

2.射出机构

l射出驱动机构:射出驱动机构使螺杆螺杆前进﹑后退.

l螺杆回转机构:通过AC伺服马达的旋转以及同步皮带的作用使螺杆回转进行计量.如下图所示:

l射座的动作原理

射座的移动由齿轮马达控制,与模具的接触力通过弹簧实现.

如图所示:

3.锁模机构

l锁模机构有直压式和曲轴式两种,它主要功能是驱动模板进行锁模的动作.

l如下图所示:通过AC伺服马达的旋转以及同步皮带的作用,驱动滚珠导螺杆,模具使模具打开或关闭.曲柄连杆机构

4.顶出机构

如图所示:通过AC伺服马达的旋转以及同步皮带的作用,驱动滚珠导螺杆,使顶岀板前进或后退,完成成型品的顶岀过程

5.模厚调整机构

l模厚调整机构就是通过齿轮马达使齿轮旋转,精密的维持模盘的平行度以及锁模力的平衡.

6.润滑系统

润滑系统是在成型过程中对各活动机构在固定的周期里进行润滑.润滑的介质主要有润滑油和高温润滑油脂.如右图所示:

三.重要部件的种类及构造

1.螺杆的构造

l压缩比TF/TM一般取2-3,压缩比越大,对树脂的剪切作用越大(TOYO成型机的螺杆一般取为2.5).

lL/D:螺杆的有效长度L与直径D的比值,这个比值越大,树脂的混炼效果越好.一般取值为16-20.

l可塑料化能力是指在单位时间内可塑化(熔融)的树脂的最大量.用Kg/h来表示.

2.螺杆头的构造

l如图所示,装在螺杆最前面的尖头,是在可塑化(计量)时通过树脂的压力,将逆流防止阀门打开,熔融树脂向前流动.在射出或保压时,逆流防止阀阀门关闭,阻止螺杆前部的树脂向前逆流.逆流防止阀门分为有爪式和无爪式(有爪式的同螺杆ㄧ起旋转,无爪式的不旋转).

四.射出成型过程

射岀成型过程中各机构的动作,如下图所示:

3.3.2TOYO成型机的一般设定方法

射岀段数的设定方法:

l射出段数的设定要考虑到成型品的形状.

l在保证产品质量的前提下,设定的射岀成型段数越少越好.

射出速度的设定:

l射出速度的设定主要考虑成型品的外观以及型腔内树脂流动的阻力,设定时要一边观察外观,慢慢变更速度..

l树脂的不同或者成型品厚度的不同,一般情况下,如果成型品比较厚,则选择低速射出,如果成型品较薄,则采用高速射出.

l射出速度设定不当易产生的不良缺陷

多段射出的必要性和效果

l流在前面的树脂从中央向模具壁面呈扇形扩散.

l被推压到壁面的树脂,停止流动,冷却后形成固化层.

l从后面流入的树脂通过固化层内部向前流动.

l成型品的外观质量只舆流动树脂前端的树脂速度(射出速度)有关.

射出压力的设定

射出压力的设定要考虑到模具的保护力,开始时射出压力要设定得低ㄧ点.如果射出压力抑制了峰压压力,则必须慢慢提高.

l如果提高了射出压力仍有充填不足,则要研究射出速度和树脂温度.

l一般设定的射出压力要比峰压高-Kgf/cm2

l设定的最大射出压力为kgf/cm2时,像A曲线的成型品是合理的.

l如果像C曲线必须达到kgf/cm2的最大射压,而设定的射出压力只有kgf/cm2,则射出图形C曲线可能转换像B曲线那样.不能满足要求,应设定射出压力为0kgf/cm2.

最大射出时间的设定

射出时间根据成型品的形状和大小而异,同时还需考虑到是否能完全充填,以及外观和质量问题.一般来说,比较薄的成型品易发生变形,所以要缩短时间,而比较厚的成型品为防止出现缩痕和气泡,需要延长射出时间,另外,如果浇口比较大,射出时间应短.若浇口比较小,射出时间应长.

l初期设定的射出时间要稍长一些.

l最终设定的射出时间要比实际射出时间长0.5-1秒.

l设定射出时间的作用是:如果塑料在流道或浇口出现堵塞时通过设定的射出时间来监控(当实际射出时间长于设定的射出时间时即报警).

缩退幅和后缩退速度的设定

缩退幅是使螺杆强制后退的距离,以减少料筒内的压力.

l通过减压可以防止脱模时树脂的流延.

l缩退幅要根据树脂的特性来设定.树脂的粘度大,缩退幅设得小ㄧ点,反之则大.

缩退速度是使螺杆强制后退的速度.

l缩退幅和后缩退速度过大时易出现银条,气泡等,应引起注意.

冷却时间的设定:

l冷却时间的作用是回收熔融树脂的热量,模具温度较低时,冷却时间可短ㄧ点.不过,冷却时间的设定要根据料筒的温度,模具温度,模具流道以及成型品的厚薄等因素而定,冷却时间在整个成型工程中所占比例较长,在ㄧ开始时要设定充分的冷却时间,而后慢慢缩短冷却时间,并结合考虑脱模的性能,成型品有无变形等现象,最后设定最合理的冷却时间.

l熔融树脂冷却到常温会引起收缩,其收缩的程度用收缩率来表示.树脂还有结晶性的性质,分子排列规则的树脂称为结晶性树脂,结晶性树脂舆非结晶性树脂相比,其收缩率要大5-10倍,但是如果含有玻璃纤维,则收缩率只有1/3-1/2.

l冷却时间要根据成型品的厚度,热扩散,熔融树脂的温度,热变形温度和模具温度而定.

加料等待时间的设定:

l一般情况下,在保压结束后就进行计量,但有时料筒内已熔融的树脂如果在熔融状态下对流,可能引起烧焦或特性变形,故设定加料等待时间(其作用是卸压,防止熔融树脂的回流),加料等待时间是保压结束后开始计量前所停止的时间.

背压和螺杆转速的设定:

ㄧ.背压原理

l计量时施加在螺杆尾部的压力就叫背压

l如上图所示:如果在螺杆尾部施加kgf/cm2的背压,计量中螺杆旋转将熔融的树脂输向螺杆头前方,当树脂压力达到kgf/cm2以上时,螺杆将后退直至计量完成(螺杆达到计量位置后停止旋转)

二.螺杆转速的设定方法

l一般以在冷却时间内尽量完成计量来设定螺杆的回转速.

l要考虑到树脂的可塑化状态,螺杆旋转时产生的剪切热﹑计量时间以及的稳定性.

三.背压和螺杆转速的一般标准

保压切换位置的设定:

l考虑到成型的不良,并为了适应成型品的形状,要设定保压切换位置.其操作为:在射出过程中设定保压压力为0kgf.观察成型品的形状,来设定切换位置.

保压压力的设定方法:

l射出工程有弥补树脂收缩性的功能,即使熔融树脂完全充填在模具内,但随着时间的推移会慢慢冷却,由于树脂体积减少,容易产生缩痕和变形,因此必须设定合适的保压压力.

1,保压压力的设定

施加压力最理想的状态就是做到成型品所有部位都均匀一致,使树脂固化.最合适的设定是在浇口封闭的时间内根据距浇口的距离不同有相应的压力,随着树脂的冷却和成型品表面的逐渐固化,离浇口较远的位置就难以施加到,成型品的固化状态是从成型品的表面和成型品的前端开始,固化的进行状态和保压位置如下表所示:

3.3.3TOYO成型机常用界面简介

一.成型机各部名称

1.模具开闭总成:包括与动模板移动有关的所有机构,如滚珠导螺杆、曲肘机构、调模及锁模马达等等.

2.控制面板:机台运行的电气回路,控制整个机台的运转情况.

3.射出总成:参与熔融塑料射出的所有机构,如螺杆、射座、加热筒、热电偶等.

4.操作面板:人机对话的窗口,用于人工在特定模式下对机台的各种设定操作.

5.动力盘面板:配置一些必要的断电器,如加热断电器、主断电器和操作电源等

二.操作面板简介

1.紧急停止按钮:运行中若发现重大异常情况,按下此按钮可立即停止机台的机械运动.按下本按钮后,马达将停止运转,马达开关被锁定,即使再按马达开关也无法启动.若要重新启动马达需顺着箭头方向转动该按钮,解除锁定状态.

2.加热筒、马达ON/OFF开关:按下操作面板上的电热/马达ON/OFF开关持续数秒之后,电热/马达即进入ON的状态.在其ON的状态时按下电热/马达ON/OFF开关持续数秒即可OFF.但在成型机自动运转中,即使按下开关也不会OFF.

3.液晶显示屏:显示成型机所处的状态﹑各类设定值及实际值﹑报警信息等.

4.画面切换键:当从一个画面转化到另一画面时,可通过此列按键进行切换.显示屏上的功能键即光亮显示.

5.运行模式选择键:TOYO成型机的运行模式共有五种:

l不使用:OFF模式,该键LED亮时代表机台进入不使用模式,机械不做任何动作.当LED处于闪烁状态时,代表进入报警状态,画面将显示报警讯息.(在报警状态中按OFF键即可解除报警,使LED恢复灯亮状态)

l换模:切换至交换模式的按键,在模具更换时常常用到(为调整模厚及锁模)在该模式下将以低速低压运作模具开闭及螺杆的进退.

l手动:手动模式键,按照所设定的参数以手动模式运行.

l半自动:半自动模式键,机台在开模完顶针顶出后将停止运行.打开安全门确认模具产品已取出后,按合模键将继续半自动运行.(启动方法:按两次半自动键,再按合模键或由全自动直接切换成半自动)

l全自动:全自动模式键,机台进行全自动运行(启动方法:按两次全自动键)

6.条件设定键:用于对成型条件的设定操作,包括数值设定﹑功能选择设定等等.应当指出的是条件设定完后必须按输入进行确认.

7.手动操作键:此列按键只有在手动模式或换模模式下使用才有效,不同之处是手动模式机台的动作按设定值运行,换模模式机台则是在低速低压下运行.特别地,模厚前进/后退只能在换模模式下动作.清料的启动方法是在换模模式下按一次清料键.

8.选用键:只有在模具具有特别的抽心入子下才能发挥作用,一般情况下用不上,切勿随意乱按.

三.显示屏画面的构成

四.画面的说明

1.射出/加料画面

参数的更改方法:用手指点触需更改的项目的触控键,然后再重新输入数值.

此主画面还有一些窗口画面(所谓窗口画面即是在目前的画面上再显示一个较小的画面),用于辅助设定或监视等.

在射出/加料画面下还有几个窗口画面,如下图所示:

此外,在画面切换键射出/加料下还有射出图形表示和加料图形表示两个功能键,其画面在随后介绍的图形画面也存在,届时再做详细介绍.

2.开关模画面

在开关模画面下还有如下几个窗口画面,如下图所示:

3.温度画面

在温度画面切换键下还有两个功能键,如下所示:

4.生产管理画面

在生产管理画面切换键下还有几个功能键,如下所示:

5.监视画面

该主画面还有一个窗口画面,如下所示:

另外,在监视画面切换键下还有两个功能键,如下所示:

6.图形画面.

此主画面还有一个窗口画面,如下图所示:

I.加料图形表示:保压完后至计量完成过程中塑料的位置/压力曲线.用于观察加料的稳定性

II.十字坐标:使用十字坐标分析图形,相当于瞄准线的功能.

III.图形消却:消除主画面上的目前所显示的图形.

7.调整画面

调整主画面设定说明:

树脂人力:根据所使用的树脂,查阅其计量条件及温度等的设定标准,为设定合理的成型条件作参考.另外,也可以将新的树脂特性录入到数据库中,以备查阅.

列表机和通信设定主要是用于成型机与打印机等外部设备的通信设定,不常用.

8.保养画面

此外,还有功能键中的警示来历(显示最近几次的报警讯息)常用,其他功能键不常用,在此不作介绍.

五.TOYO成型机成型条件设定的一般步骤

对于一套新模,在TOYO成型机上调机的一般步骤是:

通过上述步骤即可完成一套新模具主要成型条件的设定.当然对于非初次试模或复制模则可参考以前的成型条件,在此基础上做适当的参数变更,这样可减少调机时间,避免浪费不必要的工时.

3.3.4成型外围设备简介

一.模温机

模温机是一种用于控制模具温度的重要设备,通过水路循环将模具中大量的热量带走.我们常用的模温机如右图所示三种,其设定方法和工作原理等都一样.

工作原理:通过检测装置(感温器)测定实际温度并与设定值对比,若实际温度高于设定温度,则电磁阀开,外部常温水进入模温机内部进行冷却,若实际温度低于设定温度则电磁阀关,通过电热器对循环水加热,直止实际温度达到设定温度.

2.外部结构简介:

3.开启模温机的一般步骤:

(1).确认模温机上外部供应水阀门已打开.并关闭与成型机相连的两组水管.

(3).设定模温

按下模温设定键,利用数字上/下调键配合使用数字移位键输入所需的设定值,最后按下模温设定键确认.

(4).开启与成型机相连的两组水管的阀门.

二.温控器

温控器应用于有热流道的模具,用于控制模具流道温度(包括主流道和分流道),根据模具的结构确定使用的段数.

温控器的种类很多,操作方法也不尽相同.下面以我们最常用的一种(HUSKY)来说明其操作步骤.

1.将温控器与模具连接线(感温线﹑加热线)的插头插好,并按下卡扣.

2.插好温控器的电源线,开启温控器上的电源总开关.

3.设定热流道温度

1)根据模具热流道段数开启热流道使用段数开关.

2)按下温度显示按钮选择需设定的热浇道段别,利用每位数字对应的+/-号设定该段热浇道所需的温度,按确认键设定完毕.

以上为注塑成型周边设计的介绍。