注塑機(jī)維護(hù)保養(yǎng)注塑機(jī)具有能一次成型外型復(fù)雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件的質(zhì)地密致的塑料制品,被廣泛應(yīng)用于國防、機(jī)電、汽車、交通運(yùn)輸、建材、包裝、農(nóng)業(yè)、文教衛(wèi)生及人們?nèi)粘I罡鱾€領(lǐng)域。注射成型工藝對各種塑料的加工具有良好的適應(yīng)性,生產(chǎn)能力較高,并易于實現(xiàn)自動化。在塑料工業(yè)迅速發(fā)展的今天,注塑機(jī)不論在數(shù)量上或品種上都占有重要地位,從而成為目前塑料機(jī)械中增長最快,生產(chǎn)數(shù)量最多的機(jī)種之一。
我國塑料加工企業(yè)星羅其布,遍布全國各地,設(shè)備的技術(shù)水平參差不齊,大多數(shù)加工企業(yè)的設(shè)備都需要技術(shù)改造。這幾年來,我國塑機(jī)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步十分顯著,尤其是注塑機(jī)的技術(shù)水平與國外名牌產(chǎn)品的差距大大縮小,在控制水平、產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量和外觀造型等方面均取得顯著改觀。選擇國產(chǎn)設(shè)備,以較小的投入,同樣也能生產(chǎn)出與進(jìn)口設(shè)備質(zhì)量相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品。這些為企業(yè)的技術(shù)改造創(chuàng)造了條件。
要有好的制品,必須要有好的設(shè)備。設(shè)備的磨損和腐蝕是一種自然規(guī)律,人們掌握了這種規(guī)律,就可以預(yù)防或減少設(shè)備的磨損和腐蝕,延長設(shè)備的使用周期,保證設(shè)備的完好率。
為加強(qiáng)塑料機(jī)械的使用、維護(hù)和管理工作,我國有關(guān)部門已制訂了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實施細(xì)則,要求各設(shè)備管理部門和生產(chǎn)企業(yè)對設(shè)備的管理和使用做到"科學(xué)管理、正確使用、合理潤滑、精心維護(hù)、定期保養(yǎng)、計劃檢修,提高設(shè)備完好率,使設(shè)備經(jīng)常處于良好狀態(tài)。
本文撰寫了注塑機(jī)維護(hù)、保養(yǎng)的有關(guān)知識和技術(shù)資料可供設(shè)備管理部門和生產(chǎn)企業(yè)的管理人員和技術(shù)人員參考。
塑料注射成型技術(shù)是根據(jù)壓鑄原理從十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初發(fā)展起來的,是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一。該法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料(約占塑料總量的1/3)。
1.1 注塑成型機(jī)的工作原理
注塑機(jī)的工作原理與打針用的注射器相似,它是借助螺桿(或柱塞)的推力,將已塑化好的熔融狀態(tài)(即粘流態(tài))的塑料注射入閉合好的模腔內(nèi),經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過程。
注射成型是一個循環(huán)的過程,每一周期主要包括:定量加料-熔融塑化-施壓注射-充模冷卻-啟模取件。取出塑件后又再閉模,進(jìn)行下一個循環(huán)。
1.2 注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)
注塑機(jī)根據(jù) 塑化方式分為柱塞式注塑機(jī)和螺桿式注塑機(jī);按機(jī)器的傳動方式又可分為液壓式、機(jī)械式和液壓-機(jī)械(連桿)式;按操作方式分為自動、半自動、手動注塑機(jī)。
(1)臥式注塑機(jī):這是最常見的類型。其合模部分和注射部分處于同一水平中心線上,且模具是沿水平方向打開的。其特點(diǎn)是:機(jī)身矮,易于操作和維修;機(jī)器重心低,安裝較平穩(wěn);制品頂出后可利用重力作用自動落下,易于實現(xiàn)全自動操作。目前,市場上的注塑機(jī)多采用此種型式。
(2)立式注塑機(jī):其合模部分和注射部分處于同一垂直中心線上,且模具是沿垂直方向打開的。因此,其占地面積較小,容易安放嵌件,裝卸模具較方便,自料斗落入的物料能較均勻地進(jìn)行塑化。但制品頂出后不易自動落下,必須用手取下,不易實現(xiàn)自動操作。立式注塑機(jī)宜用于小型注塑機(jī),一般是在60克以下的注塑機(jī)采用較多,大、中型機(jī)不宜采用。
(3)角式注塑機(jī):其注射方向和模具分界面在同一個面上,它特別適合于加工中心部分不允許留有澆口痕跡的平面制品。它占地面積比臥式注塑機(jī)小,但放入模具內(nèi)的嵌件容易傾斜落下。這種型式的注塑機(jī)宜用于小機(jī)。
(4)多模轉(zhuǎn)盤式注塑機(jī):它是一種多工位操作的特殊注塑機(jī),其特點(diǎn)是合模裝置采用了轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu),模具圍繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。這種型式的注塑機(jī)充分發(fā)揮了注射裝置的塑化能力,可以縮短生產(chǎn)周期,提高機(jī)器的生產(chǎn)能力,因而特別適合于冷卻定型時間長或因安放嵌件而需要較多輔助時間的大批量塑制品的生產(chǎn),但因合模系統(tǒng)龐大、復(fù)雜,合模裝置的合模力往往較小,故這種注塑機(jī)在塑膠鞋底等制品生產(chǎn)中應(yīng)用較多。
一般注塑機(jī)包括注射裝置、合模裝置、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等部分。
注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是實現(xiàn)和保證成型制品質(zhì)量的前提,而為滿足成型的要求,注射必須保證有足夠的壓力和速度。同時,由于注射壓力很高,相應(yīng)地在模腔中產(chǎn)生很高的壓力(模腔內(nèi)的平均壓力一般在20~45MPa之間,因此必須有足夠大的合模力。由此可見,注射裝置和合模裝置是注塑機(jī)的關(guān)鍵部件。
1.4 注塑機(jī)的操作
1.4.1注塑機(jī)的動作程序
噴嘴前進(jìn)→注射→保壓→預(yù)塑→倒縮→噴嘴后退→冷卻→開模→頂出→退針→開門→關(guān)門→合模→噴嘴前進(jìn)。
1.4.2注塑機(jī)操作項目:注塑機(jī)操作項目包括控制鍵盤操作、電器控制柜操作和液壓系統(tǒng)操作三個方面。分別進(jìn)行注射過程動作、加料動作、注射壓力、注射速度、頂出型式的選擇,料筒各段溫度及電流、電壓的監(jiān)控,注射壓力和背壓壓力的調(diào)節(jié)等。
1.4.2.1注射過程動作選擇:
一般注塑機(jī)既可手動操作,也可以半自動和全自動操作。
手動操作是在一個生產(chǎn)周期中,每一個動作都是由操作者撥動操作開關(guān)而實現(xiàn)的。一般在試機(jī)調(diào)模時才選用。
半自動操作時機(jī)器可以自動完成一個工作周期的動作,但每一個生產(chǎn)周期完畢后操作者必須拉開安全門,取下工件,再關(guān)上安全門,機(jī)器方可以繼續(xù)下一個周期的生產(chǎn)。
全自動操作時注塑機(jī)在完成一個工作周期的動作后,可自動進(jìn)入下一個工作周期。在正常的連續(xù)工作過程中無須停機(jī)進(jìn)行控制和調(diào)整。但須注意,如需要全自動工作,則(1)中途不要打開安全門,否則全自動操作中斷;(2)要及時加料;(3)若選用電眼感應(yīng),應(yīng)注意不要遮閉了電眼。
實際上,在全自動操作中通常也是需要中途臨時停機(jī)的,如給機(jī)器模具噴射脫模劑等。
正常生產(chǎn)時,一般選用半自動或全自動操作。操作開始時,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需要選擇操作方式(手動、半自動或全自動),并相應(yīng)撥動手動、半自動或全自動開關(guān)。
半自動及全自動的工作程序已由線路本身確定好,操作人員只需在電柜面上更改速度和壓力的大小、時間的長短、頂針的次數(shù)等等,不會因操作者調(diào)錯鍵鈕而使工作程序出現(xiàn)混亂。
當(dāng)一個周期中各個動作未調(diào)整妥當(dāng)之前,應(yīng)先選擇手動操作,確認(rèn)每個動作正常之后,再選擇半自動或全自動操作。
1.4.2.2預(yù)塑動作選擇
根據(jù)預(yù)塑加料前后注座是否后退,即噴嘴是否離開模具,注塑機(jī)一般設(shè)有三種選擇。(1)固定加料:預(yù)塑前和預(yù)塑后噴嘴都始終貼進(jìn)模具,注座也不移動。(2)前加料:噴嘴頂著模具進(jìn)行預(yù)塑加料,預(yù)塑完畢,注座后退,噴嘴離開模具。選擇這種方式的目的是:預(yù)塑時利用模具注射孔抵助噴嘴,避免熔料在背壓較高時從噴嘴流出,預(yù)塑后可以避免噴嘴和模具長時間接觸而產(chǎn)生熱量傳遞,影響它們各自溫度的相對穩(wěn)定。(3)后加料:注射完成后,注座后退,噴嘴離開模具然后預(yù)塑,預(yù)塑完再注座前進(jìn)。該動作適用于加工成型溫度特別窄的塑料,由于噴嘴與模具接觸時間短,避免了熱量的流失,也避免了熔料在噴嘴孔內(nèi)的凝固。
注射結(jié)束、冷卻計時器計時完畢后,預(yù)塑動作開始。螺桿旋轉(zhuǎn)將塑料熔融并擠送到螺桿頭前面。由于螺桿前端的止退環(huán)所起的單向閥的作用,熔融塑料積存在機(jī)筒的前端,將螺桿向后迫退。當(dāng)螺桿退到預(yù)定的位置時(此位置由行程開關(guān)確定,控制螺桿后退的距離,實現(xiàn)定量加料),預(yù)塑停止,螺桿停止轉(zhuǎn)動。緊接著是倒縮動作,倒縮即螺桿作微量的軸向后退,此動作可使聚集在噴嘴處的熔料的壓力得以解除,克服由于機(jī)筒內(nèi)外壓力的不平衡而引起的"留涎"現(xiàn)象。若不需要倒縮,則應(yīng)把倒縮停止開關(guān)調(diào)到適當(dāng)位置,讓預(yù)塑停止開關(guān)被壓上的同一時刻,倒縮停止開關(guān)也被壓上。當(dāng)螺桿作倒縮動作后退到壓上停止開關(guān)時,倒縮停止。接著注座開始后退。當(dāng)注座后退至壓上停止開關(guān)時,注座停止后退。若采用固定加料方式,則應(yīng)注意調(diào)整好行程開關(guān)的位置。
一般生產(chǎn)多采用固定加料方式以節(jié)省注座進(jìn)退操作時間,加快生產(chǎn)周期。
1.4.2.3注射壓力選擇
注塑機(jī)的注射壓力由調(diào)壓閥進(jìn)行調(diào)節(jié),在調(diào)定壓力的情況下,通過高壓和低壓油路的通斷,控制前后期注射壓力的高低。
普通中型以上的注塑機(jī)設(shè)置有三種壓力選擇,即高壓、低壓和先高壓后低壓。高壓注射是由注射油缸通入高壓壓力油來實現(xiàn)。由于壓力高,塑料從一開始就在高壓、高速狀態(tài)下進(jìn)入模腔。高壓注射時塑料入模迅速,注射油缸壓力表讀數(shù)上升很快。低壓注射是由注射油缸通入低壓壓力油來實現(xiàn)的,注射過程壓力表讀數(shù)上升緩慢,塑料在低壓、低速下進(jìn)入模腔。先高壓后低壓是根據(jù)塑料種類和模具的實際要求從時間上來控制通入油缸的 壓力油的壓力高低來實現(xiàn)的。
為了滿足不同塑料要求有不同的注射壓力,也可以采用更換不同直徑的螺桿或柱塞的方法,這樣既滿足了注射壓力,又充分發(fā)揮了機(jī)器的生產(chǎn)能力。在大型注塑機(jī)中往往具有多段注射壓力和多級注射速度控制功能,這樣更能保證制品的質(zhì)量和精度。
1.4.2.4 注射速度的選擇
一般注塑機(jī)控制板上都有快速-慢速旋鈕用來滿足注射速度的要求。在液壓系統(tǒng)中設(shè)有一個大流量油泵和一個小流量泵同時運(yùn)行供油。當(dāng)油路接通大流量時,注塑機(jī)實現(xiàn)快速開合模、快速注射等,當(dāng)液壓油路只提供小流量時,注塑機(jī)各種動作就緩慢進(jìn)行。
1.4.2.5 頂出形式的選擇
注塑機(jī)頂出形式有機(jī)械頂出和液壓頂出二種,有的還配有氣動頂出系統(tǒng),頂出次數(shù)設(shè)有單次和多次二種。頂出動作可以是手動,也可以是自動。
頂出動作是由開模停止限位開關(guān)來啟動的。操作者可根據(jù)需要,通過調(diào)節(jié)控制柜上的頂出時間按鈕來達(dá)到。頂出的速度和壓力亦可通過控制柜面上的開關(guān)來控制,頂針運(yùn)動的前后距離由行程開關(guān)確定。
1.4.2.6 溫度控制
以測溫?zé)犭娕紴闇y溫元件,配以測溫毫伏計成為控溫裝置,指揮料筒和模具電熱圈電流的通斷,有選擇地固定料筒各段溫度和模具溫度。表5列出了一些塑料的成型加工溫度范圍,可供參考。
料筒電熱圈一般分為二段、三段或四段控制。電器柜上的電流表分別顯示各段電熱圈電流的大小。電流表的讀數(shù)是比較固定的,如果在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)比較長時間的偏低,則可能電熱圈發(fā)生了故障,或?qū)Ь€接觸不良,或電熱絲氧化變細(xì),或某個電熱圈燒毀,這些都將使電路并聯(lián)的電阻阻值增大而使電流下降。
在電流表有一定讀數(shù)時也可以簡單地用塑料條逐個在電熱圈外壁上抹劃,看料條熔融與否來判斷某個電熱圈是否通電或燒毀。
高速注射時,料流速度快,當(dāng)高速充模順利時,熔料很快充滿型腔,料溫下降得少,黏度下降得也少,可以采用較低的注射壓力,是一種熱料充模態(tài)勢。高速充模能改進(jìn)制件的光澤度和平滑度,消除了接縫線現(xiàn)象及分層現(xiàn)象,收縮凹陷小,顏色均勻一致,對制件較大部分能保證豐滿。但容易產(chǎn)生制品發(fā)胖起泡或制件發(fā)黃,甚至燒傷變焦,或造成脫模困難,或出現(xiàn)充模不均的現(xiàn)象。對于高黏度塑料有可能導(dǎo)致熔體破裂,使制件表面產(chǎn)生云霧斑。
下列情況可以考慮采用高速高壓注射:(1)塑料黏度高,冷卻速度快,長流程制件采用 低壓慢速不能完全充滿型腔各個角落的;(2)壁厚太薄的制件,熔料到達(dá)薄壁處易冷凝而滯留,必須采用一次高速注射,使熔料能量大量消耗以前立即進(jìn)入型腔的;(3)用玻璃纖維增強(qiáng)的塑料,或含有較大量填充材料的塑料,因流動性差,為了得到表面光滑而均勻的制件,必須采用高速高壓注射的。
對高級精密制品、厚壁制件、壁厚變化大的和具有較厚突緣和筋的制件,最好采用多級注射,如二級、三級、四級甚至五級。