求一个关于注塑机液压系统的英文原版。

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注塑机的维护注塑机可以用金属嵌件一次成型外观复杂、尺寸准确或质地致密的塑料制品,广泛应用于国防、机电、汽车、交通、建材、包装、农业、文教卫生和人们的日常生活中。注射成型技术对各种塑料的加工适应性好,生产能力高,易于自动化。在塑料工业飞速发展的今天,注塑机无论是在数量上还是在品种上都占据了重要地位,从而成为塑料机械中发展最快、规模最大的生产机型之一。

我国塑料加工企业分散在全国各地,设备技术水平参差不齐。大多数加工企业需要技术改造。近年来,我国注塑机行业技术进步显著,特别是注塑机技术水平与国外知名品牌产品的差距大大缩小,在控制水平、产品内在质量、外观造型等方面都发生了显著变化。选择国产设备也能以较少的投入生产出与进口设备同等质量的产品。这些都为企业的技术改造创造了条件。

要有好的产品,必须要有好的设备。设备的磨损和腐蚀是自然规律。如果人们掌握了这一规律,就可以防止或减少设备的磨损和腐蚀,延长设备的使用寿命,保证设备的完好率。

为加强塑料机械的使用、维护和管理,我国有关部门制定了相关标准和实施细则,要求各设备管理部门和生产企业科学管理和使用设备,正确使用,合理润滑,精心维护,定期保养和计划维修,提高设备完好率,保持设备完好。

本文写出了有关注塑机维修的知识和技术资料,供设备管理部门和生产企业的管理人员和技术人员参考。

塑料注射成型技术是19世纪末至20世纪初根据压铸原理发展起来的,是塑料加工中最常用的方法之一。该方法适用于所有热塑性塑料和部分热固性塑料(约占塑料总量的1/3)。

1.1注塑机的工作原理

注塑机的工作原理类似于注射器的工作原理。它是借助螺杆(或柱塞)的推力,将熔融状态(即粘性流体状态)的塑化塑料注射到封闭的模具型腔内,固化成型后获得产品的过程。

注塑成型是一个循环的过程,每个循环主要包括:定量加料-熔体塑化-压力注塑-充模冷却-开模取件。取出塑料件,然后关闭模具进行下一个循环。

1.2注塑机的结构

注塑机按塑化方式分为柱塞注塑机和螺杆注塑机;按机器的传动方式可分为液压式、机械式和液压-机械(连杆)式;按操作方式分为自动、半自动、手动注塑机。

(1)卧式注塑机:这是最常见的类型。合模部分和注射部分在同一水平中心线上,模具在水平方向打开。其特点是:机身短,易于操作和维护;机器重心低,安装稳定;产品弹出后,可在重力作用下自动下落,易于实现全自动操作。目前市场上使用最多的是这种类型的注塑机。

(2)立式注塑机:合模部分和注射部分在同一垂直中心线上,模具在垂直方向开模。因此占地面积小,易于放置镶件,拆装模具方便,从料斗中落下的物料可以塑化均匀。但产品弹出后不易自动掉落,必须用手取出,不易实现自动化操作。立式注塑机适用于小型注塑机。一般60g以下的注塑机应用广泛,大中型机器不适合。

(3)角度注塑机:其注射方向与模具界面在同一平面上,特别适用于加工中央部分无浇口痕迹的平面制品。它的占地面积比卧式注塑机小,但放在模具里的嵌件容易斜掉。这种类型的注塑机适用于小型机器。

(4)多模旋转注塑机:是一种多工位操作的专用注塑机,其特点是合模装置采用旋转结构,模具绕旋转轴旋转。这种类型的注塑机充分发挥了注射装置的塑化能力,可以缩短生产周期,提高机器的生产能力。因此,它特别适合于生产大量的塑料产品,冷却凝固时间长或更多的辅助时间,由于插入物的位置。但由于合模系统庞大复杂,合模装置的合模力往往很小,因此这类注塑机广泛应用于塑料鞋底等产品的生产。

一般注塑机包括注射装置、合模装置、液压系统和电气控制系统。

注塑成型的基本要求是塑化、注射、成型。塑化是实现和保证成型制品质量的前提,而为了满足成型的要求,注射必须保证足够的压力和速度。同时,由于注射压力较高,相应地在模腔内产生较高的压力(模腔内的平均压力一般在20-45 MPa之间,因此必须有足够的锁模力。可以看出,注射装置和合模装置是注塑机的关键部件。

1.4注塑机的操作

1.4.1注塑机的动作程序

喷嘴提前→注射→保压→预成型→反向收缩→喷嘴后退→冷却→开模→顶出→退针→开门→关门→合模→喷嘴提前。

1.4.2注塑机操作项目:注塑机操作项目包括控制键盘操作、电气控制柜操作、液压系统操作。注射工艺动作、送料动作、注射压力、注射速度、顶出类型的选择,料筒各段温度、电流、电压的监控,注射压力、背压的调节等。

1.4.2.1注射过程的动作选择:

一般注塑机可以手动、半自动、全自动操作。

手动操作是在一个生产周期中,每一个动作都是由操作者扳动操作开关来实现的。一般只在调试和调模时选择。

在半自动操作中,机器可以自动完成一个工作循环的动作,但在每个生产循环后,操作者必须打开安全门,取下工件,然后关闭安全门,机器才能继续下一个循环的生产。

在全自动操作中,注塑机在完成一个工作循环的动作后,可以自动进入下一个工作循环。在正常的连续工作过程中,不需要停机进行控制和调整。但需要注意的是,如果需要全自动运行,不要在(1)中间打开安全门,否则全自动运行会中断;(2)及时喂食;(3)如果选择电眼感应,应注意不要遮住电眼。

其实在全自动操作中,通常需要临时停车,比如喷脱模剂加工模具。

在正常生产中,一般选择半自动或全自动操作。操作开始时,应根据生产需要选择操作方式(手动、半自动或全自动),并相应转动手动、半自动或全自动开关。

半自动和全自动工作程序由电路本身决定。操作者只需要改变速度和压力,时间的长短,顶针的数量等。在电气柜上,这样工作程序就不会因为操作者不正确地调整按钮而混乱。

当一个周期内各动作调整不当时,应先选择手动操作,确认各动作正常后再选择半自动或全自动操作。

1.4.2.2预成型动作选择

根据注射座在预成型加料前后是否后退,即喷嘴是否离开模具,注塑机一般有三种选择。(1)固定进料:预成型前后喷嘴始终卡入模具,注射座不动。(2)预加料:喷嘴压在模具上进行预塑化加料。预塑化后,注射座后退,喷嘴离开模具。选择这种方式的目的是在预成型时利用模具的注射孔支撑喷嘴,避免背压高时熔融材料流出喷嘴。预成型后,可以避免喷嘴与模具长时间接触产生的热传递,影响各自温度的相对稳定性。(3)后补料:注射完成后,注射座后退,喷嘴离开模具,然后进行预成型,预成型后注射座向前移动。此操作适用于加工成型温度特别窄的塑料。因为喷嘴和模具之间的接触时间短,所以避免了热量的损失和喷嘴孔中熔融材料的凝固。

注射和冷却计时器结束后,预成型动作开始。螺杆旋转熔化并将塑料挤压到螺杆头的前面。由于螺杆前端的挡圈的止回阀功能,熔化的塑料积聚在机筒的前端,迫使螺杆向后。当螺杆退回到预定位置时(该位置由行程开关确定,控制螺杆退回的距离实现定量进料),预成型停止,螺杆停止转动。随之而来的是反向收缩,即螺杆沿轴向略微后移,可以缓解聚集在喷嘴处的熔融物料的压力,克服机筒内内外压力不平衡而产生的“流涎”现象。如果不需要反向收缩,应将反向收缩停止开关调整到合适的位置,以便在按下预成型停止开关的同时也按下反向收缩停止开关。当螺杆向后移动按下停止开关时,向后收缩停止。然后注射座开始后退。当注射座后退按下停止开关时,注射座停止后退。如果采用固定进给方式,应小心调整行程开关的位置。

在一般生产中,为了节省注射座进退操作时间,加快生产周期,常采用固定送料方式。

1.4.2.3注射压力的选择

注塑机的注射压力由压力调节阀调节。在设定压力的情况下,前后期的喷射压力由高压和低压油路的通断控制。

普通中型及以上注塑机有三种压力选择,高压、低压、低压前高压。高压注射是通过将高压油注入注射缸来实现的。由于压力高,塑料从一开始就以高压力和高速度进入模腔。高压注射时,塑料快速进入模具,注射缸压力表读数快速上升。低压喷射是通过向喷射缸内喷射低压油来实现的。注射过程中,压力表读数上升缓慢,塑料以低压低速进入模腔。先高压后低压是根据塑料的种类和模具的实际要求,通过控制不时进入油缸的压力油的压力来实现的。

为了满足不同塑料对不同注射压力的要求,也可以采用更换不同直径螺杆或柱塞的方法,既满足了注射压力,又充分发挥了机器的生产能力。大型注塑机往往具有多级注射压力和多级注射速度控制功能,可以更好地保证产品的质量和精度。

1.4.2.4注射速度的选择

一般注塑机的控制面板上都有快慢旋钮,以满足注射速度的要求。液压系统中安装了大流量油泵和小流量泵同时供油。当油路接大流量时,注塑机可以实现快速开合模、快速注射等。当液压油路只提供很小的流量时,注塑机的各种动作就会慢慢进行。

1.4.2.5弹出形式的选择

注塑机的顶出形式有机械顶出和液压顶出两种,有的还配有气动顶出系统,顶出次数有单次和多次。顶出动作可以是手动或自动的。

顶出动作由模具打开和停止的限位开关启动。操作员可以根据需要通过调节控制柜上的喷射时间按钮来实现这一点。顶出的速度和压力也可以由控制柜表面的开关控制,顶杆移动的前后距离由行程开关决定。

1.4.2.6温度控制

热电偶作为测温元件,毫伏表作为控温器件,指挥料筒和模具电加热线圈电流的通断,有选择地固定料筒各段温度和模具温度。表5列出了一些塑料的加工温度范围,以供参考。

充电桶的电加热线圈一般分为两段、三段或四段。电气柜上的电流表分别显示每个电加热线圈的电流。电流表的读数是相对固定的。如果在运行中发现电流表读数长时间比较低,可能是电加热线圈出了故障,或者是导线接触不良,或者是电加热丝氧化变细,或者是某个电加热线圈被烧坏,会使并联电路电阻增大,电流减小。

当电流表有一定读数时,可以简单地用塑料条一条一条地刮电热线圈外壁,通过看塑料条是否熔化来判断一个电热线圈是否带电或烧坏。

1.4.2.7夹紧控制

合模就是用巨大的机械推力来闭合模具,以抵抗注射过程中熔融塑料的高压注射和模具的充填所产生的巨大开模力。

关好安全门,所有行程开关发出信号,合模动作立即开始。首先,活动模板启动速度慢。向前移动一小段距离后,原来压住慢速开关的控制棒压块分离,活动板转动快速向前移动。当向前移动到合模结束时,控制杆的另一端再次按下慢速开关,此时活动板以低速低压向前移动。在低压合模的过程中,如果模具之间没有障碍物,可以顺利合模,直到按下高压开关,转高压使铰链变直,完成合模动作。这个距离很短,一般只有0.3 ~ 1.0 mm,一接通高压,合模终止限位开关被触动,这时动作停止,合模过程结束。

注塑机的合模结构有全液压式和机械联动式。无论是哪种结构形式,夹紧力最终都是通过完全伸直连杆来实现的。连杆的矫直过程是活动板和尾板展开的过程,也是四根拉杆拉伸的过程。

合模力的大小可以从模具闭合时油压表的最高值得知。夹紧力越大,机油压力表的最大值就越高,反之亦然。较小的注塑机没有夹紧油压表。这时候就要根据连杆的拉直来判断模具是否真的紧了。如果注塑机的连杆在合模时容易拉直,或者“几乎”无法拉直,或者几个连杆中有一个没有完全拉直,那么注塑时模具就会膨胀,零件就会出现飞边或其他缺陷。

1.4.2.8开模控制

当熔融塑料注入模腔并冷却后,模具打开,产品取出。开模过程也分为三个阶段。在第一阶段,模具缓慢打开,以防止零件在模腔中撕裂。第二阶段,快速开模,缩短开模时间。第三阶段,缓慢开模,减少开模惯性带来的冲击和震动。

1.4.3注射成型工艺条件的控制

目前,各注塑机厂家已经开发出多种程序控制方法,包括:注射速度控制、注射压力控制、注射模腔塑料填充量控制、螺杆背压和转速控制等塑化状态控制。实现过程控制的目的是提高产品质量,最大限度地提高机器效率。

注射速度的程序控制为1.4.3.1

注射速度的程序控制是将螺杆的注射行程分为3~4个阶段,在每个阶段使用合适的注射速度。比如在熔融塑料刚通过浇口时放慢注射速度,在充模过程中采用高速注射,在充模结束时放慢速度。这种方法可以防止飞边,消除流痕,降低产品的残余应力。

低速充模时,流速稳定,制品尺寸相对稳定,波动小,制品内应力低,制品内外应力趋于一致(如聚碳酸酯制品浸入四氯化碳中,高速注射成型的制品有开裂倾向,但低速不开裂)。在慢充型条件下,材料流动的温差,尤其是浇口前后的温差较大,有助于避免缩孔和凹陷。但由于充模时间长,容易造成脱层和粘结焊痕不良,不仅影响外观,而且机械强度也大大降低。

高速注射时,物料流动速度快。高速充型顺利时,熔融材料会快速充满型腔,材料的温度和粘度下降较少,因此可以采用较低的注射压力,这是一种热料充型情况。高速充模可以提高零件的光泽度和平滑度,消除接缝线现象和分层现象,收缩凹陷小,颜色均匀,对于大部分零件保证饱满。但容易造成产品发油、起泡或发黄,甚至烧变焦,或造成脱模困难,或充模不均匀。对于高粘度塑料,它可能导致熔体破裂和零件表面上的浊点。

以下情况可考虑高速高压注射:(1)塑料粘度大,冷却速度快,长流程零件低压慢不能完全充满型腔的所有角落;(2)对于壁厚太薄的零件,熔融材料到达薄壁处容易凝结滞留,必须采用高速注射,使熔融材料在大量能量消耗之前立即进入型腔;(3)玻璃纤维增强的塑料,或含有大量填料的塑料,由于流动性差,为了获得光滑均匀的表面,必须高速高压注射。

对于先进的精密产品、厚壁零件、壁厚变化大的零件以及法兰、筋厚的零件,最好采用多级注射,如两级、三级、四级甚至五级注射。

1.4.3.2注射压力的程序控制

一般注射压力的控制可分为一次注射压力、二次注射压力(保压)或三次以上注射压力的控制。压力切换时机是否合适,对于防止模具内压力过高、溢料或缺料非常重要。模塑制品的比容取决于保压阶段浇口关闭时的熔体压力和温度。如果每次从保压阶段切换到产品冷却阶段时压力和温度都相同,则产品的比容不会发生变化。在成型温度不变的情况下,决定产品尺寸的最重要参数是保压压力,影响产品尺寸公差的最重要变量是保压压力和温度。例如,充模后,保压压力立即下降,当表层形成一定厚度时,保压压力又上升,这样就可以用较低的合模力成型壁厚较大的制品,消除塌边和飞边。

保压压力和速度通常是塑料填充模具型腔时最高压力和速度的50%~65%,即保压压力比注射压力低0.6~0.8MPa左右。由于保压压力低于注射压力,在相当长的保压时间内,油泵的负载较低,延长了固体油泵的使用寿命,也降低了油泵电机的功耗。

三段式压力注射不仅能使零件顺利充模,而且能避免熔接痕、凹陷、飞边和翘曲变形。有利于薄壁零件、多头小零件、长流程大零件的成型,甚至是型腔配置不均匀、合模紧的零件成型。

1.4.3.3注塑模具型腔塑料填充量的程序控制

提前调整一定量的计量,使螺杆末端在接近注射行程结束时仍有少量熔体(缓冲)。根据模具内的填充情况,进一步施加注射压力(二次或三次注射压力)补充少量熔体。这样,可以防止产品下沉或者可以调节产品的收缩率。

1.4.3.4螺杆背压和转速的程序控制

高背压可以使熔体得到强剪切,低转速也可以使塑料在机筒中得到更长的塑化时间。因此,目前广泛采用的是同时控制背压和转速。例如,在螺杆的整个计量行程中,首先是高转速低背压,然后切换到低转速高背压,再切换到高背压低转速,最后在低背压低转速下塑化。这样就释放了螺杆前端熔体的大部分压力,降低了螺杆的转动惯量,从而提高了螺杆计量的精度。背压过大往往会导致着色剂变色程度的增加;预成型机构的圆柱螺杆的机械磨损增加;预成型周期延长,生产效率降低;喷嘴容易流涎,回收料量增加;即使使用自锁喷嘴,如果背压高于设计的弹簧锁紧压力,也会造成疲劳破坏。因此,必须适当调整背压。

随着技术的发展,将小型计算机纳入注塑机的控制系统,用计算机控制注射过程成为可能。日本制钢所的N-PACS(微机控制系统)可以实现四个反馈控制(保压调节、成型调节、自动计量调节和树脂温度调节)和四个过程控制(注射速度程序控制、保压检查、螺杆速度程序控制和背压程序控制)。

1.4.4注射成型前的准备

成型前的准备工作可能包括很多内容。如:材料加工性能的检验(塑料流动性、含水率等的测定。);原料加工前的染色和颗粒选择;颗粒材料的预热和干燥;插件的清洁和预热;试模和桶清洗等。

1.4.4.1原料预处理

根据塑料的特点和供应情况,成型前应对原材料的外观和工艺性能进行检测。如果用的塑料是粉状的,比如PVC,也要混干混;如果产品有颜色要求,可以加入适量的着色剂或色母;供应的颗粒往往含有不同程度的水分、助熔剂等挥发性低分子物质,特别是一些有吸湿倾向的塑料总是超过加工允许的限度。因此,在加工前必须进行干燥,并测定含水量。对水敏感的聚碳酸酯在高温下的含水量要求在0.2%以下,甚至0.03%~0.05%,因此常采用真空干燥箱干燥。干燥后的塑料必须正确密封,以防止塑料从空气中吸收水分而失去干燥效果。因此,干燥室料斗可以持续地为注塑机提供干热的物料,有利于简化操作、保持清洁、提高质量和增加注射速率。一般干燥料斗每小时的装载量是注塑机的2.5倍。

1.4.4.2嵌件预热

为了满足装配和强度的要求,需要在注塑产品中嵌入金属嵌件。在注射成型过程中,当放置在模具型腔中的冷金属嵌件和热塑料熔体一起冷却时,由于金属和塑料之间收缩率的显著差异,嵌件周围往往会产生很大的内应力(特别是对于聚苯乙烯等具有刚性链的高聚物)。这种内应力的存在使得嵌件周围出现裂纹,导致产品的使用性能大大降低。这可以通过选择金属(铝、钢等)来实现。)具有大的热膨胀系数作为插入物并预热插入物(特别是大的金属插入物)。同时,在设计产品时,在嵌件周围安排较大的厚壁等措施。

1.4.4.3机筒的清洁

新购买的注塑机在第一次使用前,或需要更换产品、更换原料、改变颜色或发现塑料中有分解物时,需要对注塑机的机筒进行清洗或拆卸。

清洗机筒体一般采用加热筒体清洗方式。清洁材料一般使用塑料原料(或塑料回收料)。对于热敏性塑料,如PVC,可以用低密度聚乙烯和聚苯乙烯进行过渡加油清洗,然后用处理后的新材料更换过渡清洗材料。

1.4.4.4脱模剂的选择

脱模剂是一种可以使塑料制品容易脱模的物质。硬脂酸锌适用于除聚酰胺以外的一般塑料;液体石蜡对聚酰胺塑料有很好的作用;硅油贵,用起来麻烦,很少用。

脱模剂的使用要控制在适当的量,尽量少用或不用。过度喷涂会影响产品外观,对产品的色彩装饰有负面影响。

1.5注塑机操作注意事项

养成注塑机良好的操作习惯,对提高机器寿命和生产安全大有裨益。

启动前1.5.1:

(1)检查电气控制箱内是否有水或油。如果电器潮湿,不要打开它。维修人员应在启动机器前吹干电气部件。(2)检查电源电压是否符合要求,一般不应超过15%。(3)检查紧急停止开关和前后出口开关是否正常。确认电机和油泵的旋转方向一致。(4)检查冷却管道是否畅通,将冷却水引入油冷却器和筒体末端的冷却水套。(5)检查所有运动部件是否有润滑油(脂),并添加足够的润滑油。(6)打开电加热,加热桶的所有部分。当各段温度达到要求后,保持一段时间,使机器温度趋于稳定。保温时间根据不同设备和塑料原料的要求而不同。(7)向料斗中加入足够的塑料。根据注塑不同塑料的要求,有些原料最好先干燥。(8)在桶上盖上隔热罩,这样可以节约电能,延长电加热线圈和电流接触器的寿命。

1.5.2运行期间:

(1)不要为了方便而取消安全门的功能。(2)注意压力油的温度,油温不应超过规定范围。液压油的理想工作温度应保持在45 ~ 50℃之间,一般在35 ~ 60℃范围内为宜。(3)注意调整行程限位开关,避免机器动作时的冲击。

1.5.3工作结束时:

(1)停机前,应将机筒内的塑料清洗干净,防止残留材料氧化或长期热分解。(2)模具应打开,以保持肘杆机构长时间锁定。(3)车间必须配备起重设备。组装和拆卸模具等重型零件时要非常小心,以确保生产安全。

1.6注塑制品缺陷原因及处理方法

在注射成型过程中,会出现注射不足、凹陷、飞边、气泡、裂纹、翘曲、尺寸变化等缺陷。可能经常因原材料加工不良、产品或模具设计不合理、操作人员未掌握适当的工艺操作条件或机械原因而发生。

塑料制品的评价主要有三个方面。首先是外观质量,包括完整性、色泽。二是尺寸和相对位置之间的精度;三是与用途相对应的机械性能、化学性能和电气性能。这些质量要求根据产品的应用场合有不同的尺度。

生产实践证明,产品的缺陷主要在于模具的设计、制造精度和磨损程度。但实际上,塑料加工厂的技术人员经常遭遇这样的困境:用技术手段弥补模具缺陷带来的问题,效果甚微。

生产过程中的工艺调整是提高产品质量和产量的必要途径。因为注塑周期本身就很短,如果工艺条件掌握不好,废品就层出不穷。最好一次只改变一个条件,观察几次。如果压力、温度、时间都一起调,很容易造成混乱和误解,出了问题也不知道是什么原因。有许多措施和手段来调整过程。例如,对于产品标签不符合要求的问题,有十几种可能的解决方案。只有选择一两个主要的解决方案来解决问题的症结,才能真正解决问题。此外,还要注意解题中的辩证关系。比如产品有凹陷,有时要提高物料温度,有时要降低物料温度;有时需要增加材料数量,有时需要减少材料数量。有必要认识到用逆向措施解决问题的可行性。