專利名稱:螺盤與柱塞組合式注射成型裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種螺盤與柱塞組合式注射成型裝置，包括注射油缸、注射座架、電機、傳動機構(gòu)、座子、向心推力軸承、料斗、機筒、電熱器、移動油缸、齒輪及柱塞；特點是還包括塑化螺盤，塑化螺盤包括轉(zhuǎn)盤及圓柱體，在轉(zhuǎn)盤的圓柱面上設有三條以上的外圓周螺槽，在轉(zhuǎn)盤的右端面上設有三條以上的端面螺槽，外圓周螺槽的右端與端面螺槽聯(lián)通；在轉(zhuǎn)盤及圓柱體上設有中心孔；機筒包括呈圓柱形的塑化腔及注射筒，轉(zhuǎn)盤位于塑化腔中并可轉(zhuǎn)動，料斗安裝在塑化腔上，外圓周螺槽的左端通過徑向孔與料斗連通，端面螺槽聯(lián)通外圓周螺槽的右端與注射筒的左端；柱塞與注射筒間隙配合。其具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，料筒清理方便，塑化、粉碎和擠壓能力強，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點。
【專利說明】
螺盤與柱塞組合式注射成型裝置
技術(shù)領域
[0001]本實用新型涉及一種螺盤與柱塞組合式注射成型裝置，主要用于對高分子材料的塑化和注射成型，屬于高分子材料注射成型技術(shù)領域。
【背景技術(shù)】
[0002]塑料注射成型加工具有工藝簡單、生產(chǎn)效率高、制品尺寸精確等優(yōu)點，并且可以在較短的時間內(nèi)一次成型外形比較復雜的制品。
[0003]塑化注射裝置是注射成型設備核心結(jié)構(gòu)之一，其性能的好壞不僅直接影響到注射成型的效率、生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)環(huán)境等問題，而且還對注射制品的質(zhì)量有著決定性的影響。
[0004]現(xiàn)在最常見的塑化注射裝置有二種，其一是螺桿柱塞式，其二是往復螺桿式。
[0005]傳統(tǒng)的螺桿柱塞式注射成型機，是在柱塞式注射裝置上增加了一套僅作塑化用的單螺桿擠出供料裝置，物料需首先通過單螺桿塑化裝置進行塑化，然后經(jīng)單向閥而進入注射料筒，當供料量達到計量值時，塑化螺桿停止轉(zhuǎn)動，注射柱塞開始注射。
[0006]傳統(tǒng)的往復螺桿式注射成型機，螺桿同時具有塑化和注射二個功能，螺桿作回轉(zhuǎn)運動對物料進行塑化，同時還要做往復的軸向運動進行注射，因此整體系統(tǒng)的復雜程度高，成本大，在塑化時，伴隨著螺桿的軸向移動，使融料形成難以克服的軸向溫差。
[0007]傳統(tǒng)注射機還有一個共同特點，那就是普遍都采用螺桿來塑化物料，盡管利用螺桿塑化有其優(yōu)勢，但對于有些材料，螺桿具有塑化、粉碎和擠壓能力不強的缺點。
[0008]針對傳統(tǒng)注射機存在的問題，盡管有諸多研究者進行了探索，但都僅僅局限于對螺桿或柱塞進行的局部改變，沒有改變上述整體系統(tǒng)存在的根本原因。
[0009]眾多研究人員中，有部分研究者將振動引入到塑料加工成型領域，利用螺桿的振動對物料塑化擠出過程的影響來優(yōu)化擠出加工過程，提高擠出制品品質(zhì)。
[0010]還有部分研究者利用柱塞或活塞的振動來達到優(yōu)化塑化、擠出和注射加工過程的目的。國外文獻[1，2]介紹了其研制的流變注射成型機，聚合物熔體首先在螺桿作用下由料筒注入振動腔，切換閥的方向，并由活塞施加振動。然后由活塞注入模具型腔，在保壓的同時，繼續(xù)使熔體在模具澆口凍結(jié)前受到壓力振動作用。
[0011]綜上所述，現(xiàn)有對注射、擠出過程引入振動的研究中，有的是通過對螺桿施加振動來優(yōu)化注射、擠出過程，有的是通過對不與螺桿安裝在同一機筒內(nèi)的柱塞或活塞施加振動，從而對聚合物恪體廣生影響，進而提尚最終制品的性能。
[0012]參考文獻:
[0013][I I bar JP.Control of polymer properties by melt vibrat1ntechnology: a review.Polymer Engineering and Science.1998;38(I):1-20
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種螺盤與柱塞組合式注射成型裝置，其對各種物料都有很強的塑化、粉碎和擠壓能力，由于加工過程中引入了振動，生產(chǎn)過程被改善，產(chǎn)品質(zhì)量好。
[0016]為了達到上述目的，本實用新型是這樣實現(xiàn)的，其是一種螺盤與柱塞組合式注射成型裝置，包括注射油缸、注射座架、電機、傳動機構(gòu)、座子、向心推力軸承、料斗、機筒、電熱器、移動油缸、齒輪及柱塞;所述注射油缸、電機、傳動機構(gòu)及機筒均安裝在注射座架上，所述移動油缸的推桿與注射座架連接;其特征在于還包括塑化螺盤，所述塑化螺盤包括轉(zhuǎn)盤及與之一體的圓柱體，在所述轉(zhuǎn)盤的圓柱面上設有三條以上的外圓周螺槽，在轉(zhuǎn)盤的右端面上設有三條以上的端面螺槽，所述外圓周螺槽的右端與端面螺槽聯(lián)通;在轉(zhuǎn)盤及圓柱體上設有中心孔;所述機筒包括呈圓柱形的塑化腔及注射筒，轉(zhuǎn)盤位于塑化腔中并可轉(zhuǎn)動，所述料斗安裝在塑化腔上，外圓周螺槽的左端與料斗連通，端面螺槽聯(lián)通外圓周螺槽的右端與注射筒的左端;所述向心推力軸承及齒輪均安裝在塑化螺盤的圓柱體上，向心推力軸承安裝在座子上;所述柱塞的右端穿過轉(zhuǎn)盤及圓柱體的中心孔并位于注射筒內(nèi)，柱塞與注射筒間隙配合，柱塞在轉(zhuǎn)盤及圓柱體的中心孔及注射筒內(nèi)且可軸向移動。
[0017]所述的螺盤與柱塞組合式注射成型裝置，其特征在于還包括運動控制器及振動裝置，所述運動控制器控制振動裝置的振動，所述振動裝置安裝在柱塞與注射油缸的推桿間。
[0018]在本技術(shù)方案中，所述振動裝置帶動柱塞所作的運動為:軸向振動、圓周振動、同時進行軸向振動與圓周振動，或者振動裝置帶動柱塞作圓周旋轉(zhuǎn)運動。
[0019]在本技術(shù)方案中，分為二種不同情況。
[0020]本技術(shù)方案的情況一，所述注射筒的內(nèi)孔為直通孔，所述柱塞右部外圓柱面與注射筒的內(nèi)孔全段都有能使融料通過的縫隙，柱塞在注射筒任何軸向位置時，已塑化好的融料均可在壓力下通過縫隙進入右端。
[0021]本技術(shù)方案的情況二，所述注射筒的內(nèi)孔為階梯孔，階梯孔中孔徑大的部位與塑化腔聯(lián)通，階梯孔中孔徑小的部位與注射孔連通，所述柱塞右部外圓柱面與階梯孔中孔徑大的部位有一定縫隙，已塑化好的融料可在壓力下通過該縫隙進入注射筒的右段，柱塞右部外圓柱面與階梯孔中孔徑小的部位為滑動配合但融料無法從其配合間隙中通過。
[0022]在另一技術(shù)方案中，在所述柱塞的右端設有防止物料倒流的單向閥或止逆頭，所述單向閥或止逆頭位于注射筒內(nèi)，單向閥或止逆頭在注射筒可軸向移動。
[0023]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0024]1.塑化螺盤的塑化部分采用了三條以上的圓柱外圓周螺槽+端面螺槽結(jié)構(gòu)，此種方法改變了傳統(tǒng)螺桿塑化方式，利用外螺紋槽及端面螺槽來塑化擠出物料，是一種原理上的改變和提升，它具有擠壓、粉碎、混合、塑化能力強的優(yōu)點，有利于物料的塑化和熔融，對那些難以塑化加工的物料，此點尤為有利。
[0025]2.將振動引人到高分子材料注射成型過程，能明顯優(yōu)化加工過程，使高分子材料熔體的有效粘彈性和粘度減小，流率增大，物料的混合剪切加強，明顯改善成型制品的性能，通過對施加振動后注射成型制品進行力學性能、DSC和密度測試，發(fā)現(xiàn)注射成型制品的拉伸和沖擊強度提高，密度變大，試樣的結(jié)晶度提高，制品內(nèi)在品質(zhì)和外觀質(zhì)量都有很大改善和提尚。
[0026]3.相比于塑料加工成型中引入的其他形式的振動，本專利具有結(jié)構(gòu)簡單可靠的優(yōu)點。
【附圖說明】

[0027]圖1是本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0028]圖2是圖1中機筒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3是圖1中塑化螺盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4是圖3中塑化螺盤端面螺槽示意圖；
[0031]圖5是本實用新型實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6是本實用新型實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本實用新型，但并不構(gòu)成對本實用新型的限定。此夕卜，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以互相結(jié)合。
[0034]在本實用新型描述中，術(shù)語“左”及“右”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型而不是要求本實用新型必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0035]實施例一
[0036]如圖1至圖4所示，其是一種螺盤與柱塞組合式注射成型裝置，包括注射油缸1、注射座架2、電機3、傳動機構(gòu)4、座子5、向心推力軸承6、料斗7、機筒9、電熱器10、移動油缸13、齒輪14及柱塞15;
[0037]所述注射油缸1、電機3及傳動機構(gòu)4均安裝在注射座架2上，所述移動油缸13的推桿與注射座架2連接，這樣移動油缸13的推桿可以推動注射座架2移動；
[0038]所述塑化螺盤8包括轉(zhuǎn)盤81及圓柱體82，所述圓柱體82位于轉(zhuǎn)盤81的左端，在所述轉(zhuǎn)盤81的圓柱面上設有三條以上的外圓周螺槽811，在轉(zhuǎn)盤81的右端面上設有三條以上的端面螺槽812，所述外圓周螺槽811的右端與端面螺槽812聯(lián)通;在轉(zhuǎn)盤81及圓柱體82上設有中心孔;外圓周螺槽811與端面螺槽812應相同，可以是三條、四條、五條或更多條；
[0039]所述機筒9安裝在注射座架2上，機筒9包括呈圓柱形的塑化腔91及注射筒92，轉(zhuǎn)盤81位于塑化腔91中并可轉(zhuǎn)動，所述料斗7安裝在塑化腔91上，外圓周螺槽811的左端通過塑化腔91上的徑向孔與料斗7連通，端面螺槽812聯(lián)通外圓周螺槽811的右端與注射筒92的左端;外圓周螺槽811及端面螺槽812作為物料粉碎、混合、磨壓、塑化和輸運通道，完成對物料的塑化熔融；
[0040]所述向心推力軸承6及齒輪14均安裝在圓柱體82上，向心推力軸承6安裝在座子5上;所述柱塞15的右端穿過轉(zhuǎn)盤81及圓柱體82的中心孔并位于注射筒92內(nèi)，柱塞15與注射筒92間隙配合，柱塞15在轉(zhuǎn)盤81及圓柱體82的中心孔及注射筒92內(nèi)且可軸向移動。
[0041]為了使熔融物料以脈動方式注入模腔，在本實施例中還包括運動控制器12及振動裝置11，所述運動控制器12控制振動裝置11的振動，所述振動裝置11安裝在柱塞15上與注射油缸I的推桿之間;所述振動裝置11帶動柱塞15所作的運動為:軸向振動、圓周振動、同時進行軸向振動與圓周振動，或者振動裝置11帶動柱塞15作圓周旋轉(zhuǎn)運動。
[0042]工作時，電機3通過傳動機構(gòu)4和齒輪14帶動塑化螺盤8旋轉(zhuǎn)，塑化螺盤8上的外圓周螺紋槽811和端面螺旋槽812作為物料粉碎、混合、磨壓、塑化和輸運通道，料斗7中的物料通過機筒9的塑化腔91的徑向進料孔進入外圓周螺紋槽811，在旋轉(zhuǎn)螺棱推動下向右移動，接著進入端面螺旋槽812，然后順著端面螺旋槽812向圓心方向移動，最后在注射筒92內(nèi)向注射噴嘴的方向移動，當系統(tǒng)完成合模過程后，移動油缸13帶動注射座架2右移，并帶動包括注射油缸1、電機3、傳動機構(gòu)4和機筒9在內(nèi)的整體的塑化注射系統(tǒng)向右移動，直到注射噴嘴與模具貼合聯(lián)通，然后再向注射油缸I內(nèi)通入壓力油，推動振動裝置11及柱塞15在機筒9的注射筒92中作直線運動，而與此同時，振動裝置11會帶動柱塞15進行振動，將注射筒92內(nèi)熔融物料以脈動方式注入模腔，并使柱塞15進行連續(xù)的保壓和補縮，柱塞15的振動一直保持到直至工件在模腔中冷卻定型;然后柱塞15從機筒9的注射筒92中后退，旋轉(zhuǎn)螺盤8開始下一輪旋轉(zhuǎn)塑化運動。
[0043]實施例二
[0044]如圖5所示，其是一種螺盤與柱塞組合式注射成型裝置，其結(jié)構(gòu)及工作原理基本上與實施例一相同，所不同的是所不同的是所述注射筒92為階梯孔，階梯孔中孔徑大的部位與塑化腔91連通，階梯孔中孔徑小的部位與注射孔連通，所述柱塞15右部的外圓面與階梯孔中孔徑大的一段有一定縫隙，已塑化好的融料可在壓力下通過該縫隙進入注射筒92的右段，柱塞15右部的外圓面與注射筒92階梯孔中孔徑小的部位為滑動配合，但融料無法從其配合間隙中通過，但階梯孔中孔徑小的部位容積必須大于注射機所設定的最小注射量。工作原理與實施例一基本相同，不再重述。
[0045]實施例三
[0046]如圖6所示，其是一種螺盤與柱塞組合式注射成型裝置，其結(jié)構(gòu)及工作原理基本上與實施例一相同，所不同的是在柱塞15的右端裝有單向閥16(或止逆頭16)，所述單向閥16(或止逆頭16)位于注射筒92內(nèi)，單向閥16(或止逆頭16)在注射筒92可軸向移動。止逆頭是一種防止注射時熔融物料倒流的裝置，其工作原理與單向閥極為相似，由于此項技術(shù)已比較成熟，且非本專利重點內(nèi)容，故在此不再對止逆頭結(jié)構(gòu)原理加以敘述。
[0047]工作時，電機3通過傳動機構(gòu)4和齒輪14帶動塑化螺盤8旋轉(zhuǎn)，塑化螺盤8上的外圓周螺紋槽811和端面螺旋槽812作為物料粉碎、混合、磨壓、塑化和輸運通道，料斗7中的物料通過機筒9的塑化腔91的進料孔進入外圓周螺紋槽811，在旋轉(zhuǎn)螺棱推動下向右移動，接著進入端面螺旋槽812，然后順著端面螺旋槽812向圓心方向移動，最后沿機筒9的注射筒92向右移動，通過柱塞15右端的單向閥16(或止逆頭16)充滿機筒9右邊的注射筒92內(nèi)的前端部；當系統(tǒng)完成合模過程后，移動油缸13帶動注射座架2右移，并帶動包括注射油缸1、電機3、傳動機構(gòu)4和機筒9在內(nèi)的整體的塑化注射系統(tǒng)向右移動，直到注射噴嘴與模具貼合聯(lián)通，然后再向注射油缸I內(nèi)通入壓力油，推動柱塞15和單向閥16(或止逆頭16)在機筒9的注射筒92中作直線運動，而與此同時，振動裝置11會帶動柱塞15和單向閥16(或止逆頭16)進行振動，將機筒9的注射筒92內(nèi)的熔融物料以脈動方式注入模腔，并使單向閥或止逆頭16進行連續(xù)的保壓和補縮，其振動一直保持到直至工件在模腔中冷卻定型;然后柱塞15帶動單向閥16(或止逆頭16)從機筒9的注射筒92內(nèi)后退，塑化螺盤8開始下一輪旋轉(zhuǎn)塑化運動。
[0048]以上結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作出詳細說明，但本實用新型不局限于所描述的實施方式。對于本領域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下對這些實施方式進行多種變化、修改、替換及變形仍落入在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種螺盤與柱塞組合式注射成型裝置，包括注射油缸(I)、注射座架(2)、電機(3)、傳動機構(gòu)(4)、座子(5)、向心推力軸承(6)、料斗(7)、機筒(9)、電熱器(10)、移動油缸(13)、齒輪(14)及柱塞(15);所述注射油缸(1)、電機(3)、傳動機構(gòu)(4)及機筒(9)均安裝在注射座架(2)上，所述移動油缸(13)的推桿與注射座架(2)連接;其特征在于還包括塑化螺盤(8)，所述塑化螺盤(8)包括轉(zhuǎn)盤(81)及與之一體的圓柱體(82)，在所述轉(zhuǎn)盤(81)的圓柱面上設有三條以上的外圓周螺槽(811)，在轉(zhuǎn)盤(81)的右端面上設有三條以上的端面螺槽(812)，所述外圓周螺槽(811)的右端與端面螺槽(812)聯(lián)通;在轉(zhuǎn)盤(81)及圓柱體(82)上設有中心孔;所述機筒(9)包括呈圓柱形的塑化腔(91)及注射筒(92)，轉(zhuǎn)盤(81)位于塑化腔(91)中并可轉(zhuǎn)動，所述料斗(7)安裝在塑化腔(91)上，外圓周螺槽(811)的左端與料斗(7)連通，端面螺槽(812)聯(lián)通外圓周螺槽(811)的右端與注射筒(92)的左端;所述向心推力軸承(6)及齒輪(14)均安裝在圓柱體(82)上，向心推力軸承(6)安裝在座子(5)上;所述柱塞(15)的右端穿過轉(zhuǎn)盤(81)及圓柱體(82)的中心孔并位于注射筒(92)內(nèi)，柱塞(15)與注射筒(92)間隙配合，柱塞(15)在轉(zhuǎn)盤(81)及圓柱體(82)的中心孔及注射筒(92)內(nèi)且可軸向移動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺盤與柱塞組合式注射成型裝置，其特征在于還包括運動控制器(12)及振動裝置(11)，所述運動控制器(12)控制振動裝置(11)的振動，所述振動裝置(11)安裝在柱塞(15)與注射油缸(I)的推桿間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺盤與柱塞組合式注射成型裝置，其特征在于所述振動裝置(11)帶動柱塞(15)所作的運動為:軸向振動、圓周振動、同時進行軸向振動與圓周振動，或者振動裝置(11)帶動柱塞(15)作圓周旋轉(zhuǎn)運動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺盤與柱塞組合式注射成型裝置，其特征在于所述注射筒(92)的內(nèi)孔為直通孔，所述柱塞(15)右部外圓柱面與注射筒(92)的內(nèi)孔全段都有能使融料通過的縫隙，柱塞(15)在注射筒(92)任何軸向位置時，已塑化好的融料均可在壓力下通過縫隙進入右端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺盤與柱塞組合式注射成型裝置，其特征在于所述注射筒(92)的內(nèi)孔為階梯孔，階梯孔中孔徑大的部位與塑化腔(91)聯(lián)通，階梯孔中孔徑小的部位與注射孔連通，所述柱塞(15)右部外圓柱面與階梯孔中孔徑大的部位有縫隙，已塑化好的融料可在壓力下通過該縫隙進入注射筒(92)的右段，柱塞(15)右部外圓柱面與階梯孔中孔徑小的部位為滑動配合但融料無法從其配合間隙中通過。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺盤與柱塞組合式注射成型裝置，其特征在于在所述柱塞(15 )的右端設有防止物料倒流的單向閥或止逆頭(16)，所述單向閥或止逆頭(16 )位于注射筒(92)內(nèi)，單向閥或止逆頭(16)在注射筒(92)可軸向移動。
【文檔編號】B29C45/62GK205705148SQ201620357826
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】陳學鋒, 凃明霞, 徐言生, 胡建國, 柯美元, 曾憲榮
【申請人】順德職業(yè)技術(shù)學院