專利名稱：改進的保壓室型注塑方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于塑料注塑的改進方法和設備，尤其是適用于要求每次注塑中平均重量偏差極小的高精密制品的注塑。
按照先有技術，用于塑料注塑的設備包括螺桿-射料桿式注塑機和決定形成模制品的模腔的模具裝置。模具可以是用于模塑制品的簡單?；蛴捎糜谀Ｋ苤破返闹髂：陀糜诹鞯赖睦淞鞯滥ＫM成。代替冷流道模具，可以用在簡單模與注塑機之間備有集料管的熱流道模來裝備裝置。在大多數(shù)單一模腔或熱流道模具和注嘴中，模具與注塑機體之間形成一個注塑口。
用此種設備，一般注塑過程包括以下幾個階段在每一注射循環(huán)中，塑料在機體中被加熱而塑化并計量;
通過注射口將經(jīng)熱塑化的塑料在壓力下注射到模腔中;
在壓力下熱的已注射入的塑料至少部分保持于整個模腔內，當模具被冷卻時使其中的模塑制品冷固;
模具打開后已冷固的模塑制品從模腔中取出。
例如，注塑的具體步驟列于附在文后的表Ⅰ或表Ⅱ，其中包括上述基本步驟。
影響模塑制品質量的主要因素之中，都認為塑料保壓階段是最關鍵的，如這一階段沒有按合適的方法進行，那么制品會出現(xiàn)由于欠注造成不希望的收縮和/或由于過充模造成不希望的溢料。
塑料保壓階段的時間取決于冷卻模腔中的模塑制品所需要的時間。
對于固定的模冷卻量和固定的模腔體積，那么薄制品比厚制品達到冷固(足以從模腔中取出)時間要短。關于這一點，厚模塑制品要求有更長的保壓時間，雖然注塑階段和塑化、計量階段與模塑薄制品都具有相同的時間。
按照先有技術，完成塑料保壓階段是用具有注料桿的注塑機產生一種外部保壓壓力，然后施加注塑壓力于在模腔與注射口組合體中的注入的塑料上。傳統(tǒng)的技術包括由注塑機產生的一種外部保壓壓力通過控制形成一種多級壓力，而不是無級壓力，它是根據(jù)預定的射料桿沖程而步進的。
雖然曾提出過某些理論，人們提出過種種改進塑化材料的保壓步驟的嘗試，此種塑化材料在多級外部壓力方法中是粘稠而有彈性的，但以前對塑料保壓的功能和作用一直未完全清楚。當然在一般方法中，以準確方法在精確預定的沖程位置來控制這種多級步進壓力是非常困難的，因為相鄰壓力級之間的時間非常之短，僅為0.01秒數(shù)量級，而相鄰壓力級沖程之間的距離又很短，僅為0.1mm數(shù)量級，相對于如此小的沖程差來講注塑機體的機筒內徑是較大的。在這種情況下，多級壓力控制不能依靠手工操作。因此，目前用于生產精密制品，特別是小尺寸制品的注塑機都安裝上昂貴的計算機并同時裝有控制參數(shù)用的昂貴的電子檢測器。因此，這種電子計算機也用來控制塑化，計量和注塑過程，在注塑階段，也有用采用多級注射法，在大多數(shù)情況下，使用多級注射速度。
只有當一個注射循環(huán)中完成物料保壓步驟后，才能進行下一個循環(huán)的塑化和計量步驟。這是因為在上述塑料保壓步驟中，注塑機的注塑射料桿本身基本上是被占用的。這就意味著塑化和計量階段可以占用由完成塑料保壓步驟到打開模具從模腔中取出制品這段時間。在注射循環(huán)周期時間中這時間是較短的，如4.6秒，約占注射循環(huán)時間14.50秒的34%，而塑料保壓步驟的時間占5.09秒約合35%。
注射循環(huán)時間(14.50秒)是塑化和計量時間(4.6秒)，塑料保壓時間(5.09秒)和其他步驟(5.41秒)時間的總和。
當然，在塑料注塑工業(yè)中由于循環(huán)時間較短，強烈要求以高產率生產精密制品。因此，這種要求一方面迫使塑料保壓步驟時間周期要縮短，而還要求確保此模塑的精密制品的良好質量。此種情況不僅要求改進模具冷卻量，而且要求改進計算機控制的多級保壓和與活塞沖程有關的注塑壓力使它們具有更高精確性，從而與改進后的模冷卻相協(xié)調，結果計算機本身不得不要更為先進或更復雜，從而增高了計算機設備的成本。目前，下述說法并不夸大，計算機成本占據(jù)了注塑機生產成本的很大部分，結果目前注塑機生產比以往用的簡單注塑機成本變得更貴，原來的注塑機沒有裝計算機而操作簡單，包括“無級壓力和無級注射速度”，這種現(xiàn)象導致生產注塑制品的生產成本也提高。
另一方面，為降低生產成本，工業(yè)生產中已想了許多辦法去縮短注射循環(huán)時間。這種縮短循環(huán)時間迫使在一般情況下要縮短塑化和計量階段的時間。而縮短塑化和計量階段的時間，需要用增加能量來提高塑化速度或提高塑化質量，這就會產生導致增加機器成本和操作成本等一系列問題。
再則，要注意到這種辦法提高注塑化機的塑化能力會引起螺桿射料桿造成的塑料本身損壞，因為當聚合物材料被塑化時，高分子量聚合物的鏈會斷裂。結果最終導致模塑制品變壞。
還有，提高塑化能力要求將塑料加熱到更高的溫度。這將導致冷卻模內的模塑制品所需的時間加長，于是強化加熱的作用正好與縮短循環(huán)時間愿望相反。由于塑化材料的質量下降，加之加熱作用增強，就把塑化能力的提高限制在一定的限度之內，即便不考慮在如此一種較高性能注塑機生產中會引起成本提高。
在這些情況下，本發(fā)明人認為對在先有技術中用于注塑塑料的方法和設備進行改進或發(fā)展正在克服或已經(jīng)避免了這些限制。
關于這一點，本發(fā)明人最近發(fā)明了改進的方法解決了上述問題。詳情在英文國際專利申請書PCT/JP89/01052中敘述過。
實踐中改進方法的最簡單優(yōu)點匯總如下注塑方法使用如下的注塑機，在其機體中裝有注料桿，從機體向外有一個中空的延伸部，它包括一個注嘴并形成注嘴通道和一個有固定模腔的模具。模具被安裝于機器上，使通過注嘴通道連通于機體內部和模腔之間，該方法包括下列步驟在每一注射循環(huán)中，加入的塑料在機體內被加熱而塑化并計量;
將熱塑化的塑料在壓力下通過注嘴通道注射到模腔中;
注射進的熱塑料處于至少部分被保持于整個模腔內的壓力下，同時冷卻模具，使得模塑制品冷固于其中;打開模具后從模腔內取出模塑制品。
在注塑步驟之后注嘴通道沿機體內部與模腔之間的聯(lián)結處，被中間中斷，但此時塑料保壓步驟被進行。
熱流道模形成一個上述注嘴通道的前部分。塑料保壓階段是這樣進行的首先用注塑機本身操縱注料桿對整個已注射入的塑料施加一個保壓壓力;然后利用一個閥門裝置對由于注嘴通道中斷而分割開的前部分注入塑料施加第二個保壓壓力。注嘴通道中斷對所述注塑過程有影響。
第一個保壓壓力是由注料桿產生的無級外部靜壓力，它出現(xiàn)在動態(tài)注塑壓力之后，而第二個保壓壓力是一個無級內部靜壓力，它是由在密閉空間內受壓的前部分塑料施加的，模腔和注嘴通道的前部分結合體組成的這一密閉空間在閥門裝置與澆口之間形成一個壓力保持室，該室由中空的延長體和閥門裝置所限定。
本方法包括一步返吸步驟，這是在打開模具取出模制品之前，而所述注嘴通道仍被斷開時，由于所述通道前部體積的膨脹而對留在其中的熱塑料發(fā)生返吸，這使熱塑料由過度保壓的狀態(tài)下解脫出來。
隨著模具的冷卻，留在模制品后面注嘴通道中的熱塑料前端也被冷固。這種冷固或冷卻的前部塑料端在上述返吸階段完成后，開始下一個循環(huán)之前，通過瞬間加熱而熔化，瞬間加熱采用一種普通的峰值生熱裝置。
按照本方法，當注嘴通道中斷時，通過注塑機進行了下一個注射的塑化和計量步驟。在這種情況下，塑化和計量可以在相對低速度下進行，可以在最長長過基本從剛第一次注塑以后到第二次注塑模具關閉時的時間。此最長階段的時間幾乎等同于從第一次注塑到第二次注塑的注射循環(huán)周期時間。
這種利用塑料保壓室是本方法最主要的特性之一，這在先有技術中用普通方法靠注塑機完成塑料保壓階段時從未能獲得過。以上優(yōu)點可以使塑化和計量步驟的時間增長，例如表1中所示從3.5秒增長到8.5秒，在固定注射循環(huán)時間為14.59秒時，注塑機可以設計成以低塑化速度下操作，例如，可以采用這種消耗較低能量的尺寸更小約2/5(3.5/8.5)的一般機器，也可以設計成螺桿射料桿的L/D比更大一些。還有，用固定塑化速度的注塑機，注射循環(huán)時間相對縮短，例如可達普通機器的65%左右。
利用內保壓獲得了另一個重要的優(yōu)點，特別是在第二個塑料保壓步驟中，壓力能隨由于模具冷卻保持在整個模腔內的物料溫度下降而連續(xù)地，自動地下降，因此形成冷的模塑制品。
隨著選取恰當?shù)钠鹗純葔?，可制得無局部收縮和溢料的模制品，而用不著任何一種保壓控制手段。
一般講，這意味著控制保壓壓力并非一定要用計算機，因為第二步是物料保壓階段整個時間的主要部分。再說在第一步中也不再需要計算機來控制保壓壓力，因為第一步的時間非常短，換言之，本發(fā)明進行物料保壓階段實際上并不依賴于注塑機。
其中，“外壓”一詞表示用外部裝置對物料施加的壓力，而“內壓”是指自身產生施于物料的壓力。施加外壓的外部裝置可向著在其封密的空間內所包含的物料方向運動而由于它的運動所述空間的體積是可變的，而施于內壓的物料是保留于一個固定密閉空間中的。就此而言，外壓是恒定的，與由于加熱或冷卻造成物料溫度變化無關，而內壓是隨溫度變化而變化的。
本發(fā)明人也命名上述包括閥門裝置的前注嘴通道部分為“物料保壓室”，并命名本方法為“具有物料保壓室的注塑體系”，以方便識別用新工藝的方法不同于最初所述的普通方法。
本發(fā)明人認為上述方法對于長期生產預定的平均重量偏差比最初所述的普通方法為小的精密模塑制品是很有效的。而且，根據(jù)所進行的試驗和對本發(fā)明方法的實踐，本發(fā)明人已認識到在采用保壓室的方法的一個優(yōu)選方案要設計成有一個體積，使該體積基本與模腔相同大小，盡管道理還不明確。
本發(fā)明的一個目的是提供一種方法和設備，用來沿著上述線索來進一步改進注塑，使得用一種簡單或非高級的注塑機，基本上不依靠任何計算機控制的情況下，能注塑出超精密制品，或在長期生產的每次注塑循環(huán)中，能以非常小的平均重量偏差生產出注塑制品。
由于對包括保壓室與閥門裝置的上述室體系的進一步研究，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)室體系對注射入的物料產生了一個“均衡效應”以及其它重要效果，匯總如下1、由于有一個固定的內壓保壓室的內空間體積，在長期運行中由于液壓動力源使注料桿對著模腔施加一個外壓力在已塑化的和計量的物料上而造成的模塑制品重量偏差的不利作用因為注嘴通道斷開或室與機體被隔開，而被減少了，而注嘴通道的斷開導致得到提高注射循環(huán)速度或生產率的優(yōu)點，因為下一個注射操作在斷開情況下可以開始。
2、由于具有一個可變的室的內空間體積，對重量偏差可產生又一個有利作用，這是由于隨著所述室的體積相對于模腔體積的增大對已注射入的物料的“均衡效應”也得到提高，當所述室的體積提高時由于增長了加熱要模塑物料的周期時間，對模塑制品質量的不利作用會逐漸地產生，包括由于形成一部分室的注嘴的軸向運動，而擴大和減少室體積在內的返吸操作影響著在室中已注射入物料的均衡作用。這種不利作用會隨室擴大的額外體積與整個原來室體積比值的增加而加強。
3、由于具有一個預定的或最佳的室內空間體積，在注嘴通道隔斷時，伴有可能的一部分過剩物料排出機械系統(tǒng)，從而將物料內壓調整到一個預定的較低值，這就造成已被計量并注塑的物料在瞬時間重新被計量，這就使對重量偏差關鍵的有利作用得到進一步發(fā)揮。
4、按照保壓室體系，在均衡效應中，關鍵是室體積與腔體積之比(N)。均衡作用的產生以使在長久注射操作中，每個與平均值(W在模塑制品中)的偏差(△W)是在沒有提供任何保壓室W＝O時最后(n+2)次注射理論重量偏差的平均水平上。按照均衡理論3/4ΔwN〈 Δw 〈ΔwN其中ΔwN= 1/(N + 2)
5、第一個外壓保持步驟由于室的關閉而終止，于是第二個內壓保持步驟以壓力(P)開始，其值對于模塑制品預先確定的平均重量定為常數(shù)，而與室體積比(N)無關。然而第2個內壓保持步驟終止并開始返吸步驟，其壓力與室體積比(N)按下述關系△PON＝PON-PO1＝( (N-1)/(N) )△P1△PN＝PN-PON＝ 1/(N) △P1P＝P1＝PN其中PON為剛好返吸操作之前體積為腔體積N倍的關閉的室的最終內壓力。
P＝PN是當室關閉時在開口室的最終外壓力或是當室關閉時密閉室中起始內壓力。(P＝P1＝P2……＝PN)。
6、再計量體系(第3款)能省略了具有比注塑壓力更低壓力的外壓保持步驟，以降低注射循環(huán)速度并也可獲得模塑制品重量偏差明顯低。
因此，本發(fā)明一方面提供了一種設備來實施上述保壓室型注塑，其改進處在于上述注塑機設計成有一個內空間體積的保壓室，并且體積相對模腔要足夠大，以對注塑的物料產生均衡效應，從而模塑制品有較小偏差的平均重量，其偏差程度要比在長久操作中沒有產生注嘴通道斷開所模塑的相應制品小，而且小到足以使在室內積蓄的受熱塑料免于因停留在室內受到持續(xù)的加熱而損壞。室體積與腔體積之比(N)最好近似為所述的模腔體積或更大。
該設備有一套返吸裝置，其中中空延長體被分成前部和后部。在后部的前端形成注嘴，注嘴的上游裝有一個閥門裝置。注塑機設有一裝置使后部與機體連接，并相對前部軸向運動。前部有一個園柱形后段和一個連接到熱流道模上的前段。注嘴形成一中空活塞段，它可軸向移動地裝配在園柱形后段中。中空活塞段與園柱形后段共同形成一個裝置使得在軸向相互支撐中止注嘴在固定的相對位置的軸向向前運動并防止注嘴泄漏塑料。密封作用是通過支撐件產生的。園柱形段與中空活塞段結合通過注塑機相對模具的向后運動，造成注嘴通道軸向膨脹它們的體積，這時注嘴通道自然中斷，而模塑制品也尚未從模腔中取出，結果滯留在關閉空間中的熱塑料被返吸，使得它們脫離開受壓縮和壓實的境地。
為能使室體積相對于具有不同體積的各種模腔體積之比(N)分別調節(jié)成所要求的水平，軸向支撐和密封裝置組成一個制動器，裝于中空活塞段或注嘴以允許相對于機體的制動器軸位置與中空延長體的后部相協(xié)調地發(fā)生改變，因此保壓室的體積調節(jié)成所要求的水平。注嘴相對于機體是不動的，而制動器由內螺紋環(huán)元件組成，而注嘴被部分車成外螺紋。注嘴與環(huán)狀制動器相擰而嚙合。
另一方面，制動器被固定于注嘴，而后中空延長體部件被分成具有部分內螺紋的后局部件和形成一個前局部件的注嘴，該前局部件被部分車成外螺紋。注嘴與后局部件相擰于其中而嚙合。
另一方面，本發(fā)明提供了一種利用上述設備注塑高精密制品的方法。本方法的特征在于每次注射中，壓實于固定密閉空間中的熱塑料被調節(jié)成第二個內壓保持步驟之前預定的數(shù)量值，它是通過從機體中排出可能多余的一部分壓縮的塑料而實施的。
按照本發(fā)明，上述壓縮于固定密閉空間的熱塑料的調節(jié)是通過額外計量或再計量(相對于注射之前的計量)步驟而達到。再計量步驟當注嘴通道斷開時進行，它通過調整壓縮的熱塑料的內壓成為預定的值，如果內壓大于此值時把部分壓縮的熱塑料從注塑機體中排放出來，因而經(jīng)注塑機與上述的模腔模塑成塑料制品，結果其產品有一平均重量，基本相等于或稍為低于在固定操作條件長久操作中以預定壓力值所獲得的相當?shù)乃健?br> 當注塑步驟在無級操作條件下進行，最好通過射料桿施加一個無級外壓使塑料充滿模腔。注塑的外壓和塑料保持的外壓共同形成由注塑射料桿在步進條件下施加的步進的外壓。上述壓力調整的實施是用一引向注塑機體系外面的局部通道和一個附加閥門裝置的結合體，局部通道從閥件的注嘴通道上形成一支道以讓壓縮的塑料部分排出，而附加閥門裝置插入局部通道并提供當注嘴通道斷開時打開這局部通道通到注嘴通道;當內壓超過了予定值時打開這局部通道通到外部;當內壓降到預定值時關閉局部通道不通外部。
按照本發(fā)明另一個方面，本發(fā)明的上述再計量體系可以用來省略上述第一個外壓保持步驟，因此塑料保壓步驟包括(第二個)內壓保持步驟，內壓保持步驟是由注嘴通道斷開從注塑步驟轉換過來的。在此情況下，操作再計量系統(tǒng)使最后注塑壓力等同于最初內壓，最初內壓為在注嘴通道斷開時步進到等于上述預定值之較低內保壓壓力。第一個外保壓步驟的省略的優(yōu)點不僅減少了模塑品的重量偏差，而且也縮短了注射周期時間，因省了(最長的)第一個外壓保持步驟，所以獲得了較高的生產率。
按照本發(fā)明，在此處稱之塑性物料的不僅包括純塑料樹脂，也包括純塑料樹脂與某些其它材料如金屬或非金屬粉料或纖維的混合物。


圖1和2是兩張局部剖面圖，表示用于注塑塑料的保壓室型設備的兩個實施例，該設備裝置有一個模具，包括安裝在設備上的一個最早具體化的再計量裝置。
圖3是一張局部剖面圖，表示另一設備實施例，該設備包括第二個具體化的再計量裝置，有一再計量裝置的局部放大圖，其中所表示的再計量裝置的活塞相對活塞軸來講當在左邊時是關閉位置，在右邊時是打開位置。
圖4是一張局部剖面和平視圖，表示設備的第4個實施例，但包括了最初具體化的再計量裝置。另一個圖表示最初具體化的再計量裝置的局部放大圖。
圖5是一張定性圖，表示按照本發(fā)明用在注塑方法中的外注塑壓力，外保壓壓力和內保壓壓力。
圖6為表示上述三個壓力實際分布圖。
圖7表示在保壓室中內保壓壓力實際分布圖，它隨室體積與模腔體積之比(N)而變化。
圖8表示相應圖6的另一實際分布圖，說明按照本發(fā)明在一個實際注塑方法中的注塑壓力、外保壓壓力和內保壓壓力。
圖9表示相應于圖6的又一個實際分布圖，但說明按照本發(fā)明在另一個實際注塑方法中的注塑壓力和內保壓壓力。
圖1和2表示按照本發(fā)明的第一和第二個設備實例。參見圖1和2，用于注塑塑料的每一設備有一個普通的單機筒型注塑機<1>和與它裝在一起的一個模具<10>，注塑機<1>在返吸操作和注塑操作時能進行軸向運動，它包括機體<2>其中有螺桿射料桿<3>的機筒<2>，和具有與射料桿<3>相連活塞的液壓活塞缸以及園柱形的延長體<20>，它從機筒<2>向前延長。該設備還包括裝有集料管的熱流道模<12>。熱流道模，以包括空氣隙<13a>和固體隔板<13b>的絕熱方式被安裝于模具<10>上。
園柱形延長體<20>的前端直接與熱流道模<13>接觸，但通過固體絕熱器<13c>它的前端與模具<10>相連。
模具<10>包括固定半模<11>和可動半模<12>。固定半模<11>與熱流道模<13>相連。兩個半模都有冷卻設備<14>和<15>，并至少有一個為模塑制品的模腔<10a>，該模腔至少有一個澆口<10b>。澆口<10b>中裝有一峰值生熱組件<16>，這稱之為“矛頭”，組件在澆口瞬間加熱冷的部份物料，以便返吸步驟完成以后為下一次注射澆口向模腔打開。
熱流道模<13>和組件<16>結合得到無流道的模塑制品。
園柱形延長體<20>分成三部分，即與熱流道模<12>相連的前部<21>，軸向裝于前部的中間活塞<22>(22′)和后部<23>。中間部分<22>(22′)在其中裝有內加熱管<27>，而前部<21>和后部<23>(23′)分別裝有電熱圈。
熱流道模<12>和注塑機<1>的園柱形延長體共同形成了中空延長體，它確定了連通機筒<2>內部與模腔澆口<10b>的注嘴通道Y。
后園柱形延長部分<23>(23′)裝有一閥門裝置<40>，在它的后段有加熱裝置<27>，注嘴通道Y在閥門裝置<40>和模腔澆口<10a>之間形成一個內壓力保持室X。
園柱形延長體<20>的中間活塞部件<22>(22′)在此處稱之為“注嘴”，注嘴包括園柱體<22a>和環(huán)形法蘭<22b>(22′b)，法蘭用來作制動器，頂住前部件<21>的相鄰端面，并也作為在物料注入后防止熱物料泄漏的密封措施。當法蘭<22b>(22′b)頂住前部<21>的相鄰端面時，注嘴相對前部<21>的軸向位置是固定的。有注嘴<22>(22′)的注塑機<1>從上述位置由預定沖程進行返吸。
按照圖1的第一個實施例，注嘴<22>是與有電熱圈<26>的后部<23>的前段相連接的。注嘴體<22a>和法蘭<22b>是分立的部件。注嘴體<22a>的外園周面被部分地車上外螺紋。法蘭<22b>有一軸向的通孔，它車有內螺紋，因此它擰在注嘴體<22a>上，所以它相對注嘴體<22a>的或后園柱形體<23>的軸向位置可以改變。注嘴體<22a>有一段無螺紋的前部，它與前部<21>緊配合并能軸向滑動。
對于上述包括<21>、<22>和<23>三個部件的園柱形延長體<20>的裝置，由于注嘴法蘭<22b>可相對注嘴體<22a>轉動，所以保壓室X有一個可變的內空間體積。在這情況下，注塑機<1>本身由相應的沖程而軸向位移。即室X對整個腔的體積比可以改變?yōu)樗蟮闹怠?br> 按照本發(fā)明的第二個實施例，參見圖2，注嘴體<22′a>與法蘭<22′b>連在一起，它具有被連在一起的法蘭<22′b>分成前部和后部的外表面。注嘴<22′>的后表面部分車有外螺紋，有電熱圈<26>的后園柱形部分<23′>的前段車有內螺紋，因此它能擰在注嘴<22′>上。在這種情況下，室X的內空間體積或室體積比N可因注嘴<22′>本身的轉動而改變。注塑機<1>本身由相應沖程而進行軸向位移。
參見圖1和2，閥門裝置<40>包括一臺裝在后園柱形部件后段上的脈沖馬達<41>和從馬達<41>垂直伸出的園形閥桿。后段有一個垂直園形孔<30>與注嘴通道Y交叉。閥桿<42>可旋動裝于垂直孔<30>中，并有一橫的通孔<42a>。當閥門裝置<40>或閥桿<42>在打開位置時，孔<42a>構成了注嘴通道Y的一部分。閥桿<42>處于關閉位置時能實現(xiàn)注嘴通道的斷開或造成中斷機筒<2>與模腔連通的室閉合。
該裝置有一個裝于室X的再計量裝置。
參見圖1和2，按照本發(fā)明再計量裝置的實例有第一和第二閥門裝置，第一閥門裝置包括閥桿<42>，它上有槽<42b>并從注嘴通道Y水平垂直延長到閥桿的下自由端。垂直的槽<42b>相對于閥桿<42>的通孔<42a>成90°角。當閥桿<42>處于關閉位置時，槽<42b>和后園柱形件<23>(23′)的垂直孔<30>一起構成垂直的局部通道，開口向室X并與它的內部相通。
垂直通孔<30>在低于注嘴通道的垂直位置收縮而形成直徑較小孔部分<30a>并與垂直的槽<42b>相通。直徑較小的孔<30a>外通道<30b>，它開口在靠近閥桿<42>的下自由端的垂直位置。
活塞園柱體<50>其中裝有螺旋形彈簧<53>以推動裝在較小直徑孔部分<30a>的活塞<51>并當注塑機<1>操作時與內壁緊配合。有外通道<30b>的小直徑孔部分<30a>和有螺紋形彈簧<53>的活塞園柱體構成第二個閥門裝置。
當室中的物料壓力低于預定值或高于預定值時第二個閥門裝置分別關閉或打開。當閥桿<42>是分別處于開和關的位置時，第一個閥門裝置是關閉或打開的。
手柄<54>有一刻度盤<56>和一個在螺栓上的可調螺母<55>與汽缸<50>中的螺旋彈簧<53>聯(lián)接，以調節(jié)螺旋彈簧<53>的強度。借旋轉手柄<54>，改變上述壓力至所需值，后者用指針<57>在圓形刻度盤<56>上指示出來。
出口通路<32b>與設有加熱元件<61>的排料管<60>接通，排料管<60>開口于罐<70>。
就此而言，密閉室X中物料壓力超過給定值時，由于在注塑后注嘴通道路中斷，室X中的一部分物料就通過槽<42b>，外通道<32b>和導管<60>而排到罐<70>中，這就使得密閉室X中的壓力重又等于預定壓力。這就是說，以前在機筒<2>中被螺桿射料桿<3>計量、注射并聚集在閉合室中的物料，重新計量到相應于預定壓力下的預定值，同時借助閥<40>的動作，切斷注嘴通路或將室封閉，將可能有的過量物料排出機器體系。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一再計量實例，它被結合入圖1、2描繪的設備中。
參考圖3，相應的閥桿<42>有一個相應通孔<42a>和槽<42b>。形成的槽<42b>橫向延伸或平行延伸到閥桿孔<42a>相應園柱形尾部<23>有一水平出口<30′a>開口于垂直孔<30′>。出口<30′a>相當于圖1、2中垂直的較小直徑孔<30a>。相應活塞園柱體具有螺圈彈簧<53>和活塞<51>。活塞<51>不能移動至出口<30′a>處，但是當活塞<51>處于關閉位置時，錐形端可以抵接出口<30a>的圓肩即<30′a>下端的邊緣。因此出口<30′a>下端對出口通路<32′b>是打開的。
水平槽<42′b>、水平孔<42′a>以及水平出口<30′a>是如下設計的，當閥桿<40>處于關閉位置時，出口<30′a>與水平槽<42′b>連通。當閥桿<40>打開時該通路切斷，同時閥桿<40>的水平孔形成注嘴通道的一部分。如圖3顯示的再計量裝置的第二實例與第一實例比較有一個優(yōu)點，即第二閥門裝置的開位與關位之間活塞<51>的沖程縮短了。
圖4給出了根據(jù)本發(fā)明設備設計的第三實例。參考圖4，該設備與圖1，2描繪的設備相同，只是相應的室X有一固定的空間容積，且具有同樣的再計量裝置。
根據(jù)本發(fā)明，注塑方法由通常的塑化，計量、保壓以及常規(guī)返吸等步驟組成。
按本發(fā)明的一個實例，使用如圖1、2、3和4描繪的那樣的保壓室類型的注塑機器與一個模具相連，只是不帶有由活塞-園柱體組成的再計量裝置，操作時，射料桿<3>執(zhí)行的外部保壓步驟以及注嘴通路切斷即保壓室關閉構成的內部保壓步驟來完成整保壓過程。由于在注嘴通路切斷時，下次注料操作開始，而本次注料操作仍繼續(xù)進行。連續(xù)的注射周期一包括操作返吸步驟，連續(xù)冷卻模腔<10a>中模制產品，并且打開半模具<11>和<12>從模具<10>中取出這些制品。
第二保壓階段是由閥門裝置<40>切斷機筒<2>和模腔<10a>之間的注嘴通路Y來執(zhí)行的。注嘴通路切斷或室封閉導致產生一個封閉空間，它包括封閉室X和通過澆口<10b>聯(lián)通的模腔<10>。在封閉空間中，注射進的部分物料一次或多次被壓緊，而施加了作用于模腔壁的內壓，從而實現(xiàn)了內保壓。
內部保壓本身是一優(yōu)點，這是由于注嘴通路切斷連續(xù)進料從而防止了液壓活塞缸驅動的射料桿<3>運轉對注塑制品重量變化產生的不利影響，而如果射料桿<3>一直運行到在澆口<10b>處的部分物料被冷固，就會造成閉合室內的熱物料與模腔<10b>中被壓緊物料的分離，那么對制品重量與平均重量的偏差值△W的不利影響將會達到最大。
再有，如果給所述的室提供一個液壓活塞缸裝置給在由室和模腔組成的封閉空間中的壓縮物料施加外壓，用來代替在注射步驟和第一保壓步驟中用射料桿施加外壓的另一液壓活塞缸，則所述液壓活塞缸裝置本身會對待模塑的物料產生不利影響。因此在這假定情況下，由閥門裝置切斷注嘴通路沒有減少重量變化的優(yōu)點，雖然它們仍然具有提高產量即提高進料循環(huán)速度的長處。
另外，用具有容積比率為N的室X進行內部保壓也有一個優(yōu)點，這就是對于注射物的均化作用使得每次注塑的注塑制品之重變化△W減到最后N+2次注塑進料重量的平均水平，即假定無所述室(N＝0)的1/(N + 2)
水平。實際上有比值為N＜1的室與N≥1時相比并無不同的均化作用。
較好的注射壓力以及第一、二保壓模式表示在圖5上，在該圖上對涉及的壓力定性描繪。
在注射和第一外保壓兩階段，較好的壓力曲線都是無步進壓力，而它們聯(lián)合起來形成有步進的壓力。據(jù)一次室容積比率為1的實驗，其壓力可以用圖6描繪，實際曲線即現(xiàn)實的曲線。
在第二次保壓步驟中內壓隨室容積比率N的變化顯示在圖7上。在圖7上，P1、P2、P3和PN是相等的，并代表了當注嘴通道切斷時作用在保壓室X中被壓實物料的初壓，換言之，它們表示了，當體積比率N分別為1、2、3和PN時，由在第一次外壓保壓階段由射料桿施加在室X中物料的終壓。
參考圖6，初內壓P1(當N＝1)時，有一個平均值P1，后者帶有一個從上限△Ph1到下限△Pl1的變量△P1。一般說來△PN隨N增加而減少。
第一次保壓階段實施是使得保壓由高注射外壓變化至較低外壓。但是正如圖6所示，最好是縮短第一次保壓階段的時間，以使得第一次保壓在外壓降低到基本穩(wěn)態(tài)時結束，并通過切斷注嘴通路更換到第二次內壓保壓階段。這是為了減少由液壓汽缸-活塞驅動的射料桿操作引起的不利影響。
本發(fā)明的方法最好進一步包括瞬時的再計量步驟，使得能將內壓調節(jié)到預定值Pr，這時用如圖1、2、3和4顯示的再計量裝置將可能過量的物料排出機器體系之外。
根據(jù)本發(fā)明，采用圖1、2、3和4描述的設備包括再計量裝置的一個實例是按下列程序進行第一外壓保壓步驟，第二內壓保壓步驟和瞬時再計量步驟。
通過瞬時再計量步驟，將數(shù)值與注嘴通道切斷時所施加的最終外保壓壓力的初始內保壓壓力下降到預定的較低值。
實際上在一長時操作期間，預測值Pr按下列方法確定，即使之等于假定的作用在封閉室中初始內壓(P)平均值(P)，或者在預期操作條件下，但在每次注料時將上述局部通路對外界關閉，用這樣的注塑機器體系長期試運轉中所獲得的作用在封閉室內壓(P)的平均值P。假定的初內壓P，它同樣也是假定終外壓保壓值，在低限Pl和高限Ph之間變化。而且操作條件會有某些變化，使得在第二保壓階段實際初內壓P′基本上隨平均值P在上限(P+△Ph′)和下限(P-△Pl′)之間變化，P等于或大于Ph，而下限等于P或較高的一個值，同時，另一些操作條件基本上保持與假定過程條件相同。
按上述方法，當N＝2時外部保壓和內部保壓壓力有如圖8所示的曲線變化形式。
在該情況下，由內保壓預測值Pr基本上相應于采用帶有模腔的本注塑機器體系所制造的注塑制品預期的平均重量。
假定的初內壓的平均值P可以基本上等于(Pl+Ph)/2。
另外，(P-Pl)是標準方差σ，理論上講，按本發(fā)明，瞬時再計量步驟應有如下結果，在生產中模塑制品有相同重量(W)而不帶偏差(△W＝0)，因為每次注料P都調節(jié)或調整到P，而不考慮注塑機液壓缸-活塞驅動的射料桿的動作導致的任何外壓變化(△P)。但是實際上在每次注料時，甚至把P調節(jié)到Pr時該重量也會發(fā)生某些變化(△W)。這是確實的，雖然可以認為△W已被減小到能注塑出高精密制品重量的程度。這是因為在模注體系中包含了各種不利影響因素。這些因素包括模具<10>冷卻，機筒<2>和中空延長部分(包括注射機<1>，園柱形延長部分<20>和熱流道模<13>的加熱以及再計量的精度，在偶然情況下，影響由所述室造成的均化作用的因素之一可能是返吸操作。這是因為當采用按本發(fā)明的保壓室體系但不帶有再計量步驟時，重量變化隨返吸沖程增加而加劇。
當采用不帶再計量步驟，但室容積比值N為2，由于均化作用，P2等于平均值P2而帶有一個變數(shù)△P3而△P2確定比N＝1時的△P1小些。就此而論，只要滿足注塑制品的質量，使用一個N增至超過1的設備就能生產高精度的產品，則是其優(yōu)點。
若室容積比率N小于1，在一定程度上所述室沒有均化作用，則此時注塑產品有一個比不帶注嘴通路切斷的相同小室生產的假定的注塑產品所具有偏差小得多的平均重量。
考慮到注塑制品質量，根據(jù)本發(fā)明的再計量方法是無害的。這是因為本發(fā)明的再計量裝置或系統(tǒng)不允許加到小室X中任一部分物料比另一部分停留較長時間，在通過注嘴通道進行注塑或注料的順序中所述物料被強制進入模腔中，同時，在每次注料時，有一部分物料排出機器體系之外。
說到此處，注意到可設定另一種壓力調節(jié)體系，其中再計量步驟中，加到小室中任何部分物料都不排出機器體系之外，該步驟是用一個汽缸活塞裝置在注嘴通路切斷時用使活塞達到預定的沖程，然后固定并維持活塞沖程在既有的位置將壓力調節(jié)到預定值來完成的，在這假定情況下，因為初壓調節(jié)后活塞沖程被固定下來了，活塞不能對物料施加外壓，于是內部保壓步驟也完成了。
因此，假定的再計量體系看來似乎與本發(fā)明是等同的。但是這與本發(fā)明完全不同，因為一部分物料被迫留在活塞自由端前方注嘴通路的局部支管中，必然使欲注塑的物料受熱而損害其質量。而根據(jù)本發(fā)明，在每次注料中活塞自由端前方的相應物料由于注嘴通路切斷而立即排出體系之外。
在上述假定情況中，在第二次內保壓階段結束后留下的物料在每次進料時又重新從分枝局部通路進入注嘴通路，由于過度加熱的那部分物料而造成的對產品質量的損害將在一定程度上(雖然不能完全)被減少。
但假定的情況有一嚴重缺點，在每次注料時都有一部分過量物料留在機器體系中而不是排出體系之外。這是因為在固定機器操作條件下的長期運轉中，每次進料都有部分過量物料積累在體系中，使機器不能在穩(wěn)定情況下連續(xù)操作。在這一點上，假定條件是不起作用的。而本發(fā)明的再計量體系確保機器能在所需的固定條件下長期穩(wěn)定運轉，同時確保了每次注料時注塑制品的重量變化減至對產品質量無任何損害。
存于罐<70>的排料等于“冷流道”，可以回收作為起始原料。顧及此，根據(jù)本發(fā)明再計量體系中排出的物料可稱為“冷重量偏差量”。根據(jù)實驗，冷重量偏差量連續(xù)地經(jīng)排料管<60>排出，已經(jīng)確證冷重量偏差沒有危險，甚至不經(jīng)罐<70>而直接排至大氣中也如此。
由于再計量體系，注塑機不再要求由定量沖程的螺桿射料桿完成的第一次高精度計量，這時需用復雜的控制設備以減少模壓產品重量變化。在和本發(fā)明的再計量體系時一起使用時，甚至初計量體系性能再差時，與不帶再計量體系的普通計量體系相比所引起的重量變化也顯著減少。
而且，再計量體系還有縮短在長期運行中間斷停車使注模操作達到穩(wěn)定所需時準備時間的優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明的再計量體系不限于調節(jié)注嘴通路切斷時在密封小室中初始內壓。它還可應用于注嘴通路剛切斷時刻稍晚的物料內壓調節(jié)。后者也屬于本發(fā)明的范圍。
根據(jù)本發(fā)明，注塑機本身不僅可用普通液壓機驅動，而且也可應用于新近開發(fā)的電動驅動設備，以及用于軸向精確注塞的任何等效設備中。
按照本發(fā)明的另一實例使用如圖1，2，3和4所示包含再計量裝置的設備，伴有瞬時再計量步驟的注塑方法按如圖9所示的方式執(zhí)行(也見圖5、6的虛線部分)，即，第一外壓保壓階段(如圖5、6所示)省去了。注入步驟因注嘴通路切斷而強行中止，發(fā)生瞬時再計量使與初始內壓P相等的注入壓力下降到給定內保壓值，此內保壓值由再計量活塞-園柱體<50>確定，其值相當于上文提到的Pr值(在圖8中)。在注射步驟后注嘴通路切斷，由于再計量體系動作內壓下降，內保壓步驟開始，在由保壓室X和模腔<10a>組成的固定封閉空間中的壓緊之部分過量物料排出機器系統(tǒng)之外。
最終注射壓力有一希望值(P1)，它帶有一個在PIh和PIl之間的變量(△PI)(見圖9)。測定的內壓(Pr)也可低于最終注射壓力的低限(PIl)。這意味著在每次注料時保壓基本為常數(shù)，而不必考慮注射壓力變化。
由于射料桿<3>注入物料以及由于閥門裝置<40>造成的注嘴通路中斷造成的在固定密封空間內壓縮的物料的數(shù)量，在圖8和圖9的第一和第二實例中看來都直接相當于此物料的固定或恒定調節(jié)內壓Pr。但實際上，在兩個實例中間還是有差異的。即在相同封閉空間中按第一和第二實例壓緊的物料量不是一固定值，而是隨每次注料的平均量相對變化率而改變，另外，第一實例的相對變化率確實大于第二實例的值。據(jù)認為該量變化率的差異主要由模具冷動速度造成的。若冷卻速度非常低，而進料周期又很長，該差異可忽略。在固定封閉空間中物料被壓縮，并且其量調節(jié)到一預定值，過量部分在按圖9中第二實例注入步驟后立即排出本機器體系之外，同時按圖8的第一實例注入步驟之后進行的在第一保壓步驟完成后對此物料也進行調節(jié)，這一時間定點上的差異據(jù)認為足引起量變化率差別的原因。
顧及此，圖9上第二實例對于高精度制品注塑比圖8上的第一方案更可取，而且第二實例的優(yōu)點在于注塑機不再要求提供外部保壓的設備，在圖8描繪的第一實例中第一外部保壓步驟中達到最大值時進料周期也縮短了，同時模塑制品重量變化允許為第一實例的水平。
當模具在相對較高固定冷卻速度時，本發(fā)明人假定，室型方法的可能性取決于均化作用(無再計量步驟)使得與第一實例的室型方法重量相比注塑制品的重量偏差下降了(圖8)。
根據(jù)對本發(fā)明的實驗，象GPPS磁帶盒等精細產品是采用類似圖4描繪的設備注塑的，只是進行某些改進，因而與實際情況相比，制品重量偏差方面的結果如下1、在實際操作中使用了裝備有現(xiàn)代或先進的計量裝置而無任何再計量體系的保壓室型注塑機并配裝有六模腔的模具，其中N＝1(室體積約相應于6個模腔體積)X＝87.448 在靜態(tài)注射狀態(tài)100次注射
σ＝0.130 100x(σ/X)＝0.149R＝0.488 100x(R/X)＝0.5582、在試驗性操作中使用了裝備有老型計量裝置的保壓室型注塑機并配裝有4模腔的模具，其中N＝2按照用本發(fā)明方法的試驗僅依賴于均衡效應無任何再計量體系并包括第一外壓力保持步驟和第二內壓力保持步驟，其中N＝2，X＝52.480g 在靜態(tài)注射狀態(tài)100次注射σ＝0.0375g 100x(σ/X)＝0.715R＝0.712g 100x(R/X)＝0.3283、在用如試驗2相同機器和模具，而用如圖3所示的再計量體系操作中，其中N＝21)按照用本發(fā)明的第一方法實例(圖8)的一個試驗，包括第一外壓保持步驟和第二內壓保持步驟并配有瞬時的再計量步驟，X＝52.546 在靜態(tài)注射狀態(tài)100次注射σ＝0.023 100x(σ/X)＝0.043R＝0.115 100x(R/X)＝0.219生產速度(即一次注射時間)對4盒情況是12.6秒。
2)按照用本發(fā)明第二個方法實例(圖9)的另一試驗包括內壓保持步驟配有瞬時再計量步驟，但無外壓保持步驟，X＝52.558 在靜態(tài)注射狀態(tài)100次注射σ＝0.0204 100x(σ/X)＝0.039R＝0.094 100x(R/X)＝0.179生產速度時4盒情況是9.6秒。
正如上結果所表明，本發(fā)明的再計量系統(tǒng)在生產高精度注塑制品中有很多優(yōu)點，不考慮圖8和圖9兩類實施例，在制品重量和生產率上用第二個實施例比用第一個實施例更有優(yōu)點。事實是雖然以上比較和試驗的方法無再計量步驟，分別在實際上N＝1和在試驗中N＝2，但比普通無壓力保持室型工藝在高生產率注塑模塑高精度制品中更有利。
還有，經(jīng)對比以上1項的實際操作與以上2項的試驗操作可了解到，N＝2時的試驗方法比N＝1時的實際方法更有利于減少重量偏差，因為有均衡效應之故。
權利要求
1.一種使用注塑機注塑的方法，所用注塑機機體內裝有一根注料桿，由機體向外有一個空心的延伸部，此延伸部包括一個注嘴并形成一個注嘴通道；此注塑機還有一個模具，它確定了帶澆口的模腔，此模具裝置裝在注塑機中，并經(jīng)注嘴通道把機體內部與模腔連通，此方法包括以下步驟在每個注射循環(huán)內，當機筒加熱時將塑性物料加熱，使之塑化并加以計量；將熱的塑化好的物料通過注嘴通道在加壓下注射進模腔；將熱的注塑物料于加壓下在整個模腔內至少部分地保壓一段時間，同時使模具冷卻，而在其中固化形成成型制件；在模具開啟后，將冷固的成型制件從模腔中取出，其中，在所述注射步驟之后，用與所述注嘴通道相連的閥門裝置在連接機體內部與模腔的通道上使所述注嘴通道在中途中斷，同時進行所述物料的保壓階段，在注嘴通道中斷時或中斷之后，即由注塑機進行塑化和計量步驟，以供下一次注射之用，所說的物料保壓步驟包括這樣一個步驟，即用閥門裝置使保持的內部壓力只加在因注嘴通道中斷而分隔開的整個注射物料的前面部分上，即由每次注射的前面的物料部分受壓，模腔和注嘴通道的前部結合形成了由閥門裝置和澆口之間的空心延伸部所劃定的內壓保持室，由此構成了固定的密閉空間，前面的物料即在其中壓實，此方法的特征在于，所述熱的物料在每次注射時于所述固定的密閉空間中壓實；所述物料的量在所述保壓步驟終了以前，通過將可能的過量壓實物料排出注塑機系統(tǒng)外的辦法調節(jié)到預定的值。
2.按權利要求1的注塑方法，其中為實現(xiàn)壓實物料量的調節(jié)，在所述注嘴通道中斷時或中斷后，通過將所述壓實的物料內壓調節(jié)到預定值Pr的辦法(如果內壓大于Pr值，則過量的壓實的熱物料將排出注塑機系統(tǒng)外)，進行補充計量或再計量步驟。
3.按權利要求2的注塑方法，其中，所述物料保壓步驟還包括第一步，所述的內壓保持步驟則是第二步，在這第一步，注塑機操作注料桿，使其將外部保持的壓力施加于所有注射物料上。
4.按權利要求3的注塑方法，其中，所述內部保持的壓力從開始時相當于注嘴通道中斷時所承受的最終外部保持壓力降至預定值;在長期的實際運轉中，所述預定的Pr值規(guī)定為等于注塑機系統(tǒng)在理想操作條件下于假設或試驗的長期運轉中但每次注射時局部通道與外面被隔斷的密閉空間所受的起始內壓(P)的平均值(P)，所述假定的起始內壓P在低限Pl和高限Ph之間的范圍內變化;實際上，某些操作條件會改變，使保壓第二步的實際起始壓力為P′，其值實際上隨值為Ph或Ph以上的平均值而變，介于上限和其值為P或P以上下限之間，而其他操作條件大體上保持假設的運轉條件。
5.按權利要求4所述的注塑方法，其中，起始內部壓力所述預定值大體與具有所述模腔的注塑機所成型制件所要求的平均重量相適應。
6.按權利要求5所述的注塑方法，其中，起始內部壓力的所述平均值P大致為(Pl+Ph)/2。
7.按權利要求6所述的注塑方法，其中，(P-Pl)為標準偏差σ。
8.按權利要求3至7中的任何一項所述的注塑方法，其中所述第一步外壓保持步驟，在不分級的操作條件下進行，它使注料桿將不分級的外壓施加到注射物料上。
9.按權利要求8所述的注塑方法，其中，所述注射步驟在不分極的操作條件下進行，隨著注料桿不分級地施加外壓，使注射物料充滿模腔，所述注射外壓和所述物料保持的外壓相結合就形成了在不分級操作條件下注料桿施加的不分級外壓。
10.按權利要求9所述的注塑方法，其中，改變的操作條件是指對規(guī)定量的待注射塑化物料進行初次計量，以及在注射步驟和物料保壓的第一步中注料桿所施加的外壓。
11.按權利要求2所述的注塑方法，其中，所述物料保壓步驟由因注嘴通道中斷而使注射步驟轉換而成的內壓保持步驟所組成，對于所述壓力的預定值Pr為由起始內壓值降下來的內壓值，這里起始內壓值即為注料桿所受的最終注射壓力。
12.按權利要求11所述的注塑方法，其中，所述最終注射壓力是隨下限變化的希望值，它一定高于內壓的預定值Pr。
13.按權利要求3和11中的任何一項所述的注塑方法中，其中所述壓力調節(jié)，可用將局部通道與注塑機系統(tǒng)外相通，和在閥門裝置處的注嘴通道外裝一根支管使過量的壓實物料由此排出相結合的辦法來實現(xiàn);在局部通道中另外裝一個閥門裝置，供以下幾種情況之用即有所述注嘴通道中斷之時將所述局部通道與所述注嘴通道相通;當內部壓力超過前面所述值時，使局部通道與外界相通;當內部壓力降至所述預定值時，使局部通道與外界隔斷。
14.按權利要求13所述的注塑方法，其中，熱流道模具用于形成所述注嘴通道的前部。
15.按權利要求14所述的注塑方法，其中，還包括在模具裝置開啟后取出制件之前返吸由于所述封閉空間的體積增大而留在其中的熱的物料，但此時注嘴通道要保持中斷，以便使熱物料從過度保壓的狀態(tài)下解脫出來。
16.按權利要求15所述中的注塑方法，其中，通過在澆口處讓模具冷卻而使得留在注嘴通道與注塑制品相聯(lián)的熱物料前端冷固，所述冷固或冷卻的物料前端在所述返吸步驟已完成而下一次注射即將開始之前瞬即被加熱熔融。
17.按權利要求16所述的注塑方法，其中，所述注嘴通道的中斷在前端的冷固物料熔融之前撤去，使模腔與注塑機機體內部相通，以進行下一次注射。
18.按權利要求17所述的注塑方法，其中，所述第一個外壓保持步驟在外部保持壓力大體穩(wěn)定時被迫終止。
19.一種用注塑機注塑的方法，這種注塑機機體由裝有一根注料桿，由機體出發(fā)有一個空心的延伸部形成注嘴通道，此注塑機還有一個確定帶澆口模腔的模具，此模具裝置與注塑機相聯(lián)，并通過注嘴通道把機體內部與模腔連通，該注塑方法包括以下步驟在每個注射循環(huán)內，當機體加熱時將一種塑性物料加熱，使之塑化并加以計量;將的塑化好的物料通過注嘴，在加壓下注射進模腔;將熱的注塑料在加壓下在整個模腔內至少部分地保壓一段時間，并使模具冷卻，而在其中固化形成成型制件;在模具開啟后，將冷固的成型制件從模腔中取出，其中在所述注射步驟之后，但所述物料保壓階段還在進行時，用裝在所述注嘴通道上的閥門裝置在機體內部與模腔的通道上從中間使所述注嘴通道中斷，在所述注嘴通道中斷時或中斷之后，即由注塑機進行所述塑化和計量步驟，以供下一次注射之用，所述物料保壓步驟可由以下過程來完成先用注塑機自身驅動注料桿，將第一個保持壓力施加在所有注射物料上;再用所述閥門裝置將第二個保持壓力只施加在由于所述注嘴通道中斷而分隔的整個注射料中的前面部分上，所述第一個保持壓力是繼注射壓力后注料桿產生的外壓;而第所述二個保持壓力則是所述注嘴通道中斷時注射物料的前面部分承受的內部壓力;模腔和注嘴通道的前部相結合形成了由閥門裝置和澆口之間的空心延伸部所劃定的內壓保持室，由此構成了密閉空間，前面的物料即在其中壓實，此方法的特征在于，與假設的用同樣的保壓室但沒有實施所述注嘴通道中斷而得到的相應制件相比，保壓室的內部空間容積大致等于或大于模腔容積，這樣便對注塑物料產生了明顯的均衡作用，使成型制品大大降低了重量偏差。
20.按權利要求19所述的注塑方法，其中，所述注塑步驟在不分級的操作條件下進行，隨著注料桿在不分級條件下施加外壓，使注射物料充滿模腔;在分級操作條件下，所述注射外壓與所述物料保持的外壓相結合，產生了由注料桿施加的分級的的外壓。
21.按權利要求20所述的注塑方法，其中，第一個外壓保持步驟在外壓大致穩(wěn)定時被迫終止，接著所述注嘴通道中斷發(fā)生作用，開始所述第二個內壓保持步驟。
22.一臺安裝有一套模具裝置的注塑用設備，此模具裝置具有決定至少一個含至少一個澆口的模腔的兩個半模，此注塑設備包括一臺注塑機，該注塑機有一個機體和由機體向外的延伸部分，機體由機筒和液壓活塞缸或在所述機筒中裝有注料桿的電動注料桿驅動裝置構成;而此注料桿的中空延伸部分包括一個注嘴以及由此形成的連通機體內部和模腔的注嘴通道，在機體和中空延伸部受熱時，此注塑機的機內內可供塑性物料塑化并計量，熱塑化好的物料通過注嘴通道注射進模腔，注射物料在加壓情況下至少部分地保持在整個模腔之中;所述半模配備有冷卻模具的裝置，該注塑設備還設有由所述中空延伸部和插在所述閥門裝置與澆口之間的閥構成的保壓室，所述閥門裝置用于中途中斷連通機體內部和模腔的注嘴通道，所述保壓室和所述模具裝置相結合，提供了由模腔和所述保壓室構成的固定的密閉空間，與該保壓室聯(lián)通的因注嘴通道中斷而分開的整個注射料的前面部分就在此密閉空間中壓實，被壓實的物料受到內部壓力，而使其本身壓緊模腔，此設備的特征在于所述中空的延伸部形成了從所述注嘴通道分叉的局部通道，此局部通道用裝在局部通道中的第二、第三個閥門裝置與注塑機外界相通，所述第二個閥門裝置在第一個閥門裝置在關閉的位置時與局部通道的進口相通，而當所述第一個閥門裝置處在開啟的位置時則關閉局部通道進口，所述第三個閥供被壓實物料的內壓超過額定值時使局部通道與系統(tǒng)外相通，而當內壓低于所述預定值時切斷所述局部通道與外界的通路;其中，在所述注嘴通道中斷時，內壓被調節(jié)到所述預定值，而當內壓超過所述預定值時，部分壓實物料被排出系統(tǒng)。
23.按權利要求22所述的注塑設備，其中，所述第一個閥門裝置裝有一根配置在中空延伸部的可旋轉的圓桿，所述圓桿稱為閥桿，所述帶有透孔的閥桿在所述第一個閥門裝置處在開啟的位置時，成為所述注嘴通道的一部分，所述第二個閥門裝置在其閥桿的表面部分開有一條槽，當所述第一個閥門裝置處在關閉的位置時，它面對注嘴，此槽即屬中空延伸部，為所述局部通道的前段，與第三個閥門裝置相通。
24.按權利要求23所述的注塑設備，其中，所述局部通道包括所述前段、一個后段和介于它們之間的所述第三個閥門裝置，所述第三個閥門裝置帶有配上彈性或回彈性機構的活塞式圓柱體，以上彈性機構用于使活塞頂住在所述預定壓力值下被壓實的物料，所述局部通道的前段設有一個出口，與所述圓柱體的前段相通;局部通道的后段設有一個進口，與所述圓柱相通，當所述第三個閥門裝置處在關閉位置時，局部通道后段的進口被所述活塞關上。
25.按權利要求24所述的注塑用設備，其中，所述中空的延伸部有一個橫穿過所述注嘴通道的透孔，此透孔是收縮的，前部直徑較大，而后部直徑則較小，其間形成一個臺肩，所述可旋轉閥桿則配置在所述直徑較大的孔部分，緊靠所述臺肩，所述直徑較小的孔部分決定了所述圓柱體，所述閥桿上的所述槽和較大直徑的孔的部分結合形成了局部通道所述前段，當被壓實物料的內部壓力從所述預定值降下來時，所述活塞就緊靠在所述閥桿的后端。
26.按權利要求22至25中的任何一項所述的注塑用設備，其中，配置有一個機構用來調節(jié)第三個閥門裝置加到被壓實物料上的壓力，使之達到預定值。
27.按權利要求26中所述的注塑用設備，其中，所述中空延伸部裝有將可能過量部分的所述被壓實物料加熱的裝置，所述過量的壓實物料中有一部分將經(jīng)所述局部通道排出系統(tǒng)外，此注塑設備備有一個罐，與所述局部通道的后段相通，罐中貯存排出的物料。
28.按權利要求27所述的注塑用設備，其中，所述圓柱體的后部形成一個較大直徑的室，而所述活塞的后部有一個法蘭，所述法蘭部分安裝在直徑較大的室中，所述大直徑室的后端開有一個帶螺紋的孔，帶法蘭的一根螺栓狀桿安裝在所述直徑較大的室中，一螺旋彈簧安放在所述兩法蘭之間并頂緊之，形成了所述回彈機構，這樣就可通過回彈機構將壓力施加到被壓實物料上，此壓力可通過螺栓狀桿相對于所述圓柱體旋轉而調節(jié)到預定值。
29.按權利要求28所述的注塑用設備，其中，所述第一個閥門裝置包括一臺使所述閥桿相對所述中空延伸部旋轉用的脈沖馬達，用此將閥的位置從關閉的位置變到開啟的位置，或反之。
30.按權利要求29所述的注塑用設備，其中，所述閥桿的所述透孔的軸垂直于安裝有閥桿的所述第一個閥透孔的軸。所述閥桿孔的軸與所述閥桿槽的角度為90°或90°以下。
31.按權利要求30所述的注塑用設備，其中，所述保壓室的內部空間容積與模腔相比要大到足以對注射物料產生均化作用，使成型制件與假設的在長期運轉中未實施注嘴通道中斷得到的相應制件相比，具有偏差小的平均重量;但其差異要小到足以避免保壓室中積聚的熱物料因留在室中持續(xù)加熱而損壞。
32.按權利要求31所述的注塑用設備，其中，所述保壓室的所述內部容積大致等于或大于所述模腔的內部容積。
33.按權利要求32所述的注塑用設備，其中，所述中空延伸部可分為前部和后部，所述后部在其前端形成注嘴，并在所述注嘴的上游裝上了所述的第一個閥門裝置，所述注塑機配有使所述機體與所述后部連接的機構，由此可相對于所述前部作軸向移動，所述前部具有一個后圓柱體段和一個與模具裝置相連的前段，所述注嘴形成一個中空活塞段，中空活塞段在所述圓柱體后段中按軸向可動地相接，所述中空活塞段與所述后圓柱體段相結合，就形成了軸向相互端接、阻止位于相對固定活塞處的注嘴軸向向前移動的裝置;由于構件緊靠產生了密封作用，因此可防止物料在噴嘴處泄漏;其中，由于所述圓柱體段和所述中空活塞段的結合，使注嘴通道因注塑機相對于模具裝置作向后移動，而在軸向上擴大了容積;當注嘴通道依然保持中斷，但成型制品尚未從模腔中取出之前，可將留在所述密閉空間中的熱的物料返吸，并從被壓縮和壓實的狀態(tài)下解脫出來。
34.按權利要求33所述的注塑用設備，其中，軸向端接和密封裝置在所述中空活塞段或所述注嘴處，配有一個制動器，用于使所述制動器相對于機體的軸向位置與所述中空延伸部后部相協(xié)調一致地進行改變，借此，使保壓室的容積調節(jié)達到希望的大小。
35.按權利要求34所述的注塑用設備，其中，所述注嘴相對于所述機體是靜止固定的，所述制動器由一內部車有螺紋的環(huán)形件構成，而所述注嘴的外面則部分地車了螺紋，因此通過擰進就可將所述注嘴與所述環(huán)狀制動器接合。
36.按權利要求34所述的注塑用設備，其中，所述制動器固定到所述注嘴上，而所述后面的中空延伸部可分為在內側部分地在有螺紋的后局部部分和由所述注嘴形成的外面部分地車有螺紋的前局部部分。因此，通過擰進就可將所述注嘴與所述后局部部分接合。
37.按權利要求35所述的注塑用設備，其中，配有與多支管結合在一起的熱流道模具，它形成了所述前中空延伸部的所述前段，所述熱流道模具配有當模具裝置冷卻并閉合供下一個注射操作用時，瞬時和臨時性加熱位于模腔澆口處物料的構件，其實施方法是使位于澆口處的前面的冷固物料熔融，從而使模腔與注嘴通道相通。
38.按權利要求36所述的注塑設備，其中，配有與多支管結合在一起的熱流道模具，它形成了所述前中空延伸部的所述前段，所述熱流道模具配有當模具冷卻并閉合供下一個注射操作用時，瞬時和臨時性加熱位于模腔澆口處物料的構件，其實施方法是使位于澆口處的前面的冷固物料部分熔融，從而使模腔與注嘴通道相通。
39.一臺安裝有一套模具裝置的注塑用設備，此模具裝置具有能決定至少一個有至少一個澆口的模腔的半模，此注塑設備包括一臺注塑機，該注塑機有一個機體和一個由機體向外的中空延伸部分，機體由機筒和液壓活塞缸或在所述機筒中裝有注料桿的電動注料桿驅動裝置構成，此注料桿的中空延伸部包括一個注嘴以及由此形成的連通機體內部和模腔的注嘴通道，在機體和中空延伸部受熱時，此注塑機的機體內可供塑性物料塑化并計量，熱的塑化好的物料通過注嘴通道注射進模腔，注射料在加壓情況下至少部分地保持在整個模腔之中;所述半模配有冷卻模具的裝置，該注塑設備還設有由所述中空延伸部和插在所述閥門裝置與澆口之間的閥構成的保壓室，所述閥門裝置中途中斷連通機體內部和模腔的注嘴通道，所述保壓室和所述模具裝置相結合就提供了由模腔和所述保壓室構成的固定的密閉空間，與該保壓室聯(lián)通的因注嘴通道中斷而分隔出的整個注射料的前面部分就在此密閉空間中壓實，被壓實的物料受到內部壓力而使其本身壓緊模腔，此設備的特征在于保壓室的內部空間容積大體等于或大于模腔容積。
40.按權利要求39所述的注塑用設備，其中，所述中空的延伸部形成了包括所述注嘴在內的圓柱體裝置，用于軸向改變保壓室的容積到預定的大小并使之固定。
41.按權利要求40所述的注塑用設備，其中，所述中空延伸部可分為前部和后部，所述后部在其前端形成注嘴，并在所述注嘴的上游裝上了所述的第一個閥門裝置，所述注塑機配有使所述機筒與所述后部連接的機構，由此可相對于所述前部作軸向移動，所述前部具有一個后圓柱體段和一個與模具裝置相連的前段，所述注嘴形成一個中空活塞段，中空活塞段在所述圓柱體后段中按軸向可動地相接，所述中空活塞段與所述后園柱體段相結合就形成了軸向相互端接、阻止位于相對固定活塞處的注嘴軸向向前移動的裝置;由于構件緊靠，產生了密封作用，因此可防止物料在噴嘴處泄漏，其中，由于所述圓柱體段和所述中空活塞段的結合，使噴嘴通道因注塑機相對于模具裝置作向后移動，而在軸向上擴大了容積;注噴嘴通道依然保持中斷，但成型制品尚未從模腔中取出之前，可將留在所述密閉空間中的熱的物料返吸，并從被壓縮和壓實的狀態(tài)下解脫出來。
42.按權利要求41所述的注塑用設備，其中，軸向端接和密封裝置在所述中空活塞段或所述注嘴處，配有一個制動器用于使所述制動器相對于機體的軸向位置與所述中空延伸部后部相協(xié)調一致地進行改變，藉此，使保壓室的容積調節(jié)到希望的大小。
43.按權利要求42所述的注塑用設備，其中，所述注嘴相對于所述機筒是靜止固定的，所述制動器由一內部車有螺紋的環(huán)形件構成，而所述注嘴的外面則部分地車了螺紋，因此通過擰進就可將所述注嘴與所述環(huán)狀制動器結合。
44.按權利要求43所述的注塑用設備，其中，所述制動器固定到所述注嘴上，而所述后面的中空延伸部可分為內側部分地車有螺紋的后局部部分和由所述注嘴形成的外面部分地車有螺紋的前局部部分，因此，通過擰進就可所述注嘴與所述后局部部分接合。
45.按權利要求44所述的注塑用設備，其中，配有與多支管結合在一起的熱流道模具，它形成了所述前中空延伸部的所述前段，所述熱流道模具配有當模具裝置冷卻并閉合供下一個注射操作之用時，瞬時和臨時性加熱位于模腔澆口處物料的構件，其實施方法是使位于澆口處的前面的冷固物料熔融，從而使模腔與注嘴通道相通。
46.按權利要求45所述的注塑設備，其中，配有與多支管結合在一起的熱流道模具，它形成了所述中空延伸部的所述前段，所述熱流道模具配有當模具冷卻并閉合供下一次注射操作用時，瞬時和臨時性加熱位于模腔澆口處物料的構件，其實施方法是使位于澆口處的前面的冷固物料熔化，從而使模腔與注嘴通道相通。
全文摘要
一個以注塑機和模具組成的注塑高精度制品的體系包括常規(guī)的基本步驟即物料的塑化和計量步驟，注射步驟和物料壓力保持步驟，另具有特性是因從機體延長到模腔澆口的注嘴通道在注射步驟之后而壓力保持步驟正進行時被與機體內部相通的一個閥中間斷開。進行壓力保持步驟是至少使用閥對在由于通道中斷而分離開的注射入物料的前部施加一個內壓，并壓縮在由閥包括模腔所限定的固定密閉空間中，在該步驟期間開始下一個塑化和計量步驟。一個瞬時的再計量步驟進行結果在固定的密閉空間中的物料量在每次注射中都被調節(jié)成預定值，它通過將可能的多余部分物料排出機體使它的內壓調整成相應值。
文檔編號B29C45/57GK1050840SQ90101998
公開日1991年4月24日 申請日期1990年4月7日 優(yōu)先權日1989年10月12日
發(fā)明者堤菁 申請人:世紀工業(yè)株式會社