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海天告诉您如何进行注塑机选型

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海天告诉您如何进行注塑机选型

发布日期:2017-05-22 作者: 点击:

海天告诉您如何进行注塑机选型

注射速率

注射速率是指在单位时间内从喷嘴射出的溶料量(容积)。其计算值是机筒截面积与速度的乘积。

有些注塑机厂商在规格表里不用注射速度而用注射速率。注射速率是螺杆在注射时每秒射出的最大容量·它以cm3/秒或以G/S计算。注射速率=注射速度×3.1416×(d/2)2×原料的熔融密度×注射效率系数(d=螺杆直径)。

注射速率低,溶料充模时间长,制品易残生冷接缝、前后密度不均、应力大等弊病。

注射制品,同时高速注射时,可采用低温模具,缩短成型周期,在不形成过填充的条件下,高速注射也能使所需的合模力减少。但注射速度过高,溶料经浇口等处时,产生较大的剪切热,易形成不规则的流动、物料烧焦以及吸入气体和排气不良等现象,同时在一般开环控制下,高速注射也不能保证注射与保压稳定的切换,形成不稳定而使制品出现溢边或缺料。

注射速率的最低要求是:在塑料通道未凝固前,充填完成。

螺杆转速

螺杆转速是以转/分(rpm)表示的一个上下限。螺杆转速不及螺杆表面速度重要。两者与螺杆直径关连。螺杆表面速度(cm/min。)=3.1416×螺杆直径(cm)x螺杆转速(转/分)。

每种塑料都有它的推荐最高螺杆表面速度(线速度),不应超越。如硬性众氯乙烯叫PVC)的表面速度不应超过12 m/分种,聚丙烯PP可达60 m/min。,PC可允许30 m/min。

例如:使用60毫米螺杆注塑硬性众氯乙烯(UPVC)时,最大的螺杆转速是多少?最大的螺杆转速=1200/(3.1416*6) = 64 rpm。

加大螺杆转速可大幅度地提高生产效率,但也会加大溶料的剪切热,可能造成溶料过热。同时螺杆转动的提高要配合以大排量的液压泵及加大电机,对液压系统也要有通过流量变大的要求,大幅度提高整体的成本。(个别低粘度塑料可降低油压马达排量来提高转速)

螺杆驱动马达扭力

带动螺杆旋转的油压马达有额定的扭力,在国际单位系统(S1)中足以牛顿米计算。它代表在指定的系统压力下所产生的最大扭距。黏度高的塑料需要高的扭力及低的转速,黏度低的塑料则相反。大螺杆较小螺杆需要更大扭力。使用比例压力阀来调整加料时的马达扭力至所需值。

在同一台注塑机上,配的是固定的液压马达,一般的设计惯例是低粘度材料,大小螺杆都有足够的扭力(PP,PS,PE等低粘度牌号),较高粘度的材料,A,B螺杆可适用(ABS,TPR等,某些高粘度材料,只适用A螺杆(PA,PC,PET,PMMA等)。

另外,长径比越大,所需的扭力也越大。

塑化能力

塑化能力是一台注塑机在最高螺杆转速及零背压下於单位时间内能够均匀地塑化或提升到均匀的溶化温度的一般硬胶(PS)重量。单位以克/秒,或 kg/ hr.表示.塑化能力(kg/hr.) = 1.29×D2×h1×密度×rpm×60÷1000×效率D=螺杆直径(cm), h1 = 计量段深度(cm), 效率一般取 85%

所以, PS以外的材料塑化能力,可依比重的不同来换算.塑化能力的大小与螺杆直径, 螺杆设计, 螺杆转速等有关系.机器上标示的塑化能力为最大值(PS),但因每种材料容许的线速度(螺杆转速)不等,所以每种材料的塑化能力也是不一样的.

为了提高生产量,降低周期,塑化时间(储料)最好在冷却时间内完成. 而为了降低能耗,塑化时间不用比冷却时间短太多.如何取舍要依具体或大部份生产的产品而定.

锁模力

(又称合模力)市面上注塑机的重要参数,即注塑机施加于模具的夹紧力。

锁模力与注射量一样,在一定程度上反映了机器加工制品的能力的大小;并用来作为表示机器规格的大小的主要参数;现在大多数注塑机厂家都以锁模力(吨)来作为机器型号命名。

机器在选型时应尽量使用在最大锁模力以下的数值。足够的锁模力与模腔的投影面积成正比,模腔投影面积是模腔投影在模具分离面的面积。需要注意的是:锁模力不足,会使制品在生产过程中产生飞边(披锋)或不能成型;而如果锁模力太大,造成系统资源的浪费,如果合模力及模板远大于模具所需,会使模板变型量加大,而使机器及模具寿命降低。

一般合模力的标示,用公吨(等於1000公斤)或千牛力来表示,1公吨约等于10千牛。

锁模力的估计有以下几种方法。

根据注塑制品在模板(头板或二板)上的垂直投影面积,计算锁模力F:锁模力(吨)=模内压力(kg/cm2)X制品的投影面积(cm2)÷1000

即 F=P X.S,式中 F= 锁模力(t) S-制品在模板的垂直投影面积(cm2) P-模内压力(kg/cm2)

P值列于下表中参考(模内压力)(单位:kg/cm2)

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举例说明

设某一普通制品在头板或二板垂直方向上的投影面积为410cm2,制品材料为PE,计算需要的锁模力。由以上公式计算如下式:F=P.S=150410÷1000=61.5(吨)

对照海天公司的机型表,应选用我公司60吨注塑机即HTF60W。(较低配置)合理的合模力选择,在上列的计算方式算好后,再除以0.8的安全系数较理想。

例如:要注塑一直径79毫米的一般硬胶杯,此杯壁厚为0.6mm。求足够的锁模力。

杯(及流道)的投影面积是3.1416×7.9×7.9/4=49厘米2。此杯属薄壁的范畴,保守的锁模力是49 X 500 ÷1000 ÷0.8 = 30.6吨。

在估计中考虑流程及壁厚是个较准确的方法。流程是溶料从浇口流至模腔最远一点的长度o(参阅图1)。若注塑件的壁厚大小不一,取其最小作壁厚。

例如:同一硬胶杯的流程是104毫米。求一较准确的锁模力。流程壁厚比=104/0.6=173。从图2,壁厚0.6毫米处模腔压力是550巴。

锁模力= 550×1.02×49÷1000 ÷0.8 = 34.5 吨

山东注塑机

较准确的锁模力估计是设计模具时由电脑模拟计出的锁模力

开模行程

开模行程是移动模板从合模到开模的位移距离。开模行程断定了注塑件的最大高度H。其关系是:开模行程≥2H+水口长度L。如使用热流道系统时L=0。以上的不等式提供空位给地心吸力、机械手或人手将注塑件拿走。

模具高度( 厚度 )

模具高度是从垂直合模装置时代遗留下来的。在水平的合模装置中,更贴切的名称是模具厚度。在一台机铰式的注塑机的规格中,容模量以一个范围表示,代表注塑机能容纳的最小至最大模具厚度。他们的相差便是注塑机的调模量。

在一台直接油压锁模的注塑机的规格中,容模量是以一个数字表示,代表注塑机能容纳的最小模具厚度。可用的模具厚度应比最小容模量大,使注塑机能合模及锁模。否则,该用一台较小的注塑机(其实该是较小的合模装置)。可用的模具厚度应比最大容模量小,模具才能放得下。否则,该用一台较大的注塑机。此参数决定了模具开模空间大小,制品深度。容模量大,则制品深度越深,反之,制品深度越浅。

模板最大开距

模板最大开距是合模装置退尽时固定模板与移动模板的最大距离。它与开模行程及最大/最小容模量的关系如後

在机铰式注塑机上,模板最大开距 = 开模行程+ 最大容模量。

在直压式油压锁模注塑机上 ,模板最大开距 = 开模行程+ 最小容模量。

拉杆间距

导柱内间距决定模具的外形尺寸大小,模具能容於拉杆空间内才能使用。拉杆空间是以水平及垂直尺寸表示,如下图标。若模具是从上面吊入,它的宽度该小於水平的拉杆空间。若模具是从旁边推入,则它的长度该小於垂直的拉杆空间。

推荐在模具两侧多留25毫米空间,在大模具两侧多留50毫米空间。还要避免沉重的模具在安装时碰撞拉杆,使他凹陷,影响後继的移动模板的顺滑移动。

模板尺寸

模板是模具背後支撑的厚板。推荐模具不应超越模板尺寸以防注射时模具弯曲。一般建议模板的外形尺寸不大于拉杆中心距。

注塑汽车的保险杆是个使用很宽模板的例子。有些厂商可以提供加大的特殊模板。

模具太小又会在模板上产生过高弯曲应力,甚至使模板断裂,最小的模具应占拉杆内距的三分之二。

拉杆直径

除小型机(30吨锁模力或以下)有用两条拉杆外,大多数有拉杆的注塑机都用四条拉杆。他们共同的拉力将模具锁紧,以应付在注射时模腔压力形成的反推力。

若拉力是平均分布于四条拉杆上的话,每条拉杆的应力是:应力=锁模力×1000/(3.1416×(d2/4)*4)=锁模力×1000/(3.1416×d2)。 (应力以公斤/毫米2算,锁模力以吨算,直径d以毫米算。)

高拉力钢的断裂应力超过90公斤/毫米2。低碳钢则只有20公斤/毫米2。但考虑一个安全系数,一般安全系数都定在10倍以上,也就是说在使用高拉力钢的情况下,一般设计应力在9公斤/毫米2以下,在超越断裂应力时,拉杆便断裂。

拉杆断裂的原因包括:

a.模具厚度不均;

b.模腔不对称;

c.调模装置失调。

他们都引致拉杆的拉力不平均。

另一原因是模温上升使模具膨胀,拉杆拉力因此比调模时高。拉杆断裂一般都在螺牙底部,因为那里有应力集中。尤其在定模板处的螺牙前三牙内的螺牙底部断裂发生率高达90%,为此海天在定模板处的螺母设有特殊弹性延伸结构进行改善。

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