背压压力与螺杆转速

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

1. 螺杆速度和行程的设定

在此节所讨论的螺杆旋转速度和行程的设定是指在塑化过程时利用螺杆的转动把塑料推向射料缸的前面,关于螺杆向前推进的速度(注射速度)则在较后章节论及。

1.1 螺杆旋转速度

软化塑料所需的热能,部份来自螺杆的转动,转动愈快,温度愈高,虽然螺杆的旋转速度可以达到一个很高的数值,但这并不表示着我们应该使用这样高的旋转速度。较好的做法是按照施工塑料和种类和生产周期的长短来调节螺杆的旋转速度。

1.1.1 螺杆旋转速度的选择

螺杆的旋转速度显着地影响着注射成型过程的稳定程度和作用有塑料上的热量。当螺杆以高速旋转时,传送到塑料的磨擦(剪切)能量提高了塑化效率,但同时亦增加了熔料温度的不均匀度。这对生产的稳定要求来说是极不受欢迎的,因为它可能使熔料发生局部过热现象。而且采用高螺杆转速亦使能源(电能)的消耗增大,相反地螺杆的旋转速度愈低,熔料的温度均匀性愈好,原因是没有了局部的过热现象;而且从经济角度来考虑,产品制造所需的能源较少,由此可知要在到某一注塑过程的生产能力规定,正确地螺杆旋转速度的选择是何等重要,这被设定的数值必须能够顾及生产时各条件参数的天然变化。

当我们提及螺杆的旋转速度时,其实最重要的参数是螺杆表现的速度。不同的塑材所容许是最大螺杆表面速度亦不是一样(请参看表6.2)这速度的单位是毫米/秒(mm/s)、或是肥尺/秒(m/s)或是英制的尺/秒(ft/s),由于螺杆的旋转速度(rpm)和它的表面速度一线性关系,所以不同的塑材,它们所容许的最大旋转速度亦是不相等。

1.1.2 螺杆速度的计算

大型注塑机的螺杆旋转速度应较小型注塑机的为少,原因是在同等旋转速度来说大螺杆所产生的剪切热能比小螺杆的高很多,在数学上我们可以以下列公式表示螺杆的表面速度与螺杆的直径和螺杆每分钟的转速的关系;

螺杆表面速度(mm/s)=螺杆直径(mm)×螺杆转速(rpm)×0.0524(这里0.0524是关于mm和rpm的转换常数)。各塑料最佳的及最大的螺杆表面速度详见表1.1。

表内最大的数值可以帮助注塑人员在决定生产问题是否源自螺杆转速。事实上很多注塑人员在注塑机调校时采用了过高的螺杆速度而不自觉,直至塑料发生了热降解现象才醒觉需要调低螺杆速度(塑料的热降解现象可从注件的缺点得知),当螺杆的转速是洽当时,熔料的温度较为稳定,注塑机的螺杆和射料缸装置的磨损程度较轻微。

1.2 螺杆复位

螺杆的复位是指注塑周期的塑化过程完结后,螺杆向后移动至原先未注射时的位置,螺杆退后时的旋转速度是一预先设定的数值,同时亦有一预先设定的背压压力作用在螺杆上,螺杆之所以能够稳定地退后是由于射料缸内的塑料被推向前的速度也是稳定的,同时熔料在射料缸前部不断地增加的情况下产生了一压力作用在螺杆上,迫使它向后移动至原先的位置。1.2.1 螺杆精确复位的重要性

螺杆每周期的复位精确度是非重要的。这位置决定了在下一周期螺杆需要向前推动的实际距离(螺杆行程)以便模腔能在保压切换前能够得到充份的填充,这距离影响着其后的注射时间,螺丝垫料的长度以及注件的重量--尤其是当保压转换的模式是行程决定或是时间决定时,所以螺杆复位的精度愈不准确,生产过程的不稳定性愈大。螺杆的复位变化通常都是由于螺杆在退后时冲过设定的份量(计量位置);理想的螺杆退后时应停在所设定的份量位置。可是事实螺杆往往退得后一点引致在螺杆前端的熔料容积发生变化。螺杆的直径愈大,螺杆的越位程度更加需要控制,良好的注塑习惯是使越位的范围控制在0.4mm(0.16in)内,最好是控制在0.2mm(0.008in)内。

表1.1 典型的螺丝速度(mm/s)

最理想最大

OPTIMUM MAXIMIM

ABS550650

BDS700750

GPPS800950

HIPS850900

LDPE700750

NYLON11/12400500

NYLON66400500

PC400500

PEI400500

PES/PSU150250

PMMA350400

POM(HO)100300

PP/EPDM混合物550650

PPS200300

PSU150250

PC/ABS混合物450550

PC/PBT混合物350400

ASA600650

EV A500550

GDPE750800

HIPS(快周期)9501000

LLDPE700750

NYLON6400500

PBT300350

PEEK300400

PETP250350

PETG300400

POM(CO)200500

PP750850

109

PPO-M400500

PPVC150200

SAN400450

UPVC150200

TPU/PUR250400

转换为ft/sec除以304.8i.e.300mm/s=0.98ft/s

转换为m/sec除以1,000i.e 300mm/s=0.3m/scc

1.2.2 螺杆复位时的减速

假使我们在螺杆的复位动作时能够采用快/慢的双速方法,则螺杆的退后越位程度将会大为降低,可以控制在0.2mm(0.008in)的范围内,塑化过程便可以稳定下来了。

找出了施工塑料的最高许可转速度后(请看表6.2),我们应从较低的最佳螺杆转速开始,先选用最佳速度作为第一速度,在大约还有15%的复位行程时转用较慢的第二速度。第二速

度大约是最佳速度60-70%,第二速度的选定是使复位动作在模具冷却阶段完成前1-2秒先完成,倘若这样的快/慢螺杆速度不能使复位动作在冷却阶段前完成,则需要稍为增大螺杆的前一段的后退速度,以使螺杆可以在冷却阶段完毕前得以复位(包括减压或螺杆复位的螺杆退后移动)。

1.3 螺杆行程

螺杆行程是指螺杆直射注塑机射料缸内螺杆的线性移动距离,移动距离是从塑化过程完结后螺杆停顿的位置至保压压力的切换位置(模具保压)。

这模具填充阶段时注射入模腔的熔料容量很大程度上是决定于这螺杆的线性行程影响熔料容量的因素有:

1.螺杆旋转速度(如上述);

2.螺杆复位完结时的退后移动;

3.螺杆复位时所采用的背压数值。

1.4 螺杆后退

在注塑周期内的螺杆后退,(常被称为“倒索”或“卸压”)的需要是基于数种原因,初时螺杆复位是用来防止射咀的熔料滴漏现象,避免了关闭式射咀的需要。现在螺杆复位的应用推广至生产过程稳定的改善,螺杆后缩的速度和距离城要准确控制以达到稳定生产过程的目的。

1.4.1 螺杆后退的速度和距离

对传统的油压式注塑机来说;螺杆复位是油压气缸把螺杆向后拉动一段预先设定的距离,对全电动式的注塑机来说,螺杆的后缩动作则是AC伺服马达的倒制转动。

和螺杆旋转速度一样,螺杆后退的速度是可以随意选择的,后退的速度愈快,后退距离的可控程度愈差。所以我们应使用螺杆可有的最快后退速度的20-30%。假使螺杆是以

一个受控制的和较慢的速度向后退;则螺杆前端的止流阀丝套可以在每一注塑周期回复至同一位置,减少了螺丝垫料长度的变化。螺杆后缩的距离视乎螺杆的直径和止流阀丝套的设计移动范围。典型的数值是4-10mm(0.160-0.394in)。在射胶速度要求很高的应用例子,螺杆复位和距离可以是12-18mm(0. 472-0.709in)。某些塑料(例如聚烯烃)常常需要很长的螺杆复位距离以保证止流阀丝套能够回复至同一位置,可是螺杆复位距离过长可以形成吸氧现象(空气从射咀或进料口被吸进熔料内),表现在成品上的银丝或浇伤于痕。

1.4.2 螺杆复位距离的最佳设定

为了设定螺杆复位距离的最佳行程,我们需要知道止流阀丝套实际的移动范围。不同的注塑机有着不同的止流阀设计。但是一般来说,止流阀丝套的设计行程大约是1-1.2倍螺杆注入区段的螺坑深度。

其次我们还需要知道螺杆后退时的越位距离,此越位距离必须是稳定的,然后我们才量度这距离的数值。正确的螺杆复位距离便是止流阀丝套的移动距离以及螺杆越位距离之和再加上0.5mm(0.020in)。

计算办法如下:

假若储料所设定的螺杆位置=85mm(3.347in)

螺杆实际停止位置=86.2mm(3.394in)

即是螺杆越位距离=1.2mm(0.047in)

止流阀丝套移动距离=4.5mm(0.177in)

所以螺杆复位应选定的距离=86.2+4.5+0.5mm=91.2mm(3.59in)

很多时注塑人员设定螺杆的复位(倒索)位置时只是随便地把储料的设定位置加上3mm(0.118in)便算了。他们都不知道螺杆是会发生越位现象的。在此情况下,生产过程必然不稳定,螺杆停止位置的变化范围亦算超过所规定的0.4mm(0. 016in),引致螺丝垫料的长度变化也超过了0.4mm(0.016in)。表1.2说明了正确的和不正确的注塑机螺杆位置设定的分别。

相关文档
最新文档