油温机如何配套注塑成型上使用

  百乐博精机为了更有系统性地了解选择注塑机的各种程序 ，特撰写以下的内容与之详叙一台好的注塑机必须制造一致的塑件 ，并于下次重做定单时亦然 。单以注射重量作选机的标准是过份简化 ，只用锁模力也不足够 。本文说明选择注塑机时要考虑的特性 。注塑机特性分可量化的 ，及不易量化两类 。前者在注塑机规格表上找到 ，后者只能自己测量或从口碑得知 。现在只集中讨论注塑机的可量化特性对选择注塑机的影响 。

   可量化特性可在海天注塑机的各种机型规格表上找到 。在选择时 ，这些特性应作全盘考虑而并非个别考虑 。每个特性的意义在本章说明 。总的来说 ，本章教你看懂注塑机的规格表 。规格表的大部份可量化特性是注塑机的大许可值 。一般来说 ，你可用该值或较小的值 。 

  1.1注射重量 ：注射重量是注塑机注射装置的一个重要参数 。它是选择注塑机时常用的参数，也是关键的参数 ，以克（g）或安士（oz）表示（注 ：1克＝0.035蛊司  1蛊司＝28.35克） 。这个参数虽然简单易明 ，但亦容易被误解 。道理很简单 ，当选定了塑料后 ，注塑商便可确定塑件的重量 ，因此 ，他们容易以此注射重量来选机 。

例如 ：赛钢的比重是1．42 ，它在一台注射重量(以PS算)227克的注塑机上

注塑 。此机以赛钢的注射重量应为227g *1．42／1．05=307g克赛钢 。

现将常用塑料的比重（Vx）列于表2－3中 。常用塑料密度（g/cm3）

  1.2注射量的确定 ：首先计算制品的重量 ：W＝制品重＋浇口系统重量 ，式中 ：（W=注射所需的重量） 。在本公司的产品样本上 ，所有实际注射量参数都是以聚苯乙烯作为例子来计算的 ，因此在实际情况中也分两种情况来考虑 。当注塑制品是用聚苯乙烯（PS）制造时 ，注塑机应具备的注射量为Wps ；Wps＝（3～1.2）×（制品重＋浇口系统总重） ，

   1.3注射重量与注射容量的关系 ：注射重量并非注射容量乘以PS的比重：注射重量是测量出来的而注射容量是理论性的 。注射容量乘以PS的比重较注射重量为大 ，因为注塑时塑料会流入料筒与螺杆的空隙裏。还有,止回阀需往後移动才抵达关闭的位置 。所以油温机厂商一般用注射容量作计算注射重量的起点 ，理论的注射重量=注射容量×原料的熔融密度×注射效率系数（一般取0.86）

  1.4选择一台足够注射重量的注塑机 ：不应选择注射重量刚好等於塑件重量加流道塑料重量的注塑机 。在要求不高的注塑中 ，如玩具人像 ：总重量应是注射重量的85％ ；在要求高的注塑中 ；则用70％以下较好 。（塑化较均匀 ，较不会有生料）

  1.5 注射重量过高或太小都不好 ：塑件及流道塑料的总重量一般是注射重量的30％到85％之间 。下限是由於下以三种考虑 ：模板的弯曲 ；塑料在料筒的驻留时间及每公斤注塑件的耗电量 。小的注塑件使用小的模具会使模板有过份的弯曲 ，使他挠起(影响产品品质) ，甚至使模板破裂 。用过大的注塑机注塑小的塑件 ，熔融驻留时间太长会引致塑料分解 。

在料筒的驻留时间可以引用以下公式估计 。 在料筒的驻留时间=(料筒内塑料重量x注塑周期时间／每模注射重量 。料筒内的塑料重量大约是注射容量的2倍估计 。  

  1.6螺杆直径 ：在一台机器的注射装置上 ，很多厂商都提供多种螺杆直径可选 。螺杆直径直接影响长径比 ，注射压力 ，及注射容量 (因此也影响注射重量) 。

  1.7长径比 ：螺杆有效长度与螺杆直径之比为螺杆长径比 。若注塑机有可选的螺杆 ，螺杆长径比是选择过程的一个重要参数 。一个22：1或更大的长径比提供在螺杆的压缩区较佳的混和及较均匀的加热 。要求高的注塑件 ，如注塑工程塑料 ，或在0．01毫米公差内高精度的注塑 ，都该选大的长径比 。

  1.8注射压力：螺杆为了克服溶料流经喷嘴 、浇道和模腔等处的流动阻力而在溶料上施加压力;在注塑机规格表里的注射压力是注射时料筒前端的压力 ，而非油压的压力。注射压力与油压的关系是反比於螺杆横切面面积与注射缸面积之比 。

通常 ，注射压力是高油压的10倍左右 。若注射装置有螺杆可选 ，较小的螺杆直径产生较高的注射压力 。较高的注射压力有助於工程塑料的注塑 。因为工程塑料粘度都较高 ，油温机而粘度越高流动阻力就越大 。对于某一种机型的一定螺杆 ，注射压力是一定的 。注射压力设定如果过高 ，制品可能产生毛边 ，脱模困难，影响制品的光洁度 ，制品产生较大内应力 。

注射压力过低 ，则易产生物料充填不满模腔 ，甚至不能成型 。一般加工精度低 ，流动性好的低密度如聚乙烯 、聚酰胺之类的塑料 ，注射压力可选小于或等于70－110Mpa ：加工中等粘度的塑料如改性聚苯乙烯 ，聚碳酸酯等 ，形状一般但有一定的精度要求的制品 ，注射压力选100－160Mpa ；加工高粘度工程塑料如聚砜 、聚苯醚之类等 ，薄壁长流程 ，厚度不均和精度要求严格的制品 ，注射压力大约在140－200Mpa ；加工优质精密微型制品时 ，注射压力可用到200－250Mpa以上。

表2－5列出了常用塑料注射压力范围 。

  1.9 注射行程 ：在给定的螺杆直径下 ，增加注射行程可以增加注射容量 。但增加注射行程会增长注射时间 ，因此而增长注射周期 。它亦降低有效螺杆长度 ，因此降低长径比 。高长径比的优点便失去了 。从长径比18 ：1的注塑机规格 ，统计显示注射行程约是螺杆直径的4倍 。在长径比增大时 ，注射行程可以适当的加长 。一般注塑机的注射行程建议不能大于5.5D 。选择注塑机时必须注意 ，以过大的注塑行程争取高的注射容量及重量其实是牺牲了注射时间及长径比 ，产品前后注射的质量差异大 ，

塑料的塑化不完全（内有生料） 。

   2.0注射容积 ：注射容积是理论性的 ，它等於螺杆的横切面面积乘以注射行程 。注射容积(厘米3)=(d2／4)×i ；(d=螺杆直径等于料筒内孔直径 ，i=注射行程以厘米计算) 。由於溶融回流及止流阀的後移 ，实际注射容量约是理论的97％ 。从实际注射容量计算注射重量 ，油温机应考虑塑料在固态与溶态的比容积变化 。一般情况下 ，实际重量为理论容积的85% X 比重（固态重量）

  2.1注射速度 ：在注塑机规格表里 ，注射速度是注射时螺杆的速度 ，它以厘米／秒计算 。注射速度影响注射时间 。注塑薄壁件时需要高的注射速度 ，以防止模腔未注满时 ，溶融已冷却凝固 。通过控制压力油的流量 ，注塑机都可在注射时有多段注射速度 。恒速前缘理论指出的注塑是当溶融前端在模腔内以恒定的速度前进 。因模腔的断面面积并不一致 ，注射时需要多段射速来能达到恒速前缘流动 。有些注塑机有多达10段的射速 。

   有些注塑机可加蓄能器来加快注射速度 。蓄能器在注射周期的低用油阶段储存高压的压力油 ，来给高用油的注射阶段使用 。它均化电马达的负载及减低其过荷 。虽然加大马达及油泵(有些注塑机厂商提供的替代装置)可以增加注射速度约25％ ，蓄能器一般能增加注射速度约3倍 。注射速度越高 ，所需的液压系统控制能力就要越高 ，否则会造成失控或不稳定 。

   一般来说 ，射速在150mm/S 。以下的，可用一般开环控制 。射速150mm/S到200mm/S 。以下 ，用方向比例闭环控制 ，200mm/S 。以上用伺服阀控制较好 。有些客户在选机器时 ，会要求多大的注射速度 ，但从本质上来说 ，真正需要的是注射速率,因为从注射充填来说 ，产品要的是多少时间内能完成充填 。而在同样的注射速度下 ，螺杆越小 ，注射速率就越小 ，反之则越大 。

  2.2 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 。有些注塑机油温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 。

  2.3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 。

  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 。

  2.4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), 

   2.5 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 ；并用来作为表示油温机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） 。