V型机的熔胶比例背压.doc

1、V 型机的熔胶比例背压 宝捷 V 型机自开发并成功推向市场后，受到客户的广泛关注，为了进一步提高整机的性能，V 型机已经将熔胶背压控制改为数控比例背压。针对近期部分客户在使用方面存在的一些问题，本文对 V 型机熔胶比例背压的相关内容做以下介绍，供用户参考。一、熔胶背压及常规控制方法1.熔胶背压当螺杆转动熔胶时，遇热软化的塑料原料被推向前，经过过胶圈而到达螺杆前端。由于螺杆不断转动，螺杆前端熔料越来越多，在这区域便产生了压力，并作用在螺杆和过胶圈上，把它们推后，以便有更多的空间容纳更多的熔料。螺杆后退时，同时带动注射油缸后退，注射腔压力油流回油箱，采用一定的方法控制这些压力油回流的压力，就能够控

2、制螺杆回退的阻力。通常将熔胶时注射缸中的压力称为熔胶背压。熔胶背压的应用可以使螺杆在旋转复位时，能产生足够的能量把塑料熔及混合，并有排气、增强混色效果，有助于熔料均匀稳定塑化。2.常规的控制方法1）采用节流阀控制。在射胶油路上安装一个单向节流阀，可控制熔胶时注射油缸压力油回油流速，通过调节节流阀开口，实现不同背压的控制。2）采用溢流阀控制。在射胶液压阀的回油油路上安装溢流阀，通过调节溢流压力，可实现不同背压的控制。这种溢流阀式背压控制一般采用手动溢流阀，通常只做一段背压控制。二、V 型机的数控比例背压1.控制方法在 V 型机的控制系统中，配置了数控比例背压的控制回路。机器熔胶时，通过方向阀 V

3、16 的切换，使系统的比例压力阀切换至熔胶背压阀的先导控制口，用于控制熔胶背压。控制比例阀的电信号由系统压力的模拟量输出口给出。熔胶压力由螺杆转动的负载确定。这种控制方法提供了一种数控比例背压的控制方式，通过电脑控制系统的配合，在原来的系统中增加了一个NG6 的电磁方向阀，就将手调的单段熔胶背压转变为电脑设定的数控比例背压。多级背压的优点何在？这里做稍微详细的说明。由于螺杆在熔胶阶段边旋转边后退，从落料口到螺杆最前端的长度在熔胶开始到结束时是一个变量，这意味着整个熔胶过程中不同阶段的熔料所流经螺杆的长度都不同，所吸收的剪切能量亦不一样。这种现象引起了熔胶粘度及温度的不均匀，所获得的成品品质亦不

4、稳定。在不同的螺杆位置使用不同和递增的背压可以大大降低上述现象所引起的差异，改善熔料的均匀性，稳定制品品质。2.控制特性及调整方法1）当该机所生产产品要求较低的熔胶背压时，需通过手调背压阀将背压降低。因为当电脑输出的最小电流较高时，数控背压的底压可能会偏高。2）设定熔胶背压的操作页面在熔胶画面的“熔胶压力” 处而非“背压” 。设定的范围一般在 0%30%之间，设定值超过 30%时，背压值不再增大。若操作者需要将数控背压转变为手调背压，只需将“熔胶压力” 值设定为 30%以上，即可用手调背压阀调整熔胶背压值了。塑料中常用透明原料的特性及注塑工艺 （1） 由于塑料具有重量轻、韧性好、成型易。成本低

5、等优点，回此在现代工业和日用产品中，越来越多用塑料代替玻璃，特别应用于光学仪器和包装工业方面，发展尤为迅速。但是由于要求其透明性要好，耐磨性要高，抗冲击韧性要好，回此对塑料的成份，注塑整个过程的工艺，设备，模具等，都要作出大量工作，以保证这些用于代替玻璃的塑料（以下简称透明塑料）表面质量良好，从而达到使用的要求。目前 市场上一般使用的透明塑料有聚甲基丙烯酸甲酯（即俗称亚加力或有机玻璃，代号 PMMA）、聚碳酸酯（代号 PC）。聚对苯二甲酸乙二醇脂（代号 PET）、透明尼龙（PS）、AS（丙烯睛一苯 乙烯共聚物）、聚砜（代号PSF）等， 其中我们接触得最多的是 PMMA、PC 和 PET 三种塑

6、料，由于编幅有限，下面就以这三种塑料为例，讨论透明塑料的特性和注塑工艺。一、透明塑料的性能透明塑料首先必须有高透明度， 其次要有一定的强度和耐磨性，能抗冲击，耐热性要好，耐化学性要优， 吸水率要小，只有这样才能在使用中能满足透明度的要求而长久不变，下面列出表 l，比较一下 PMMA、PC 和 PET 的性能。 表 1：透明塑料性能比较材料性能 密度(g/am2) 抗拉强度(mpa) 缺口冲击(j/m2) 透明度(%) 变形温度() 允许含水量 收缩率 耐磨性 抗化学性PMMA 1.18 75 1200 92 95 0.04 0.5 差 良PC 1.20 66 1900 90 137 0.02

7、0.6 中 良PET 1.37 165 1030 86 120 0.03 2 良 优注：（1）因品种繁多，这里只取平均值，实际因不同品种数据而异。 （2）PET 数据（机械方面）为经拉伸后的数据。从表 1 数据可知 PC 是较理想的选择， 但主于其原料价贵和注塑工艺较难，所以仍以选用 PMMA 为主，（对一般要求的制品），而 PET 由于要经过拉伸才能得到好的机械性能，所以多在包装容器中使用。二、透明塑料注塑过程中应注意的共同问题透明塑料由于透光率要高，必然对塑料制品表面质量要求严格，不能有任何斑纹、气孔、泛白、雾晕、黑点、变色、 光泽不佳等缺陷，因而在整个注塑过程对原料、设备、模具、甚至产品

8、的设计，都要十分注意提出严格甚至特殊的要求。 其次由于透明塑料多为熔点高、流动性差，因此为保证产品的表面质量，往往 要在注射温度、注射压力、注射速度等工艺参数作细微调整，使注塑料时既能充满模，又不会产生内应力而引起产品变形和开裂。下面就其在原料准备、对设备和模具要求、注塑工艺和产品的原料处理几方面，谈谈应注意的事项。 （一）原料的准备与干燥 由于在塑料中任何一点杂质，都可能影响产品的透明度，因此在储存、运输、加料过程中，必须注意密封，保证原料干净。特别是原料中含有水分，加热后会引起原料变质，所以一定要先干燥，并在注塑时，加料必须使用干燥料斗。还要注意一点的是干燥过程中，输入的空气最好应经过滤、

9、除湿，以便保证不会污染原料。其干燥工艺如表 2，表 2，透明塑料的干燥工艺：材料工艺 干燥温度（） 干燥时间（h） 料层厚度（mm） 备注PMMA 7080 24 3040 PC 120130 6 30 采用热风循环干燥PET 140180 34 采用连续干燥加料装置为佳（二）机筒、螺杆及其附件的清洁 为防止原料污染和在螺杆及附件凹陷处存有旧料或杂质，特别是热稳定性差的树脂存在，因此在使用前、停机后都应用螺杆清洗剂清洗干净各部件，使其不得粘有杂质，当没有螺杆清洗剂时，可用 PE、PS 等树脂清洗螺杆。 当临时停机时，为防止原料在高温下停留时间长，引起降解，应将干燥机和机筒温度降低，如 PC、P

10、MMA 等机筒温度都要降至 160以下。（料斗温度对于 PC 应降至 100以下） （三）在模具设计上应注意的问题（包括产品的设计） 为了防止出现回流不畅，或冷却不均造成塑料成型不良，产生表面缺陷和变型， 一般在模具设计时，应注意以下几点。a）壁厚应尽量均匀一致，脱模斜度要足够大; b）过渡部分应逐步圆滑过渡，防止有尖角、锐边产生，特别是 PC 产品一定不能有缺口;c）浇口、流道尽可能宽大、粗短，且应根据收缩冷凝过程设置浇口位置，必要时应加冷料井； d）模具表面应光洁，粗糙度低（最好低于 0.8）； e）排气孔、槽必须足够，以及时排出空气和熔体中的气体；f）除 PET 外， 壁厚不要太薄，一般

11、不得小于 lmm。（四）注塑工艺方面应注意的问题(包括注塑机的要求）为了减少内应力和表面质量缺陷，在注塑工艺方面应注意以下几方面的问题。a）应选用专用螺杆、带单独温控射咀的注塑机; b)注射温度：在塑料树脂不分解的前提下，宜用较高注射温度；c）注射压力：一般较高，以克服熔料粘度大的缺陷，但压力太高会产生内应力造成脱模因难和变形； d）注射速度：在满足充模的情况下， 一般宜低，最好能采用慢-快-慢多级注射； e）保压时间和成型周期：在满足产品充模，不产生凹陷、气泡的情况下，宜尽量短，以尽量减低熔料在机筒停留时间； f）螺杆转速和背压：在满足塑化质量的前提下，应尽量低，防止产生解降的可能； g）模

12、具温度：制品的冷却好坏，对质量影响极大，所以模温一定要能精确控制其过程，有可能的话，模温宜高一些好。 （五）其他方面的问题 由于要防止表面质量恶化，一般注塑时尽量少用脱模剂；当用回收料时不得大于 20。 除 PET 外，制品都应进行后处理， 以消除内应力，PMMA 应在 7080热风循环干燥 4 小时； PC 应在清洁空气、甘油、液体石腊等加热 110135，时间按产品而定，最高需要 10 多小时。而 PET 必须经过双向拉伸的工序，才能得到良好机械性能。 三、透明塑料的注塑成型工艺 （一）透明塑料的工艺特性：除了以上的共同问题，透明塑料亦各有一些工艺特性，现分述如下：1、PMMA 的工艺特性

13、 PMMA 粘度大，流动性稍差，因此必须高料温、高注射压力注塑才行，其中注射温度的影响大于注射压力，但注射压力提高，有利于改善产品的收缩率。 注射温度范围较宽，熔融温度为 160，而分解温度达 270，因此料温调节范围宽，工艺性较好。故改善流动性，可从注射温度着手。 冲击性差，耐磨性不好，易划花，易脆裂，故应提高模温，改善冷凝过程，去克服这些缺陷。2、PC 的工艺特性PC 粘度大，融料温度高，流动性差， 回此必须以较高温度注塑（270320t 之间），相对来说料温调节范围较窄，工艺性不如 PMMA。 注射压力对流动性影响较小，但因粘度大，仍要较大注射压力，相应为了防止内应 力产生，保压时间要尽

14、量短。 收缩率大，尺寸稳定，但产品内应力大，易开裂，所以宜用提高温度而不是压力去改善流动性，并且从提高模具温度，改善 模具结构和后处理去减少开裂的可能。 当注射速度低时，浇口处易生波纹等缺陷，放射咀温度要单独控制，模具温度要高，流道、浇口阻力要小。3、PET 的工艺特性PET 成型温度高，且料温调节范围窄 （260300），但熔化后，流动性好，故工艺性差，且往往在射咀中要加防延流装置。 机械强度及性能注射后不高，必须通过拉伸工序和改性才能改善性能。 模具温度准确控制，是防止翘曲、变形的重要因素，回此建议采用热流道模具。模具温度要高，否则会引起表面光泽差和脱模困难。 综上所述，我们可以列出透明塑

15、料注塑成型工艺参数表 （表 3），供大家注射时参考。表 3 透明塑料注塑成型工艺参数表：温度（） 压力（mpa） 转速（rpm）工艺参数塑料名称 射嘴 均化段 压缩段 加料段 模具 注射 保压 背压 螺杆PMMA 180-200 190-210 200-230 180-200 40-90 70-150 40-60 14.5-40 20-40 PC 250-270 260-285 270-300 240-270 85-100 80-150 40-70 6-14.7 20-60PET 260-300 265-300 260-295 250-290 68-140 86-120 30-50 4.85

16、20-70注塑机液压系统 温升过高的原因与处理方法 注塑机液压系统 温升过高的原因与处理方法注塑机温升过高的原因（1）油箱容积太小，散热面积不够，冷却装置但其容量过小（2）按快进速度选择油泵容量的定量泵供油系统，在工作时会有大部分多余的流量在高压下从溢流阀溢回而发热。（3）系统中卸荷回路出现故障或因未设置卸荷回路，停止工作时油泵不能卸荷，泵的全部流量在高压下溢流，产生溢流损失而发热，导致温升。（4）系统管路过细过长，弯曲过多，局部压力损失和沿程压力损失大。（5）元件精度不够及装配质量差，相对运动间的机械摩擦损失大。（6）配合件的配合间隙太小，或使用磨损后导致间隙过大，内、外泄漏量大，造成容积失

17、大，如泵的容积效率降低，温升快。（7）液压系统工作压力调整得比实际需要高很多。有时是因密封过紧，或因密封件损坏、泄漏增大而不得不调高压力才能工作。（8）气侯及作业环境温度高，致使油温升高。（9）选择油液的粘度不当，粘度大粘性阻力大，粘度太小则泄漏增大，两种情况均能造成发热温升。注塑机 温升过高的危害（1）使机械产生热变形，液压元件中热胀系数不同的运动部件因其配合间隙变小而卡死，引起动作失灵、影响液压系统的传动精度，导致部件工作质量变差。（2）使油的粘度降低，泄漏增加，泵的容积效率和整个系统的效率会显著降低。由于油的粘度降低，滑阀等移动部件的油膜变薄和被切破，摩擦阻力增大，导致磨损加剧。（3）使

18、橡胶密封件变形，加速老化失效，降低密封性能及使用寿命，造成泄漏。（4）加速油液氧化变质，并析出沥青物质，降低液压油的使用寿命。析出物堵塞阻尼小孔和缝隙式阀口，导致压力阀卡死而不能动作、金属管路伸长而弯典，甚至破裂等。（5）使油的空气分离压降低，油中溶解空气逸出，产生气穴，致使液压系统工作性能降低。注塑机 温升过高处理方法（1）根据不同的负载要求，经常检查、调整溢流阀的压力，使之恰到好处。（2）合理选择液压油，特别是油液粘度，在条件允许的情况下，尽量采用低一点的粘度以减少粘度摩擦损失。（3）改善运动件的润滑条件，以减少摩擦损失，有利于降低工作负荷、减少发热。（4）提高液压元件和液压系统的装配质量

19、与自身精度，严格控制配合件的配合间隙和改善润滑条件。采用摩擦系数小的密封材料和改进密封结构，尽可能降低液压缸的启动力,以降低机械摩擦损失所产生的热量。（5）必要时增设冷却装置 成型产品不良处理方法 成型产品不良处理方法 现 象 原 因 处理方法流纹 料筒温度偏低。 模具温度偏低。 射出速度不当。 射出压力不当。 螺杆转速过低。 背压偏低。 原料品质不佳。 增加料筒温度。 增加模具温度。 检查修正。 检查修正。 加快螺杆转速。 增加入料背压。 检查原料品质。银纹 原料干燥时间不足，含有水份。 原料背压不足。 料筒温度稍有偏高。 射出速度过快。 射出压力过大。 延长干燥时间。 增加背压。 逐段降低

20、温度。 降低调整。 降低调整。 模具溢口及绕道口不当。 原料品质不佳。 模具温度稍有偏高。 检查修正位置大小。 检查更换优质原料。 降低模温。结合线 料筒温度不够，胶料熔融不佳，沾接不良。 模具温度太低，使胶料过快冷却。 使用脱模剂，模腔内残存有脱模剂。 射出压力不够。 射出速度不足。 入料背压太低。 模具排气孔不良，模内空气不能及时排出。 模具溢口及浇道口不当。 提高料筒温度。 增加模具温度。 减少脱模剂的剂量。 增加一级、二级压力。 提高射出速度。 增加背压调整。 检修模具，增加排气。 检查修正。成品缩水 射出剂量不够。 射出压力不足。 射出速度太慢。 射出时间不足。 保压时间不足。 冷却

21、（二压）时间不足 料筒温度过高。 模具温度过高。 增加调整。 增加调整。 增加调整。 增加调整。 增加调整。 增加调整。. 降低温度设定，成型后用水直接冷却可消除缩水现象。黑 料筒温度太高。 降低调整。纹现象 射嘴温度太高。 螺杆转速过高。 螺杆松退距离太长。 冷却时间太长。 模具模腔不干净，有污物。 料筒内部有污物。 原料内有杂物。 降低调整。 降低调整。 降低调整。 降低调整。 清理杂物、污物。 清理杂物、污物。 更换无杂质原料。产品表面焦斑 料筒温度太高，胶料烧焦。 射出速度太快。 射出压力偏大。 螺杆转速太快。 松退距离偏长。 模具模腔不干争。 料筒、螺杆内夹有杂物、不干净。 原料内含

22、有杂物。 降低温度至最佳状态。 降低射出速度。 减小射出压力。 降低螺杆转速。 减少松退计时时间。 清理干净。 拆卸料筒、螺杆清理。 更换无杂质原料。塑胶后射 嘴滴流 料筒入料后，料筒内塑胶加热膨胀所致。 螺杆背压太大。 料筒下节温度偏高。 适当调整螺杆松退距离。 减小背压。 降低射嘴（下节）温度。 产品毛 射出压力太大。 降低射出压力。边溢料 锁模压力不足，甚至小于射出压力。 射出剂量太多。 射出速度过快。 射出时间太长。 模具结合部不严密，空隙大 增大锁模压力。 减少入料剂量。 降低射速。 减少射出时间。 重新修理模具结合部位。 产品脱模后破裂 射出压力过高。 射出剂量太多。 射出速度偏快

23、。 射出时间偏长。 料筒温度偏高。 顶针顶出速度太快。 模具棱角部分损伤。 脱模剂使用过量。 降低射出压力（一级、二级）。 减少入料剂量。 降低射速。 减少射出时间。 降低料筒温度。 降低顶针速度（减小顶针压力） 检修模具。 适当减少脱模剂的使用。 成品变形 冷却时间不够。 顶针顶出（托模）速度太快 加热温度偏高。 射出压力太大，射出速度太快，射出剂量太多。 增加冷却时间。 降低顶出速度（减小顶出压力） 降低料筒温度。 调整降低压力、速度、剂量。注塑机锁模力的计算 计算锁模力有两个重要因素：1.投影面积 2.模腔压力1. 投影面积（S）是沿着模具开合所观看得到的最大面积。2. 模腔压力的决定（

24、P）模腔压力由以下因素所影响（1）浇口的数目和位置（2）浇口的尺寸（3）制品的壁厚（4）使用塑料的粘度特性（5）射胶速度2.1 热塑性塑料流动特性的分组第一组 GPPS HIPS TPS PE-LD PE-LLD PE-MD PE-HD PP-H PP-CO PP-EPDM第二组 PA6 PA66 PA11/12 PBT PETP第三组 CA CAB CAP CP EVA PEEL PUR/TPU PPVC第四组 ABS AAS/ASA SAN MBS PPS PPO-M BDS POM第五组 PMMA PC/ABS PC/PBT第六组 PC PES PSU PEI PEEK UPVC2.2

25、粘度等级以上各组的塑料都有一个粘度（流动能力）等级。每组塑料的相对粘度等级如下：组别 倍增常数（K）第一组 1.0第二组 1.3 1.35第三组 1.35 1.45第四组 1.45 1.55第五组 1.55 1.70第六组 1.70 1.902.3 模腔压力决定于壁厚、流程与壁厚的比例查表得 P0P=P0K（倍增常数）2.4 锁模力的确定（F）F=PS= P0KS3. 例如零件：聚碳酸酯（PC）灯座锁模力的计算如图所示是一个圆形 PC 塑料的灯座，它的外径是 220mm，壁厚范围是 1.9-2.1mm，并有针型的中心浇口设计。零件的最长流程是 200mm。熔料流动阻力最大的地方发生在壁厚最薄的

26、位置（即 1.9mm 处），所以在计算需要的注射压力时应使用 1.9mm 这一数值。3.1 流程/壁厚比例计算流程/壁厚=熔料最长流程 /最薄零件壁厚 =200mm/1.9mm=105：13.2 模腔压力/壁厚曲线图的应用图中提供了模腔压力和壁厚以及流程/壁厚比的关系，由图可知 1.9mm 壁厚，流程/壁厚比例105：1 的注件的模腔压力是 160Bar，这里应注意，所有数据都是应用第一组的塑料，对于其他组别的塑料，我们应乘上相应的倍增常数 K。3.3 PC 的模腔压力数值确定PC 塑料的流动性能属于第六组的粘度等级。和第一组的相比较，PC 的粘度是它们的 1.7-1.9 倍，不同的粘度反映在模腔压力上，所以生产 PC 灯座的模腔压力应是 160barK（PC 的粘度等级），P=1601.9bar=304bar 为了安全理由，我们取 1.9 倍。3.4 PC 灯座的投影面积数值S=灯座外径 2/4=3.142222/4（cm2）=380cm23.5 PC 灯座的锁模力由 2.4 知 F=PS=304bar380cm2=304kg/cm2380 cm2=115520Kg 或 115.5Ton，所以选用 CJ120M3即可使用。