具有結(jié)構(gòu)緊湊注射制品精確度高

1、經(jīng)過60多年的發(fā)展，橡膠注射機(jī)的技術(shù)已經(jīng)成熟，具有結(jié)構(gòu)緊湊、注射制品精確度高、節(jié)能且物料塑化性 能好等優(yōu)點(diǎn)，并形成了自己的穩(wěn)定市場(chǎng)。預(yù)計(jì)不久的將來，橡膠注射機(jī)在中國(guó)將岀現(xiàn)一個(gè)大發(fā)展浪潮。橡膠注射成型硫化機(jī)簡(jiǎn)稱橡膠注射機(jī)或注壓機(jī)，為工業(yè)橡膠模制品中三大成型硫化機(jī)種之一。在數(shù)量上，僅次於橡膠平板硫化機(jī)（熱壓成型機(jī)）而遠(yuǎn)多於橡膠遞壓成型機(jī)（注模機(jī)），占據(jù)了總量1/4以上的份額。盡管橡膠注射機(jī)本身和其模具的價(jià)格費(fèi)用比橡膠平板硫化機(jī)高，但由於注射機(jī)對(duì)大批量生產(chǎn)特別有利，生 產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量都大幅提高，材料損耗和熱能消耗也相應(yīng)降低，并由此最終導(dǎo)致總成本的下降，因而得 到大型橡膠廠的青睞和普遍采用。近些年來

2、，由於又岀現(xiàn)了機(jī)動(dòng)靈活、適於中小批量生產(chǎn)的橡膠注射機(jī)， 因此，不少專業(yè)化的中小橡膠廠也開始選擇使用。主要裝置結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)注射機(jī)預(yù)塑注射裝置預(yù)塑注射裝置由塑化和注射部件組成，它的作用是均勻地加熱和塑化膠料，通過噴嘴將塑化好的膠料注入 模腔，注射完畢進(jìn)行保壓，使模腔內(nèi)的膠料在設(shè)定的壓力下保持一定時(shí)間，以防止膠料逆流而造成制品組 織疏松和表面不平整。保壓的壓力一般為80-120MPa，高者可達(dá)60%-80%的實(shí)際注射壓力。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，保壓壓力為實(shí)際注射壓力的 80%左右時(shí)，所獲的制品質(zhì)量比較高。因此，對(duì)注射裝置的要求是：有較強(qiáng)的 塑化能力、足夠的注射壓力、注射速度，以及能準(zhǔn)確計(jì)量供料。憂貞* 拄螺桿

3、薪出機(jī)目前寧川J ft 1-r i JK他場(chǎng)橋腳衙華題冊(cè)麻Hi莊軸斥力命汗*1睛曲科的* ft和N仆不Ml期 勻和生懲堆沖用幢少汁姑他力就*內(nèi)血力zb牯種輪址余*毎折er胃JttMWr制品1樂的什式適拎種J.4P 攤用制杵，A近星冷汁射機(jī)們發(fā)朋方網(wǎng)fct比猊表1各類注射裝置的比較預(yù)塑注射裝置通常分為螺桿擠岀式、柱塞式、往復(fù)螺桿式和帶預(yù)塑螺桿的柱塞式數(shù)種。近年來，隨著現(xiàn)代高科技的快速發(fā)展，對(duì)橡膠制品質(zhì)量提岀了更高的要求。而市場(chǎng)對(duì)大型橡膠制品的需求 也大量增加，螺桿往復(fù)式注射機(jī)暴露岀其注射制品的容量和壓力有一定限制的缺點(diǎn)，螺桿柱塞式注射成型 機(jī)得到新的發(fā)展和應(yīng)用。 新型帶預(yù)塑裝置的柱塞式注射裝置將

4、液壓驅(qū)動(dòng)塑化螺桿裝於注射活塞中，采用 先進(jìn)先出”（FIFO）的注射方式來實(shí)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。膠料仍利用螺桿-機(jī)筒進(jìn)行塑化，這種裝置通常將注射油缸設(shè)在對(duì)稱於螺桿的兩側(cè)。注射時(shí)，螺桿與機(jī)筒的軸向相對(duì)位置不變，位於柱塞頭部的止逆閥封 閉螺槽，螺桿隨同注射柱塞將膠料注入模腔。I-唏確 出機(jī)箭 仁儷河袞督i舞桿腹功裝國(guó) 岸注拊油趙 匚注qj樸需 7螺汁m螺桿旳同軸式注射裝置圖i螺桿-柱塞同軸式注射裝置直接注射的“FIFO”(先進(jìn)先岀)系統(tǒng)按照物料先進(jìn)先岀原理工作，因此確保了高精度配料和高度重現(xiàn)性及 過程安全性，內(nèi)置止逆閥，適用於橡膠制品冷流道技術(shù)。注射噴嘴非常短，直接到達(dá)模具，這使壓力損失 極低。高

5、塑化性能和低能量消耗使極其經(jīng)濟(jì)的作業(yè)成為可能。噴嘴區(qū)域冷卻段能可靠地防止注射膠料早期 硫化。由於螺桿與機(jī)筒的軸向相對(duì)位置不變，因此螺桿的加料段可不必額外加長(zhǎng)；在相同的螺桿直徑情況 下，其注射量卻可增大許多。該裝置適用於大型和高精度橡膠制品的成型硫化。注射機(jī)合模裝置合模裝置是注射機(jī)的主要部件之一，它對(duì)保證制品質(zhì)量起著重要的作用。一個(gè)比較完善的合模裝置應(yīng)能滿足下列三項(xiàng)基本要求：(1) 足夠而穩(wěn)定的鎖模力在注射過程中，為了使膠料能充滿整個(gè)模腔，必須有較高的注射壓力；在硫化過程中，隨著膠溫的上升會(huì) 產(chǎn)生很大的膨脹力，這兩個(gè)力都力圖使模具張開。因此，為了保證制品質(zhì)量和幾何尺寸的準(zhǔn)確性，盡可能 地減少飛邊

6、，必須在模具分型面的垂直方向上給以足夠大的、穩(wěn)定的鎖模力，以防止模具被膠料頂開。(2) 一定的開模行程和變換的動(dòng)模板移動(dòng)速度為了便於從模腔內(nèi)取出硫化以後的制品，合模裝置的動(dòng)模板必須有一定的開模行程。此外，為了提高機(jī)器 的生產(chǎn)效率，應(yīng)使動(dòng)模板有較快的移動(dòng)速度，但該速度在整個(gè)開閉模的過程中應(yīng)該是連續(xù)變換的。為了防 止制品和模具由於沖擊而損壞，一般都希望動(dòng)模板的移動(dòng)速度在開、閉模的初期和終期慢一些，在其余行 程中應(yīng)快一些。(3) 一定的模板面積和模板間距為了適應(yīng)不同形狀制品的要求，模板面積和模板間距必須適當(dāng)。此外，合模裝置還應(yīng)具有必要的附屬裝置, 如制品頂岀裝置。模具起吊設(shè)備、潤(rùn)滑裝置以及安全保護(hù)裝

7、置等。能夠滿足上述三項(xiàng)基本要求的合模裝置的結(jié)構(gòu)型式是很多的，下面選取三種具有代表性的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。各類合模裝置的性能比較參見表 2。槍板荷稈k、町払慳恥啞求血變小*勺檢M無關(guān)址亍毎値輕大:對(duì)按棋伸婆求而變權(quán)梅速嚶快較快模具安裝麻爛做模力調(diào)節(jié)麻域、不能直接以數(shù)牧粹拐，能何接諛致蝕板巡喪控制臆門副實(shí)現(xiàn)，調(diào)整點(diǎn)少介于兩怡之間戡甲調(diào)節(jié)麻炯，需模厚訓(xùn)整裝岡較容暢耐久性際擦部件苓,需潤(rùn)新聚聞耶捧祁件少，無需潤(rùn)滑經(jīng)濟(jì)性消耗動(dòng)力多消耗動(dòng)力少表2各類合模裝置的性能比較對(duì)於大中型橡膠注射機(jī)，為適應(yīng)其制品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸偏大的特點(diǎn)一般采用液壓式合模裝置，新型的合模 裝置綜合了各種液壓式合模裝置的特點(diǎn)，采用內(nèi)藏自吸式合

8、模裝置與增壓油缸式合模裝置相結(jié)合的型式， 因此它兼有兩種合模裝置型式的優(yōu)點(diǎn)：第一，可以通過自吸式合模裝置來完成在高速合模過程中的液壓補(bǔ) 給；第二，通過增壓油缸產(chǎn)生的高壓油作用在合模油缸活塞上來實(shí)現(xiàn)大的鎖模力，即采用較低的油路系統(tǒng) 壓力就可以實(shí)現(xiàn)大的鎖模力，對(duì)油路系統(tǒng)密封要求相對(duì)較低。液壓驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)注射機(jī)的驅(qū)動(dòng)，即指機(jī)器的注射裝置和合模裝置的驅(qū)動(dòng)。其主要特點(diǎn)為：動(dòng)作過程的參數(shù)（壓力、速度等） 隨工藝過程的要求而變化，例如低壓高速合模、高速高壓注射，高壓下的壓力保持等。根據(jù)發(fā)展，要求參 數(shù)控制程序化；機(jī)器的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷非恒定值，在注射機(jī)全周期消耗功率記錄中，注射時(shí)的負(fù)載為最大。以下從注射機(jī)的液壓驅(qū)

9、動(dòng)部分和電氣控制系統(tǒng)部分進(jìn)行介紹。1. 注射機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)裝置注射機(jī)的驅(qū)動(dòng)基本類型主要有機(jī)械傳動(dòng)（電動(dòng)機(jī)與齒減速輪箱）；液壓傳動(dòng)（油泵及其元件）；混合傳動(dòng)（注射裝置為液動(dòng)、而合模裝置用機(jī)械傳動(dòng)）三種。液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)相比，一般具有下列優(yōu)點(diǎn)：速度和壓力以及行程可隨意調(diào)定，其調(diào)定的方式也比較方便，壓力數(shù)值易於直讀；容易實(shí)現(xiàn)壓力和速度的程序控制和機(jī)器集中控制；動(dòng)作平穩(wěn)，具有自潤(rùn)滑、防的特性；容易實(shí)現(xiàn)超載保護(hù)。其缺點(diǎn)主要是：氣溫和油溫的變化會(huì)影響到系統(tǒng)的速度和壓力；速度和位置的精度沒有機(jī)械傳動(dòng)精確；元件多、效率比較低（電耗、水耗、油耗比較大）；維修技術(shù)要求高；噪音、油的污染。隨著液壓元件制造以及維護(hù)水平

10、的不斷提高，使上述缺點(diǎn)在不同程度上得到克服。同時(shí)注射機(jī)在控制技術(shù) 方面，要求愈來愈高。因此目前液壓傳動(dòng)式的注射機(jī)為最多。注射機(jī)采用液壓傳動(dòng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)包括：由於與系統(tǒng)相關(guān)的原因，液壓傳動(dòng)也具備電動(dòng)機(jī)所沒有的一些優(yōu)勢(shì)。液壓傳動(dòng)直接產(chǎn)生一種線性移動(dòng)，不需要任何機(jī)械轉(zhuǎn)化，而且力度和速度比值的范圍很寬。相對(duì)於負(fù)載來 說，液壓系統(tǒng)傳動(dòng)超載能力強(qiáng)，存儲(chǔ)的能量也能夠即刻使用。2. 注射機(jī)電氣控制系統(tǒng)世界上先進(jìn)的注射機(jī)一般都采用微電腦處理的全閉環(huán)控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)包括：鍵盤輸入、屏幕顯示、系統(tǒng) 運(yùn)行、系統(tǒng)檢測(cè)、信號(hào)反饋及校正等。操作人員可根據(jù)屏幕上顯示的問題輸入指令或數(shù)據(jù)，如：機(jī)筒溫度、 開合模距離、注射壓力、注

11、射速度等。輸入完畢後，系統(tǒng)便會(huì)按照輸入的數(shù)據(jù)或指令運(yùn)行，同時(shí)微電腦處 理系統(tǒng)開始監(jiān)視和檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)際數(shù)據(jù)和設(shè)定數(shù)據(jù)是否一致，如發(fā)現(xiàn)兩者有差異則反饋給處理系統(tǒng)予以及時(shí) 糾正。這樣既保證制品的再現(xiàn)性及重復(fù)精度，又可實(shí)現(xiàn)快速調(diào)機(jī)。同時(shí)機(jī)床上備有存儲(chǔ)系統(tǒng)，可將當(dāng)前生 產(chǎn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，以便下次生產(chǎn)時(shí)再用。近年來，一種更先進(jìn)的注射機(jī)已開始進(jìn)入市場(chǎng)，那就是全電動(dòng)式注射機(jī)。這種注射機(jī)相對(duì)於傳統(tǒng)液壓式注 射機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)，包括：節(jié)能、整潔、安靜、精度高及可重復(fù)性高等。所以，對(duì)於要求高精密的注射制品， 它比傳統(tǒng)液壓式注射機(jī)有更好的性能。試驗(yàn)表明，電動(dòng)式注射機(jī)的可重復(fù)性比液壓式注射機(jī)高出 50% ，這 對(duì)於保證制品穩(wěn)定大有

12、好處。因此，有數(shù)家公司都推出了自己最新研制的電動(dòng)式注射機(jī)，如日本的 NISSEI 公司、奧地利 ENGEL 公司的設(shè)備，頗受歡迎。電驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)是更佳的可控制度和工藝穩(wěn)定性，可重復(fù)性(位置、周期時(shí)間)約能增加兩 倍。液壓傳動(dòng)技術(shù)的缺點(diǎn)可以總結(jié)為：滲漏、噪音大、性能欠佳。相比之下，電動(dòng)傳動(dòng)技術(shù)不存在滲漏的 問題，而且噪音也低(小於 60dB)。與不停運(yùn)轉(zhuǎn)的液壓泵相比較，它能減少50%的能量消耗。另外，因?yàn)椴淮嬖趶U油處理的問題，所以對(duì)環(huán)境更有益。因此，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)薄壁技術(shù)部件如外殼或聯(lián)結(jié)器時(shí)，電動(dòng)注射 機(jī)是理想的選擇，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的這種較高可重復(fù)性有益於試圖提高過程能力的加工者。橡膠注射成型硫

13、化機(jī)應(yīng)用前景總體來說，橡膠注射機(jī)代表著橡膠模制品生產(chǎn)的發(fā)展方向，對(duì)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建立資源節(jié)約型工業(yè)具有重 要的意義。目前中國(guó)絕大多數(shù)非輪胎橡膠制品生產(chǎn)企業(yè)還是使用傳統(tǒng)的平板硫化機(jī)，對(duì)注射機(jī)的用量非常 小，估計(jì)最多不過 5%-10% ，同發(fā)達(dá)國(guó)家的 25%-35% 相比有很大差距。 2005 年中國(guó)塑料注塑機(jī)生產(chǎn)量 已上 10 萬臺(tái)，有百家大小企業(yè)，而橡膠注射機(jī)只有 10 余家工廠，產(chǎn)量估計(jì)不過 1000-1500 臺(tái)，發(fā)展?jié)摿?十分巨大。從橡膠工業(yè)的具體情況來看，橡膠注射機(jī)的發(fā)展主要會(huì)呈現(xiàn)出下述幾種趨勢(shì)：(1) 橡膠注射機(jī)將繼續(xù)向小型化發(fā)展。即小型化、少個(gè)數(shù)、無人化，可能成為一股新的潮流。這是因?yàn)榇?類機(jī)型的購(gòu)入價(jià)格低，易於集中管理，而且生產(chǎn)效率也比較高。(2) 橡膠注射的多工位機(jī)將進(jìn)一步得到擴(kuò)充。多工位機(jī)對(duì)於硫化時(shí)間長(zhǎng)、大型橡膠制品更為優(yōu)越，利於提 高生產(chǎn)效率，不僅在密封件、減震墊等模制品，對(duì)模壓注射鞋、鞋底和膠泵、實(shí)心胎等也是一種較理想的 生產(chǎn)方式。(3) 橡膠注射的專用機(jī)與通用機(jī)將向兩極