2.2 注塑机

2.2.1 注塑机简介

要生产出产品，首先要把塑料熔化，然后把熔体注入模具型腔，这一系列操作需要专门的机器来完成，这个专门的机器被称为注塑机。

注塑机的工作原理与打针用的注射器有点相似，它是一种专用的塑料成型机械，利用塑料的热塑性，将塑料经加热融化后，加以高的压力使其快速流入模具型腔内部，经一段时间的保压和冷却，形成各种形状的塑料制品。

注塑机的分类方法很多，按塑化方式不同可分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机；按合模方式不同可分为机械式注塑机、液压式注塑机、液压-机械式注塑机；按合模部件与注射部件配置的形式不同可分为卧式注塑机、立式注塑机、角式注塑机等。

本节重点介绍工程中常用的卧式螺杆式注塑机，如图2-2所示。

注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传动系统、电气控制系统、加热及冷却系统、润滑系统、安全监测系统等组成。

1．注射系统

注射系统是注塑机最主要的组成部分之一，它能够使塑料在螺杆的旋转推进下均匀塑化，在高压下快速注入模具型腔。注射系统主要包括料斗、料筒、螺杆、喷嘴、驱动电动机等，如图2-3所示。

（1）螺杆。当螺杆在料筒内旋转时，首先将来自料斗的塑料卷入料筒，并逐步将其向前推送、压实，同时进行排气和塑化，随后塑料熔体就不断地被推到螺杆头部与喷嘴之间，而螺杆本身则因受熔体的压力而缓慢后移。当积存的熔体达到一次注塑量时，螺杆停止转动。在注塑时，螺杆传递液压或机械力使熔体注入模具型腔。

（2）料斗。料斗是注塑机的加料装置，根据注塑机的不同还配有自动上料装置或加热装置。

（3）料筒。料筒是对塑料进行加热和加压的容器，要求具有耐压、耐热、耐疲劳、抗腐蚀、传热性好等特点。料筒外部一般都配有加热装置，可以实现分段加热和控制。

（4）喷嘴。喷嘴是连接料筒和模具的过渡部分。在注塑时，料筒内的熔体在螺杆的作用下，以高速、高压流经喷嘴注入模具型腔。

2．合模系统

合模系统的作用是保证模具能顺利闭合、打开及顶出制品。在模具闭合后，合模系统给予模具足够的锁模力，以抵抗塑料熔体进入模具型腔产生的压力，防止模具开裂，从而造成制品的不良现象。合模系统主要由合模装置、调模装置、顶出装置、定模板、动模板、合模油缸和安全保护机构组成。

3．液压传动系统

液压传动系统的作用是实现注塑机按工艺过程所要求的各种动作提供动力，并满足注塑机各部分所需压力、速度、温度等的要求。液压传动系统主要由各种液压元件和液压辅助元件组成，其中油泵和电动机是注塑机的动力来源。各种阀用于控制液体压力和流量，从而满足注射成型工艺的各项要求。

4．电气控制系统

电气控制系统与液压传动系统合理配合，可满足注塑机的工艺过程要求（如压力、温度、速度、时间要求）和实现各种程序动作。电气控制系统主要由电器、电子元件、仪表、加热器、传感器等组成。

5．加热及冷却系统

加热系统是用来加热料筒及喷嘴的。注塑机料筒一般采用电热圈作为加热装置，安装在料筒的外部，并用热电偶分段检测，热量通过筒壁导热为原料塑化提供热源。冷却系统主要是用来冷却油温的。油温过高会引起多种故障，所以必须对油温加以控制。另一处需要冷却的位置在下料口附近，目的是防止塑料在下料口处熔化，导致不能正常下料。

6．润滑系统

润滑系统是为注塑机的动模板、调模装置、连杆机构等有相对运动的部位提供润滑条件的回路，作用是减少能耗和提高零件寿命。润滑方式有定期手动润滑和自动电动润滑两种。

7．安全监测系统

注塑机的安全装置主要是指用来保证人和机器安全的装置，主要由安全门、液压阀、限位开关、光电检测元件等组成，可以实现电气→机械→液压的连锁保护。安全监测系统主要对注塑机的油温、料温、系统超载，以及工艺和设备故障等进行监测，当发现异常情况时进行指示或报警。

2.2.2 注塑机与模具

注塑机上有两个模板，一块不可以移动，被称为定模板；另一块可以移动，被称为动模板。模具分别通过螺钉和压板固定在这两块模板上，如图2-4所示。在开模时，移动注塑机的动模板，从而打开模具。

模具制造完毕后，就要进行注塑成型，上注塑机，开始打产品。由于注塑机的型号很多，每种注塑机都有自己的参数，因此设计的模具必须能满足客户提供的注塑机型号的要求，否则将无法进行生产。

注塑机的设计参数很多，下面重点介绍与模具有关的几种参数，希望学生在具体设计模具时注意。

1．注塑量

注塑量是注塑机在生产时一次能射出熔胶的最大质量值（或容积值），代表注塑机的最大注塑能力。设计的模具一模所用的熔胶量必须小于注塑机的注塑量。否则，产品打不满，无法进行生产。

2．锁模力

锁模力是注塑机在模具闭合时对模板的压紧力。产品在成型时所需要的锁模力必须小于所选注塑机的额定锁模力。否则，熔胶容易在分型面处跑胶，产生毛边。

3．拉杆间距

在注塑机定模板和动模板四角上有四根拉杆，它们的作用是保证注塑机有足够的强度和刚度，同时负责滑动模板。但它们往往会限制模具外形尺寸，因为模具在安装时是从拉杆中间吊装进去的。注塑机拉杆如图2-5所示。

模具外形尺寸不能同时大于它们对应的拉杆间距，如图2-6（a）所示；如果模具外形尺寸中有一个超过了拉杆间距，则要看模具能否通过旋转吊入拉杆之间，如图2-6（b）所示。如果旋转吊入也无法进行，那么只能修改模具尺寸，或者更换注塑机。

4．喷嘴尺寸校核

注塑机喷嘴一般为球面喷嘴，在选择浇口套时，应使浇口套的球面半径与喷嘴球面半径吻合。为防止高压熔体从喷嘴与浇口套的接触间隙处溢出，一般浇口套的球面半径 S _R 应比喷嘴球面半径 S _r 大1～2mm，同时主流道小端尺寸也应比喷嘴孔尺寸稍大，如图2-7（a）所示，即

S _R = S _r +(1～2)mm, d = d ₀ +(0.5～1)mm

如果喷嘴球面半径太小或太大，如图2-7（b）、2-7（c）所示，则在注射时容易漏胶。