精密注塑的塑化裝置

精密注塑的(de)塑化(hua)裝置(zhi)是(shi)提高塑化(hua)質量、注(zhu)塑重復精度和制品內在(zai)質量等三方面的(de)關(guan)鍵部(bu)件。目前，該裝置(zhi)主要向(xiang)實(shi)現高速(su)、高壓(ya)和快速(su)應答(da)的(de)目標發展。

1、高速的注塑(su)塑(su)化裝置

實現高速(su)的(de)(de)注(zhu)(zhu)塑(su)(su)(su)(su)塑(su)(su)(su)(su)化(hua)(hua)是(shi)精密注(zhu)(zhu)塑(su)(su)(su)(su)機的(de)(de)一(yi)個重(zhong)要特征(zheng)。一(yi)般，高速(su)注(zhu)(zhu)塑(su)(su)(su)(su)的(de)(de)速(su)度可(ke)以達(da)到(dao)300～1000mm/s，有些(xie)注(zhu)(zhu)塑(su)(su)(su)(su)設備(bei)甚(shen)至達(da)到(dao)2000mm/s。對于(yu)注(zhu)(zhu)塑(su)(su)(su)(su)速(su)度不超過(guo)500mm/s的(de)(de)注(zhu)(zhu)塑(su)(su)(su)(su)加工(gong)過(guo)程，可(ke)選用一(yi)線式同(tong)軸(zhou)裝(zhuang)置(zhi)同(tong)時(shi)完成注(zhu)(zhu)塑(su)(su)(su)(su)和塑(su)(su)(su)(su)化(hua)(hua)，而當注(zhu)(zhu)塑(su)(su)(su)(su)速(su)度超過(guo)500mm/s時(shi)，采用一(yi)線式同(tong)軸(zhou)裝(zhuang)置(zhi)很(hen)難達(da)到(dao)所(suo)要求的(de)(de)注(zhu)(zhu)塑(su)(su)(su)(su)精度及塑(su)(su)(su)(su)化(hua)(hua)質量(liang)，主要是(shi)由(you)于(yu)該種裝(zhuang)置(zhi)容易在高速(su)注(zhu)(zhu)塑(su)(su)(su)(su)時(shi)使已塑(su)(su)(su)(su)化(hua)(hua)的(de)(de)熔(rong)融料倒流，從而導致計量(liang)不準和熔(rong)融料的(de)(de)質量(liang)劣化(hua)(hua)。

為解決這(zhe)一難(nan)題，根據精密高(gao)(gao)速(su)(su)注塑(su)(su)(su)的(de)(de)特征，可采用(yong)“IMC”式(shi)的(de)(de)注塑(su)(su)(su)塑(su)(su)(su)化裝置(zhi)(zhi)，即把傳統的(de)(de)一線式(shi)同軸裝置(zhi)(zhi)分拆為注塑(su)(su)(su)和塑(su)(su)(su)化兩個互相聯(lian)系且功能各自獨立的(de)(de)裝置(zhi)(zhi)，塑(su)(su)(su)化部分由(you)擠出螺桿完成，而注塑(su)(su)(su)部分則由(you)注塑(su)(su)(su)柱塞(sai)(sai)完成，這(zhe)樣由(you)于(yu)注塑(su)(su)(su)柱塞(sai)(sai)與(yu)注塑(su)(su)(su)機筒內(nei)壁(bi)之間(jian)的(de)(de)配(pei)合間(jian)隙(xi)遠小于(yu)注塑(su)(su)(su)螺桿與(yu)注塑(su)(su)(su)機筒內(nei)壁(bi)/止(zhi)回環之間(jian)的(de)(de)間(jian)隙(xi)，有效避免(mian)了注塑(su)(su)(su)柱塞(sai)(sai)在高(gao)(gao)速(su)(su)注塑(su)(su)(su)時可能引發的(de)(de)熔(rong)融(rong)料倒流的(de)(de)現象，而且獨立塑(su)(su)(su)化完全不受(shou)成型周期的(de)(de)限制，極大地提高(gao)(gao)了塑(su)(su)(su)化質量(liang)和塑(su)(su)(su)化能力。

2、精密全(quan)電動(dong)注塑塑化裝置(zhi)

全電動注(zhu)塑(su)塑(su)化(hua)(hua)(hua)裝置應用(yong)于精密(mi)注(zhu)塑(su)塑(su)化(hua)(hua)(hua)裝置后，可顯著(zhu)提(ti)高注(zhu)塑(su)設備的(de)塑(su)化(hua)(hua)(hua)位移(yi)、塑(su)化(hua)(hua)(hua)轉速、塑(su)化(hua)(hua)(hua)背(bei)壓(ya)、注(zhu)塑(su)行程和保壓(ya)等注(zhu)塑(su)塑(su)化(hua)(hua)(hua)參數的(de)控制精度，因(yin)此(ci)，在(zai)精密(mi)注(zhu)塑(su)機上得到了廣泛的(de)應用(yong)。

3、精密注塑螺桿

與傳(chuan)統(tong)的注塑(su)(su)螺桿相比(bi)，精密注塑(su)(su)螺桿具有壓(ya)縮比(bi)較小、長徑比(bi)大和高耐磨等特點，以長徑比(bi)為例,普通的注塑(su)(su)螺桿為20～23，而精密注塑(su)(su)螺桿則為24～30。

一般，用作(zuo)精密注(zhu)塑(su)(su)螺(luo)桿的(de)材(cai)料(liao)(liao)都具有(you)很高(gao)(gao)的(de)剛度(du)和(he)強(qiang)度(du)，制得的(de)精密注(zhu)塑(su)(su)螺(luo)桿也會根據加工材(cai)料(liao)(liao)的(de)不同而不同。為提高(gao)(gao)注(zhu)塑(su)(su)的(de)流長(chang)比，并(bing)最(zui)大限度(du)地降低(di)制品成型(xing)的(de)收縮率(lv)，精密注(zhu)塑(su)(su)機(ji)的(de)注(zhu)塑(su)(su)壓力(li)(li)可(ke)(ke)達到216～243MPa，而超高(gao)(gao)壓機(ji)的(de)注(zhu)塑(su)(su)壓力(li)(li)可(ke)(ke)達到243～392MPa。在這種情況下，螺(luo)桿必須具備(bei)足夠的(de)剛度(du)和(he)強(qiang)度(du)，才能在高(gao)(gao)壓注(zhu)塑(su)(su)時不會出現彎曲和(he)扭(niu)斷(duan)等失效現象。

精密合模裝置

合模(mo)裝(zhuang)置是保護精密模(mo)具(ju)及(ji)(ji)保證制(zhi)品質(zhi)量的(de)(de)重要部件(jian)。與(yu)普通的(de)(de)合模(mo)裝(zhuang)置相比，精密合模(mo)裝(zhuang)置的(de)(de)剛度要大10%～15%，而且(qie)動、定模(mo)板(ban)之間的(de)(de)平行度標準(zhun)也要高30%～40%，一般控制(zhi)在0.05～0.08mm，從而實(shi)現對于模(mo)具(ju)的(de)(de)低壓保護及(ji)(ji)對合模(mo)力的(de)(de)精確控制(zhi)。

1、精密肘桿(gan)裝(zhuang)(zhuang)置的(de)合模裝(zhuang)(zhuang)置

對于(yu)傳統的(de)肘桿裝置(zhi)的(de)合模(mo)裝置(zhi)，其動、定模(mo)板之間無法獲得長期穩定的(de)平行度，同時很難實現對精(jing)密模(mo)具(ju)的(de)低壓保(bao)護。

為克服這一缺陷，精密肘桿裝置做了以下改進：采用高精度的滾珠導軌副來導向動模板的運行，保證了動模板運行精度的穩定性；應用了具備控制速度和閉環壓力的雙重功能的伺服閥，實現了對于精密模具的低壓保護；銷軸和鋼套采用了具有高耐磨性的摩擦副，進一步穩定了動、定模板之間的平行度；精密調模機構的應用實現了高精度地調模，從而保證了動模板在任一位置都能達到穩定的平行度。 
2、精密全液壓合模裝置

精密(mi)注塑的(de)(de)合(he)模裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)是以全(quan)液(ye)壓(ya)合(he)模裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)為主。傳(chuan)統的(de)(de)合(he)模裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)其肘桿(gan)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)合(he)模力通常作(zuo)用(yong)(yong)在上、下(或左、右)兩側(ce)，會(hui)導致動模板中部發生受(shou)力變形，從而影(ying)響(xiang)模板的(de)(de)平行度(du)，而這種全(quan)液(ye)壓(ya)合(he)模裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)合(he)模油缸活塞(sai)作(zuo)用(yong)(yong)于動模板的(de)(de)中央(yang)位置(zhi)(zhi)(zhi)，保證了動、定模板之(zhi)間長期穩定的(de)(de)平行度(du)。

隨著(zhu)應(ying)用(yong)要求的提高(gao)，精密(mi)全(quan)液壓合(he)模裝置(zhi)也(ye)不(bu)斷(duan)進(jin)(jin)行(xing)著(zhu)改造，動模板(ban)運(yun)行(xing)的導向采用(yong)高(gao)精度的滾珠導軌副就是一個最明顯(xian)的進(jin)(jin)步，使其達到(dao)了進(jin)(jin)一步提高(gao)動、定(ding)模板(ban)之間的平(ping)行(xing)度穩定(ding)性的要求。

3、無拉桿合模裝置

無拉(la)桿(gan)合(he)(he)模裝置由于不(bu)采用拉(la)桿(gan)，消除了(le)拉(la)桿(gan)撓度(du)(du)對模板(ban)平(ping)(ping)行度(du)(du)的(de)影響(xiang)。近(jin)年來，通(tong)過(guo)對易受(shou)力變(bian)形的(de)“C”形架進行改進，提高了(le)動、定(ding)模板(ban)之間平(ping)(ping)行度(du)(du)的(de)精(jing)度(du)(du)及精(jing)度(du)(du)穩定(ding)性。比如，米拉(la)克龍的(de)Freedom系列無拉(la)桿(gan)注(zhu)塑(su)機其合(he)(he)模裝置呈U型結構，且僅有(you)底(di)下兩根拉(la)桿(gan)，具有(you)更高的(de)剛性。通(tong)過(guo)配置專利的(de)平(ping)(ping)衡油缸結構，使得定(ding)模板(ban)之間的(de)平(ping)(ping)行度(du)(du)更穩定(ding)。

4、分塊連體頭板

一般，有拉桿的(de)(de)合模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)裝(zhuang)置注塑(su)機其頭(tou)板(ban)(ban)都是采用(yong)整塊(kuai)式結(jie)構，而(er)(er)這(zhe)樣的(de)(de)結(jie)構設計往往會(hui)由于頭(tou)板(ban)(ban)受(shou)力過大而(er)(er)導致整體(ti)變(bian)形。精(jing)密注塑(su)機通過采用(yong)分塊(kuai)連(lian)體(ti)頭(tou)板(ban)(ban)，有效提(ti)高(gao)了(le)頭(tou)板(ban)(ban)的(de)(de)剛度(du)，從而(er)(er)達到減小模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)板(ban)(ban)因受(shou)力而(er)(er)對(dui)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具產生(sheng)的(de)(de)變(bian)形撓度(du)。這(zhe)種分塊(kuai)連(lian)體(ti)頭(tou)板(ban)(ban)將頭(tou)板(ban)(ban)的(de)(de)受(shou)力功能和(he)安(an)裝(zhuang)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具功能分開，分別(bie)由各自的(de)(de)塊(kuai)體(ti)承擔，并用(yong)中(zhong)心圓環(huan)體(ti)連(lian)接(jie)受(shou)力塊(kuai)與安(an)裝(zhuang)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具塊(kuai)。在承受(shou)合模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)力的(de)(de)過程中(zhong)，由于中(zhong)心圓環(huan)體(ti)的(de)(de)受(shou)力面(mian)積小于受(shou)力塊(kuai)面(mian)積，頭(tou)板(ban)(ban)受(shou)力產生(sheng)的(de)(de)撓度(du),僅(jin)(jin)將中(zhong)央(yang)中(zhong)心圓環(huan)體(ti)處所產生(sheng)的(de)(de)變(bian)形撓度(du)傳遞給(gei)安(an)裝(zhuang)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具塊(kuai)，由此可以(yi)看出,安(an)裝(zhuang)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具塊(kuai)因受(shou)力而(er)(er)產生(sheng)的(de)(de)變(bian)形撓度(du)區僅(jin)(jin)在中(zhong)央(yang)中(zhong)心圓環(huan)體(ti)，不會(hui)對(dui)安(an)裝(zhuang)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)具塊(kuai)整體(ti)產生(sheng)撓度(du)，從而(er)(er)達到提(ti)高(gao)鎖模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)精(jing)度(du)的(de)(de)目的(de)(de)。

精密液壓控制技術

開(kai)發高(gao)速應(ying)(ying)答(da)的(de)集成元(yuan)件及系統是(shi)精密液壓控制技術的(de)發展方向，而(er)要(yao)實現高(gao)速應(ying)(ying)答(da)能力，不僅(jin)要(yao)提(ti)高(gao)閥(fa)(fa)件自身的(de)響應(ying)(ying)速度(du)，還需要(yao)在提(ti)高(gao)控制性能的(de)前提(ti)下精簡閥(fa)(fa)的(de)數量(liang)，以達到響應(ying)(ying)回路(lu)的(de)速度(du)要(yao)求。

為達到這一要求(qiu)，精密注塑(su)機(ji)液(ye)壓(ya)控制(zhi)技(ji)術(shu)正(zheng)在加速(su)自(zi)身的(de)技(ji)術(shu)發展，最明顯(xian)的(de)特點就(jiu)是將(jiang)數字電子液(ye)壓(ya)技(ji)術(shu)和(he)電子運算技(ji)術(shu)進行整合，形成“智能”控制(zhi)系統(tong)，這樣無需借助外部控制(zhi)器即可(ke)獨立完成各(ge)種運行功(gong)能，實現(xian)對各(ge)主要參數，如流(liu)量、速(su)度(du)、位置(zhi)和(he)壓(ya)力等的(de)精確閉環控制(zhi)，使系統(tong)能夠達到更好(hao)的(de)高速(su)應答(da)控制(zhi)效果。

多功(gong)(gong)能的高(gao)度集(ji)成化的比例液(ye)壓元件是精(jing)密注(zhu)塑機液(ye)壓元件發展的一個(ge)重要特征(zheng)。不(bu)同于以前(qian)需要應用多個(ge)不(bu)同功(gong)(gong)能閥控制的回路，目前(qian)的精(jing)密注(zhu)塑設(she)備將這些多功(gong)(gong)能控制閥集(ji)成到一個(ge)回路中(zhong)，極大(da)地提高(gao)了設(she)備的動態性能。

比如，Atos公司開發出了用于注塑塑化回路的數字伺服比例插裝復合閥。該元件集成了P/Q數字放大器，通過配合外部壓力傳感器，在注塑時只需一個閥即可完成原來需要3～5個閥才能完成控制任務。該元件還能同時執行速度控制和壓力控制，可在保壓和塑化背壓階段中實現高動態、精確的轉換。 
精密控制系統

為了(le)(le)進一步提高(gao)(gao)快(kuai)速應答的(de)(de)(de)精(jing)確度(du)，應用先進的(de)(de)(de)精(jing)密控(kong)制(zhi)系統是進一步提升精(jing)密注塑成型(xing)機水平的(de)(de)(de)關鍵，也是對(dui)整機精(jing)密注塑性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)補充和(he)提高(gao)(gao)。目前，日精(jing)公司通過(guo)采用新(xin)的(de)(de)(de)TACT控(kong)制(zhi)系統，有效(xiao)提高(gao)(gao)了(le)(le)設備的(de)(de)(de)響(xiang)應速度(du)及穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)，而且采用新(xin)的(de)(de)(de)保壓控(kong)制(zhi)系統后，其制(zhi)品(pin)重量的(de)(de)(de)變動幅(fu)度(du)由原來的(de)(de)(de)0.022g減(jian)小到0.006g，顯著提高(gao)(gao)了(le)(le)產品(pin)質量的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)。

弘訊科技股份(fen)有限公司在國(guo)內率先(xian)開(kai)發出了全電動(dong)精(jing)密(mi)控(kong)制系統,其中央(yang)處理(li)器的速度(du)可由(you)普通(tong)的40MHz提升(sheng)到400MHz,而且溫控(kong)精(jing)度(du)達(da)到±10，有效(xiao)提升(sheng)了全電動(dong)精(jing)密(mi)注(zhu)塑機的位(wei)置(zhi)和運(yun)轉精(jing)度(du)。

日本JSW公司(si)的(de)(de)(de)(de)J-EⅡ-P系列液壓(ya)注塑(su)機(ji)擁有(you)(you)六擋注射速度(du)閉(bi)環控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、六擋保壓(ya)閉(bi)環控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、三擋螺桿轉(zhuan)速控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)和(he)(he)三擋背壓(ya)閉(bi)環控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，并裝備了(le)帶有(you)(you)柔性(xing)高(gao)(gao)速低(di)壓(ya)伺服回路(lu)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)靈(ling)敏(min)度(du)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)器，通過與液壓(ya)蓄能器回路(lu)和(he)(he)高(gao)(gao)性(xing)能的(de)(de)(de)(de)伺服閥組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)閉(bi)環控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)相結合(he)，準確(que)保證了(le)油(you)溫、樹脂(zhi)溫度(du)和(he)(he)模具溫度(du)等的(de)(de)(de)(de)設(she)定值(zhi)和(he)(he)隨機(ji)變(bian)化的(de)(de)(de)(de)實測值(zhi)的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效一致，從而實現(xian)了(le)精(jing)密注塑(su)過程的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)速性(xing)、高(gao)(gao)響應性(xing)、高(gao)(gao)穩定性(xing)。另(ling)外，該系統還可設(she)定高(gao)(gao)速高(gao)(gao)壓(ya)成(cheng)型(xing)和(he)(he)高(gao)(gao)速低(di)壓(ya)成(cheng)型(xing)，在大范圍內實現(xian)了(le)穩定的(de)(de)(de)(de)最佳(jia)壓(ya)力注塑(su)成(cheng)型(xing)，顯(xian)著提高(gao)(gao)了(le)產品(pin)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)。

應用實例分析

對(dui)于復雜、薄(bo)壁注(zhu)塑(su)制(zhi)件的(de)(de)(de)(de)生產，采(cai)(cai)用(yong)(yong)精(jing)密(mi)注(zhu)塑(su)成型(xing)具有極大(da)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)和(he)性(xing)能優勢。以(yi)寧波海達塑(su)料機(ji)械有限公司開發的(de)(de)(de)(de)HDJM-100全電(dian)動精(jing)密(mi)注(zhu)塑(su)機(ji)（如圖所(suo)示）為例，該設(she)備的(de)(de)(de)(de)動力驅動全部(bu)采(cai)(cai)用(yong)(yong)交流伺服電(dian)機(ji)進(jin)(jin)(jin)行閉環控(kong)(kong)制(zhi)，可(ke)實現精(jing)密(mi)注(zhu)塑(su)機(ji)所(suo)要求的(de)(de)(de)(de)高速應答(da)及對(dui)運動部(bu)件進(jin)(jin)(jin)行精(jing)確定位的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。不同于其他(ta)精(jing)密(mi)注(zhu)塑(su)設(she)備，該設(she)備應用(yong)(yong)了先進(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)精(jing)密(mi)注(zhu)塑(su)成型(xing)人機(ji)對(dui)話(hua)控(kong)(kong)制(zhi)系統，并采(cai)(cai)用(yong)(yong)先進(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)高精(jing)度保壓控(kong)(kong)制(zhi)方(fang)式，可(ke)顯著改善(shan)制(zhi)品重量的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)。

HDJM-100全電動(dong)精(jing)密注塑機

該(gai)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)具(ju)有高速(su)高壓(ya)的注(zhu)塑功能，其標(biao)準高速(su)配(pei)置注(zhu)塑速(su)度(du)(du)為300mm/s，超高速(su)注(zhu)塑速(su)度(du)(du)可(ke)達(da)(da)500mm/s，注(zhu)塑壓(ya)力為235.2MPa，保壓(ya)壓(ya)力可(ke)達(da)(da)196MPa，可(ke)精(jing)確控制(zhi)制(zhi)品(pin)的微(wei)量(liang)(liang)取向(xiang)收縮(suo)(suo)、微(wei)量(liang)(liang)壓(ya)縮(suo)(suo)收縮(suo)(suo)和微(wei)量(liang)(liang)彈(dan)性(xing)復位(wei)。其機(ji)筒溫(wen)度(du)(du)采用PID進行控制(zhi)，控溫(wen)精(jing)度(du)(du)可(ke)達(da)(da)±10。通過對螺桿主要(yao)技術參數(shu)的優化，該(gai)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)可(ke)顯著提高融熔料密度(du)(du)的重復精(jing)度(du)(du)，并將(jiang)計量(liang)(liang)密度(du)(du)由原來的3%～5%減小(xiao)至0.5%～0.6%。通過采用小(xiao)慣量(liang)(liang)伺服(fu)電動機(ji)，該(gai)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)可(ke)將(jiang)加速(su)和減速(su)的時間(jian)縮(suo)(suo)短60%以上，使得(de)制(zhi)品(pin)具(ju)有優異(yi)的塑化質(zhi)量(liang)(liang)。

該設備的合模裝置移動模板采用滾珠導軌副進行軸向定位，使合模系統具有足夠高的鎖模精度。通過加厚頭板和加大拉桿的直徑，合模系統具備了足夠大的剛性，可很好地避免“拱橋形”變形。另外，該設備配置的位移傳感器其精度可達0.05mm，通過與系統的閉環控制相結合，可精確控制計量行程、注塑行程、余料墊的厚度(射出監控點)，提高注塑加工制品的重復精度。