背景技术
图1示出了现有技术的一种射出成型机标准保压装置的结构,该保压装置包括料管、法兰和射咀,料管包括熔胶筒和设置于熔胶筒内的螺杆组件,熔胶筒通过法兰连接射咀,该结构中,由料管中的螺杆组件实现保压功能。结合图2,应用该保压装置的射出成型机注塑的工艺过程大致包括如下步骤:S1:模具合模;该步骤所需时间为t1;S2:螺杆组件在熔胶筒内向射咀方向移动推动熔融的胶体依次经法兰和射咀注入模具中;该步骤所需时间为t2;S3:注塑完成后,螺杆组件继续向射咀方向做微小移动,对注入模具中的熔体进行保压;该步骤所需时间为t3;S4:保压完成后,螺杆组件退回熔胶筒,胶粒在熔胶筒内加热为熔融状态,同时模具内的熔体进入冷却阶段;其中,冷却所需的时间为t4,熔胶所需的时间为t5,t5大于t4,熔胶过程中可完成冷却,因此该步骤所需时间即为熔胶所需的时间t5;S5:待熔胶完成后,模具开模,顶杆顶出成型制品后再退回,而后再跳回步骤S1开始下一个循环,该步骤所需的时间包括松退时间t6、开模时间t7、顶出时间t8和顶退时间t9。对于整个循环所需的总时间为T1=t1+t2+t3+t5+t6+ t7+t8+t9。
对于射出成型机来讲,图1所示的传统的注射装置能够顺利传递熔融胶料,完成一般注射功能。但使用上仍具有如下的不足:
1、按照注塑工艺要求,螺杆组件注射完成后,需进行保压动作,以使生产的塑料制品完整、密实,具有良好的物理性能,所以保压完成后,螺杆组件才能退回而开始后续的熔胶动作,延长了周期时间。
2、当注塑机生产较重的制品时,注射量较大,制品在模内冷却的这段时间内,熔胶量无法达到要求,熔胶时间将大于制品冷却时间,那么必须在熔完胶之后才能开模,这样熔胶时间将占用额外的时间,使生产周期延长,影响产量。
3、在注塑机生产周期中,开模、顶出、顶退动作时间内不能熔胶,对于较大注射量的制品,使周期延长。
图3示出了现有技术的另一种专用型射出成型机保压装置的结构。该保压装置包括安装于注射料筒3b上的补料料筒54b与油泵或电机52b带动的补料塑化螺杆51b。该保压装置在注射完成后油泵或电机52b驱动补料塑化螺杆51b旋转,将外部供料塑化成具有一定压力的熔体补入处于冷却收缩的模腔,目的是使储料装置在保压时间继续储料,以较小的塑化单元实现较大的注射量,实现较经济的配置和节能。但是该保压装置需要配套增加独立的动力单元和塑化供料装置;并且补料用的塑化螺杆不能作清料动作,正常的停机都会使补料品质劣化;由于补料保压装置体积小且通常工作于200~400℃高温,而该结构没有解决动力元件绝热、冷却问题,所以工作寿命短、故障率高。
图4示出了现有技术的第三种保压装置结构。这一结构也是使储料装置在保压时间继续储料,以较小的塑化单元实现较大的注射量,实现较经济配置和节能为目的,包括安装于注射料筒3c上的补料料筒54c、补料推杆51c和驱动油缸52c。当注射开始,补料推杆51c在胶的压力下后退,完成补料料筒54c内储料;注射结束,驱动油缸52c推动补料推杆51c将补料料筒54c内熔胶挤出实现补料和保压。这一结构的缺点:补料料筒54c与补料推杆51c之间有运动间隙,会有少量胶泄漏,泄漏胶会渗入驱动油缸52c缸体与补料推杆51c间隙,需要经常清理,否则驱动油缸会失效;补料料筒54c内补料推杆51c不能伸入注射料筒11c,不能完全清胶,会有少部分熔胶长时间置于补料料筒54c内发生降解变质,影响注塑制品品质;驱动油缸52c受补料料筒54c高温烘烤、作为油缸活塞杆的补料推杆51c与高温元件直接接触,会导致油缸内油温过高,密封件劣化,故障率高。
发明内容
本发明提出一种射出成型机及其保压装置,首先解决现有技术中熔胶与保压冷却开锁模无法并行而使得生产周期过长的问题,进一步地还解决了现有的专用保压装置在清料、绝热、冷却、内泄处理、制品品质与稳定可靠方面面临的问题。
为解决上述技术问题,本发明提出一种成型机的保压装置,包括法兰、截止机构和保压机构;法兰上设有贯通的熔胶流道、轴线与所述熔胶流道轴线相交叉的截止孔、与所述熔胶流道连通并位于所述截止孔下游的保压孔;截止机构包括截止油缸和由所述截止油缸驱动移动的截止件,所述截止件适配位于所述截止孔中;在所述截止油缸的驱动下,所述截止件在截止孔内移动而导通或截止所述熔胶流道;保压机构包括保压油缸和由所述保压油缸驱动移动的保压推杆,在所述截止机构截止熔胶流道后,所述保压推杆可在保压油缸的驱动下伸入所述保压孔内而向所述熔胶流道内施压。
优选地,所述截止件呈销杆状,其上设有贯通孔;所述截止件在所述截止孔内沿截止件轴线方向移动而使所述贯通孔与所述熔胶流道连通或不连通从而导通或截止熔胶流道。
优选地,所述截止件上安装有防转限位件,以对截止件在所述截止孔内径向限位。
优选地,所述保压机构还包括单向接头和保压料筒;所述保压料筒内设有储料腔,保压料筒固定设置于所述保压油缸与所述法兰之间,储料腔与所述保压孔相连通;所述保压推杆可活动地适配穿设于所述储料腔内并可伸入至所述保压孔内,保压推杆通过所述单向接头连接所述保压油缸,所述单向接头只允许保压推杆在向所述熔胶流道方向移动时受所述保压油缸驱动;在所述熔胶流道导通时,所述保压推杆能够在所述熔胶流道内的压力作用下向所述保压油缸方向移动;在所述截止机构截止熔胶流道后,所述保压推杆能够在所述保压油缸的驱动下向所述法兰方向移动而伸入所述保压孔。
优选地,所述保压料筒内设有与所述储料腔连通的漏胶收集槽,保压料筒侧壁设有与所述漏胶收集槽连通的排料口。
优选地,所述保压油缸包括保压驱动缸体、分别连接保压驱动缸体两端的压盖和后盖,以及适配设置于保压驱动缸体内并伸出保压驱动缸体外的保压活塞杆,所述压盖与保压料筒相接,所述保压活塞杆从所述压盖伸出至所述保压料筒内,所述保压活塞杆端部通过所述单向接头连接所述保压推杆。
优选地,所述保压活塞杆上还连接有指示杆,所述指示杆从所述后盖伸出所述保压驱动缸体外。
优选地,所述压盖与所述保压料筒之间还设有隔热垫。
优选地,所述压盖内安装有轴承,压盖上还设有与轴承安装处连通的进出水接头。
优选地,所述保压装置还包括保温机构,所述保温机构包括发热筒、热电偶和PID温控器,所述热电偶布置于所述发热筒外并电连接所述PID温控器;所述发热筒分别包裹于所述法兰和所述保压料筒外。
优选地,所述截止机构还包括第一活塞环,所述第一活塞环套设于所述截止件上;所述保压机构还包括第二活塞环,所述第二活塞环套设于所述保压推杆上。
本发明还提供一种射出成型机,包括如上所述的保压装置。
与现有技术相比,本发明至少具有如下有益效果:
1、通过保压机构代替现有技术的螺杆组件来实现保压,节约了射出成型机的螺杆组件在保压环节所占用的时间。
2、通过截止机构将熔胶流道分为可相互导通或截止的两部分,使分别与两部分连通而进行的熔胶过程与保压冷却开锁模顶出过程可同步进行,缩短周期时间。
3、在法兰上安装截止机构和保压机构实现了截止和保压的功能,在应用于现有普通的射出成型机上时,只需将安装有截止机构和保压机构的法兰配置于料管和射咀之间即可,无需对料管和射咀进行更改,使用灵活可靠。
4、由于保压推杆的行程可达到熔胶流道,保压完成后可对保压料筒内实施彻底的清胶,使熔胶及时更新,可靠地保证注塑制品品质。
5、通过漏胶收集槽与排料口,可及时收集与排出保压料筒内在注射与保压时泄露的熔胶,具备自清洁功能,使得本发明的装置可长期稳定可靠运行。
6、通过指示杆对保压推杆的位置进行指示,方便检视保压过程。
7、通过隔热垫、冷却循环介质将保压装置内的料筒、保压推杆等高温区域与驱动油缸等低温区域进行隔离,保证密封件与工作介质液压油在适合的温度运行,保证长期运行的稳定可靠性。
8、具有稳定的保压和温度自动控制,自动维护,使各部分长期可靠运行。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的原理和结构,现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
参阅图5至图10,本发明提供一种可应用于普通射出成型机上的保压装置,主要包括料管1、法兰2、射咀3、截止机构4和保压机构5。法兰2内设有贯通的熔胶流道21,料管1和射咀3分别连接法兰2且各与熔胶流道21的一端连通,其中,料管1和射咀3可采用现有技术的相应结构。截止机构4和保压机构5集成安装于法兰2上,具体地,法兰2上设有截止孔22和保压孔23,截止孔22的轴线与熔胶流道21的轴线垂直交叉,截止孔22与熔胶流道21组合形成一“十”字形,保压孔23与熔胶流道21相连通并位于截止孔22的下游。截止机构4对应于截止孔22设置对熔胶流道21进行导通或截止,以该截止机构4安装处为界将熔胶流道21分为与料管1连通的第一部分211和与射咀3连通的第二部分212;保压机构5则对应于保压孔23设置,即对应于熔胶流道21的第二部分212设置,在截止机构4截止熔胶流道21后,保压机构5可向熔胶流道21内施压,从而起到保压作用。
参阅图7和图10,法兰2的截止孔22内适配容置有一截止销41,截止销41上设有一径向贯通的可允许熔体100通过的贯通孔411。截止销41的上端(以图7视图为参照)通过一连杆44连接截止活塞杆421,截止活塞杆421安装于截止驱动缸体422内由油压驱动升降,从而驱动截止销41在截止孔22内移动。截止销41在截止孔22内沿截止孔22轴线方向移动,当截止销41上的贯通孔411与熔胶流道21连通时,熔胶流道21的第一部分211和第二部分212相通,熔胶流道21导通,如图10所示;当截止销41上的导通孔411不与熔胶流道21连通时,熔胶流道21的第一部分211和第二部分212被截止销41阻隔,熔胶流道21截止,如图7所示。
本实施例中,截止销41、连杆44、截止活塞杆421和截止驱动缸体422共同构成了可导通或截止熔胶流道21的截止机构4。截止活塞杆421与截止驱动缸体422构成截止油缸,采用油压驱动截止销41移动,如果截止活塞杆421的长度足够与截止销41直接连接,则连杆44还可以去掉。在其他的实施方式中,还可采用其他直线驱动机构来驱动截止销41移动。
进一步地,由于本实施例中截止销41呈销杆状,为避免其在截止孔22内转动而导致贯通孔411的轴线不与熔胶流道21的轴线平行,在截止销41的下端安装有防转限位件43,防转限位件43对截止件41在截止孔22内径向限位,使得截止销41在运行过程中不会转动,确保截止与导通熔胶流道的动作稳定可靠。
此外,参阅图8,截止销41上还套设有第一活塞环81,且第一活塞环81分列于截止销41上贯通孔411的两侧,该第一活塞环81由富弹性的高温合金材料制作,可在高温及磨耗状态下长期使用,保证可靠密封,有效防止熔体在截止销41移动时渗出法兰2外。
仍然参阅图7和图10,保压机构5包括保压推杆51和用以驱动保压推杆51移动的保压油缸。本实施例中,保压油缸包括保压驱动缸体522和适配设置于保压驱动缸体522内并向外伸出的保压活塞杆521。其中,保压驱动缸体522与截止机构4中的截止驱动缸体422位于同一缸体450内,在缸体450内设置隔板451而将缸体450分隔为保压驱动缸体522和截止驱动缸体422两个部分,缸体450两端分别连接有压盖452和后盖453,截止活塞杆421和保压活塞杆521均从压盖452伸出缸体450外。在后盖453和缸体450上分别设有两油管接头454,形成两组油管接头,分别对应于保压驱动缸体522和截止驱动缸体422进行油压控制,从而分别对截止活塞杆421和保压活塞杆521进行驱动。缸体451与法兰2间隔设置,压盖452与法兰2之间连接有定距杆205。在其他实施例中,保压油缸和截止油缸还可以是单独的两个驱动油缸。
保压活塞杆521从压盖452伸出后通过一单向接头53连接保压推杆51上端,保压推杆51下端则伸入法兰2的保压孔23内。当熔胶流道21的第一部分211和第二部分212之间被阻隔时,保压推杆51由保压活塞杆521驱动保压推杆51向熔胶流道21方向移动,挤出熔胶,起到保压补缩作用。保压活塞杆521上还连接有一指示杆55,指示杆55从后盖453伸出保压驱动缸体522外,其伸出方向与保压活塞杆521的伸出方向相反;指示杆55随着保压活塞杆521一起移动,在保压活塞杆521驱动保压推杆51进行保压时,指示杆55伸出保压驱动缸体522外的长度即可以指示保压推杆51的位置,方便检视。
单向接头53只允许保压推杆51在向熔胶流道21方向移动时受保压活塞杆521驱动,当保压活塞杆521向下移动时可正常驱动保压推杆51移动而实现保压,当保压活塞杆521受油压驱动向上移动退回保压驱动缸体522时则不会带动保压推杆51一起移动,这样可以防止抽真空。
保压机构5还包括一保压料筒54,保压料筒54设置于压盖452和法兰2之间,保压料筒54内设有与法兰2内保压孔23相连通的储料腔541。保压推杆51可活动地适配穿梭于储料腔541内,而保压活塞杆521则从压盖452伸出至储料腔541内,再通过单向接头53连接保压推杆51。当熔胶流道21导通,熔体100从料管1的熔胶筒11依次经法兰2和射咀3向模具内注射时,保压推杆51可在注射压力(即注射时熔胶流道内的压力)作用下上升而往保压油缸方向移动,熔体100填充保压料筒54的储料腔541,完成自动储料;当注射结束,截止机构4截止熔胶流道21后,保压推杆51在保压活塞杆521的驱动下向法兰2方向移动,储料腔541内的熔体100即可被保压推杆51推向熔胶流道21进而模具腔内补充胶料和保压。
保压推杆51上套设有第二活塞环(图中未示出),用以进行耐高温的熔体密封。而对于保压料筒54内长期积累的内渗,可通过安装于保压料筒54上的排料管545收集外排。具体的,参阅图9,保压料筒54中部位置具有较大的截面尺寸,在该位置的保压料筒54内设有与储料腔541连通的漏胶收集槽542,保压料筒54侧壁设有与该漏胶收集槽542连通的排料口543,排料管545即安装于排料口543上。
为减缓保压料筒54中熔体100的热量向缸体450传递,压盖452与保压料筒54之间还设有隔热垫71,隔热垫71可采用石棉或陶瓷等绝热材料。更优地,在压盖452内对应于保压活塞杆521和截止活塞杆421伸出处还安装有铜套72,铜套72作为轴承方便保压活塞杆521和截止活塞杆421的移动,压盖452上还设有与铜套安装处连通的进出水接头73,通过水循环对铜套72进行冷却,从而对由保压料筒54向缸体450的热传导作完全阻隔,使缸体450不受高温区热传导影响。
较优地,本发明的保压装置还包括保温机构,保温机构包括发热筒61、热电偶62和PID温控器(未示出),热电偶62布置于发热筒61外并电连接PID温控器;发热筒61分别包裹于料管1、法兰2、射咀3和保压料筒54外。PID温控器可以是射出成型机的控制器,热电偶62测量实际温度,反馈给控制器作PID温控,控制发热筒61分别对料管1、法兰2、射咀3和保压料筒54内的熔体100进行保温加热,保证熔体100的合适温度。
该保压装置在射出成型机注塑周期内的动作过程如下:
1、在图7所示状态的基础上,截止驱动缸体422内油压驱动截止活塞杆421带动截止销41上移,使截止销41上的贯通孔411与法兰2的熔胶流道21连通,使得法兰2的熔胶流道21处于导通状态,如图10所示。
2、料管1中的螺杆组件12在熔胶筒11内左移注射,熔体100依次通过法兰2、截止销41和射咀3注入模具。
3、由于熔胶流道21及模腔阻力的原因,保压推杆51在熔体100压力下被动上升,熔体100进入保压料筒54的储料腔541内,完成保压料筒54内储料过程。
4、注射完毕,截止驱动缸体422内油压驱动截止活塞杆421带动截止销41下移,截止销41的贯通孔411离开法兰2的熔胶流道21,使熔胶流道21截止,如图7所示。
5、系统油压以可设定的压力通过保压驱动缸体522驱动保压活塞杆521下移,推动保压推杆51向熔胶流道21进而向模腔内挤出熔体100补缩,完成保压过程。此过程可通过观察指示杆55而检视保压推杆51的位置。
6、在下一个周期,截止销41使熔胶流道21导通后,螺杆组件12注射动作前,保压推杆51可被保压活塞杆521推进到底,进行维护性清胶动作,清除保压料筒54内的陈胶,维护保压料筒54内的胶料及时更新而不会长时间滞留造成降解变质。
如图11所示,本发明还提供一种采用了上述保压装置的射出成型机,加料装置10连接料管1而给料管1补充新的胶粒,射咀3连接模具30而向模具30的模腔内注入熔体。参阅图12,该射出成型机一个工作循环的工艺过程大致包括如下步骤:
S10:模具合模,在合模的过程中,截止销41移动导通法兰2的熔胶流道21。合模所需时间为t1,截止销41移动导通熔胶流道21所需时间为t11,t11包含在t1内,因此该步骤所需的时间为t1。
S20:螺杆组件12移动将熔体100注入模具中。该步骤所需的时间为t2。
S30:截止销41移动使法兰2的熔胶流道21截止。该步骤所需的时间为t10。
S40:保压推杆51下移对熔胶流道21的第二部分212保压进而使模具内的熔体100保压,保压完成后模具内的熔体100进入冷却阶段,冷却完毕,模具开模。该过程所需的时间为保压时间t3、冷却时间t4和开模时间t7的总和。在保压、冷却及开模的这段时间内,可同时进行熔胶步骤,熔胶时间t5无需再额外占用时间。
S50:模具内的顶杆顶出成型制品再退回,该步骤所需的时间为顶出时间t8和顶退时间t9之和,在这段时间内,仍可进行熔胶。该步骤完毕后,即完成了一个注塑循环,可再跳回步骤S10开始下一个循环。
整个工作循环所需的时间为T2= t1+t2+t10+t3+t4+ t7+t8+t9,对比图2中现有技术的一个工作循环的时间T1=t1+t2+t3+t5+t6+ t7+t8+t9,T1与T2的时间差T1-T2=t5+t6-t4-t10,松退时间t6与截止销移动截止熔胶流道的时间t10都比较短,忽略不计,而熔胶时间t5远比冷却时间t4长,相比之下,显然,本发明的射出成型机一个工作循环所需的时间相比现有技术要大幅度的减小,缩短生产周期。
根据上述对本发明结构的介绍,相对于现有技术,本发明至少具有以下优点:
1、通过保压机构代替现有技术的螺杆组件来实现保压,节约了射出成型机的螺杆组件在保压环节所占用的时间。
2、通过截止机构将熔胶流道分为可相互导通或截止的两部分,使分别与两部分连通而进行的熔胶过程与保压冷却开锁模顶出过程可同步进行,缩短周期时间。
3、在法兰上安装截止机构和保压机构实现了截止和保压的功能,在应用于现有普通的射出成型机上时,只需将安装有截止机构和保压机构的法兰配置于料管和射咀之间即可,无需对料管和射咀进行更改,使用灵活可靠。
4、由于保压推杆的行程可达到熔胶流道,保压完成后可对保压料筒内实施彻底的清胶,使熔胶及时更新,可靠地保证注塑制品品质。
5、通过漏胶收集槽与排料口,可及时收集与排出保压料筒内在注射与保压时泄露的熔胶,具备自清洁功能,使得本发明的装置可长期稳定可靠运行。
6、通过指示杆对保压推杆的位置进行指示,方便检视保压过程。
7、通过隔热垫、冷却循环介质将保压装置内的料筒、保压推杆等高温区域与驱动油缸等低温区域进行隔离,保证密封件与工作介质液压油在适合的温度运行,保证长期运行的稳定可靠性。
8、具有稳定的保压和温度自动控制,自动维护,使各部分长期可靠运行。
以上仅为本发明的较佳可行实施例,并非限制本发明的保护范围,凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化,均包含在本发明的保护范围内。