CN107030998B - 一种注塑机及其射出机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种注塑机射出机构，包括注射座，滚珠丝杠副，管孔与滚珠丝杠副的丝杠转动配合的管状压力传感器，管状压力传感器的一端与注射座固定连接，另一端与滚珠丝杠副的螺母固定连接。本发明利用管状压力传感器的管孔容纳滚珠丝杠副的丝杠，注射座无需因提供丝杠的容纳空间而增加厚度，因此减薄了注射座的轴向厚度，减小了注射座尺寸和重量，从而减小了注塑机的占用空间，减轻了注塑机的重量；且管状压力传感器安装在注射座与滚珠丝杠副之间，既能避免螺杆、料筒高温时温度的传递，保证管状压力传感器温度的稳定；又能去除储料时旋转扭矩力量的干扰，实现管状压力传感器高精度、高稳定、高重复的压力测量与控制。本发明还提供了一种注塑机。

Description

一种注塑机及其射出机构
技术领域
本发明涉及注塑成型技术领域，更具体地说，涉及一种注塑机射出机构，本发明还涉及一种具有上述注塑机射出机构的注塑机。
背景技术
注塑机，又名注射成型机或注射机。它是将热性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。在塑料的注塑成型过程中，注塑压力的控制是提高产品质量的关键，如储料背压，实际上是注塑成型工艺参数中控制熔料质量及产品质量的重要参数之一。背压的存在，有助于螺槽中物料的密实、排除物料中的气体、加速料粒间的传热。
如图1所示，该图为现有技术中的一种注塑机射出机构的结构示意图，该注塑机射出机构包括料斗05、料筒06、螺杆07、注射座和滚珠丝杠副，其中，螺杆07与注射座转动配合；滚珠丝杠副包括丝杠04与螺母03，丝杠04的转动能够带动螺母03向前推进，从而驱动注射座带动螺杆07向前推进，将熔料注入成型模具内。
目前主要采用圆盘式压力传感器02测量注塑机的注塑压力(即注射压力和储料背压)，圆盘式压力传感器02安装于螺杆07与注射座之间或注射座与滚珠丝杠副之间。当圆盘式压力传感器02安装于注射座与滚珠丝杠副之间时，注射座(具体为图1中虚线框内的结构)包括轴承01和设置在轴承01靠近滚珠丝杠副一端的连接体08，连接体08具有一段中空空间用作螺杆07做射退动作后容纳部分丝杠04的容纳空间，以配合射出行程的长度，从而完成整个射出过程。上述轴承01与连接体08一般采用直接铸成一个整体构成注射座；或者通过焊接的方式焊接为一个整体构成注射座。
这样一来，导致注射座的整体轴向厚度较大，增加了注射座尺寸和重量，导致整个注塑机比较笨重、灵活性较差，占用空间较大，同时成本较高。
再者，当圆盘式压力传感器02安装于螺杆07与注射座之间时，由于在注塑机射出过程中，螺杆07的温度会传到圆盘式压力传感器02，造成圆盘式压力传感器02温升，导致增大测量误差；另外储料过程中，因中间螺杆07的旋转，圆盘式压力传感器02外壳会受到旋转扭矩和储料背压推力的干扰，导致测量值产生误差，影响了压力测量精度与控制精度。
另外，上述圆盘式压力传感器的横截面较大，同样导致注塑机整体荷载较大、较笨重，且占用空间较大。
综上所述，如何实现在避免因测压元件温升导致的测量误差的同时减小注塑机的占用空间，减轻注塑机的重量，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种注塑机射出机构，以实现在避免因测压元件温升导致的测量误差的同时减小占用空间，减轻重量。
本发明的另一目的在于提供一种注塑机，以实现在避免因测压元件温升导致的测量误差的同时减小占用空间，减轻重量。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种注塑机射出机构，包括注射座和滚珠丝杠副，还包括：
管孔与所述滚珠丝杠副的丝杠转动配合的管状压力传感器，所述管状压力传感器的一端与所述注射座固定连接，另一端与所述滚珠丝杠副的螺母固定连接。
优选的，上述注塑机射出机构中，所述管状压力传感器的管长等于所述注塑机射出机构的射出行程长度。
优选的，上述注塑机射出机构中，所述注射座包括与所述注塑机射出机构的螺杆转动连接的轴承，所述管状压力传感器与所述轴承固定连接。
优选的，上述注塑机射出机构中，所述管状压力传感器通过第一法兰配合第一螺栓与所述注射座固定连接，通过第二法兰配合第二螺栓与所述螺母固定连接。
优选的，上述注塑机射出机构中，所述第一法兰的外径、所述第二法兰的外径与所述螺母靠近所述管状压力传感器一端的外径相同。
优选的，上述注塑机射出机构中，所述管状压力传感器中部的外壁上设置有环形节料槽。
优选的，上述注塑机射出机构中，所述管状压力传感器为圆管状，且所述管状压力传感器的管长大于所述管状压力传感器的外径。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的注塑机射出机构包括注射座、滚珠丝杠副和管状压力传感器，管状压力传感器的管孔与滚珠丝杠副的丝杠转动配合，管状压力传感器的一端与注射座固定连接，另一端与滚珠丝杠副的螺母固定连接。
本发明采用管状压力传感器测量注塑机的注塑压力，工作原理如下：
当测定注塑机注射过程中的注塑压力时，滚珠丝杠副的丝杠在外力驱动下旋转，而滚珠丝杠副的螺母固定在管状压力传感器的一端，其往前推动前方料筒内射出的螺杆，产生熔融的塑料通过射嘴向模具的型腔射出获得射出成型的注射动作，此时利用管状压力传感器来测量射出推力的大小，经控制器闭环控制，维持注塑压力的恒定；在注射完成后，进入储料阶段，此时料筒内的螺杆在另一电机的外动力驱动下旋转，料筒内的物料在螺杆的作用下，沿着螺槽向前输送并压实，物料通过外加热和螺杆剪切的双重作用把已熔融的物料推到螺杆头部，与此同时，螺杆在熔融的物料填满空间产生压力上升的作用下后退，并将该后退力传递给转动传递部件，由推力轴承将该力传递给管状压力传感器，使该管状压力传感器产生扭曲形变，进而实时测量储料的后退力，利用控制器控制丝杠的反转慢速，拉回螺母，降低后退力，进而控制储料时螺杆稳定背压。
本发明通过将管状压力传感器与现阶段压力闭环控制相结合的方式实现注塑机注射压力和储料背压过程中压力的精准测量与控制；不仅结构简单，而且保证了动态响应速度，从而降低了系统的误差，具有实时控压、精确控压的功能，大大提高了制品质量。
由于本发明利用管状压力传感器的管孔容纳滚珠丝杠副的丝杠，则丝杠凸出螺母的长度即可进入管状压力传感器的管孔，不用占用额外的空间，所以注射座无需因设置连接体提供丝杠的容纳空间而增加厚度，因此减薄了整体注射座的轴向厚度，减小了注射座尺寸和重量，从而减小了注塑机的占用空间，同时减轻了注塑机的重量，还提高了灵活性，降低了成本。
而且，将管状压力传感器安装在注射座与滚珠丝杠副之间，一方面避免了螺杆、料筒高温时温度的传递，保证了管状压力传感器温度的稳定；另一方面因储料时旋转的扭矩都在注射座前方，从而去除了储料时旋转扭矩力量的干扰，使得该管状压力传感器测得的值均为储料背压的压力，从而实现了管状压力传感器高精度、高稳定、高重复的压力测量与控制。
另外，上述管状压力传感器的横截面较小，外径尺寸较小，同样减小了注塑机的整体荷载，减轻了重量，减小了占用空间，提高了空间利用率。
本发明还提供了一种注塑机，包括射出机构，所述射出机构为上述任一种注塑机射出机构，由于上述注塑机射出机构具有上述效果，具有上述注塑机射出机构的注塑机具有同样的效果，故本文不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中的一种注塑机射出机构的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的注塑机射出机构的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的注塑机射出机构的局部结构放大图；
图4是本发明实施例提供的管状压力传感器的主视图；
图5是本发明实施例提供的管状压力传感器的左视图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种注塑机射出机构，能够在避免因测压元件温升导致的测量误差的同时减小占用空间，减轻重量。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考附图2-5，本发明实施例提供的注塑机射出机构包括料斗5、料筒6、螺杆7、注射座、滚珠丝杠副和管状压力传感器2，其中，料斗5用于向料筒6内加物料，螺杆7可转动地设置于料筒6内，螺杆7与注射座转动连接；滚珠丝杠副包括丝杠4与螺母3；管状压力传感器2的管孔与滚珠丝杠副的丝杠4转动配合，管状压力传感器2的一端与注射座固定连接，另一端与滚珠丝杠副的螺母3固定连接。
本发明采用管状压力传感器2测量注塑机的注塑压力，工作原理如下：
当测定注塑机注射过程中的注塑压力时，滚珠丝杠副的丝杠4在外力驱动下旋转，而滚珠丝杠副的螺母3固定在管状压力传感器2的一端，其往前推动前方料筒6内射出的螺杆7，产生熔融的塑料通过射嘴向模具的型腔射出获得射出成型的注射动作，此时利用管状压力传感器2来测量射出推力的大小，经控制器闭环控制，维持注塑压力的恒定；在注射完成后，进入储料阶段，此时料筒6内的螺杆7在另一电机的外动力驱动下旋转，料筒6内的物料在螺杆7的作用下，沿着螺槽向前输送并压实，物料通过外加热和螺杆7剪切的双重作用把已熔融的物料推到螺杆7头部，与此同时，螺杆7在熔融的物料填满空间产生压力上升的作用下后退，并将该后退力传递给转动传递部件，由推力轴承将该力传递给管状压力传感器2，使该管状压力传感器2产生扭曲形变，进而实时测量储料的后退力，利用控制器控制丝杠4的反转慢速，拉回螺母3，降低后退力，进而控制储料时螺杆7稳定背压。
本发明通过将管状压力传感器2与现阶段压力闭环控制相结合的方式实现注塑机注射压力和储料背压过程中压力的精准测量与控制；不仅结构简单，而且保证了动态响应速度，从而降低了系统的误差，具有实时控压、精确控压的功能，大大提高了制品质量。
由于本发明利用管状压力传感器2的管孔容纳滚珠丝杠副的丝杠4，则丝杠4凸出螺母3的长度即可进入管状压力传感器2的管孔，不用占用额外的空间，所以注射座无需因设置连接体提供丝杠4的容纳空间而增加厚度，因此减薄了整体注射座的轴向厚度，减小了注射座尺寸和重量，从而减小了注塑机的占用空间，同时减轻了注塑机的重量，还提高了灵活性，降低了成本。
而且，将管状压力传感器2安装在注射座与滚珠丝杠副之间，一方面避免了螺杆7、料筒6高温时温度的传递，保证了管状压力传感器2温度的稳定；另一方面因储料时旋转的扭矩都在注射座前方，从而去除了储料时旋转扭矩力量的干扰，使得该管状压力传感器2测得的值均为储料背压的压力，从而实现了管状压力传感器2高精度、高稳定、高重复的压力测量与控制。
另外，上述管状压力传感器2的横截面较小，外径尺寸较小，同样减小了注塑机的整体荷载，减轻了重量，减小了占用空间，提高了空间利用率。
优选的，管状压力传感器2的管长等于注塑机射出机构的射出行程长度。本发明使管状压力传感器2的管长与注塑机射出机构的射出行程长度相同，这样一来，注射座做射退动作时，在丝杠4一个方向的转动带动下，螺母3连带着注射座向后退，此时部分丝杠4会凸出螺母3，该凸出部分的丝杠4则会进入管状压力传感器2的管孔内；当注射座在射出动作下往前移动时，在丝杠4另一个方向的转动带动下，螺母3连带着注射座向前移，此时丝杠4正好与管状压力传感器2靠近螺母3的端部相平齐，从而在满足滚珠丝杠副工作的前提下最大程度地减小了管状压力传感器2的管长，提高了空间利用率，进一步减轻了注塑机的整体负载和重量。可以理解的是，上述管状压力传感器2的管长还可以小于或大于注塑机射出机构的射出行程长度，本发明对此不做具体限定。为了便于管状压力传感器2的装配，管状压力传感器2通过第一法兰21配合第一螺栓与注射座固定连接，通过第二法兰22配合第二螺栓与螺母3固定连接，如图4-5所示。本发明通过法兰固定管状压力传感器2的两端，固定强度较好，同时便于拆装。而且能够在管状压力传感器2外径较小的情况下，实现管状压力传感器2的有效固定。上述管状压力传感器2还可以通过焊接或其他固定方式固定。
本发明一优选的实施例中，注射座包括与注塑机射出机构的螺杆7转动连接的轴承1，管状压力传感器2与轴承1固定连接。如图1中的虚线框与图2中虚线框的对比，即为现有技术的注射座与本发明的注射座的结构对比，本发明的注射座仅由轴承1构成，利用管状压力传感器2替代了现有技术注射座中的连接体08，管状压力传感器2的中空部分和整体的长度能够配合射出行程的长度，减轻了整体机器的负载与重量。
进一步的技术方案中，第一法兰21的外径、第二法兰22的外径与螺母3靠近管状压力传感器2一端的外径相同。上述第一法兰21和第二法兰22不会占用凸出于螺母3的额外外径，减小了占用空间。可以理解的是，上述第一法兰21和第二法兰22也可以凸出于螺母3靠近管状压力传感器2一端。
为了进一步减轻注塑机的重量，上述实施例提供的注塑机射出机构中，管状压力传感器2中部的外壁上设置有环形节料槽23，减轻了管状压力传感器2的重量。该环形节料槽23便于加工；当然，本发明还可以采用多个圆形节料槽或其他形状的节料槽实现同样的减轻。
具体的实施方式中，管状压力传感器2为圆管状。本实施例中，管状压力传感器2的横截面形状为圆环形，其内孔为与丝杠4转动配合的圆孔，外壁为圆形，该形状的管状压力传感器2的内壁和外壁形状相同，便于制造，同时，管状压力传感器2的管长大于管状压力传感器2的外径，能够保证管状压力传感器2呈扁长型，减少占用空间，同时减轻重量；可以理解的是，上述管状压力传感器2还可以为矩形，此时其外壁为矩形，管状压力传感器2的管长大于管状压力传感器2的长边(也可以是宽边)；上述管状压力传感器2还可以为方形、椭圆形或其他不规则形状；管状压力传感器2的管长也可以等于或小于管状压力传感器2的外径，本发明对此不做具体限定。
本发明还提供了一种注塑机，包括射出机构，该射出机构为上述任一项实施例提供的注塑机射出机构，能够在避免因测压元件温升导致的测量误差的同时减小占用空间，减轻重量，其优点是由注塑机射出机构带来的，具体的请参考上述实施例中相关的部分，在此就不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种注塑机射出机构，包括注射座和滚珠丝杠副，其特征在于，还包括：
管孔与所述滚珠丝杠副的丝杠(4)转动配合的管状压力传感器(2)，所述管状压力传感器(2)的一端与所述注射座固定连接，另一端与所述滚珠丝杠副的螺母(3)固定连接；所述管状压力传感器(2)能够测量注塑机的注塑压力和注塑机储料背压过程中的压力，配合控制器控制，维持注塑压力的恒定和储料时稳定背压。
2.根据权利要求1所述的注塑机射出机构，其特征在于，所述管状压力传感器(2)的管长等于所述注塑机射出机构的射出行程长度。
3.根据权利要求1所述的注塑机射出机构，其特征在于，所述注射座包括与所述注塑机射出机构的螺杆(7)转动连接的轴承(1)，所述管状压力传感器(2)与所述轴承(1)固定连接。
4.根据权利要求1所述的注塑机射出机构，其特征在于，所述管状压力传感器(2)通过第一法兰(21)配合第一螺栓与所述注射座固定连接，通过第二法兰(22)配合第二螺栓与所述螺母(3)固定连接。
5.根据权利要求4所述的注塑机射出机构，其特征在于，所述第一法兰(21)的外径、所述第二法兰(22)的外径与所述螺母(3)靠近所述管状压力传感器(2)一端的外径相同。
6.根据权利要求1-5任一项所述的注塑机射出机构，其特征在于，所述管状压力传感器(2)中部的外壁上设置有环形节料槽(23)。
7.根据权利要求6所述的注塑机射出机构，其特征在于，所述管状压力传感器(2)为圆管状，且所述管状压力传感器(2)的管长大于所述管状压力传感器(2)的外径。
8.一种注塑机，包括射出机构，其特征在于，所述射出机构为如权利要求1-7任一项所述的注塑机射出机构。
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