CN110103402A - 超声塑化系统用进料施压组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声塑化系统用进料施压组件，它包括平动机构、转动机构、进料施压组件和料筒组件；进料施压组件包括定量输送杆、过渡杆、连接轴和施压柱塞，定量输送杆的一端通过过渡杆与施压柱塞相连、另一端与连接轴相连；料筒组件包括料筒，料筒的侧壁上设有进料口，进料施压组件置于料筒内、通过连接轴与转动机构相连，施压柱塞穿过料筒伸至塑化腔内；转动机构与平动机构相连。聚合物颗粒缓存于定量输送杆上，转动机构工作，聚合物颗粒定量下行，实现定量进料，缩减手动进料时间并对所需材料预估输送，实现连续自动化生产；然后平动机构带动进料施压组件下行，提供塑化压力，塑化后熔体进入注射单元，实现定量进料与输送一体化。

Description

超声塑化系统用进料施压组件

技术领域

本发明属于超声塑化成型领域，特别是涉及一种超声塑化系统用进料施压组件。

背景技术

目前，微纳制件已经被广泛用于航空航天、军事、汽车工业等诸多领域，微注射成型技术作为微纳制造技术的典型代表，相对于热压、化学刻蚀、LIGA、微细电火花等微成型技术，聚合物的微注射成型具有低成本、批量化、高精度等优势。但是，传统微注射成型技术存在塑化时间长，一次塑化量过大，注射量与微零件体积严重不匹配等问题，导致了成型质量稳定性差，原材料浪费严重。为解决这些问题，技术人员研制了超声塑化设备。

虽然超声塑化设备从一定程度上解决了以上问题，但依然存在一定的缺陷，例如没有自动定量进料装置，导致在聚合物填充过程中出现颗粒溅出现象，无塑化前粗计量步骤，对塑化量没有很好地预估；超声工具头兼具塑化及熔体输送，方式简单未考虑高频振动条件下其与料筒壁面的剧烈摩擦，导致超声工具头、料筒零部件的急剧磨损与超声能量损耗，进一步引起超声振动系统过热、过载，大幅缩短了超声振动系统和超声工具头的使用寿命，超声塑化系统使用及维护成本较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种超声塑化系统用进料施压组件，实现聚合物颗粒的粗计量自动定量进料。

本发明提供的这种超声塑化系统用进料施压组件，它包括平动机构、转动机构、进料施压组件和料筒组件；平动机构包括滑块；进料施压组件包括定量输送杆、过渡杆、连接轴和施压柱塞，定量输送杆的一端通过过渡杆与施压柱塞相连、另一端与连接轴相连；料筒组件包括料筒，料筒的侧壁上设有进料口，进料施压组件置于料筒内、通过连接轴与转动机构相连，施压柱塞穿过料筒伸至塑化腔内。

在一个具体实施方式中，使所述平动机构为丝杠滑台，所述平动机构连接于滑台上。

为了便于计量，使所述转动机构包括步进电机和电机座，电机座为顶端开口的矩形座，电机座的底端设有通孔，步进电机装配于电机座内，步进电机的输出轴穿过通孔后通过挠性联轴器与进料施压组件相连；转动机构以其电机座装配于所述滑台外。

作为优选，使所述定量输送杆包括杆主体、等间距的螺旋叶片和限位环，杆主体包括大径段、锥形段和小径段，大径段的外端设有螺纹孔，小径段的外端设有螺纹头，螺旋叶片沿轴向布置于小径段外，限位环为设置于小径段外、螺旋叶片根部位置处的软质环板。

为了便于连接，在所述连接轴一端的外壁设有螺纹，连接轴的一端与杆主体螺纹连接，另一端与挠性联轴器相连。

为了防止熔体逆流，实现向下精确输送，使所述施压柱塞为圆柱型塞，其外径大于过渡杆的外径，其顶部设有螺纹孔，其外壁设有一对呈上下布置的环形槽以防熔体逆流。

在一个具体实施方式中，在所述过渡杆的一端设有螺纹孔，另一端设有螺纹头，螺纹孔端与杆主体螺纹头相连，螺纹头端与施压柱塞螺纹连接。

为了便于控制下料，在所述进料口外连接有下料组件，下料组件包括料斗、进料筒、进料螺杆和电机，料斗的底端与进料筒连通，进料筒倾斜布置、其低端与进料口连通，进料螺杆沿轴向布置于进料筒内，电机的输出轴与进料螺杆相连。

在一个具体实施方式中，使所述料筒组件还包括过渡筒和料筒支架；过渡筒的两端均设有外凸的连接环，连接环上设有安装孔；所述料筒的底端设有外凸的连接盘，连接盘上设有连接孔；料筒与料筒组件通过穿过安装孔、料筒支架和连接孔的螺栓配合相应的螺母紧固。

为了便于定位，使它还包括直线轴承和直线轴承支架和；直线轴承的内径与过渡杆的外径相匹配；直线轴承支架包括定位套和安装杆，一对安装杆对称固接于定位套的外壁，安装杆的外端设有通孔；直线轴承装配于定位套内，直线轴承支架通过穿过通孔的紧固件紧固于过渡筒的底端；所述过渡杆的螺纹头端穿过直线轴承支架后与施压柱塞相连。

本发明在使用时，将聚合物颗粒自料筒的进料口处输入，聚合物颗粒缓存于定量输送杆上，然后由转动机构工作带动进料施压组件转动，转动过程中缓存于定量输送杆上的聚合物颗粒定量下行进入下部的塑化腔内，当塑化腔内聚合物颗粒数量达到所需数量时转动机构停止转动，定量输送杆停止输送聚合物颗粒，实现对聚合物颗粒的定量进料(粗计量)和精密输送，实现了超声塑化的自动定量进料功能，大大缩减手动进料时间并对所需材料预估输送，可实现制件的连续自动化生产；在送料完成后平动机构工作，平动机构带动转动机构和进料施压组件整体下行，施压柱塞下行并保持足够的塑化压力，聚合物颗粒完全塑化后，塑化腔阀门开启，聚合物熔体在施压柱塞的压力作用下进入到注射单元，实现聚合物颗粒定量进料与聚合物熔体输送一体化，结构更加简单紧凑。

附图说明

图1为本发明一个优选实施例的剖视示意图。

图2为本优选实施例中进料施压组件和料筒组件装配剖视示意图。

图3为本优选实施例中进料施压组件的轴测放大示意图。

图4为本优选实施例中输送理论原理示意图。

图示序号：

1—平动机构；

2—转动机构，21—电机座，22—步进电机；

3—进料施压组件，

31—定量输送杆、311—杆主体、A—大径段、B—锥形段、C—小径段、312—螺旋叶片，313—限位环，

32—过渡杆，33—连接轴，34—施压柱塞、341—环形槽，

4—料筒组件，

41—料筒、411—进料口、412—连接盘，

42—过渡筒、421—连接环，

43—料筒支架、431—法兰盘、432—连接臂，

44—直线轴承支架、441—定位套、442—安装杆，

45—直线轴承，

46—下料组件，461—料斗、462—进料筒、463—进料螺杆；

5—塑化腔；6—挠性联轴器。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的这种超声塑化系统用进料施压组件，它包括平动机构1、转动机构2、进料施压组件3和料筒组件4，其中平动机构1为丝杠滑台，转动机构2连接于滑台上，进料施压组件3与转动机构2相连，进料施压组件的底端穿过料筒组件4伸至塑化腔5内。

如图1所示，转动机构2包括电机座21和步进电机22，电机座21为顶端开口的矩形座，其底端设有通孔，步进电机22装配于电机座内，步进电机的输出轴穿过通孔后通过挠性联轴器6与进料施压组件3相连；转动机构通过电机座装配于滑台外。

如图2、图3所示，进料施压组件3包括定量输送杆31、过渡杆32、连接轴33和施压柱塞34。定量输送杆31包括杆主体311、等间距的螺旋叶片312和限位环313，杆主体包括大径段A、锥形段B和小径段C；大径段的外端设有螺纹孔、以便与连接轴33相连，相应的在连接轴33一端的外壁设有螺纹，连接轴的一端与杆主体螺纹连接，另一端与挠性联轴器6相连；锥形段在定量输送杆下行时对料筒上的进料口起到封闭作用，亦可以将残余在料筒与进料通道连通处的颗粒挤压回通道中；小径段的外端设有螺纹头，用于与过渡杆32相连；螺旋叶片沿轴向布置于小径段外，限位环313为设置于小径段外、螺旋叶片根部位置处的橡胶板。过渡杆32的一端设有螺纹孔，另一端设有螺纹头，螺纹孔端与杆主体的螺纹头相连，螺纹头端与施压柱塞34螺纹连接。施压柱塞34为圆柱型塞，其外径大于过渡杆的外径，其顶部设有螺纹孔以与过渡杆相连，其外壁设有一对呈上下布置的环形槽341以防熔体逆流。

进料施压组件整体为细长杆，各杆件为装配件，通过过渡杆以及螺纹连接的方式使得在实际使用时可根据整体装置结构进行长度调节，并降低加工难度；施压柱塞为易损件，需要定期更换，将施压柱塞与过渡杆也采用螺纹连接的方式，实现更换时只需单独更换施压柱塞，而无需更换整个杆件，降低更换难度也降低了使用成本，也能将施压柱塞设置成一系列不同型号的产品，满足超声塑化工艺后期系列化要求。

如图2所示，料筒组件4包括料筒41、过渡筒42和料筒支架43；料筒41为两端开口的圆柱型筒体，其侧壁上设有进料口411，其底端设有外凸的连接盘412，连接盘上设有连接孔；过渡筒42为圆柱型筒，其两端均设有外凸的连接环421，连接环上设有安装孔；料筒支架43包括法兰盘431和固接于法兰盘外的一对连接臂432；过渡筒的顶端与料筒通过穿过安装孔、法兰盘和连接孔的螺栓配合相应的螺母紧固，过渡筒的底端连接有直线轴承支架44，直线轴承支架44包括定位套441和安装杆442，一对安装杆对称固接于定位套的外壁，安装杆的外端设有通孔，定位套内设有直线轴承45，直线轴承支架通过穿过通孔的紧固件紧固于过渡筒的底端；过渡杆的螺纹头端穿过直线轴承后与施压柱塞相连。同时，为了便于进料，在进料口外连接有下料组件46，下料组件46包括料斗461、进料筒462、进料螺杆463和进料电机，料斗的底端与进料筒连通，进料筒倾斜布置、其低端与进料口连通，进料螺杆沿轴向布置于进料筒内，电机的输出轴与进料螺杆相连。

本实施例在投入使用时，首先将聚合物颗粒通过下料组件自料筒的进料口处输入，步进电机通过挠性联轴器带动定量输送杆转动，使聚合物颗粒沿螺旋叶片的螺槽被输送到限位环上，至螺槽内颗粒被压实充满，记为初始状态，此时限位环以上颗粒已成完全压实状态，随着新型组件的旋转动作，颗粒挤压限位环外环部分，限位环受力变形，颗粒从限位环与料筒侧壁间的缝隙落下。如图4所示，根据输送理论计算公式，可以根据电机的转动圈数来实现对聚合物颗粒的粗计量，当进入料筒聚合物颗粒达到需要数量时，步进电机停止工作，实现了超声塑化的自动粗计量定量进料功能，大大缩减手动进料时间并对所需材料预估输送，可实现制件的连续自动化生产；接着控制丝杠滑台工作，滑台带动转动机构和进料施压组件沿料筒组件下行，施压柱塞下行并保持足够的塑化压力，施压柱塞的外壁设有一对呈上下布置的环形槽以防熔体逆流，避免向下挤压聚合物熔体的时候熔体逆流至柱塞头根部，导致材料浪费和计量不精确；聚合物颗粒完全塑化后，塑化腔阀门开启，聚合物熔体在施压柱塞的压力作用下进入到注射单元，实现聚合物颗粒定量进料与聚合物熔体输送一体化，结构更加简单紧凑。

Claims (10)

1.一种超声塑化系统用进料施压组件，其特征在于：它包括平动机构、转动机构、进料施压组件和料筒组件；

进料施压组件包括定量输送杆、过渡杆、连接轴和施压柱塞，定量输送杆的一端通过过渡杆与施压柱塞相连、另一端与连接轴相连；

料筒组件包括料筒，料筒的侧壁上设有进料口，进料施压组件置于料筒内、通过连接轴与转动机构相连，施压柱塞穿过料筒伸至塑化腔内；

转动机构与平动机构相连。

2.如权利要求1所述的超声塑化系统用进料施压组件，其特征在于：所述平动机构为丝杠滑台，所述转动机构连接于滑台上。

3.如权利要求2所述的超声塑化系统用进料施压组件，其特征在于：所述转动机构包括步进电机和电机座，电机座为顶端开口的矩形座，电机座的底端设有通孔，步进电机装配于电机座内，步进电机的输出轴穿过通孔后通过挠性联轴器与进料施压组件相连；转动机构以其电机座装配于所述滑台外。

4.如权利要求3所述的超声塑化系统用进料施压组件，其特征在于：所述定量输送杆包括杆主体、等间距的螺旋叶片和限位环，杆主体包括大径段、锥形段和小径段，大径段的外端设有螺纹孔，小径段的外端设有螺纹头，螺旋叶片沿轴向布置于小径段外，限位环为设置于小径段外、螺旋叶片根部位置处的软质环板。

5.如权利要求4所述的超声塑化系统用进料施压组件，其特征在于：所述连接轴一端的外壁设有螺纹，连接轴的一端与杆主体螺纹连接，另一端与挠性联轴器相连。

6.如权利要求4所述的超声塑化系统用进料施压组件，其特征在于：所述施压柱塞为圆柱型塞，其外径大于过渡杆的外径，其顶部设有螺纹孔，其外壁设有一对呈上下布置的环形槽以防熔体逆流。

7.如权利要求6所述的超声塑化系统用进料施压组件，其特征在于：所述过渡杆的一端设有螺纹孔，另一端设有螺纹头，螺纹孔端与杆主体螺纹头相连，螺纹头端与施压柱塞螺纹连接。

8.如权利要求1所述的超声塑化系统用进料施压组件，其特征在于：所述进料口外连接有下料组件，下料组件包括料斗、进料筒、进料螺杆和电机，料斗的底端与进料筒连通，进料筒倾斜布置、其低端与进料口连通，进料螺杆沿轴向布置于进料筒内，电机的输出轴与进料螺杆相连。

9.如权利要求4所述的超声塑化系统用进料施压组件，其特征在于：所述料筒组件还包括过渡筒和料筒支架；过渡筒的两端均设有外凸的连接环，连接环上设有安装孔；所述料筒的底端设有外凸的连接盘，连接盘上设有连接孔；料筒与料筒组件通过穿过安装孔、料筒支架和连接孔的螺栓配合相应的螺母紧固。

10.如权利要求9所述的超声塑化系统用进料施压组件，其特征在于：它还包括直线轴承和直线轴承支架；直线轴承的内径与过渡杆的外径相匹配；直线轴承支架包括定位套和安装杆，一对安装杆对称固接于定位套的外壁，安装杆的外端设有通孔；直线轴承装配于定位套内，直线轴承支架通过穿过通孔的紧固件紧固于过渡筒的底端；所述过渡杆的螺纹头端穿过直线轴承支架后与施压柱塞相连。