CN112157864B - 一种橡胶注射成型机及成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于橡胶注塑成型技术领域，尤其涉及一种橡胶注射成型机及成型方法，包括机座、开合模装置、定模和动模，动模上设有抽真空装置、中央注料口和边缘注料口，开合模装置设有注射装置，注射装置包括中央注射机构和边缘注射机构，中央注射机构连接中央注料口，边缘注射机构连接边缘注料口。本发明提供的橡胶注射成型机，在橡胶注射尤其是大容量注射量时，将动模与定模锁合后对模腔抽真空，先通过边缘注料口注料，然后通过中央注料口注料，要求注射力小，结构简单，占地面积小，成本低。
Description
技术领域
本发明属于橡胶注塑成型技术领域，尤其涉及一种橡胶注射成型机及成型方法。
背景技术
橡胶原料黏度大、流动性差、不易注射，因此模压成型法在橡胶制品生产中占据重要地位。随着对橡胶制品技术性能、生产成本以及产出效率的更高的要求，橡胶注射成型以其独特的优势，成为橡胶制品成型的主流方式。通过塑化缸的加温和塑化螺杆的搅拌、剪切，能够将胶料温度升高到其流动性最好的状态，再通过较高的注射压力，将此种状态的胶料注射到锁模的模腔中，进行加压和加温，使橡胶进行硫化成型。
近年来，随着现代技术的快速发展，对橡胶制品质量及复杂程度提出了更高的要求。而市场对大型橡胶制品的需求也大量增加，然而，现有市面上的橡胶注射成型机由于容量和注射压力原因，不能满足大型橡胶制品的注射需求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种橡胶注射成型机，可以满足大容量橡胶注射成型的容量和注射压力需求。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种橡胶注射成型机，包括机座，所述机座上固定设有定模，所述机座上方设有开合模装置，所述开合模装置上滑动设有动模，所述动模上设有抽真空装置，所述动模上设有中央注料口和边缘注料口，所述中央注料口位于所述动模中部，每个所述注料口连接注料管，所述注料管内滑动安装有堵头，
所述开合模装置设有注射装置，所述注射装置包括中央注射机构和边缘注射机构，所述中央注射机构包括料筒，所述料筒内滑动设有注射油缸，所述料筒连接冷喂料螺杆挤出机，所述冷喂料螺杆挤出机与料筒之间设有单向阀，所述料筒的出料口通过所述注料管连接所述中央注料口；
所述边缘注射机构包括边缘冷喂料螺杆挤出机，所述边缘冷喂料螺杆挤出机的出料口通过接头连接所述注料管。
作为一种改进，所述注料管内壁上密封滑动安装有活塞环，所述活塞环连接调节管，所述注料口与所述活塞环之间设有压缩弹簧，所述调节管的另一端连接堵头，所述调节管靠近堵头部分设有若干过料口。
作为进一步地改进，所述活塞环的上端面的面积小于所述堵头的底面的面积。
作为进一步地改进，所述堵头的顶端伸入所述调节管内形成导流部，所述导流部的形状为与所述圆台平滑连接。
作为进一步地改进，所述注料口的形状为圆台形，所述堵头的形状为与所述注料口形状配合的圆台形。
作为进一步地改进，所述调节管的底端通过旋转安装架转动安装有所述堵头，所述旋转安装架包括与所述调节管连接的连接臂和环形的安装环，所述连接臂连接所述安装环的外侧，所述安装环的上表面、下表面和内侧面分别设有滚珠凹槽，所述堵头包括锥形的上导流部和圆台形的下导流部，所述上导流部和下导流部的外周面上设有平滑连接的导流槽，所述导流槽沿堵头的周向均匀，所述上导流部和下导流部通过连接柱连接，所述上导流部的底面、下导流部的上端面和连接柱的周面分别设有滚珠凹槽，所述安装环与堵头之间设有滚珠，所述滚珠位于滚珠凹槽内，所述上导流部的底部边缘和下导流部的顶面边缘锥度延伸形成阻挡部。
作为进一步地改进，所述上导流部设有螺纹孔和第一异形孔，所述螺纹孔连接所述第一异形孔，所述连接柱伸入所述第一异形孔且与所述第一异形孔相配合，所述连接柱与所述下导流部一体成型，所述下导流部的轴心设有通孔和第二异形孔，所述通孔连接所述第二异形孔，所述通孔和第二异形孔内设有螺柱，所述螺柱穿过所述下导流部和连接柱与所述上导流部的螺纹孔螺纹配合，所述螺柱靠近底端设有第一紧固螺母，所述第一紧固螺母与所述下导流部相抵，所述螺柱靠近底端套设有异型定位件，所述异型定位件与所述第二异形孔相配合，所述螺柱底部螺纹连接第二紧固螺母
作为进一步地改进，所述堵头的锥度为2-3.5。
作为进一步地改进，所述堵头的周面形状内凹的弧形。
作为进一步地改进，所述边缘注料口位于所述中央注料口的周围，且靠近所述动模边缘设置。
作为进一步地改进，所述冷喂料螺杆挤出机的长径比大于10，与所述中央注料口对应的冷喂料螺杆挤出机的长径比大于与所述边缘注料口对应的冷喂料螺杆挤出机的长径比。
本发明还提供一种橡胶注射成型机的成型方法，包括以下步骤：
(1)将动模与定模锁合，启动加热系统，对模具和注射装置加热；
(2)启动抽真空装置，对模腔抽真空，达到一定的真空度；
(3)启动一个或多个边缘注料口对应的边缘冷喂料螺杆挤出机，使其出料口与边缘注料口的注料管连接，进行单个边缘注料口注料或多个边缘注料口同时注料，直到不能继续进料为止，停止边缘进料口注料；
(4)根据已经注料量，计算剩余进料量，启动中央冷喂料螺杆挤出机向料筒内进料，根据剩余进料量和料筒容量进行分批进料或一次进料，进料间隙或完毕后关闭单向阀，启动注射油缸通过中央注料口进行注料，直到注料完毕，将注射油缸上升；
(5)等待橡胶硫化成型，等成型后，开模，取出成品。
由于采用上述技术方案，本发明具有如下技术效果：
本发明提供的橡胶注射成型机，在橡胶注射尤其是大容量超过100000cc的注射量时，首先将动模与定模锁合，然后启动抽真空装置，使模腔内达到一定的真空度，之后再运行与边缘注料口对应的冷喂料螺杆挤出机，使物料先通过边缘注料口进入到模腔内，这样使模腔的边缘部分不容易注料的部分先注料，由于开始注料时，模腔内物料少，压力低，注料容易，当边缘部分注料完成后，模腔内压力变大，注料难度增大，此时通过中央注料口进行注料，根据通过边缘注料口已经注入的料量计算得出还需要注入的料量，将剩余物料注入到料筒内，通过注射油缸提供足够压力将料筒内物料注射到模腔内，完成大容量注料，结构简单，与现有超过100000cc的注射设备相比，占地面积小，成本低，而且可以在现有橡胶注射机的基础上进行升级改造，适应性好。
由于注料管内设有活塞环，活塞环连接调节管，调节管连接堵头，当开始注料时，物料推动活塞环向模腔方向移动，调节管伸入到模腔内，使调节管上的过料口露出，物料通过过料口进入到模腔内，开始注料，当注料到物料到达堵头位置时，物料对堵头产生向上的挤压力，同时在压缩弹簧作用下，堵头慢慢向上移动，随着注料过程的进行，堵头最终完全到注料口内，将注料口和过料口完全堵住，具体注料时，先通过边缘注料口注料，边缘注料完成后，然后通过中央注料口进行注料，直到中央注料完成。
堵头的顶端设置导流部，可以对注射物料产生导流和分流作用，有利于模腔边缘部分的注料。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是注料管的结构示意图；
图3、图4和图5分别是三种不同结构的堵头的结构示意图；
图6是上导流部和下导流部的结构示意图；
图7是上导流部和下导流部的俯视图；
附图中，1-机座，2-定模，3-开合模装置，4-动模，41-中央注料口，42-边缘注料口，5-注料管，6-堵头，61-导流部，62-上导流部，63-下导流部，64-连接柱，65-滚珠，66-阻挡部，67-第一紧固螺母，68-异型定位件，69-第二紧固螺母，610-螺柱，611-导流槽，7-料筒，8-注射油缸，9-中央冷喂料螺杆挤出机，10-边缘冷喂料螺杆挤出机，11-活塞环，12-调节管，121-过料口，13-压缩弹簧，14-旋转安装架，141-连接臂，142-安装环。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图5共同所示，一种橡胶注射成型机，包括机座1，机座1上固定设有定模2，机座1上方设有开合模装置3，开合模装置3上滑动设有动模4，动模4上设有抽真空装置(图中没有示出)，动模4上设有注料口，注料口根据设置位置的不同分为中央注料口41和边缘注料口42，中央注料口41位于动模4中部，中央注料口41和边缘注料口42分别连接注料管5，注料管5内滑动安装有堵头6；
开合模装置3上部设有注射装置，注射装置包括中央注射机构和边缘注射机构，中央注射机构包括料筒7，料筒7内滑动设有注射油缸8，料筒连接中央冷喂料螺杆挤出机9，中央冷喂料螺杆挤出机9与料筒之间设有单向阀，料筒的出料口通过注料管连接中央注料口41；
边缘注射机构包括边缘冷喂料螺杆挤出机10，边缘冷喂料螺杆挤出机10的出料口通过接头连接注料管5和边缘注料口42。
本实施例中，注料管5内壁上密封滑动安装有活塞环11，活塞环11连接调节管12，注料口与活塞环11之间设有压缩弹簧13，调节管12的另一端连接堵头6，调节管12靠近堵头6部分设有过料口121，具体地，物料通过过料口进入到模腔内，过料口的形状和数量可以根据具体需要设置。
本实施例中，活塞环11的上端面的面积小于堵头6的底面的面积，使得当注料快完成时，模腔内物料挤压堵头的作用力加上压缩弹簧的相对活塞环向上的推力大于注料管内物料对活塞环和堵头的向下的下压力，保证注料完成时，堵头可向上运动将注料口堵住。
由于注料管内设有活塞环，活塞环连接调节管，调节管连接堵头，当开始注料时，物料推动活塞环向模腔方向移动，调节管伸入到模腔内，使调节管上的过料口露出，物料通过过料口进入到模腔内，开始注料，当注料到物料到达堵头位置时，物料对堵头产生向上的挤压力，同时在压缩弹簧作用下，堵头慢慢向上移动，随着注料过程的进行，堵头最终完全到注料口内，将注料口和过料口完全堵住，具体注料时，先通过边缘注料口注料，边缘注料完成后，然后通过中央注料口进行注料，直到中央注料完成。
本实施例中，堵头6的顶端伸入调节管12内形成导流部61，导流部61的形状为与堵头平滑连接，起到导流和分流作用。
本实施例中，注料口的形状为圆台形，堵头6的形状为与注料口形状配合的圆台形，具体地，为保证导流效果，堵头的锥度为2-3.5，优选地，可以选用锥度为2，保证物料能被注射到模腔边缘部分。
本实施例在具体使用中，还可以将堵头的周面形状设置为内凹的弧形，还可以不设置导流部，具体参见图3、图4和图5。
本实施例中，边缘注料口位于中央注料口的周围，且靠近动模边缘设置，为了保证物料能够被注射到模腔边缘部分，因为模腔边缘部分对于中央注料口来说更难被注射到，边缘注料口的位置可以根据模具的大小和模腔的形状具体设置。
本实施例中，中央冷喂料螺杆挤出机和边缘冷喂料螺杆挤出机的长径比大于10，中央冷喂料螺杆挤出机的长径比大于与边缘冷喂料螺杆挤出机的长径比，可以提供更大的注射力。
本实施例在实际使用中，为了取得更好的导料效果，还可以将堵头设置为可转动的，具体如图6和图7共同所示，调节管12的底端通过旋转安装架14转动安装有堵头6，旋转安装架14包括与调节管12连接的连接臂141和环形的安装环142，连接臂141连接安装环142的外侧，安装环142的上表面、下表面和内侧面分别设有滚珠凹槽，堵头6包括锥形的上导流部62和圆台形的下导流部63，上导流部62和下导流部63的外周面上设有平滑连接的弧形的导流槽611，导流槽611沿堵头的周向均匀分布，上导流部62和下导流部63通过连接柱64连接，上导流部62的底面、下导流部63的上端面和连接柱64的周面分别设有滚珠凹槽，安装环与堵头之间设有滚珠65，滚珠65位于滚珠凹槽内，上导流部62的底部边缘和下导流部63的顶面边缘锥度延伸形成阻挡部66，一定程度上避免浆料进入到上导流部和下导流部之间。
本实施例中，上导流部62设有螺纹孔和第一异形孔，螺纹孔连接第一异形孔，连接柱64伸入第一异形孔且与第一异形孔相配合，连接柱64与下导流部63一体成型，下导流部63的轴心设有通孔和第二异形孔，通孔连接第二异形孔，通孔和第二异形孔内设有螺柱610，螺柱穿过下导流部和连接柱与上导流部的螺纹孔螺纹配合，螺柱靠近底端设有第一紧固螺母67，第一紧固螺母与下导流部相抵，螺柱靠近底端套设有异型定位件68，异型定位件具体可以是内设与连接柱配合的异形孔的定位件，异型定位件与第二异形孔相配合，螺柱底部螺纹连接第二紧固螺母69，此结构锁紧放松效果好，而且便于拆装维护。
当然也可以将上导流部和下导流部设置为侧面内凹的圆锥和圆台。
本发明还提供一种橡胶注射成型机的成型方法，包括以下步骤：
(1)将动模与定模锁合，启动加热系统，对模具和注射装置加热；
(2)启动抽真空装置，对模腔抽真空，达到一定的真空度；
(3)启动一个或多个边缘注料口对应的边缘冷喂料螺杆挤出机，使其出料口与边缘注料口的注料管连接，进行单个边缘注料口注料或多个边缘注料口同时注料，直到不能继续进料为止，停止边缘进料口注料；
(4)根据已经注料量，计算剩余进料量，启动中央冷喂料螺杆挤出机向料筒内进料，根据剩余进料量和料筒容量进行分批进料或一次进料，进料间隙或完毕后关闭单向阀，启动注射油缸通过中央注料口进行注料，直到注料完毕，将注射油缸上升；
(5)等待橡胶硫化成型，等成型后，开模，取出成品。
本发明提供的橡胶注射成型机，在橡胶注射尤其是大容量超过100000cc的注射量时，首先将动模与定模锁合，然后启动抽真空装置，使模腔内达到一定的真空度，之后再运行与边缘注料口对应的冷喂料螺杆挤出机，使物料先通过边缘注料口进入到模腔内，这样使模腔的边缘部分不容易注料的部分先注料，由于开始注料时，模腔内物料少，压力低，注料容易，当边缘部分注料完成后，模腔内压力变大，注料难度增大，此时通过中央注料口进行注料，根据通过边缘注料口已经注入的料量计算得出还需要注入的料量，将剩余物料注入到料筒内，通过注射油缸提供足够压力将料筒内物料注射到模腔内，完成大容量注料，结构简单，与现有超过100000cc的注射设备相比，占地面积小，成本低，而且可以在现有橡胶注射机的基础上进行升级改造，适应性好。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种橡胶注射成型机，其特征在于，包括机座，所述机座上固定设有定模，所述机座上方设有开合模装置，所述开合模装置上滑动设有动模，所述动模上设有抽真空装置，所述动模上设有中央注料口和边缘注料口，所述中央注料口位于所述动模中部，每个所述注料口连接注料管，所述注料管内滑动安装有堵头；
所述开合模装置设有注射装置，所述注射装置包括中央注射机构和边缘注射机构，所述中央注射机构包括料筒，所述料筒内滑动设有注射油缸，所述料筒通过连接管路连接中央冷喂料螺杆挤出机，所述中央冷喂料螺杆挤出机与料筒之间的连接管路上设有单向阀，所述料筒的出料口通过所述注料管连接所述中央注料口；
所述边缘注射机构包括边缘冷喂料螺杆挤出机，所述边缘冷喂料螺杆挤出机的出料口通过接头连接所述注料管，所述注料管内壁上密封滑动安装有活塞环，所述活塞环连接调节管，所述注料口与所述活塞环之间设有压缩弹簧，所述调节管的另一端连接堵头，所述调节管靠近堵头部分设有若干过料口；
所述调节管的底端通过旋转安装架转动安装有所述堵头，所述旋转安装架包括与所述调节管连接的连接臂和环形的安装环，所述连接臂连接所述安装环的外侧，所述安装环的上表面、下表面和内侧面分别设有滚珠凹槽，所述堵头包括锥形的上导流部和圆台形的下导流部，所述上导流部和下导流部的外周面上设有平滑连接的导流槽，所述导流槽沿堵头的周向均匀，所述上导流部和下导流部通过连接柱连接，所述上导流部的底面、下导流部的上端面和连接柱的周面分别设有滚珠凹槽，所述安装环与堵头之间设有滚珠，所述滚珠位于滚珠凹槽内，所述上导流部的底部边缘和下导流部的顶面边缘锥度延伸形成阻挡部。
2.根据权利要求1所述的橡胶注射成型机，其特征在于，所述注料口的形状为圆台形，所述堵头的形状为与所述注料口形状配合的圆台形。
3.根据权利要求2所述的橡胶注射成型机，其特征在于，所述堵头的顶端伸入所述调节管内形成导流部，所述导流部的形状为与所述堵头平滑连接。
4.根据权利要求1所述的橡胶注射成型机，其特征在于，所述上导流部设有螺纹孔和第一异形孔，所述螺纹孔连接所述第一异形孔，所述连接柱伸入所述第一异形孔且与所述第一异形孔相配合，所述连接柱与所述下导流部一体成型，所述下导流部的轴心设有通孔和第二异形孔，所述通孔连接所述第二异形孔，所述通孔和第二异形孔内设有螺柱，所述螺柱穿过所述下导流部和连接柱与所述上导流部的螺纹孔螺纹配合，所述螺柱靠近底端设有第一紧固螺母，所述第一紧固螺母与所述下导流部相抵，所述螺柱靠近底端套设有异型定位件，所述异型定位件与所述第二异形孔相配合，所述螺柱底部螺纹连接第二紧固螺母。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的橡胶注射成型机，其特征在于，所述堵头的周面形状为内凹的弧形。
6.根据权利要求1所述的橡胶注射成型机，其特征在于，所述中央冷喂料螺杆挤出机和边缘冷喂料螺杆挤出机的螺杆的长径比大于10，所述中央冷喂料螺杆挤出机的螺杆的长径比大于所述边缘冷喂料螺杆挤出机的螺杆的长径比。
7.一种根据权利要求1所述的橡胶注射成型机的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将动模与定模锁合，启动加热系统，对模具和注射装置加热；
（2）启动抽真空装置，对模腔抽真空，达到一定的真空度；
（3）启动一个或多个边缘注料口对应的边缘冷喂料螺杆挤出机，使其出料口与边缘注料口的注料管连接，进行单个边缘注料口注料或多个边缘注料口同时注料，直到不能继续进料为止，停止边缘进料口注料；
（4）根据已经注料量，计算剩余进料量，启动中央冷喂料螺杆挤出机向料筒内进料，根据剩余进料量和料筒容量进行分批进料或一次进料，进料间隙或完毕后关闭单向阀，启动注射油缸通过中央注料口进行注料，直到注料完毕，将注射油缸上升；
（5）等待橡胶硫化成型，等成型后，开模，取出成品。
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