注塑機液壓系統
一、概述
塑料注射成形機是一種將顆粒狀塑料經加熱熔化呈流動狀態后,以高壓、快速注入模腔,并保壓和冷卻而凝固成型為塑料制品的加工設備,簡稱為注塑機。
1.注塑機的組成及工作程序
圖F為注塑機的組成示意,它主要由合模部件、注射部件和床身組成。合模部件又由啟合模機構、定模板、動模板和制品頂出裝置等組成。注射部件位于注塑機的右上方,由加料裝置(料筒、螺桿、噴嘴)、預塑裝置、注射液壓缸和注射座移動缸等組成。注塑工作程序如圖G所示。
2.注塑機工況對液壓系統的要求
(1)具有足夠的合模力在注射過程中,常以40~150MPa的高壓注入模腔,為防止塑料制品產生溢邊或脫模困難等現象發生,要求具有足夠的合模力。為了減小合模缸的尺寸或降低壓力,常采用連桿擴力機構來實現合模與鎖模。
(2)開模、合模速度可調 由于既要考慮縮短空程時間以提高生產率,又要考慮合模過程中的緩沖要求以保證制品質量,并避免產生沖擊,所以在啟、合模過程中,要求移模缸具有慢、快、慢的速度變化。
(3)注射座可整體前進與后退注射座整體移動由液壓缸驅動,除保證在注射時具有足夠的推力,使噴嘴與模具澆口緊密接觸外,還應按固定加料、前加料和后加料三種不同的預塑形式調節移動速度。為縮短空程時間,注射座移動也應具有慢、快的速度變化。
(4)注射的壓力和速度可調節根據原料、制品的幾何形狀和模具澆口的布局不同,在注射成型過程中要求注射的壓力和速度可調節。
(5)可保壓冷卻熔體注入型腔后,要保壓和冷卻。當冷卻凝固時因有收縮,在型腔內要補充熔體,否則,因充料不足而出現殘品。因此,要求液壓系統保壓,并根據制品要求,可調節保壓的壓力。
(6)頂出制品時速度平穩制品在冷卻成型后被頂出。當脫模頂出時,為了防止制品受損,運動要平穩,并能按不同制品形狀,對頂出缸的速度進行調節。
二、XS-ZY-250A型注塑機液壓系統的工作原理
圖H所示為XS-ZY-250A型注塑機的液壓系統原理圖。該液壓系統由三臺液壓系供油,液壓泵B1為高壓小流量泵;液壓泵B2和B3為雙聯泵,是低壓大流量泵。利用電液比例溢流閥的斷電,可以使泵處于卸荷狀態,從而可以構成三級流量調節。
液壓缸C1為移模缸,帶動三連桿機構及動模板運動。液壓缸C2是頂出缸,液壓缸C3是注射座整體移動缸,液壓缸C4是推動螺桿的注射缸。電動機M通過齒輪減速箱驅動螺桿進行預塑。電液比例溢流閥VI和V2分別控制液壓泵B2、B3和B1的工作壓力,通過放大器,對啟、合模壓力、注射座整體移動壓力、注射壓力,保壓壓力、頂出壓力等實現多種工作壓力控制。電液比例流量閥V3則通過放大器對啟、合模速度和注射速度實現無級速度調節。V10為背壓閥,用來控制預塑時塑料熔融和混合程度,防止熔融塑料中混入空氣。壓力繼電器V9限定頂出缸的最高工作壓力,并作為頂出結束的發信裝置。單向節流閥V8用于控制頂出缸的速度。根據通過的流量大小,換向閥V4和V7為電液控制方式,換向閥V5和V6為電磁控制方式。
1.合模
(1)合模液壓泵B1、B2、B3工作,系統壓力由閥V1或V2控制,移模缸C1活塞桿通過連桿機構驅動動模板右移,此時頂出缸C2活塞桿退回在原位。油液流動情況為:
B1→V6→V11↘
V3→V7(左位)→CI(左腔)
B2、B3→V12↗
C1(右腔)→V7(左位)→油箱
(2)低壓保護高壓泵B1卸荷,其輸出油液經閥V2返回油箱;低壓泵B3、B3供油,低壓由閥VI控制,油液流動情況同(1)中所述。
(3)鎖緊低壓泵B2、B3卸荷,其輸出油液經閥V1返回油箱;高壓泵Bl供油,高壓由閥V2控制,油液流動情況同(1)所述。
2.注射座整體前進
泵B1供油,注射座移動缸C3的活塞桿帶動注射座左移,并使噴嘴靠在定模板上,系統壓力由閥V2控制。油液流動情況為:
B1→V6→V1l→V3→V5(右位)→C3(右腔)
C3(左腔)→V5(右位)→油箱
3.注射
B1、B2、B3供油,油液流動情況為
B1、B2、B3→V3→V4(右位)→V10→C4(右腔)
C4(左腔)→V4(右位)→油箱
4.保壓
泵B1供油,泵B2、B3卸荷,其輸出油液經閥VI返回油箱;泵B1供油,保壓壓力由閥V2控制,油液流動情況同3。
5.預塑
電動機啟動,經齒輪減速驅動螺桿旋轉,料斗中加入的塑料被前推進行預塑,此時注射座不得后退,以保持噴嘴與模具始終接觸,故由泵B1保壓,油液流動情況同2。
同時,注射缸C4右腔的油液在螺桿反推力的作用下經閥V10→V4(中位)→油箱,其背壓由閥V1O控制。
6.注射座整體后退
油液流動情況為:
B1→V6→V11→V3→V5(左位)→C3(左腔)
C3(右腔)→V5(左位)→油箱
7.啟模
油液流動情況為:
B1→V6→V11↘
V3→V7(右位)→Cl(右腔)
B2、B3↘V12↗
Cl(左腔)→V7(右位)→油箱
8.制品頂出
油液流動情況為:
Bl-*V6(左位)→V8(節流閥)→C2(左腔)
C2(右腔)→V6(左位)→油箱
9.螺桿后退
用于拆卸螺桿和清除螺桿包料。油液流動情況為:
泵B1→V6→Vl1→V3→V4(左位)→C4(左腔)
C4(右腔)→VIO→V4(左位)→油箱
下表列出了電磁鐵的動作順序。
電磁鐵的動作順序
動作 電磁鐵 |
1YA |
2YA |
3YA |
4YA |
5YA |
6YA |
7YA |
E1 |
E2 |
E2 |
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合模 |
合模 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
低壓保護 |
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- |
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+ |
+ |
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+ |
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鎖緊 |
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+ |
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+ |
+ |
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注射座整體前進 |
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+ |
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- |
- |
- |
+ |
+ |
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注射 |
+ |
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- |
- |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
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低壓 |
+ |
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- |
- |
- |
- |
- |
+ |
+ |
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預塑 |
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+ |
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- |
- |
- |
+ |
+ |
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注射座整體后退 |
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+ |
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- |
- |
- |
+ |
+ |
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啟模 |
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+ |
- |
+ |
+ |
+ |
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制品頂出 |
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+ |
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- |
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+ |
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螺桿后退 |
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+ |
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- |
- |
- |
- |
- |
+ |
+ |
三:XS-ZY-250A型注塑機液壓系統的主要特點
①壓力和速度的變化較多,利用比例閥進行控制,系統簡單。
②系統采用了液壓一機械組合式三連桿鎖模機構,實現了增力和自鎖。這樣,合模液壓缸直徑較小,易于實現高速,但鎖模機構較復雜,制造精度較高,調整模板距離較麻煩。
③各工作機構的自動工作循環的控制主要靠行程開關來實現。
④在系統保壓階段,多余的油液要經過溢流閥流回油箱,所以有部分能量損耗。