[发明专利]振动柱塞式注射成型装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种振动柱塞式注射成型装置，主要用于对材料的塑化注射加工成型，属于材料及高分子材料成型装备技术领域。

背景技术

塑料注射成型加工具有工艺简单、生产效率高、制品尺寸精确等优点，并且可以在较短的时间内一次成型外形比较复杂的制品，塑化注射装置是注射成型设备核心结构之一，其性能的好坏不仅直接影响到注射成型的效率、生产成本以及生产环境等问题，而且还对注射制品的质量有着决定性的影响。

传统螺杆柱塞式注射成型机，是在柱塞式注射装置上增加了一套仅作塑化用的单螺杆挤出供料装置，物料需首先通过单螺杆塑化装置进行塑化，然后经单向阀而进入注射料筒，当供料量达到计量值时，塑化螺杆停止转动，注射柱塞开始注射。此种方式的问题在于，料桶内滞料现象严重，料筒清理不方便，结构不紧凑等问题，由于需二套料筒（一套塑化，一套注射），增大了机器体积和零部件数量，制造成本高，另外，还需二套加热系统分别对螺杆塑化系统加热和柱塞注射系统加热，增加了总体能耗。

传统的往复螺杆式注射成型机，取消了注射柱塞，螺杆同时具有塑化和注射二个功能，所以螺杆不仅要做回转运动以完成对物料的塑化，同时还要做往复的轴向运动进行注射，这就要求在螺杆设计和连接传动等方面加以特殊考虑，这就大大增加了整体系统的复杂程度和难度，制造、使用和维修成本都增加，而且，在塑化时，因伴随着螺杆的轴向移动，融料温度形成的轴向温差较大，且难以克服。

针对上面二种传统注射机存在的问题，尽管有诸多研究者进行了探索，但都仅仅局限于对螺杆、柱塞、传动系统、控制系统或者其它部件进行的局部改变，没有改变上述整体系统存在的根本原因，因此，必须从整体结构及其作用原理上加以改变，才能得到整体和根本性的完善。

众多研究人员中，有部分研究者将振动引入到塑料加工成型领域，利用螺杆的振动对物料塑化挤出过程的影响来优化挤出加工过程，提高挤出制品品质。

还有部分研究者利用柱塞或活塞的振动来达到优化塑化、挤出和注射加工过程的目的。国外文献^[1,2] 介绍了其研制的流变注射成型机，聚合物熔体首先在螺杆作用下由料筒注入振动腔，切换阀的方向，并由活塞施加振动。然后由活塞注入模具型腔，在保压的同时，继续使熔体在模具浇口冻结前受到压力振动作用。

综上所述，现有对注射、挤出过程引入振动的研究中，有的是通过对螺杆施加振动来优化注射、挤出过程，有的是通过对不与螺杆安装在同一机筒内的柱塞或活塞施加振动，从而对聚合物熔体产生影响，进而提高最终制品的性能。

参考文献：

[1 Ibar JP. Control of polymer properties by melt vibration technology: a review. Polymer Engineering and Science. 1998;38(1):1-20

[2] A.Minardi,M.Boudeulle,E.Duval,S Etienne.Effect of the moulding conditions on the semicrystalline structure of polypropylene. Polymer. 1997,38(15):3957-3965。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种振动柱塞式注射成型装置，该装置以一种全新的方式将振动引入注射成型加工过程，改变了注射加工过程的机理，明显提高了注射制品内在品质和外观质量。

为了达到上述目的，本发明的一种技术方案是这样实现的，其是一种振动柱塞式注射成型装置，包括机筒、柱塞、空心螺杆、料斗、座子、向心推力轴承组、传动机构、电机、注射座架、注射油缸、齿轮、移动油缸及电热圈；在所述塑化螺杆上设有贯通全长的中心孔，所述柱塞位于塑化螺杆的中心孔内并可轴向移动，机筒、空心螺杆及柱塞均同轴，机筒、传动机构、电机及注射油缸均安装在注射座架上，移动油缸的推杆与注射座架连接；其特征在于还包括振动器及运动控制仪；在所述料筒内设有塑化区及注射区，所述塑化区的直径大于注射区的直径，所述塑化螺杆位于料筒的塑化区内，柱塞的右部位于注射区内并间隙配合，在塑化螺杆的外表面设有外螺纹槽，所述外螺纹槽的左端与料斗连通，外螺纹槽的右端与机筒的注射区连通，所述振动器安装在注射油缸的推杆与柱塞之间；振动器带动柱塞所作地运动为：轴向振动、圆周振动、同时进行轴向振动与圆周振动，所述运动控制仪控制振动器振动。

在本技术方案中，分为二种不同情况。