年产50万套汽车用保险杠车间工艺设计(11)
图4.3 柱塞式注射机
1-加料斗；2-注射活塞；3-加料装置；4-分流梭；5-加热器；
6-喷嘴；7-料筒；8-移动油缸；9-注射油缸；
对于柱塞式注射装置，物料在料桶内所需的塑化能，主要由料筒加热器以热传导的方式供给。这就使料筒内的物料形成一定的温度梯度。另外，高聚物是热的不良导体，同时它在料筒内的运动状态似层状流动，形成了物料表层（料筒壁处）与物料芯层之间存在较大的温差，这就造成温度不均匀和塑化不良，引起塑料收缩、定向和结晶程度上的差异使成型的制品存在较大的内应力。又因在注射时，柱塞除了要提供将熔料注入模腔所必须的压力，还要克服未熔料柱部分的阻力，所以柱塞式压力损失大[17]。柱塞式注射装置的主要特点如下：
① 塑化均一性差，提高料筒的塑化能力受到限制，从而限制了注射机注射量的提高。这对加工物料的范围、提高制品质量以及扩大加工能力都有影响。柱塞式注射机的注射量一般在300g以下。
② 注射压力损失大，需要消耗较大的注射功。这是因为粒状物料在柱塞的推力作用下，首先被压实成柱，然后被分流梭分开成薄层，物料进一步受到压缩，要有一定的压力损失。另外物料熔融前后流经料筒、分流梭、喷嘴时要克服一定的阻力，也要损失一部分压力，到喷嘴处熔料所具有的压力仅为柱塞所施加压力的30%~50%。柱塞式所用注射压力，一般需要140~180MPa；对加工高粘度塑料，压力将高于200MPa。
③ 不易提供稳定的工艺条件。柱塞在注射时，首先对加入料筒加料室内物料进行预压缩，然后才将压力传递到塑化室内熔料上，并将头部的熔料注入模腔。因此，注射柱塞即使等速移动，但熔料的充模速度却是先慢而后快，这样就直接影响到熔料在模内的流动状况及制品质量。
④ 清洗料筒比较困难。
⑤ 结构简单，在注射量较小时，仍不失其应用价值。
4.3.2 预塑式注射机
对物料的塑化和熔料注射分开进行的注射装置，统称预塑式注射机。该机在注射前先将已塑化的一定量的熔料存放到料筒前端（又称储料室），然后再由柱塞（螺杆）将储存的熔料注入模腔。
根据预塑化和排列方式上的差异，预塑化注射装置可分为表4.2 所列的几种主要形式，其基本型有双阶柱塞式、螺杆柱塞式和往复螺杆式三种。
表4.2 预塑式注射装置的形式
排列方式 双阶柱塞式 螺杆预塑式
螺杆柱塞式 往复螺杆式
角式排列
1-加料斗；2-料筒；
3-分流梭；4-柱塞；
5-单向阀；6-螺杆；
同轴线串接排列
共轴排列
（1） 双阶柱塞式
双阶柱塞式注射装置是相当于两个柱塞式注射装置串接而成，它首先将物料经预塑料筒塑化后送入注射料筒，然后再由注射柱塞将熔料注入模腔。这种形式虽然在一定程度上改善了原柱塞式注射装置的性能。例如可以做到：计量比较准确；工艺比较稳定；提高注射机的生产率等。但是这种形式，在扩大机器的加工能力等方面仍受到一定的限制。因此，目前应用得比较少，主要用在小型或超小型高速注射装置上。
（2） 螺杆柱塞式
螺杆柱塞式注射装置，相当于在原柱塞式注射装置上，装上了一台仅作塑化用的单螺杆挤出供料装置。物料首先通过单螺杆预塑装置进行塑化，然后经单向阀而进入注射料筒。当供料量达到计量值时，塑化螺杆停转，注射柱塞即行注射。由于此形式采用无轴向移动的螺杆进行塑化，除塑化能力高之外，还因物料都是经过螺杆的全部螺纹进行塑化，塑化后的熔料所经过的热历程基本相同，所以熔料的轴向温差小，性能稳定，因此，此形式可提高机器的注射量，而且计算精确，可实现非常高的注射压力，注射时的速度和压力比较稳定。