無計量段高效注射螺杆的製作方法

2024-03-25 07:23:05

專利名稱：無計量段高效注射螺杆的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種塑料加工機械，特別是一種應用在塑料注射成型機上的無計量段高效注射螺杆。
注射螺杆是注射成型機的關鍵部件，它的結構設計和幾何參數的優化選擇的正確與否，直接影響到注射成型製品的質量好壞和生產量的高低，並且關係到注射機對不同物料的適應範圍。目前的常規注射螺杆的基本結構如


圖1所示，該螺杆由螺杆主體部分1和螺桿頭2構成，螺杆1的主體部分又分為加料段L1、壓縮段L2和計量段L3，三段之和一般為18D，而其中D為螺杆外徑，三段之和稱為L。它的各段段長分配是L1＝8D，L2＝6D，L3＝4D，螺杆的螺距t＝D，最深處螺槽槽深為h1＝0.12D，壓縮比h1／h3＝2.5。h3為螺杆最淺處螺槽槽深。這種老三段式的常規螺杆的輸送和塑化機理主要是靠物料與螺杆、機筒間的摩擦和內部剪切效應來進行的，螺杆塑化過程來自剪切熱的能源將逐漸佔主導地位，而外部加熱將佔輔助地位，而剪切熱主要取決於螺杆螺槽的形狀及各段幾何尺寸以及物料的物理性能及流變性能等因素。當固體物料從料口加入並被旋轉的螺杆帶入L1段較深螺槽中實現固體輸送，然後進入到螺槽逐漸變淺的L2段中被壓縮塑化，再進入具有等深螺槽的L3段受進一步強剪切的均化作用，最後流入螺杆前端，等待下一次注射過程中被注入模具型腔。
這種常規三段式螺杆存在的問題有以下幾點第一由於此螺杆的L3段較長，使L2及L1段長度相對變短，物料在螺槽中的熱歷程受到限制，使已進入到L2段的物料難以完全熔融，即無法正常進入到螺槽較淺的L3段中，於是便產生物料被擠死現象，導致螺杆軸向壓力和扭矩的升高，使螺杆過載或無法轉動，因此，只好採取低轉速以延長物料的停留時間的辦法來彌補物料的堆擠現象，使得螺杆不能在高轉速下工作，嚴重影響了生產能力的提高。
第二由於L3段淺螺槽段的存在，當物料在L2和L1連續受摩擦和剪切的作用之後，又在L3段受到更加劇烈的剪切作用，導致了能量的大量堆積，使物料溫度上升，對於熱穩性差的硬氯乙烯等物料來說很容易因此而產生過熱分解，導致物料的碳化，並產生有毒煙氣，使注射無法進行。
第三、目前，人們試圖採用降低轉速和取消帶止逆環螺桿頭的結構的辦法來減少剪切熱所導致的熱分解及堆擠料問題，但在加工硬氯乙稀複雜製品時，由於流道及模腔複雜而造成模腔阻力的增大，進而產生很大的反壓回流，無法保證高的充注膜壓力，故無法成型出合格的硬聚氯乙稀製品，這也正是迄今為止無法用硬聚氯乙稀成型複雜製品的原因所在。
本實用新型的目的就在於克服現有技術所存在的上述缺點和不足，而提供一種由兩段式螺杆主體和帶有止逆環的螺紋螺桿頭而構成的高生產能力、不產生熱分解、適用於成型硬聚氯乙稀複雜製品的無計量段高效注射螺杆。
本實用新型的目的是通過下面的技術方案實現的，在只有兩段組成的螺杆主體部分的前端聯接有帶有止逆環的螺紋螺桿頭，螺杆主體段L分為具有較深螺槽的輸送段L2和變深螺槽的塑化段L2，L＝(18－20)D，L1＝(9－10)D，L2＝(9－10)D，深螺槽槽深h1＝(0.14－0.16)D，壓縮比ε＝h1／h2＝2.1－2.3，由於以上結構及設計參數的改變，相對增加了第一、二段的有效塑化長度，增加了物料的熱歷程，使物料可在充分熔融的基礎上向前推進，淺螺槽的計量段的取消，有效地降低了剪切熱，防止了某些物料的熱分解。
由上可見本實用新型的顯著效果是1、物料不易堵死，轉速得以提高，故生產能力高。
2、不僅可加工普通物料，而且適合於熱穩定性差的硬聚氯乙稀等物料的加工，擴大了適用範圍。
3、由於螺杆剪切熱減少，可實現低溫塑化，使物料達到高分解程度，故可設置帶有止逆環的螺桿頭，有效地防止了物料的回流，提高了模腔壓力，所以能夠成型形狀複雜的硬聚氯乙稀製品。
4、兩段式螺杆便於加工，可降低製造成本。
本實用新型的具體結構是由下面的實施例及其附圖實現的。
圖1是現有常規螺杆結構圖。
圖2是本實用新型的結構圖。
下面將結合附圖2對本實用新型的具體結構進行詳細地說明本實用新型由螺杆主體段1和與螺杆主體段1前端連接的螺桿頭2構成，其特徵在於螺杆主體段1是由輸送段L1和塑化段L2構成，螺桿頭2上設置有螺紋2A，在螺桿頭2的光軸段2B上活動套裝有止逆環3。參見圖2本實用新型的結構特徵還在於輸送段L1的長度為10－20D，塑化段L2的長度為9－10D，螺杆主體段全長L為18－20D，h1為0.14－0.16D，螺杆壓縮比ε＝h1／h2＝2.1－2.3。參見圖2。
本實用新型的工作機理在於由於取消了計量段L3，即使在螺杆總長不變的情況下，也等於增加了第二段L2和第一段L1的長度，增加了物料在這一段的熱歷程，使物料能充分地熔融不至在L2段堵擠，在加工相同物料時其轉速可提高一倍以上。使生產能力有較大的提高。
由於取消了淺螺槽的計量段L3，極大地減少了物料能量的積儲、使來自剪切能量的比例受到控制，而增加了外部熱源控制的比例，用精確地控制物料溫度的辦法防止過熱分解，以適應硬聚氯乙稀等製品的加工。
由於螺杆剪切熱減少，故可實現低溫化，使物料達到高分解溫度，因此，可加入帶止逆環3的螺紋螺桿頭2，螺桿頭上的螺紋2A的設置，不僅防止了熔料在其頭部的滯流分解，而且在注射時由於反流的熔料受到了止逆環3的封閉，所以可建立起較高的模型壓力，因此，可以成型出形狀複雜的硬聚氯乙稀製品。
在某些情況下，也可設置很短L3的計量段，此時L3的長度為(0－1)D。
權利要求1.無計量段高效注射螺杆，由螺杆主體段1和與螺杆主體段1前端連接的螺桿頭2構成，其特徵在於螺杆主體段1是由輸送段L1和塑化段L2構成，螺桿頭2上設置有螺紋2A，在螺桿頭2的光軸段2B上活動套裝有止逆環3。
2.按照權利要求1所述的無計量段高效注射螺杆，其特徵在於輸送段L1的長度為10－20D，塑化段L2的長度為9－10D，螺杆主體段全長L為18－20D，h1為0.14－0.16D，螺杆壓縮比ε＝h1／h2＝2.1－2.3。
專利摘要無計量段高效注射螺杆，在只有兩段組成的螺杆主體部分的前端聯接有帶有止逆環的螺紋螺桿頭，螺杆主體段L分為具有較深螺槽的輸送段L
文檔編號B29C45/48GK2126516SQ9222848
公開日1993年1月6日 申請日期1992年7月25日 優先權日1992年7月25日
發明者王興天, 楊於光 申請人:北京化工學院