注塑机的调校及其他知识文档格式.docx

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三、成型周期

完成一次注射模塑过程所需的时间称成型周期，也称模塑周期。

它实际包括以下几部分：

成型周期:

成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率。

因此,在生产过程中,应在保证质量的前提下,尽量缩短成型周期中各个有关时间。

在整个成型周期中,以注射时间和冷却时间最重要,它们对制品的质量均有决定性的影响。

注射时间中的充模时间直接反比于充模速率,生产中充模时间一般约为3-5秒。

注射时间中的保压时间就是对型腔内塑料的压力时间,在整个注射时间内所占的比例较大,一般约为20-120秒（特厚制件可高达5~10分钟）。

在浇口处熔料封冻之前,保压时间的多少,对制品尺寸准确性有影响,若在以后,则无影响。

保压时间也有最惠值,已知它依赖于料温,模温以及主流道和浇口的大小。

如果主流道和浇口的尺寸以及工艺条件都是正常的,通常即以得出制品收缩率波动范围最小的压力值为准。

冷却时间主要决定于制品的厚度,塑料的热性能和结晶性能,以及模具温等。

冷却时间的终点,应以保证制品脱模时不引起变动为原则,冷却时间性一般约在30~120秒钟之间,冷却时间过长没有必要,不仅降低生产效率,对复杂制件还将造成脱模困难,强行脱模时甚至会产生脱模应力。

成型周期中的其它时间则与生产过程是否连续化和自动化以及连续化和自动化的程度等有关。

一般的注塑机可以根据以下的程序作调校：

根据原料供应商的资料所提供的温度范围，将料筒温度调至该范围的中间，并调整模温。

估计所需的射胶量，将注塑机调至估计的最大射胶量的三分之二。

调校倒索（抽胶）行程。

估计及调校二级注塑时间，将二级注塑压力调至零。

初步调校一级注塑压力至注塑机极限的一半（50％）；

将注塑速度调至最高。

估计及调校所需要的冷却时间。

将背压调至3.5bar。

清除料筒内已降解了的树脂。

采用半自动注塑模式；

开始注塑程序，观察螺杆的动作。

就需要而适当调节射胶速度和压力，若要使充模时间缩短，可以增加注塑压力。

如前所述，由于十足充模之前会有一个过程，充模最终压力可以调至一级注塑压力的100％。

压力最终都要调得够高，使可以达到的最大速度不受设定压力限制。

若有溢料，可以把速度减低。

每观察一个周期之后，便把射胶量及转换点调节。

设定程序，使可以在第一级注塑时已能获得按射胶重量计算达到95-98％的充模。

当第一级注塑的注射量、转换点、注塑速度及压力均调节妥当后，便可进行第二级的保压压力的调校程序。

按需要适当调校保压压力，但切勿过份充填模腔。

调校螺杆速度，确保刚在周期完成之前熔胶已完成，而注塑周期又没有受到限制。

缩短周期时间予提高生产率

对大部分的注塑厂商来说，注塑周期可直接影响以下两个主要目的：

1、每天从机械中得到更多的制件；

2、制件合乎客人的要求。

注塑周期由以下组成：

周期开始--螺杆开始前进，注射；

制件浇口冷却

螺杆开始转动--塑化行程开始

螺杆回位完成--螺杆转动停止

如必要的话抽胶发生

模具打开（可能包括模芯的拉出）

制件充分冷却便可以顶出

顶出

模具闭合（可能包括模芯的回位）

模具闭上--周期重新开始。

自动注塑周期是在持续的相同次序下，同样的事情一次又一次地重复。

周期有三个主要部分：

开模时间；

模具闭合时间；

填充时间；

保压时间

提高生产力的目标是在极短时间内完成所有必要的动作，完成顶出，并确保模具得到保护（包括拉出和退回滑块和侧位模芯）。

所以，任何延迟开模时间的模具或注塑机的问题必须维修。

另外，如每次注射的开模时间都不一样，制件将亦不一样。

注塑填充模腔

以流动性较好的材料而言（如聚甲醛），这填充时间应占整个周期1/10至1／8的时间，填充时最关键的是快速及稳定的螺杆推进时间，及最低和稳定的注塑压力。

当螺杆向前推进将溶体由料管经喷咀，竖流道，横流通，浇口，再射入模腔，当中会遇到阻力。

这阻力是由喷咀直径、流道尺寸、浇口大小、产品厚度，以及模具排气设计所影响。

流动阻力应在模具内改善及减少，以达至填充平衡及稳定。

否则由于填充不均匀而导致不同模腔所注塑的制品尺寸不同，强度不足，或外观不良。

保压时间

当注塑结晶形材料时，保压时间是最重要的一段过程。

这段时间是由熔体填充模腔99％开始至浇口凝固为终止。

模件的强度及韧性都是决定于注塑后有否保持压力到熔体上直至部件／浇口凝固。

保持压力时亦要预先保留一小段的熔胶位置在螺杆前。

这保压的一段就是防止熔体凝固收缩后的空洞，或浇口位置的弱处等导致模件强度不足的关键。

冷却时间

当熔体进入模腔，碰到金属表面时，熔体冷却的步骤就己经开始。

由于聚甲醛，尼龙，及聚脂等半结晶材料的凝固温度很高，所以需要冷却的时间便很少。

若以一般模件来说，在熔胶完成后，模件应该已经有足够的冷却时间。

如果在顶出模件时发现出问题的话，可慢慢将冷却时间延长，直至问题解决为止。

开模时间

模具开放的时间是整个周期的重要部份，特别是对有装嵌件的模具更是如此，甚至在比较标准的模具中，模具开放时间也经常高过整个周期的20％。

影响开模的因素：

第一项要考虑的是模具的速度和移动距离，模具在打开并顶出制件过程中移动的距离应减少以免浪费移动时间，当然，模具移动必须在模具再次关闭前足以让制件顺利脱离模具，所以，让制件脱模所需移动距离愈短，则其所花的的间愈少，当注射成型机处于良好状态，从高速打开到低速顶出的转换能够相当平稳。

设备需要一些保养以完成这些速度上的变化，但是这些花费可以从模塑时间减少，节省时间而得到多倍的回报。

为了达到最少的模具移动时间，调整减速限制开关，以便预出过程中模具不会过于接触或破坏制件，并优化行程的高速段。

再者，适当的周期性的保养以确保这减速每次能重复。

产生锁模压力时间在整个模具开放时间中是另一个阻延，这个时间可能经过机械磨损和液压阀失效的影响，因此周期性的机械保养可以保持良好的操作状态。

注意：

缩短模具打开行程到所必需的最小，以便制件和流道脱落

排除任何使顶出困难的因素，像顶针周围的飞边（披锋）

缩短顶出行程到所必需的最小值

用最快的开模和闭模速度，同时要适当慢慢地中止和闭合以防止损坏模具

寻找所有闭模和产生锁模压力中的阻延，它们表示机械或液压阀的故障

在模具中大量的装嵌件活动也增长模具开放时间。

稍加考虑产品设计（减少倒扣）就往往能使顶出动作自动化或半自动化进行

若这延误是由模具损耗所导致，理应修理模具，以减低延误。

养成良好的注塑机操作习惯

养成良好的注塑机操作习惯对提高机器寿命和生产安全都大有好处。

1开机之前：

（1）检查电器控制箱内是否有水、油进入，若电器受潮，切勿开机。

应由维修人员将电器零件吹干后再开机。

（2）检查供电电压是否符合，一般不应超过±

15％。

（3）检查急停开关，前后安全门开关是否正常。

验证电动机与油泵的转动方向是否一致。

（4）检查各冷却管道是否畅通，并对油冷却器和机筒端部的冷却水套通入冷却水。

（5）检查各活动部位是否有润滑油（脂），并加足润滑油。

（6）打开电热，对机筒各段进行加温。

当各段温度达到要求时，再保温一段时间，以使机器温度趋于稳定。

保温时间根据不同设备和塑料原料的要求而有所不同。

（7）在料斗内加足足够的塑料。

根据注塑不同塑料的要求，有些原料最好先经过干燥。

（8）要盖好机筒上的隔热罩，这样可以节省电能，又可以延长电热圈和电流接触器的寿命。

2操作过程中：

（1）不要为贪图方便，随意取消安全门的作用。

（2）注意观察压力油的温度，油温不要超出规定的范围。

液压油的理想工作温度应保持在45~50℃之间，一般在35~60℃范围内比较合适。

（3）注意调整各行程限位开关，避免机器在动作时产生撞击。

3工作结束时：

（1）停机前，应将机筒内的塑料清理干净，预防剩料氧化或长期受热分解。

（2）应将模具打开，使肘杆机构长时间处于闭锁状态。

（3）车间必须备有起吊设备。

装拆模具等笨重部件时应十分小心，以确保生产安全。

注塑机使用中的一些知识

一、背压的功用

背压的应用可以确保螺杆在旋转复位时，能产生足够的机械能量，把塑料熔化及混合。

背压还有以下的用途：

把挥发性气体，包括空气排出射料缸外；

把附加剂（例如色粉、色种、防静电剂、滑石粉等）和熔料均匀地混合起来；

使流经螺杆长度的熔料均匀化；

提供均匀稳定的塑化材料以获得精确的成品重量控制。

所选用的背压数值应是尽可能地低（例如4-15bar,或58-217.5psi），只要熔料有适当的密度和均匀性，熔料内并没有气泡、挥发性气体和未完全塑化的塑料便可以。

背压的利用使注塑机的压力温度和熔料温度上升。

上升的幅度和所设定背压数值有关。

较大型的注塑机（螺杆直径超过70mm/2.75in）的油路背压可以高至25-40bar（362.5-580psi）。

但需要注意，太高的背压引起在射料筒内的熔料温度过高，这情况对于热量很敏感的塑料生产是有破坏作用的。

而且太高的背压亦引起螺杆过大和不规则的越位情况，使射胶量极不稳定。

越位的多少是受着塑料的黏弹性特性所影响。

熔料所储藏的能量愈多，螺杆在停止旋转时，产生突然的向后跳动，一些热塑性塑料的跳动现象较其他的塑料厉害，例如LDPE、HDPE、PP、EVA、PP/EPDM合成物和PPVC，比较起GPPS、HIPS、POM、PC、PPO-M和PMMA都较易发生跳动现象。

为了获得最佳的生产条件，正确的背压设定至为重要，这样，熔料可以得到适当的混合，而螺杆的越位范围亦不会超过0.4mm（0.016in）。

二、模具的开合

一般来说，大多数注塑机所用的模具开合时间比引用的时间要慢（约100-359％），这个差别与模具的重量、大小和复杂性有关，也和模具的安全保护（在开合的操作中防止模具受损）有关。

典型的模具开合时间如下（tcm:

注塑机引用的时间单位）：

传统的双板模具：

1-2tcm

复合模具（包括侧模芯和旋出装置的使用）和多板模具：

2-3.5tcm

如模具开合的时间比实际运作的时间多15％，那么便需要修改模具或使用另一台注塑机来缩短时间。

较新型注塑机能提供更快的开合速度，使用低模具开合（模具传感）压力，以启动锁模力合紧模具。

注塑机操作员经常没有注意某一特定注塑机的机板速度或时间，而以个人经验来设定模具开合时间，这样往往会令运作时间长。

在一个十秒的运作上减少一秒，便立即获得10％的改善，这个改善往往就是构成盈利和亏损的差别。

注塑机的动作程序

（1）检查电器控制箱内是否有水、油进入，若电器受潮，切勿开机。

（2）检查供电电压是否符合，一般不应超过±

15%。

（3）检查急停开关，前后安全门电气互锁开关及机械保险是否正常。

（4）验证电动机与油泵的转动方向是否一致。

（5）检查各冷却管道是否畅通，并对油冷却器和机筒端部的冷却水套通入冷却水。

（6）检查各活动部位是否有润滑油（脂），并加足润滑油。

（7）打开电热，对机筒各段进行加温。

保温时间根据不同设备和塑料原料的要求而有所不同。

（8）在料斗内加足足够的塑料。

（9）要盖好机筒上的隔热罩，这样可以节省电能，又可以延长电热圈和电流接触器的寿命。

　　喷嘴（射台）前进→注射→保压→预塑→倒索（抽胶）→喷嘴（射台）后退→冷却→开模→顶出→退针→开门→关门→合模→喷嘴（射台）前进。

养成良好的注塑机操作习惯对延长设备和模具寿命，保障操作人员人身安全和正常生产都大有好处！

注塑成型机的工作原理是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。

　　注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：

定量加料-熔融塑化-施压注射-充模冷却-启模取件。

取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。

注塑机的发展与节能

随着塑胶制品多样化市场需求越来越大，注塑机设备的升级换代也越来越快。

早期的注塑机都是全液压式，由于环保和节能的需要，以及伺服电机的成熟应用和价格的大幅度下降，随着塑胶制品多样化市场需求越来越大，注塑机设备的升级换代也越来越快。

早期的注塑机都是全液压式，由于环保和节能的需要，以及伺服电机的成熟应用和价格的大幅度下降，近年来全电动式的精密注塑机越来越多，只有比较两类不同动力源注塑机的特点，才有可能弄清注塑机的技术发展方向。

全液压式注塑机在成型精密、形状复杂的制品方面有许多独特优势，它从传统的单缸充液式、多缸充液式发展到现在的两板直压式，其中以两板直压式最具代表性，但其控制技术难度大，机械加工精度高，液压技术也难掌握。

全电动式注塑有一系列优点，特别是在环保和节能方面的优势，由于使用伺服电机注射控制精度较高，转速也较稳定，还可以多级调节。

但全电动式注塑机在使用寿命上不如全液压式注塑机，而全液压式注塑机要保证精度就必须使用带闭环控制的伺服阀，而伺服阀价格昂贵，带来成本上升。

电动—液压式注塑机是集液压和电驱动于一体的新型注塑机，它融合了全液压式注塑机的高性能和全电动式的节能优点，这种电动-液压相结合的复合式注塑机已成为注塑机技术发展方向。

注塑行业正面临着一个飞速发展的机遇，然而在注塑产品的成本构成中，电费占了相当的比例，依据注塑机设备工艺的需求，注塑机油泵马达耗电占整个设备耗电量的比例高达50%-65%，因而极具节能潜力，设计与制造新一代“节能型”注塑机，就成为迫切需要关注和解决的问题。

注塑机的工艺过程一般分为锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模等几个阶段，各个阶段需要不同的压力和流量。

对于油泵马达而言，注塑过程是处于变化的负载状态，在定量泵的液压系统中，油泵马达以恒定的转速提供恒定的流量，多余的液压油通过溢流阀回流，此过程称为高压节流。

据统计由高压节流造成的能量损失高达36%-68%。

随着世界各国在环保，如能耗、噪音、泄漏等控制方面日益严格的要求，节能已完成为注塑机电液系统的研究重点，针对阀控电液系统有较大能量损失的不足，德、日等国发展了应用变量泵和电液比例阀结合的负载感应型的注塑机电液控制系统。

为进一步降低能耗，减少噪音，最新一代的注塑机是用转速可调的电动机驱动液压泵为动力源，在保压、冷却及空转工况保持很低转速，以达到节能、降噪的目的，其工作原理简述如下：

利用注塑机同步信号及电气控制系统，根据注塑成型的工艺要求，将电液比例控制系统，模拟成负载跟踪控制系统，使油泵电机的转速与注塑机工作所需液压的流量与压力乘积成正比，将传统的定量泵改造成变频变量泵，从而使溢流阀的回油流量降到最小，无高压节流能量损失，进而将传统有高压节流的“耗能型”注塑机升级为无高压节流的“节能型”注塑机，节能型注塑机除了节能功能之主要特性外，依据其节能原理，还具有附加系列的优点，包括：

锁模冲击，延长机械和模具使用寿命。

延长油路系统（密封组件等）使用寿命，减少维修次数、节省维护费用。

降低噪音、改善工作环境。

系统油温大幅降低，冷却用水量可节省30%以上。

对电机具有过压、过流、缺相等多种保护。

注塑机原有的控制方式及油路不变。

将注塑机改造升级为“节能型”注塑机，其投资（主要是变频器）应该在一年内可通过节约的电费或油费收回。

总之，开发“节能型”注塑机理论可行，投资小、效益明显，或许在不久的将来，变频节能型注塑机会成为注塑机制造业的新卖点。

注塑机的小知识

一般而言，从事注塑行业多年的客户多半有能力自行判断并选择合适的注塑机来生产。

但是在某些状况下，客户可能需要厂商的协助才能决定采用哪一个规格的注塑机，甚至客户可能只有产品的样品或构想，然后询问厂商的机器是否能生产，或是哪一种机型比较适合。

此外，某些特殊产品可能需要搭配特殊装置如蓄压器、闭回路、射出压缩等，才能更有效率地生产。

由此可见，如何决定合适的注塑机来生产，是一个极为重要的问题。

以下资讯提供参考。

通常影响射出机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求等，因此，在进行选择前必须先收集或具备下列资讯：

◆模具尺寸（宽度、高度、厚度）、重量、特殊设计等；

◆使用塑料的种类及数量（单一原料或多种塑料）；

◆注塑成品的外观尺寸（长、宽、高、厚度）、重量等；

◆成型要求，如品质条件、生产速度等。

如何选择合适的注塑机：

1、选对型:

由产品及塑料决定机种及系列。

由于射出机有非常多的种类，因此一开始要先正确判断此产品应由哪一种注塑机，或是哪一个系列来生产，例如是一般热塑性塑胶或电木原料或PET原料等，是单色、双色、多色、夹层或混色等。

此外，某些产品需要高稳定（闭回路）、高精密、超高射速、高射压或快速生产（多回路）等条件，也必须选择合适的系列来生产。

2、放得下

由模具尺寸判定机台的“大柱内距”、“模厚”、“模具最小尺寸”及“模盘尺寸”是否适当，以确认模具是否放得下。

◆模具的宽度及高度需小于或至少有一边小于大柱内距；

◆模具的宽度及高度最好在模盘尺寸范围内；

◆模具的厚度需介于注塑机的模厚之间；

◆模具的宽度及高度需符合该注塑机建议的最小模具尺寸，太小也不行。

3、拿得出：

由模具及成品判定“开模行程”及“托模行程”是否足以让成品取出。

◆开模行程至少需大于成品在开关模方向的高度的两倍以上，且需含竖浇道（sprue）的长度；

◆托模行程需足够将成品顶出。

4、锁得住：

由产品及塑料决定“锁模力”吨数。

当原料以高压注入模穴内时会产生一个撑模的力量，因此注塑机的锁模单元必须提供足够的“锁模力”使模具不至于被撑开。

锁模力需求的计算如下：

◆由成品外观尺寸求出成品在开关模方向的投影面积；

◆撑模力量＝成品在开关模方向的投影面积（cm2）×

模穴数×

模内压力（kg/cm2）;

◆模内压力随原料而不同,一般原料取350~400kg/cm2;

◆机器锁模力需大于撑模力量，且为了保险起见，机器锁模力通常需大于撑模力量的1.17倍以上。

至此已初步决定夹模单元的规格，并大致确定机种吨数，接着必须再进行下列步骤，以确认哪一个射出单元的螺杆直径比较符合所需。

5、射得饱:

由成品重量及模穴数判定所需“射出量”并选择合适的“螺杆直径”。

◆计算成品重量需考虑模穴数（一模几穴）；

◆为了稳定性起见，射出量需为成品重量的1.35倍以上，亦即成品重量需为射出量的75％以内。

6、射得好：

由塑料判定“螺杆压缩比”及“射出压力”等条件。

有些工程塑料需要较高的射出压力及合适的螺杆压缩比设计，才有较好的成型效果，因此为了使成品射得更好，在选择螺杆时亦需考虑射压的需求及压缩比的问题。

一般而言，直径较小的螺杆可提供较高的射出压力。

7、射得快：

及“射出速度”的确认。

有些成品需要高射出率速射出才能稳定成型，如超薄类成品，在此情况下，可能需要确认机器的射出率及射速是否足够，是否需搭配蓄压器、闭回路控制等装置。

一般而言，在相同条件下，可提供较高射压的螺杆通常射速较低，相反的，可提供较低射压的螺杆通常射速较高。

因此，选择螺杆直径时，射出量、射出压力及射出率（射出速度），需交叉考量及取舍。

此外，也可以采用多回路设计，以同步复合动作缩短成型时间。

经过以上步骤之后，原则上已经可以决定符合需求的注塑机，但是有一些特殊问题可能也必须再加以考虑，包括：

◆大小配的问题：

在某些特殊状况下，客户的模具或产品可能模具体积小但所需射量大，或模具体积大但所需射量小，在这种况下，厂家所预先设定的标准规格可能无法符合客户需求，而必须进行所谓“大小配”，亦即“大壁小射”或“小壁大射”。

所谓“大壁小射”指以原先标准的夹模单元搭配较小的射出螺杆，反之，“小壁大射”即是以原先标准的夹模单元搭配较大的射出螺杆。

当然，在搭配上也可能夹模与射出相差好几级。

◆快速机或高速机的观念：

在实际运用中，越来越多的客户会要求购买所谓“高速机”或“快速机”。

一般而言，其目的除了产品本身的需求外，其他大多是要缩短成型周期、提高单位时间的产量，进而降低生产成本，提高竞争力。

通常，要达到上述目的，有几种做法：

◆射出速度加快：

将电机马达及泵浦加大，或加蓄压器（最好加闭回路控制）；

◆加料速度加快：

将电机马达及泵浦加大，或加料油压马达改小，使螺杆转速加快；

◆多回路系统：

采用双回路或三回路设计，以同步进行复合动作，缩短成型时间；

◆增加模具水路，提升模具的冷却效率。

然而，“天下没有白吃的午餐”，机器性能的提升及改造固然可以增加生产效率，但往往也增加投资成本及运转成本，因此，投资前的效益评估需仔细衡量，才能以最合适的机型产生最高的效益。

注塑机故障的分类

注塑机故障是多种多样的，可以从不同角度对其进行分类。

　　1.按故障发生状态，可分为：

（1）渐发性故障。

是由于注塑机初始性能逐渐劣化而产生的，大部分注塑机的故障都属于这类故障。

这类故障与电控、液压机械元配件的磨损、腐蚀、疲劳及蠕变等过程有密切的关系。

（2）突发性故障。

是各种不利因素以及偶然的外界影响共同作用而产生的，这种作用超出了注塑机所能承受的限度。

例如：

因料筒进入铁物出现超负荷而引起螺杆折断；

因