注塑機原料溫度閉環(huán)控制設計
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第2章 注塑機的工作過程及工藝
第2章 注塑機的工作過程式及工藝
2.1 注射成型工藝
注塑機注射成型工藝就是將塑料通過注射機螺桿旋轉(zhuǎn)而將料斗中粉粒漏入保持一定溫度的料筒之內(nèi)，并輸送到料筒的前部而積聚，塑料的積聚給予螺桿反作用力使之后退，用限位開關(guān)來決定螺桿的后退距離，即決定了螺桿前部的塑料量。由于料筒保持30℃-80℃的受熱和螺桿的攪拌，使料筒前部的塑料達到粘稠狀態(tài)。此時，開動連接在螺桿后面的注射活塞，則熔融塑料即以高壓、高速通過料筒噴嘴和安裝有注射機定模板上的定模部分的澆口套及澆道系統(tǒng)注入模腔內(nèi)。熔料在模具內(nèi)冷卻硬化到一定時間后，鎖模機構(gòu)松壓并帶動其動模板與定模板沿分型面分開，利用頂出機構(gòu)把塑件從模具內(nèi)頂出，完成注射成型的全過程。
2.2 熱塑性塑料注射成型過程及原理
2.2.1 進料階段
將塑料放入注射機料斗中，由螺桿或柱塞將定量的塑料推入注射機料筒內(nèi)。
2.2.2 預熱階段
塑料在保持一定溫度的料筒內(nèi)預熱并成粘稠狀態(tài)。料筒的溫度一般為30℃-80℃
2.2.3 合模階段
模具沿分型面可分為定模部分和動模部分。安裝時定模以定位圈或澆口套與注射機定模板上的定位孔配合并將定模部分緊固在定模板上，動模則緊固在注射機動模板上，待塑料預熱到粘稠狀態(tài)時，注射機的鎖模機構(gòu)推動其動模將動模與定模鎖緊合模。
2.2.4 注射階段
當模具合模后，啟動注射機液壓缸中的活賽，推動料筒中的螺桿，并以40-130Mpa的壓力，將注射料筒中已加熱成均勻熔融的塑料，通過料筒噴嘴和定模部分的澆口套及澆道系統(tǒng)注入定模與動模鎖緊后組成的型腔內(nèi)。
2.2.5 保壓階段
塑料充滿型腔后需保持一定時間的注射壓力，并使型腔內(nèi)有足夠的壓力，以對塑料收縮時行補料，使塑件密實，同時塑件在模內(nèi)冷卻定形。
2.2.6 開模卸件階段
塑件在模具型腔中冷卻硬化到一定強度后，注射機的鎖模機構(gòu)松壓并帶動動模板使動模與定模沿分型面分開，開啟模具。并由注射機上的頂出機構(gòu)，推動動模部分的頂出系統(tǒng)，將塑件從模具內(nèi)頂出即可卸下塑件。
經(jīng)過上述六個階段后，即可制成塑件。依此循環(huán)下去可成都市批量生產(chǎn)。
2.3 料筒的預熱
塑料粉粒注入料筒后的溫度應是逐步上升的，范圍為30℃-80℃。最終達到粘稠狀態(tài)。一般的注塑機從前到后共分四段。本設計中前三段溫度達到60℃，設定第四段的溫度為60℃-80℃，為了讓每段的溫度都保持在各自的范圍內(nèi)，對每個加熱圈都進行閉環(huán)控制，利用熱電偶作為傳感元件，用PID數(shù)字調(diào)節(jié)器對電熱圈進行控制，調(diào)節(jié)導通的半波個數(shù)來控制電熱圈的功率使溫度保持在規(guī)定范圍內(nèi)。流程圖如圖2-1。
圖2-1 用單片機控制電熱圈工作
Fig.2-1 resistance coil works under the control of 8031 singlechip
2.4 小結(jié)
本章主要介紹了注塑機的工作原理、成型過程和成型工藝。對料筒的預熱進行了詳細介紹。為更好的設計注塑機的溫度控制系統(tǒng)打下了良好的基礎。
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注塑
原料
溫度
閉環(huán)控制
設計
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