专利名称：一种全电动弹射式超高速注塑成型机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种注塑成型机，属于高分子材料成型机械领域。
背景技术：
注射成型是塑料成型的一种重要手段，不仅可以制造出结构复杂的制品，而且精度高、造型优美、生产效率高，市场需求广。近年来，随着高分子材料加工成型技术的提高，高精度、超薄塑料制品已广泛地应用在3C产品、医疗器械、汽车、光学部件等领域。为满足超轻、超薄、超精密塑料制品的成型要求，开发具有超高注射速度以及较高的注射压力的全电动注塑成型设备已成为塑机行业的关注焦点。一般来说，注射速度达到800mm/s或以上的注塑成型称为超高速注射。超高速注塑成型设备以其强大的驱动能量为熔体提供超高的注射速度以及较高的注射压力。由于超高速注塑成型具有高速高压等独特的成型特性，使得熔体在型腔内流动能力提高，从而能克服壁薄而导致过快冷却造成的充填困难。超高速注射对注塑成型设备提出了高响应速度和控制精度等苛刻要求，注射装置需要具备在极短时间内实现螺杆提速的驱动能量以及控制精度。为实现超轻、超薄、超精密塑料制品的成型目的，人们便在注射机构上做出了相应的努力。最初，鉴于当时技术的限制，超高速注射是通过液压蓄能而实现的。液压超高速注塑机需要配备大容量的外置蓄能器和大排量液压泵，通过蓄能器释放的能量实现超高速注射。但液压超高速注塑机有能耗大、体积大、响应速度低等缺点，制约其发展。随着电动注塑机的兴起，日本Fanuc公司推出了依靠直线电机驱动螺杆注射的全电动超高速注塑机。此后，全电动超高速注塑机通过大功率电机驱动实现超高速注射，注射速度可高达2000mm/s，具有控制精度高、响应迅速等优点，但其对注射电机和滚珠丝杠提出了苛刻的要求。专利200910093523.4公开了一种超高速注射装置。该装置采用在注射油缸内配备了增速弹簧，利用螺杆塑化后退将弹簧压缩，待注射时，注射油缸进油，弹簧释放，以弹簧的弹性势能配合液压系统，推动螺杆向前注射。通过此装置，省去了外置的蓄能器，简化了设备机构，降低了伺服电机以及滚珠丝杠的要求，并降低了成本。Engel公司提出了熔体膨胀注射(X-MELT)技术，通过注射前预压缩聚合物熔体，在注射时通过压缩熔体的膨胀来完成超高速注射。但是，这种超高速注射工艺，需要配备一整套控制设备，此外还需装备高压可控针阀，涉及前端控制的技术问题，技术难度大。日本研究人员提出了重锤下落式超高速注塑成型方法。利用重锤下落的重力势能转化成注射的驱动能量，实现超高速注射。通过重物下落撞击注射活塞，可以在短时间内实现注射装置提速，但是器件的磨损问题难以解决。日精树脂工业株式会社最近开发了 NEX110-6H1超高速高压注塑机。其通过装备两个低惯性伺服电机。通过同步带连接共同驱动螺杆注射，降低了对滚珠丝杠和伺服电机的苛刻要求，注射速度可达1000mm/S，注射压力可达295MPa，适合成形薄型导光板、薄壁媒体卡等薄壁精密产品。但是，双电机驱动的同步性难以保证，成为双电机驱动超高速注塑机的技术瓶颈。
发明内容
本发明的一种全电动弹射式超高速注塑成型机通过电磁弹射来实现超高速注射。本发明的目的在于解决现有超闻速注塑机存在的技术难题和缺陷，为此提供一种闻响应、高控制精度、高性价比的全电动超高速注塑机。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:一种全电动弹射式超高速注塑成型机，主要由合模装置、注射装置和机架组成。合模装置和注射装置位于机架上，合模装置和机架与常规电动注塑机相同；注射装置由喷嘴、机筒、加热圈、螺杆、加料斗、料斗座、移动装置、拉杆、塑化装置、注射座、弹射装置、弹射座和射台组成；喷嘴、机筒、螺杆、料斗座、塑化装置与注射座依次轴线对齐连接；射台固定在机架上，注射装置安装在射台上，并且在移动装置的控制下可作相对射台运动，加料斗安装在料斗座上，螺杆位于机筒内，加热圈包裹在机筒外；料斗座、注射座和弹射座通过四根拉杆对称连接固定；塑化装置由塑化电机、塑化齿形同步带及带轮组成，塑化电机固定在注射座上，螺杆尾部与塑化带轮固定连接，实现塑化时螺杆旋转运动；弹射装置由电磁弹射器和弹射滑块组成，弹射装置末端固定在弹射座上，可随注射装置在射台上相对运动，弹射滑块在电磁弹射器上滑动，弹射滑块一端与注射座连接，在注射时，通过电磁弹射器驱动弹射滑块向前运动，从而驱动注射座向前移动，最终驱动螺杆向前注射。本发明一种全电动弹射式超高速注塑成型机注射装置为电磁弹射式注射，取代传统的电机驱动滚珠丝杠的全电动注射装置。以电磁力作为注射的动力，由于电磁弹射器的驱动能量足够大，因而易实现超高速注射。本发明一种全电动弹射式超高速注塑成型机注射装置通过弹射装置驱动螺杆向前注射。利用电磁弹射器内通电线圈产生的磁场给弹射滑块加速，从而实现螺杆驱动力的转化。注射时，给电磁弹射器内的线圈通电，弹射滑块受到电磁力的作用从而相对电磁弹射器滑动。由此，弹射滑块推动注射座前进，从而使得螺杆完成注射动作，其终止点可通过行程开关或位移传感器进行控制。本发明一种全电动弹射式超高速注塑成型机注射装置要求弹射滑块与注射座的作用轴线与螺杆的轴线重合，保证高速注射时受力平衡。此外，要求注射装置有足够的刚度，保证弹射滑块在注射时能线性滑动，注射时，注射座在拉杆间移动平顺，运动阻力小。本发明一种全电动弹射式超高速注塑成型机与现有技术相比，避免了双电机复合驱动的同步性问题，也再无需对注射电机提出苛刻的要求。此外，通过电磁弹射注射装置，不仅使得其具有高响应性、节能环保等优势，并解决了液压式超高速注塑机的能耗大、提速难等难题，也解决了熔体膨胀注射(X-MELT)前端高压可控针阀等技术难题。而且，电磁弹射注射装置使得全电动注射装置的机械机构变得简单，装配难度降低。
图1是本发明一种全电动弹射式超高速注塑成型机的示意图。图2是本发明一种全电动弹射式超高速注塑成型机的注射装置示意图。图3是图2所示的本发明一种全电动弹射式超高速注塑成型机注射装置的弹射部分的放大示意图。图中:1-合模装置，2-注射装置，3-机架，4-喷嘴，5-机筒，6_加热圈，7_螺杆，8-移动装置，9-料斗座，10-加料斗，11-塑化装置，12-塑化齿形同步带及带轮，13-塑化电机，14-注射座，15-弹射滑块，16-弹射装置，17-电磁弹射器，18-拉杆，19-弹射座，20-射台
具体实施例方式如图1所示，本发明一种全电动弹射式超高速注塑成型机，主要由合模装置1、注射装置2和机架3组成，合模装置I和注射装置2位于机架3上，其合模装置和机架与常规电动注塑机相同。如图2所示，注射装置2由喷嘴4、机筒5、加热圈6、螺杆7、加料斗10、料斗座9、移动装置8、拉杆18、塑化装置11、注射座14、弹射装置16、弹射座19和射台20组成；喷嘴
4、机筒5、螺杆7、料斗座9、塑化装置11与注射座14依次轴线对齐连接；射台20固定在机架3上，注射装置2安装在射台20上，并且在移动装置8的控制下可作相对射台20运动，加料斗10安装在料斗座9上，螺杆7位于机筒5内，加热圈6包裹在机筒5外；料斗座9、注射座14和弹射座19通过四根拉杆18对称连接固定；塑化装置11由塑化电机13、塑化齿形同步带及带轮12组成，塑化电机13固定在注射座14上，螺杆7尾部与塑化带轮12固定连接，实现塑化时螺杆7旋转运动；弹射装置16由电磁弹射器17和弹射滑块15组成，弹射装置16末端固定在弹射座19上，可随注射装置2在射台20上相对运动，弹射滑块15在电磁弹射器17上滑动，弹射滑块15 —端与注射座14连接，在注射时，通过电磁弹射器17驱动弹射滑块15向前运动，从而驱动注射座14向前移动，最终驱使螺杆7向前注射。如图3所示，弹射装置16安装在注射座14和弹射座19中，注射座14和弹射座19通过四根拉杆18连接固定。弹射滑块15与注射座14连接固定，弹射滑块15可在电磁弹射器17上前后滑动，由此可带动注射座14在拉杆18上前后移动。弹射滑块15可根据注射成型的要求在电磁弹射器17的轨道上自由滑动。本发明一种全电动弹射式超高速注塑成型机，注射装置2要求弹射滑块15与注射座14的作用轴线与螺杆7的轴线重合，保证高速注射时受力平衡。此外，要求注射装置2有足够的刚度，保证弹射滑块15在注射时能线性滑动，注射时，注射座14在拉杆18间移动平顺，运动阻力小。在循环周期的预塑阶段，塑化电机13启动，带动螺杆7旋转塑化，此时，注塑机控制系统根据压力信号控制电磁弹射器17反向通电，带动弹射滑块15后退，通过注射座14的后退驱动螺杆7后退。塑化结束后，注塑机控制系统发出注射信号，电磁弹射器17正向通电，通过弹射滑块15把动力传递到注射座14上，驱动注射座14向前移动，使螺杆7推动熔体高速进入型腔实现超高速注射成型。
权利要求
1.一种全电动弹射式超高速注塑成型机，主要由合模装置、注射装置和机架组成，合模装置和注射装置位于机架上，合模装置和机架与常规电动注塑机相同，其特征在于:注射装置由喷嘴、机筒、加热圈、螺杆、加料斗、料斗座、移动装置、拉杆、塑化装置、注射座、弹射装置、弹射座组成；喷嘴、机筒、螺杆、料斗座、塑化装置与注射座依次轴线对齐连接；射台固定在机架上，注射装置安装在射台上，并且在移动装置的控制下可作相对射台运动，加料斗安装在料斗座上，螺杆位于机筒内，加热圈包裹在机筒外；料斗座、注射座和弹射座通过四根拉杆对称连接固定；塑化装置由塑化电机、塑化齿形同步带及带轮组成，塑化电机固定在注射座上，螺杆尾部与塑化带轮固定连接，实现塑化时螺杆旋转运动；弹射装置由电磁弹射器和弹射滑块组成，弹射装置末端固定在弹射座上，可随注射装置在射台上相对运动，弹射滑块在电磁弹射器上滑动，弹射滑块一端与注射座连接。
2.根据权利要求1所述的一种全电动弹射式超高速注塑成型机，其特征在于:弹射滑块与注射座的作用轴线与螺杆的轴线重合。
全文摘要
本发明公开一种全电动弹射式超高速注塑成型机，主要由合模装置、注射装置和机架组成，注射装置由喷嘴、机筒、加热圈、螺杆、加料斗、料斗座、移动装置、拉杆、塑化装置、注射座、弹射装置、弹射座组成；喷嘴、机筒、螺杆、料斗座、塑化装置与注射座依次轴线对齐连接；弹射装置由电磁弹射器和弹射滑块组成，弹射装置末端固定在弹射座上，可随注射装置在射台上相对运动，弹射滑块在电磁弹射器上滑动，弹射滑块一端与注射座连接，注射时，通过电磁弹射器驱动弹射滑块向前运动，从而驱动注射座向前移动，最终驱动螺杆向前注射。本发明具有高响应性、节能环保等优势，解决了液压式超高速注塑机能耗大、提速难等难题，机械机构变得简单，装配难度降低。
文档编号B29C45/03GK103192486SQ20131009535
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月24日 优先权日2013年3月24日
发明者谢鹏程, 郭小龙, 焦志伟, 丁玉梅, 杨卫民 申请人:北京化工大学