高精准全电控射台、注塑机及注射挤出工艺的制作方法

1.本发明属于涂布设备技术领域，尤其涉及一种高精准全电控射台、注塑机及注射挤出工艺。


背景技术：

2.注射机的基本工作原理可以理解为塑料原料在料筒内均匀塑化后,经过注射、流动充模、保压和冷却后成型得到注射制品，其各个阶段的特点如下：在螺杆的作用下,存放在料斗中的颗粒状塑料不断沿螺槽运动。由于受到料筒外加热和螺杆剪切的共同作用,塑料不断被加热软化,最终成为熔融黏流状态。同时,螺杆头部熔料的作用力将螺杆往回推。通过改变螺杆背压(工作油回泄阻力)调节螺杆退回速度,改变螺槽内塑料流动状况,最终达到控制塑料塑化性能的目的。
3.传统的注射机中一般包括成型端和射出端，射出端为螺杆挤出结构，螺杆挤出结构将预设材料螺旋融料后推送至成型端，成型端为对应的模具，模具的模腔进料口与螺杆挤出结构射出端密封连接。
4.然而，传统的螺杆挤出结构的螺杆在旋转推料的过程中，受到物料的反作用力，导致螺杆产生背向物料移动的趋势，因此，传统的螺杆挤出结构中包括控制螺杆背向移动程度的控制结构，即背压结构，传统的背压结构为背压阀，现有技术中的背压阀大多以液压阀为主，液压阀的结构复杂，背压控制精准度低，而且液压系统的成本较高，容易提高整体注射结构的制作成本，不利于企业发展。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高精准全电控射台、注塑机及注射挤出工艺，旨在解决现有技术中的传统的背压结构为背压阀，现有技术中的背压阀大多以液压阀为主，液压阀的结构复杂，背压控制精准度低，而且液压系统的成本较高，容易提高整体注射结构的制作成本，不利于企业发展的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明实施例提供的一种高精准全电控射台，包括底座、伺服背压装置和螺杆推挤进料机构，所述底座设置在注塑机的模具进料端；所述伺服背压装置包括轴向导向机构和伺服驱动机构，所述轴向导向机构滑动连接在所述底座上，所述轴向导向机构能够沿所述底座的上端面直线靠近或远离注塑机的模具，所述伺服驱动机构固定设置在所述轴向导向机构上；所述螺杆推挤进料机构滑动连接在所述轴向导向机构的引导端，所述螺杆推挤进料机构的输出端能够延伸至注塑机的模具进料端中，所述螺杆推挤进料机构远离注塑机模具的端部与所述伺服驱动机构的输出端连接；其中，所述伺服驱动机构包括第一驱动电机和丝杆副，所述第一驱动电机固定设置在所述轴向导向机构上，所述丝杆副的丝杆与所述第一驱动电机的输出端连接，所述丝杆副的螺母与所述螺杆推挤进料机构固定连接。
7.可选地，所述轴向导向机构包括移动组件和至少两组导向杆，所述移动组件通过
导轨副滑动连接在所述底座上，所述导轨副的导轨朝向注塑机的模具设置，所述移动组件设置用于容纳所述螺杆推挤进料机构的安装型腔，所述导向杆固定设置在所述安装型腔内，所述螺杆推挤进料机构滑动连接在所述导向杆上，所述螺杆推挤进料机构的输出端与所述移动组件靠近注塑机模具的端部滑动连接。
8.可选地，所述移动组件包括第一移动座和第二移动座，所述第一移动座和所述第二移动座均与所述导轨副的滑块固定连接，所述第一移动座和所述第二移动座之间设置有间隙结构以形成所述安装型腔，所述导向杆的两端分别与所述第一移动座和所述第二移动座固定连接且设置在该间隙结构内，所述驱动源固定设置在所述第二移动座上，所述螺杆推挤进料机构的输出端与所述第一移动座滑动连接。
9.可选地，所述第一移动座上穿设有进料管，所述进料管朝向注塑机的模具进料端设置，所述进料管的周向侧壁设置有进料口，所述第一移动座上设置有连通所述进料口的进料槽，所述螺杆推挤进料机构的输出端延伸至所述进料管内且能够螺旋推送物料往注塑机的模具方向移动。
10.可选地，所述第一移动座呈方体状结构设置，所述导轨副的数量为两组，两组所述导轨副的导轨间隔铺设在所述底座上，所述第一移动座的底部通过滑块分别与两组导轨滑动连接；所述导向杆的数量为四组，所述第二移动座的底部通过滑块分别与两组所述导轨滑动连接，所有所述导向杆均匀分布在所述第一移动座的拐角位置上，所述第二移动座的周向边沿均匀地间隔突出设置有多个延伸块，所述延伸块分别与对应所述导向杆固定连接。
11.可选地，所述伺服驱动机构包括固定筒、丝杆副和第一驱动电机，所述固定筒固定设置在所述轴向导向机构上，所述丝杆副的丝杆转动连接在所述固定筒的内圈上，所述丝杆副的丝杆与所述固定筒的周向内壁之间设置有间隙，所述丝杆副的螺母与所述螺杆推挤进料机构的端部固定连接，所述第一驱动电机的输出端通过传动单元与所述丝杆副的丝杆远离所述螺母的端部驱动连接。
12.可选地，所述螺杆推挤进料机构包括安装座、第二驱动电机、旋转座和螺杆，所述安装座的周向边沿与所述导向杆滑动连接，所述安装座靠近所述丝杆副的端部设置有让位型腔，所述丝杆副的丝杆能够延伸至所述让位型腔内，所述丝杆副的螺母固定设置在所述让位型腔内且与所述丝杆副的丝杆螺纹连接，当所述丝杆副的丝杆旋转时，所述螺母能够带动所述安装座沿所述导向杆的方向移动，所述旋转座转动连接在所述安装座远离所述让位型腔的端部，所述螺杆的一端键连接在所述旋转座上，所述螺杆的另一端延伸至所述移动组件上，所述第二驱动电机的输出端通过传动单元与所述旋转座驱动连接。
13.可选地，所述安装座内还设置有压力传感单元，所述压力传感单元用于实时反馈旋转座当前压力参数。
14.本发明实施例提供的高精准全电控射台中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：
15.预热：螺杆推挤进料机构运作使其输出端升温；
16.进料：物料输送至螺杆推挤进料机构的输出端后熔融成流体状态；
17.背压缓冲推料：伺服背压装置通过丝杆直线结构精准驱动螺杆推挤进料机构的克服流体的反作用力缓慢背向注塑机的模具移动，保证物料射速。
18.相较于传统的背压阀大多以液压阀为主，液压阀的结构复杂，背压控制精准度低，而且液压系统的成本较高，容易提高整体注射结构的制作成本，不利于企业发展的技术问题；本发明实施例提供的高精准全电控射台采用伺服结构通过电气单元驱动螺杆推挤进料机构克服流体的反作用力，使螺杆推挤进料机构受流体反作用力推动而产生后移趋势时，电控伺服结构能够精准控制螺杆推挤进料机构克服该推力移动预设行程，实现精准保压，保证物料射速，有利于提高注射效果，降低注塑成品的缩水率，提高产品质量。
19.为实现上述目的，本发明实施例提供的一种注塑机，包括上述的高精准全电控射台。
20.本发明实施例提供的注塑机中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：
21.预热：启动螺杆推挤进料机构，使其输出端升温预热；
22.进料融料：操作人员往螺杆推挤进料机构进料口输送母粒，母粒受高温螺旋搅拌影响熔融成流体状结构，往注塑机的模具方向移动，同时，流体对螺杆产生背向模具的反作用力；
23.背压缓冲：第一驱动电机启动，驱动转动连接在固定筒上的丝杆副的丝杆旋转，使丝杆副的螺母朝螺杆的长度方向背向融料进料步骤中的反作用力方向，给予螺杆推挤进料机构克服该反作用力的背压推力；
24.出料：受丝杆副的螺母背压力支持的螺杆推挤进料机构的输出端将熔融流体注射至注塑机的模具的成型端。
25.相较于传统的背压阀大多以液压阀为主，液压阀的结构复杂，背压控制精准度低，而且液压系统的成本较高，容易提高整体注射结构的制作成本，不利于企业发展的技术问题；本发明实施例提供的高精准全电控射台采用伺服结构通过电气单元驱动螺杆推挤进料机构克服流体的反作用力，使螺杆推挤进料机构受流体反作用力推动而产生后移趋势时，电控伺服结构能够精准控制螺杆推挤进料机构克服该推力移动预设行程，实现精准保压，保证物料射速，有利于提高注射效果，降低注塑成品的缩水率，提高产品质量。
26.为实现上述目的，本发明实施例提供的一种注射挤出工艺，由上述的高精准全电控射台执行，包括以下步骤：
27.s100：启动螺杆推挤进料机构，使其输出端升温预热；
28.s200：操作人员往螺杆推挤进料机构进料口输送母粒，母粒受高温螺旋搅拌影响熔融成流体状结构，往注塑机的模具方向移动，同时，流体对螺杆产生背向模具的反作用力；
29.s300：第一驱动电机启动，驱动转动连接在固定筒上的丝杆副的丝杆旋转，使丝杆副的螺母朝螺杆的长度方向背向步骤s200中的反作用力方向，给予螺杆推挤进料机构克服该反作用力的背压推力；
30.s400：受丝杆副的螺母背压力支持的螺杆推挤进料机构的输出端将熔融流体注射至注塑机的模具的成型端。
31.本发明实施例提供的注射挤出工艺中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：相较于传统的背压阀大多以液压阀为主，液压阀的结构复杂，背压控制精准度低，而且液压系统的成本较高，容易提高整体注射结构的制作成本，不利于企业发展的技
术问题；本发明实施例提供的高精准全电控射台采用伺服结构通过电气单元驱动螺杆推挤进料机构克服流体的反作用力，使螺杆推挤进料机构受流体反作用力推动而产生后移趋势时，电控伺服结构能够精准控制螺杆推挤进料机构克服该推力移动预设行程，实现精准保压，保证物料射速，有利于提高注射效果，降低注塑成品的缩水率，提高产品质量。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明实施例提供的高精准全电控射台的结构示意图。
34.图2为本发明实施例提供的高精准全电控射台的剖切示意图。
35.图3为图2中的a的放大图。
36.图4为图2中的丝杆副运作时，螺杆推挤进料机构的移动示意图。
37.图5为本发明实施例提供的螺杆推挤进料机构的结构示意图。
38.图6为本发明实施例提供的伺服驱动机构的结构示意图。
39.图7为本发明实施例提供的注射挤出工艺的流程示意图。
40.其中，图中各附图标记：
41.10—底座
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20—伺服背压装置
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21—轴向导向机构
42.30—螺杆推挤进料机构
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22—伺服驱动机构
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221—第一驱动电机
43.222—丝杆副
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211—移动组件
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212—导向杆
44.213—第一移动座
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214—第二移动座
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215—进料管
45.223—固定筒
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224—第一电机安装架
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31—安装座
46.32—第二驱动电机
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33—旋转座
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34—螺杆
47.35—让位型腔
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36—压力传感单元。
具体实施方式
48.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～7描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。
49.在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
50.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两
个以上，除非另有明确具体的限定。
51.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
52.在本发明的一个实施例中，如图1所示，提供一种高精准全电控射台，包括底座10、伺服背压装置20和螺杆推挤进料机构30，所述底座10设置在注塑机的模具进料端；所述伺服背压装置20包括轴向导向机构21和伺服驱动机构22，所述轴向导向机构21滑动连接在所述底座10上，所述轴向导向机构21能够沿所述底座10的上端面直线靠近或远离注塑机的模具，所述伺服驱动机构22固定设置在所述轴向导向机构21上；所述螺杆推挤进料机构30滑动连接在所述轴向导向机构21的引导端，所述螺杆推挤进料机构30的输出端能够延伸至注塑机的模具进料端中，所述螺杆推挤进料机构30远离注塑机模具的端部与所述伺服驱动机构22的输出端连接；其中，所述伺服驱动机构22包括第一驱动电机221和丝杆副222，所述第一驱动电机221固定设置在所述轴向导向机构21上，所述丝杆副222的丝杆与所述第一驱动电机221驱动连接，所述丝杆副222的螺母与所述螺杆推挤进料机构30固定连接。
53.具体的，该电控射台的工作原理：
54.预热：螺杆推挤进料机构30运作使其输出端升温；
55.进料：物料输送至螺杆推挤进料机构30的输出端后熔融成流体状态；
56.背压缓冲推料：伺服背压装置20通过丝杆直线结构精准驱动螺杆推挤进料机构30的克服流体的反作用力缓慢背向注塑机的模具移动，保证物料射速。
57.相较于传统的背压阀大多以液压阀为主，液压阀的结构复杂，背压控制精准度低，而且液压系统的成本较高，容易提高整体注射结构的制作成本，不利于企业发展的技术问题；本发明实施例提供的高精准全电控射台采用伺服结构通过电气单元驱动螺杆推挤进料机构30克服流体的反作用力，使螺杆推挤进料机构30受流体反作用力推动而产生后移趋势时，电控伺服结构能够精准控制螺杆推挤进料机构30克服该推力移动预设行程，实现精准保压，保证物料射速，有利于提高注射效果，降低注塑成品的缩水率，提高产品质量。
58.如图2～4所示，在本发明的另一个实施例中，所述轴向导向机构21包括移动组件211和至少两组导向杆212，所述移动组件211通过导轨副滑动连接在所述底座10上，所述导轨副的导轨朝向注塑机的模具设置，所述移动组件211设置用于容纳所述螺杆推挤进料机构30的安装型腔，所述导向杆212固定设置在所述安装型腔内，所述螺杆推挤进料机构30滑动连接在所述导向杆212上，所述螺杆推挤进料机构30的输出端与所述移动组件211靠近注塑机模具的端部滑动连接。
59.在本实施例中，该底座10固定设置在注塑机的机台上，注塑机包括用于驱动移动组件211沿底座10直线运动的直线定位机构，同时，机台远离伺服驱动机构22的端部设置有加热管和安装台，所述加热管与所述螺杆推挤进料机构30的输出端连接，所述安装台与所述加热管远离所述螺杆推挤进料机构30的输出端滑动连接，所述加热管的输出端贯穿所述安装台且与注塑机的模具进料端连接，本实施例中，该直线定位机构为直线滑台。
60.如图2～4所示，在本发明的另一个实施例中，所述移动组件211包括第一移动座
213和第二移动座214，所述第一移动座213和所述第二移动座214均与所述导轨副的滑块固定连接，所述第一移动座213和所述第二移动座214之间设置有间隙结构以形成所述安装型腔，所述导向杆212的两端分别与所述第一移动座213和所述第二移动座214固定连接且设置在该间隙结构内，所述驱动源固定设置在所述第二移动座214上，所述螺杆推挤进料机构30的输出端与所述第一移动座213滑动连接，具体的，注塑机的直线定位机构的输出端与所述第二移动座214固定连接，针对不同的产品注塑，在需要换模具时，直线定位机构驱动第二移动座214带动第一移动座213往后移动，注塑机加热管的输出端远离注塑机的合模端，在模具安装完毕后，直线定位机构驱动加热管复位。
61.如图2～4所示，在本发明的另一个实施例中，所述第一移动座213上穿设有进料管215，所述进料管215朝向注塑机的模具进料端设置，所述进料管215的周向侧壁设置有进料口，所述第一移动座213上设置有连通所述进料口的进料槽，所述螺杆推挤进料机构30的输出端延伸至所述进料管215内且能够螺旋推送物料往注塑机的模具方向移动，具体的，所述进料槽由上至下穿设至所述第一移动座213内，所述进料管215的进料口朝上设置且对齐所述进料槽。
62.如图2～4所示，在本发明的另一个实施例中，所述第一移动座213呈方体状结构设置，所述导轨副的数量为两组，两组所述导轨副的导轨间隔铺设在所述底座10上，所述第一移动座213的底部通过滑块分别与两组导轨滑动连接；所述导向杆212的数量为四组，所述第二移动座214的底部通过滑块分别与两组所述导轨滑动连接，所有所述导向杆212均匀分布在所述第一移动座213的拐角位置上，所述第二移动座214的周向边沿均匀地间隔突出设置有多个延伸块37，所述延伸块37分别与对应所述导向杆212固定连接，具体的，所述延伸块37的数量为四组，四组所述延伸块37均匀分布在所述第二移动座214的周向边沿且与方体状结构的第一移动座213的四个拐角对齐，四组所述延伸块37分别一一对应固定连接四组所述导向杆212，所述第二移动座214内设置有用于容纳所述螺杆推挤进料机构30的容纳型腔。
63.如图2～4所示，在本发明的另一个实施例中，所述伺服驱动机构22还包括固定筒223，所述固定筒223固定设置在所述轴向导向机构21上，所述丝杆副222的丝杆转动连接在所述固定筒223的内圈上，所述丝杆副222的丝杆与所述固定筒223的周向内壁之间设置有间隙，所述丝杆副222的螺母与所述螺杆推挤进料机构30的端部固定连接，所述第一驱动电机221的输出端通过传动单元与所述丝杆副222的丝杆远离所述螺母的端部驱动连接，具体的，所述固定筒223固定设置在所述第二移动座214上，所述固定筒223的内圈对齐所述容纳型腔，所述丝杆副222的丝杆沿所述固定筒223的内圈中轴线重合设置，所述固定筒223的外侧壁设置有四组分别与所述延伸块37固定连接的连接块。
64.如图6所示，在本实施例中，所述固定筒223的上端设置有第一电机安装架224，所述第一电机安装架224包括连接板和第一连接座，所述连接板的数量为两组，两组所述第一连接板分别设置在所述固定筒223的外侧壁上，所述第一连接座设置在两组所述第一连接板之间且位于所述固定筒223的上方，所述第一连接座的其中一侧面端壁对齐所述固定筒223的端壁，所述第一驱动电机221固定设置在所述第一连接座上，所述第一驱动电机221的输出主轴延伸至所述第一连接座的外侧，所述丝杆副222的丝杆延伸至所述固定筒223的外侧，所述第一驱动电机221通过同步轮—同步带传动结构与所述丝杆副222的丝杆驱动连
接，所述第一驱动电机221为伺服电机。
65.如图2～5所示，在本发明的另一个实施例中，所述螺杆推挤进料机构30包括安装座31、第二驱动电机32、旋转座33和螺杆34，所述安装座31的周向边沿与所述导向杆212滑动连接，所述安装座31靠近所述丝杆副222的端部设置有让位型腔35，所述丝杆副222的丝杆能够延伸至所述让位型腔35内，所述丝杆副222的螺母固定设置在所述让位型腔35内且与所述丝杆副222的丝杆螺纹连接，当所述丝杆副222的丝杆旋转时，所述螺母能够带动所述安装座31沿所述导向杆212的方向移动，所述旋转座33转动连接在所述安装座31远离所述让位型腔35的端部，所述螺杆34的一端键连接在所述旋转座33上，所述螺杆34的另一端延伸至所述移动组件211上，所述第二驱动电机32的输出端通过传动单元与所述旋转座33驱动连接，具体的，所述丝杆副222的丝杆延伸至所述让位型腔35的端部设置有限位挡环，所述限位挡环的外径大于所述让位型腔35与丝杆之间的连接孔的孔径，所述丝杆副222的螺母的截面呈t型状结构设置，所述旋转座33通过同步轮—同步带传动单元与所述第二驱动电机32的输出主轴传动连接。
66.本实施例中，第二驱动电机32为伺服电机，该螺杆推挤进料机构30的工作原理：第二驱动电机32驱动旋转座33旋转，与旋转座33键连接的螺杆34受力旋转，延伸至进料槽内的螺杆34部分将物料搅碎，具体的，所述第二驱动电机32通过电机座固定设置在所述第二移动座214的侧壁上，第二驱动电机32与所述第一移动座213的间距小，传动距离短，相较于传统的螺杆34进料结构中的长距传动具有更高的传动扭力，提高螺杆34进料效果。
67.如图2～5所示，在本发明的另一个实施例中，所述安装座31内还设置有压力传感单元36，所述压力传感单元36用于实时反馈旋转座33当前压力参数，具体的，注塑机中的数字控制系统与压力传感单元36电性连接，当数字控制系统接收到压力传感单元36反馈的旋转座33压力参数后，根据该旋转座33所受压力与驱动第一驱动电机221按预设的转速驱动丝杆副222的丝杆旋转，使螺母产生对应的推力作用在旋转座33上实现背压缓冲效果。
68.本发明的另一个实施例提供的一种注塑机，包括上述的高精准全电控射台。
69.如图7所示，本发明中的另一个实施例提供一种由上述高精准电控射台的注射挤出工艺，包括以下步骤：
70.s100：启动螺杆推挤进料机构30，使其输出端升温预热；
71.s200：操作人员往螺杆推挤进料机构30进料口输送母粒，母粒受高温螺旋搅拌影响熔融成流体状结构，往注塑机的模具方向移动，同时，流体对螺杆34产生背向模具的反作用力；
72.s300：第一驱动电机221启动，驱动转动连接在固定筒223上的丝杆副222的丝杆旋转，使丝杆副222的螺母朝螺杆34的长度方向背向步骤s200中的反作用力方向，给予螺杆推挤进料机构30克服该反作用力的背压推力；
73.s400：受丝杆副222的螺母背压力支持的螺杆推挤进料机构30的输出端将熔融流体注射至注塑机的模具的成型端。
74.具体的，相较于传统的背压阀大多以液压阀为主，液压阀的结构复杂，背压控制精准度低，而且液压系统的成本较高，容易提高整体注射结构的制作成本，不利于企业发展的技术问题；本发明实施例提供的高精准全电控射台采用伺服结构通过电气单元驱动螺杆推挤进料机构30克服流体的反作用力，使螺杆推挤进料机构30受流体反作用力推动而产生后
移趋势时，电控伺服结构能够精准控制螺杆推挤进料机构30克服该推力移动预设行程，实现精准保压，保证物料射速，有利于提高注射效果，降低注塑成品的缩水率，提高产品质量。
75.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。