專(zhuān)利名稱：無(wú)螺桿的塑料盤(pán)式旋轉(zhuǎn)注射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種塑料注射成型方法及其設(shè)備，特別是涉及一種無(wú)螺桿的塑料 盤(pán)式旋轉(zhuǎn)注射裝置。
背景技術(shù)：
塑料注射成型機(jī)是塑料成型的主要加工設(shè)備。注射成型工藝過(guò)程包括塑化、儲(chǔ)料、 注射充模、保壓、冷卻和開(kāi)模頂出等過(guò)程，其中儲(chǔ)料、注射充模、保壓等過(guò)程是在注射裝置中 完成。在傳統(tǒng)的柱塞式注射裝置或螺桿一線式注射裝置中，儲(chǔ)料時(shí)物料(塑料熔體)不斷 進(jìn)入儲(chǔ)料筒前端，并推動(dòng)柱塞或者螺桿沿直線方向后退，儲(chǔ)料容積增加完成儲(chǔ)料；注射時(shí)柱 塞或螺桿在外力驅(qū)動(dòng)下沿直線向前運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)物料從前端噴嘴處射出進(jìn)入模腔；保壓時(shí)柱 塞或螺桿在外力作用下保持對(duì)物料的壓力，保證物料繼續(xù)流入模腔補(bǔ)充模腔內(nèi)物料因冷卻 而產(chǎn)生的收縮。上述過(guò)程中儲(chǔ)料、注射和保壓過(guò)程均是通過(guò)直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這一動(dòng)作特 點(diǎn)在不同的注塑機(jī)中都存在一系列缺點(diǎn)。在傳統(tǒng)的液壓式注塑機(jī)中，塑化過(guò)程由液壓馬達(dá) 驅(qū)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，注射和保壓過(guò)程用油缸驅(qū)動(dòng)柱塞或螺桿直線運(yùn)動(dòng)。整個(gè)塑化注射裝置 部件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。尤其是在螺桿一線式注塑機(jī)中，螺桿和止逆環(huán)后大量未塑化好 的物料參與注射時(shí)的直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)慣量大，摩擦阻力大，使注射時(shí)能量消耗大，注射速度 和注射位置控制困難。儲(chǔ)料時(shí)通過(guò)測(cè)量螺桿后退的直線距離來(lái)計(jì)量?jī)?chǔ)料量，由于螺桿前端 的止逆環(huán)相對(duì)于螺桿的軸向位置無(wú)法測(cè)量和控制，因此儲(chǔ)料量存在無(wú)法控制的隨機(jī)誤差， 尤其是當(dāng)止逆環(huán)與螺桿頭、分膠嘴(俗稱三小件)磨損加大時(shí)，儲(chǔ)料精度更低。三小件之間 的磨損同時(shí)也造成止逆環(huán)封堵效果降低，在注射時(shí)物料回流，使注射量和注射壓力波動(dòng)。在 全電動(dòng)注塑機(jī)中，注射運(yùn)動(dòng)往往通過(guò)滾珠絲桿將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為注射柱塞或螺 桿的直線注射運(yùn)動(dòng)，除了與上述液壓注射機(jī)存在相同的問(wèn)題外，還存在另外的問(wèn)題①傳動(dòng) 系轉(zhuǎn)動(dòng)慣量更大，注射速度和位置控制困難；②滾珠絲桿易磨損；③噪音大；④設(shè)備成本和 維修高。專(zhuān)利Z12008100260M.X所述的新型葉片塑化裝置配套而成的注塑機(jī)中，注射料筒 和柱塞不能與葉片塑化擠出裝置一線式布置，造成整個(gè)塑化注射裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種無(wú)螺桿的塑料盤(pán)式旋轉(zhuǎn)注射方法，以克服現(xiàn)有技 術(shù)中儲(chǔ)料、注射和保壓過(guò)程是直線運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、儲(chǔ)料計(jì)量精度低、注射能 耗高、注射運(yùn)動(dòng)慣性大等缺點(diǎn)。本實(shí)用新型的目的還在于提供一種無(wú)螺桿的塑料盤(pán)式旋轉(zhuǎn)注射裝置。本實(shí)用新型提供的兩種塑料盤(pán)式旋轉(zhuǎn)注射方法都是利用置于圓盤(pán)上環(huán)形槽中并 可繞圓盤(pán)中心旋轉(zhuǎn)的活塞做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)料、注射和保壓過(guò)程。本實(shí)用新型提供的兩種盤(pán)式旋轉(zhuǎn)注射裝置由圓盤(pán)上設(shè)置環(huán)形槽的盤(pán)式儲(chǔ)料缸、可 繞盤(pán)式儲(chǔ)料缸旋轉(zhuǎn)的注射活塞、支承軸及噴嘴等組成。進(jìn)入盤(pán)式儲(chǔ)料缸的塑料熔體推動(dòng)注 射活塞旋轉(zhuǎn)，使儲(chǔ)料容積增大完成儲(chǔ)料；通過(guò)外部動(dòng)力驅(qū)動(dòng)注射活塞做與儲(chǔ)料時(shí)相反方向旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)盤(pán)式儲(chǔ)料缸中的物料從噴嘴中射出并注入模腔；保持注射活塞的轉(zhuǎn)矩可以保持 模腔壓力，完成模腔保壓與物料補(bǔ)縮。注射活塞的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)電機(jī)、液壓馬達(dá)等動(dòng)力 裝置直接驅(qū)動(dòng)或由上述動(dòng)力裝置經(jīng)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。儲(chǔ)料時(shí)提供塑料熔體的塑化裝置可以是螺桿式塑化裝置、柱塞式塑化裝置或葉片式塑化裝置。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、儲(chǔ)料、注射和保壓為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，注射裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、制造成本低；2、儲(chǔ)料計(jì)量測(cè)量變直線距離測(cè)量為角度測(cè)量，測(cè)量精度更高，且注射活塞中沒(méi)有 相對(duì)運(yùn)動(dòng)磨損部件，儲(chǔ)料計(jì)量更加準(zhǔn)確；3注射活塞中沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)磨損部件，注射時(shí)封堵物料簡(jiǎn)單，物料泄漏小，注射量 和注射壓力更加穩(wěn)定；4、，注射時(shí)運(yùn)動(dòng)部件少，且不包含未塑化好的物料，摩擦面小，注射時(shí)摩擦阻力小， 注射能耗降低；5、注射時(shí)運(yùn)動(dòng)部件少，質(zhì)量低，運(yùn)動(dòng)慣量小，使注射速度和位置控制更加精確。
圖1是實(shí)施例1無(wú)螺桿的塑料盤(pán)式旋轉(zhuǎn)注射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中示出1為注射活塞、2為電機(jī)、3為支承軸、4為盤(pán)式儲(chǔ)料缸、5為噴嘴、6為控 制閥和7為連接法蘭；圖2是實(shí)施例2無(wú)螺桿的塑料盤(pán)式旋轉(zhuǎn)注射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中示出1為螺桿，2為料筒，3為支撐軸，4為注射活塞，5為鍵、6為盤(pán)式儲(chǔ)料缸， 7為計(jì)量加熱圈，8為噴嘴加熱圈，9為噴嘴，10為固定法蘭盤(pán)，11為從動(dòng)齒輪，12為主動(dòng)齒 輪，13電機(jī)，14為止逆球。圖3為圖2的E-E向剖面圖。圖4為支撐軸3的流道示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但是本實(shí)用新型要求保護(hù) 的范圍并不局限于實(shí)施例表述的范圍。實(shí)施例1如圖中1所示，塑料盤(pán)式旋轉(zhuǎn)注射裝置包括注射活塞1、電機(jī)2、支承軸3、盤(pán)式儲(chǔ)料 缸4、噴嘴5、控制閥6和連接法蘭7 ；盤(pán)式儲(chǔ)料缸4開(kāi)有環(huán)形的槽，注射活塞1套在支承軸3 上，與電機(jī)2連接，注射活塞1的活塞頭置于環(huán)形槽中，可圍繞盤(pán)式儲(chǔ)料缸4中心在環(huán)形槽 中作一定角度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。盤(pán)式儲(chǔ)料缸4圓周邊緣上設(shè)有噴嘴5，噴嘴5的孔道與環(huán)形槽連 通；盤(pán)式儲(chǔ)料缸4的圓周邊緣上還設(shè)有孔道，該孔道與連接法蘭7連接，該孔道上設(shè)有控制 閥6。本實(shí)施例的工作過(guò)程是儲(chǔ)料時(shí)，打開(kāi)控制閥6，塑化好的塑料熔體經(jīng)連接法蘭7進(jìn)入盤(pán)式儲(chǔ)料缸4，熔體壓 力推動(dòng)注射活塞1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，儲(chǔ)料容積增大到設(shè)定值時(shí)完成儲(chǔ)料。[0025]注射時(shí)，關(guān)閉控制閥5，通過(guò)電機(jī)2驅(qū)動(dòng)注射活塞1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，活塞頭推動(dòng)盤(pán)式儲(chǔ) 料缸4中的物料從噴嘴5中射出并注入模腔。保壓時(shí)，外部動(dòng)力2保持注射活塞1的轉(zhuǎn)矩以保持模腔壓力，完成物料補(bǔ)縮。上述 過(guò)程中塑料熔體進(jìn)入和射出盤(pán)式儲(chǔ)料缸的順序是“先進(jìn)后出”。實(shí)施例2如圖2、3所示，無(wú)螺桿的塑料盤(pán)式旋轉(zhuǎn)注射裝置包括支撐軸3、注射活塞4、鍵5、 盤(pán)式儲(chǔ)料缸6、計(jì)量加熱圈7、噴嘴加熱圈8、固定法蘭盤(pán)10、從動(dòng)齒輪11、主動(dòng)齒輪12、電機(jī) 13和止逆球14。注射活塞4外周依次設(shè)有盤(pán)式儲(chǔ)料缸6、固定法蘭盤(pán)10和從動(dòng)齒輪11 ；從 動(dòng)齒輪11通過(guò)鍵5與注射活塞4連接，從動(dòng)齒輪11與主動(dòng)齒輪12嚙合，主動(dòng)齒輪12與電 機(jī)13的輸出軸連接。支撐軸3位于注射活塞4內(nèi)，支撐軸3內(nèi)設(shè)有如圖4所示的軸向流道 31、徑向流道32和周向流道33，支撐軸3 —端與料筒2連接，支撐軸3的另一端與盤(pán)式儲(chǔ) 料缸6連接；料筒2的空腔內(nèi)設(shè)有螺桿1，支撐軸3的軸向流道31 —端與料筒2的空腔連 通，軸向流道31的另一端通過(guò)徑向流道32與設(shè)置在支撐軸3表面的周向流道33連通；盤(pán) 式儲(chǔ)料缸6前端與噴嘴9連接，盤(pán)式儲(chǔ)料缸6后端與固定法蘭盤(pán)10連接；盤(pán)式儲(chǔ)料缸6和 噴嘴9的外周分別設(shè)有計(jì)量加熱圈7和噴嘴加熱圈8 ；注射活塞4為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)圓套在 支撐軸3上，在其外圓有突起的活塞頭，置于注射活塞4與盤(pán)式儲(chǔ)料缸6之間的環(huán)形槽62 中。注射活塞4可圍繞盤(pán)式儲(chǔ)料缸6中心在環(huán)形槽中62作一定角度范圍的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(不 是整周運(yùn)動(dòng)，角度范圍在0度到350度之間)。注射活塞及其活塞頭開(kāi)有活塞流道41，活塞 流道41連通周向流道33與注射活塞4和盤(pán)式儲(chǔ)料缸6之間的環(huán)形槽，止逆球14嵌于活塞 流道41中。盤(pán)式儲(chǔ)料缸6中設(shè)有注射流道61，注射流道61 —端在B點(diǎn)與注射活塞4和盤(pán) 式儲(chǔ)料缸6之間的環(huán)形槽連通，注射流道61的另一端與噴嘴9中的流道連通。該無(wú)螺桿的 塑料盤(pán)式旋轉(zhuǎn)注射裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是塑化裝置、注射裝置和噴嘴等一線布置，結(jié)構(gòu)緊湊。圖 中箭頭所指方向?yàn)樗芰先垠w的流動(dòng)方向。螺桿1完成塑料熔融塑化后(熔融塑化過(guò)程與注射和保壓過(guò)程無(wú)關(guān))進(jìn)入儲(chǔ)料階 段。儲(chǔ)料時(shí)，螺桿1將塑化好的塑料熔體擠入到支撐軸3的中心流道，流經(jīng)圖4所示的徑向 流道31到達(dá)徑向流道31與周向流道33連接處A點(diǎn)(圖2、圖3中所示)，再流經(jīng)支撐軸3 的周向流道33流動(dòng)到達(dá)并進(jìn)入注射活塞4的活塞流道41，然后推開(kāi)止逆球14，進(jìn)入注射活 塞4與盤(pán)式儲(chǔ)料缸6之間的環(huán)形儲(chǔ)料槽62中，然后到達(dá)盤(pán)式儲(chǔ)料缸6中注射流道61的B 點(diǎn)，由于B點(diǎn)的節(jié)流作用，物料在環(huán)形儲(chǔ)料槽62中聚集，隨著物料增多，物料壓力增大，推動(dòng) 注射活塞4順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，儲(chǔ)料容積增大，當(dāng)注射活塞轉(zhuǎn)動(dòng)到一角度(該角度小于350度)，直 至環(huán)形儲(chǔ)料槽62中的物料達(dá)到需要的注射量，儲(chǔ)料完成。注射時(shí)，電機(jī)13帶動(dòng)主動(dòng)齒輪12，并通過(guò)從動(dòng)齒輪11減速，使從動(dòng)齒輪11帶動(dòng)注 射活塞4逆時(shí)針快速轉(zhuǎn)動(dòng)一角度，注射活塞4的活塞流道41中的物料倒流，推動(dòng)止逆球14 運(yùn)動(dòng)，封堵流道。注射活塞4推動(dòng)塑料熔體通過(guò)B點(diǎn)(圖2、圖3中所示)，并經(jīng)過(guò)盤(pán)式儲(chǔ)料 缸6中的注射流道61和噴嘴9的流道射出后注入模腔。保壓時(shí)，電機(jī)13保持力矩，使注射活塞4前端繼續(xù)保持殘留于盤(pán)式儲(chǔ)料缸6的環(huán) 形儲(chǔ)料槽62中的物料的壓力，該壓力可以使物料繼續(xù)注射流道61和噴嘴9的流道進(jìn)入模 腔，補(bǔ)充由于模腔內(nèi)物料冷卻弓I起的物料收縮。上述過(guò)程中物料進(jìn)入和射出儲(chǔ)料缸的順序?yàn)椤跋冗M(jìn)先出”。[0033] 上述實(shí)施例1和實(shí)施例2對(duì)應(yīng)的兩種塑料盤(pán)式旋轉(zhuǎn)注射裝置的相比于現(xiàn)有技術(shù)， 其特點(diǎn)是儲(chǔ)料，注射和保壓過(guò)程均是通過(guò)注射活塞的旋轉(zhuǎn)完成的。在實(shí)施例1中，注射活塞 1能夠圍繞支承軸3在盤(pán)式儲(chǔ)料缸4的環(huán)形槽中旋轉(zhuǎn)，外部動(dòng)力源2只需要提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力 給注射活塞即可完成注射和保壓動(dòng)作，不需要像現(xiàn)有技術(shù)一樣采用油缸、滾珠絲桿等運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)換元件，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)慣量更小，是注射的運(yùn)動(dòng)控制更簡(jiǎn)單，注射更加精確。在實(shí)施例 2中，除具有上述實(shí)施例1的優(yōu)點(diǎn)外，還可以將塑化裝置(螺桿1，料筒幻，注射裝置(支撐 軸3、注射活塞4、鍵5、盤(pán)式儲(chǔ)料缸6、計(jì)量加熱圈7、噴嘴加熱圈8、固定法蘭盤(pán)10、從動(dòng)齒輪 11、主動(dòng)齒輪12、電機(jī)13、止逆球14)和噴嘴9等一線布置，結(jié)構(gòu)更緊湊，并且物料進(jìn)入和射 出盤(pán)式儲(chǔ)料缸6的順序?yàn)橄冗M(jìn)先出，避免了物料的停留時(shí)間不均勻帶來(lái)的制品質(zhì)量下降。
權(quán)利要求1.一種無(wú)螺桿的塑料盤(pán)式旋轉(zhuǎn)注射裝置，其特征在于由圓盤(pán)上設(shè)置環(huán)形槽的盤(pán)式儲(chǔ)料 缸、可繞盤(pán)式儲(chǔ)料缸旋轉(zhuǎn)的注射活塞、支承軸及噴嘴構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于注射活塞的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)電機(jī)、液壓馬達(dá) 直接驅(qū)動(dòng)或由上述動(dòng)力裝置經(jīng)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于還包括儲(chǔ)料時(shí)提供塑料熔體的塑化裝 置，采用螺桿式塑化裝置、柱塞式塑化裝置或葉片式塑化裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于包括注射活塞、電機(jī)、支承軸、盤(pán)式儲(chǔ)料缸、 噴嘴、控制閥和連接法蘭；盤(pán)式儲(chǔ)料缸開(kāi)有環(huán)形的槽，注射活塞套在支承軸上，與電機(jī)連接， 注射活塞的活塞頭置于環(huán)形槽中，可圍繞盤(pán)式儲(chǔ)料缸中心在環(huán)形槽中作一定角度的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)；盤(pán)式儲(chǔ)料缸圓周邊緣上設(shè)有噴嘴，噴嘴的孔道與環(huán)形槽連通；盤(pán)式儲(chǔ)料缸的圓周邊緣 上還設(shè)有孔道，該孔道與連接法蘭連接，該孔道上設(shè)有控制閥(6)；
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于包括支撐軸、注射活塞、鍵、盤(pán)式儲(chǔ)料缸、計(jì) 量加熱圈、噴嘴加熱圈、固定法蘭盤(pán)、從動(dòng)齒輪、主動(dòng)齒輪、電機(jī)和止逆球；注射活塞外周依 次設(shè)有盤(pán)式儲(chǔ)料缸、固定法蘭盤(pán)和從動(dòng)齒輪；從動(dòng)齒輪通過(guò)鍵與注射活塞連接，從動(dòng)齒輪與 主動(dòng)齒輪嚙合，主動(dòng)齒輪與電機(jī)的輸出軸連接；支撐軸位于注射活塞內(nèi)，支撐軸內(nèi)設(shè)有軸向 流道、徑向流道和周向流道，支撐軸一端與料筒連接，支撐軸的另一端與盤(pán)式儲(chǔ)料缸連接； 料筒的空腔內(nèi)設(shè)有螺桿，支撐軸的軸向流道一端與料筒的空腔連通，軸向流道的另一端通 過(guò)徑向流道與設(shè)置在支撐軸表面的周向流道連通；盤(pán)式儲(chǔ)料缸前端與噴嘴連接，盤(pán)式儲(chǔ)料 缸后端與固定法蘭盤(pán)連接；盤(pán)式儲(chǔ)料缸和噴嘴的外周分別設(shè)有計(jì)量加熱圈和噴嘴加熱圈； 注射活塞為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)圓套在支撐軸上，在其外圓有突起的活塞頭，置于注射活塞與盤(pán) 式儲(chǔ)料缸之間的環(huán)形槽中；注射活塞可圍繞盤(pán)式儲(chǔ)料缸中心在環(huán)形槽中作一定角度范圍的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；注射活塞及其活塞頭開(kāi)有活塞流道，活塞流道連通周向流道與注射活塞和盤(pán)式 儲(chǔ)料缸之間的環(huán)形槽，止逆球嵌于活塞流道中；盤(pán)式儲(chǔ)料缸中設(shè)有注射流道，注射流道一端 與注射活塞和盤(pán)式儲(chǔ)料缸之間的環(huán)形槽連通，注射流道的另一端與噴嘴中的流道連通。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種塑料無(wú)螺桿注射裝置。利用置于圓盤(pán)上環(huán)形槽中并可繞圓盤(pán)中心旋轉(zhuǎn)的活塞做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)完成塑料的儲(chǔ)料、注射和保壓過(guò)程。該裝置由圓盤(pán)上設(shè)置環(huán)形槽的盤(pán)式儲(chǔ)料缸、可繞盤(pán)式儲(chǔ)料缸旋轉(zhuǎn)的注射活塞、支承軸及噴嘴等組成盤(pán)式旋轉(zhuǎn)注射裝置。進(jìn)入盤(pán)式儲(chǔ)料缸的塑料熔體推動(dòng)注射活塞旋轉(zhuǎn)，使儲(chǔ)料容積增大完成儲(chǔ)料；通過(guò)外部動(dòng)力驅(qū)動(dòng)注射活塞做與儲(chǔ)料時(shí)相反方向旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)盤(pán)式儲(chǔ)料缸中的物料從噴嘴中射出并注入模腔；保持注射活塞的轉(zhuǎn)矩可以保持模腔壓力，完成模腔保壓與物料補(bǔ)縮。這種注射裝置具有體積小、儲(chǔ)料計(jì)量準(zhǔn)確、注射能耗低、注射運(yùn)動(dòng)慣性小等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B29C45/53GK201833563SQ201020254559
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者何和智, 晉剛, 殷小春, 瞿金平 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué), 廣州華新科實(shí)業(yè)有限公司