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塑料射出成型机高速高精度射胶机构与油封选用及其问题探讨 |
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newmaker |
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结构总类：
1.单缸式（油封采直线运动型，多组轴承旋转设计，如图1）
优点：油封选择单纯化，只需担任直线运动模式，可以降低油封成本及汰旧更换成本。
缺点：单缸体积庞大，设计组装复杂，带动轴承组，重量增加，惯性加大，定位控制精准较差。
2.双缸式（油封采直线运动型，带动射胶动板，如图2） 
优点：油封选择单纯化，只需担任直线运动模式，可以降低油封成本，油缸小，惯性小，定位控制精准度较好。
缺点：多组轴承、双缸有同动问题、增加动板、体积大、传动机构需打润滑油。
3.单缸式（油封采直线加螺旋运动型，如图3） 
优点：结构较简单，体积较小，惯性小，定位控制精度较高。
缺点：油封的选择较复杂，需同时应付直线与螺旋运动，耐用度要更好；因需应付旋转运动，在传动的另件表面加工精度要高，加工费用高。
油封的选用：视工作条件、参考制造厂商型录、询问代理商油封供应等特性（请参考图4、图5）。
图4 各工作条件的油封选项，包含形状、压力、温度、速度，
红色圈选处为高温高速部分。
条件：1.工作压力（有140～210bar）
2.工作温度（油温45～60℃）
3.射胶速度（0.5～2.0M/sec）
4.螺杆转速rpm
4.运动形式（静态、动态直线、动态螺旋）
5.耐热度、磨耗（高速生热）
6.常用、价格
图5 接续图4各工作条件的油封选项，包含形状、压力、
温度、速度，红色圈选处为高温高速部分。
材质：橡胶类、聚氨酯类、四氟乙烯PTFE、金属
橡胶类─＞nbr丁睛橡胶、氢化丁睛橡胶hnbr、氟橡胶fpm、全氟橡胶ffpm。
聚氨酯类─＞eu、au、tpu。
四氟乙烯PTFE─＞ptfe（可混合铜、石墨、玻纤、碳纤）。
金属─＞银、铜、镍、不锈钢、合金钢。
从以上的材质种类当中，耐高温、摩擦系数低、抗腐蚀性、强度高、耐高压的四氟乙烯是高速射胶的选择，可配置到活塞及缸盖。
配置（如旋转油封、直线油封、耐磨环、尘封等）：考虑活塞杆的支撑性及高速油模真空吸出的特性，油封与耐磨环的数量位置配置需审慎考虑。
前缸盖：
因流体力学快速射出的关系，活塞杆油膜消除是设计重点，可搭配泄油沟槽钻孔，采负压强制吸出方式更具效果；为了使活塞杆的支撑及密封润滑有效，同时又要符合高速射出条件，材质种类可挑选图4、图5红色圈选部位，另位置及数量搭配除可参考油封厂商意见，其它可能就要凭设计经验判断了（如图6）。
后缸盖：
搭配加料马达传动等另件，单缸式的结构更要注意旋转转速，故旋转油封的选用是个重点，材质、加工表面粗糙度、位置搭配需考虑。
活塞及活塞杆：
需挑选支撑性、耐磨耗、直线高压快速射出，低压慢速螺旋松退等形式可负载的油封及耐磨环；其位置、数量安排需进一步考虑到快速射出产生的挡油性、过热及润滑性够不够问题（如图7）。
机台晃动：因高速作动与cycle time缩短，所以机台的晃动会更加明显，其最主要的来源还是惯性的大小所致，如何减少呢？
1.射胶单元惯性减小：如依vs射胶结构而言，带动尾板、加料马达做高速射出，其惯性是很大的，故仅带动射胶活塞杆是设计重点。在图1～图3的结构中，均是射胶活塞杆动，加料尾板均不动，另图3结构的惯性又比图1来的小。
2.头板固定强度加强：这与机架的设计强度有关系，头板承受来自high cycle time的锁模单体及射移油缸的力矩（油缸位置在下面），将力量传递到机架本体，藉由机架本体的晃动来平衡惯性，这好比你坐在一个长板凳上，藉由身体的强力左右身体摆动，可以把板凳前后略为翘起移位是有同工之处。
3.避震结构如何吸震？以目前而言当然是取决避震脚的避震效果（软垫吸震效果及面积大小），厂内用的圆形及大型机用的方形避震脚而言，个人认为较低的方形避震脚会比较高的圆形来的好，另外如能以固定的方式配合避震脚效果会更好。
组立精度：同心圆重线性愈高愈好。
由于结构设计，从加料马达带动传动轴，藉由槽键往复，再带动射胶活塞杆，活塞杆前端的螺杆再依连结装置连结，这一连串的另件结合，同心度是否偏离是要考虑到的，故每个结合另件的加工精准度环环相扣，依目前卧式的组装自重偏心是存在的，以立式的组装较能排除自重偏心问题。
总结：综观上述而言，高速、高精度、high cycle time是各家厂商努力开发的机种，从2006年台北橡塑料机展当中即可明确看出除台中精机外，其它如震雄、群基、百塑、富强鑫、链发等国内厂商均积极投入研发，以抢占3C产业的商机，故高速高精度的机种划分更能替目前VS、VE传统大众机带来更大的竞争力。 (end)
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(5/27/2009) |
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