專利名稱：無計(jì)量段高效注射螺桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種塑料加工機(jī)械，特別是一種應(yīng)用在塑料注射成型機(jī)上的無計(jì)量段高效注射螺桿。
注射螺桿是注射成型機(jī)的關(guān)鍵部件，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和幾何參數(shù)的優(yōu)化選擇的正確與否，直接影響到注射成型制品的質(zhì)量好壞和生產(chǎn)量的高低，并且關(guān)系到注射機(jī)對(duì)不同物料的適應(yīng)范圍。目前的常規(guī)注射螺桿的基本結(jié)構(gòu)如


圖1所示，該螺桿由螺桿主體部分1和螺桿頭2構(gòu)成，螺桿1的主體部分又分為加料段L1、壓縮段L2和計(jì)量段L3，三段之和一般為18D，而其中D為螺桿外徑，三段之和稱為L。它的各段段長分配是L1＝8D，L2＝6D，L3＝4D，螺桿的螺距t＝D，最深處螺槽槽深為h1＝0.12D，壓縮比h1／h3＝2.5。h3為螺桿最淺處螺槽槽深。這種老三段式的常規(guī)螺桿的輸送和塑化機(jī)理主要是靠物料與螺桿、機(jī)筒間的摩擦和內(nèi)部剪切效應(yīng)來進(jìn)行的，螺桿塑化過程來自剪切熱的能源將逐漸占主導(dǎo)地位，而外部加熱將占輔助地位，而剪切熱主要取決于螺桿螺槽的形狀及各段幾何尺寸以及物料的物理性能及流變性能等因素。當(dāng)固體物料從料口加入并被旋轉(zhuǎn)的螺桿帶入L1段較深螺槽中實(shí)現(xiàn)固體輸送，然后進(jìn)入到螺槽逐漸變淺的L2段中被壓縮塑化，再進(jìn)入具有等深螺槽的L3段受進(jìn)一步強(qiáng)剪切的均化作用，最后流入螺桿前端，等待下一次注射過程中被注入模具型腔。
這種常規(guī)三段式螺桿存在的問題有以下幾點(diǎn)第一由于此螺桿的L3段較長，使L2及L1段長度相對(duì)變短，物料在螺槽中的熱歷程受到限制，使已進(jìn)入到L2段的物料難以完全熔融，即無法正常進(jìn)入到螺槽較淺的L3段中，于是便產(chǎn)生物料被擠死現(xiàn)象，導(dǎo)致螺桿軸向壓力和扭矩的升高，使螺桿過載或無法轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，只好采取低轉(zhuǎn)速以延長物料的停留時(shí)間的辦法來彌補(bǔ)物料的堆擠現(xiàn)象，使得螺桿不能在高轉(zhuǎn)速下工作，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)能力的提高。
第二由于L3段淺螺槽段的存在，當(dāng)物料在L2和L1連續(xù)受摩擦和剪切的作用之后，又在L3段受到更加劇烈的剪切作用，導(dǎo)致了能量的大量堆積，使物料溫度上升，對(duì)于熱穩(wěn)性差的硬氯乙烯等物料來說很容易因此而產(chǎn)生過熱分解，導(dǎo)致物料的碳化，并產(chǎn)生有毒煙氣，使注射無法進(jìn)行。
第三、目前，人們?cè)噲D采用降低轉(zhuǎn)速和取消帶止逆環(huán)螺桿頭的結(jié)構(gòu)的辦法來減少剪切熱所導(dǎo)致的熱分解及堆擠料問題，但在加工硬氯乙稀復(fù)雜制品時(shí)，由于流道及模腔復(fù)雜而造成模腔阻力的增大，進(jìn)而產(chǎn)生很大的反壓回流，無法保證高的充注膜壓力，故無法成型出合格的硬聚氯乙稀制品，這也正是迄今為止無法用硬聚氯乙稀成型復(fù)雜制品的原因所在。
本實(shí)用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺點(diǎn)和不足，而提供一種由兩段式螺桿主體和帶有止逆環(huán)的螺紋螺桿頭而構(gòu)成的高生產(chǎn)能力、不產(chǎn)生熱分解、適用于成型硬聚氯乙稀復(fù)雜制品的無計(jì)量段高效注射螺桿。
本實(shí)用新型的目的是通過下面的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，在只有兩段組成的螺桿主體部分的前端聯(lián)接有帶有止逆環(huán)的螺紋螺桿頭，螺桿主體段L分為具有較深螺槽的輸送段L2和變深螺槽的塑化段L2，L＝(18－20)D，L1＝(9－10)D，L2＝(9－10)D，深螺槽槽深h1＝(0.14－0.16)D，壓縮比ε＝h1／h2＝2.1－2.3，由于以上結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)的改變，相對(duì)增加了第一、二段的有效塑化長度，增加了物料的熱歷程，使物料可在充分熔融的基礎(chǔ)上向前推進(jìn)，淺螺槽的計(jì)量段的取消，有效地降低了剪切熱，防止了某些物料的熱分解。
由上可見本實(shí)用新型的顯著效果是1、物料不易堵死，轉(zhuǎn)速得以提高，故生產(chǎn)能力高。
2、不僅可加工普通物料，而且適合于熱穩(wěn)定性差的硬聚氯乙稀等物料的加工，擴(kuò)大了適用范圍。
3、由于螺桿剪切熱減少，可實(shí)現(xiàn)低溫塑化，使物料達(dá)到高分解程度，故可設(shè)置帶有止逆環(huán)的螺桿頭，有效地防止了物料的回流，提高了模腔壓力，所以能夠成型形狀復(fù)雜的硬聚氯乙稀制品。
4、兩段式螺桿便于加工，可降低制造成本。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)是由下面的實(shí)施例及其附圖實(shí)現(xiàn)的。
圖1是現(xiàn)有常規(guī)螺桿結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
下面將結(jié)合附圖2對(duì)本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)地說明本實(shí)用新型由螺桿主體段1和與螺桿主體段1前端連接的螺桿頭2構(gòu)成，其特征在于螺桿主體段1是由輸送段L1和塑化段L2構(gòu)成，螺桿頭2上設(shè)置有螺紋2A，在螺桿頭2的光軸段2B上活動(dòng)套裝有止逆環(huán)3。參見圖2本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征還在于輸送段L1的長度為10－20D，塑化段L2的長度為9－10D，螺桿主體段全長L為18－20D，h1為0.14－0.16D，螺桿壓縮比ε＝h1／h2＝2.1－2.3。參見圖2。
本實(shí)用新型的工作機(jī)理在于由于取消了計(jì)量段L3，即使在螺桿總長不變的情況下，也等于增加了第二段L2和第一段L1的長度，增加了物料在這一段的熱歷程，使物料能充分地熔融不至在L2段堵擠，在加工相同物料時(shí)其轉(zhuǎn)速可提高一倍以上。使生產(chǎn)能力有較大的提高。
由于取消了淺螺槽的計(jì)量段L3，極大地減少了物料能量的積儲(chǔ)、使來自剪切能量的比例受到控制，而增加了外部熱源控制的比例，用精確地控制物料溫度的辦法防止過熱分解，以適應(yīng)硬聚氯乙稀等制品的加工。
由于螺桿剪切熱減少，故可實(shí)現(xiàn)低溫化，使物料達(dá)到高分解溫度，因此，可加入帶止逆環(huán)3的螺紋螺桿頭2，螺桿頭上的螺紋2A的設(shè)置，不僅防止了熔料在其頭部的滯流分解，而且在注射時(shí)由于反流的熔料受到了止逆環(huán)3的封閉，所以可建立起較高的模型壓力，因此，可以成型出形狀復(fù)雜的硬聚氯乙稀制品。
在某些情況下，也可設(shè)置很短L3的計(jì)量段，此時(shí)L3的長度為(0－1)D。
權(quán)利要求1.無計(jì)量段高效注射螺桿，由螺桿主體段1和與螺桿主體段1前端連接的螺桿頭2構(gòu)成，其特征在于螺桿主體段1是由輸送段L1和塑化段L2構(gòu)成，螺桿頭2上設(shè)置有螺紋2A，在螺桿頭2的光軸段2B上活動(dòng)套裝有止逆環(huán)3。
2.按照權(quán)利要求1所述的無計(jì)量段高效注射螺桿，其特征在于輸送段L1的長度為10－20D，塑化段L2的長度為9－10D，螺桿主體段全長L為18－20D，h1為0.14－0.16D，螺桿壓縮比ε＝h1／h2＝2.1－2.3。
專利摘要無計(jì)量段高效注射螺桿，在只有兩段組成的螺桿主體部分的前端聯(lián)接有帶有止逆環(huán)的螺紋螺桿頭，螺桿主體段L分為具有較深螺槽的輸送段L
文檔編號(hào)B29C45/48GK2126516SQ9222848
公開日1993年1月6日 申請(qǐng)日期1992年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月25日
發(fā)明者王興天, 楊于光 申請(qǐng)人:北京化工學(xué)院