目前,随着各项技术的不断发展,塑料制品已广泛应用于机械制造、轻工、电子电器、航空及航天等多种领域,并且向功能化、大型化方向发展。因此,对大型注射成型设备的选购、安装及调试将是广大用户面临的一个问题。购买大型注射成型机是一项非常重要的投资,它价格昂贵,选择时要作好充分的市场调研,并应慎重考虑设备制造厂家的实力和产品信誉,也应考虑设备的结构形式、主要的技术参数、控制方式、整机性能、售前售后服务等方面因素。大致有这样一个规律,机器价格越低廉,交货时间就越短,反之亦然,价格昂贵、质量好的设备多半需要较长的时间才能供货,所以要购得一台性能质量好的高级设备,就应提早做好市场调研,确定理想的供货厂家,联系定货。

        近年来从世界大型立式注塑机的发展来看,以及国内外大型立式注塑机的大部分用户经过长期的实践证明,肘杆式锁模装置虽然高效、节能、造价低,但使用寿命受到限制,性能随使用时间延长而下降。而液压式,特别是稳压式液压锁模装置,虽然在效率和节能方面稍逊色于肘杆式锁模,但却具有锁模力直接可靠、开模行程大、调模方便、使用寿命极长、性能稳定可靠、性能价格比高的优点,其优异的性能在长时间使用中得以充分体现。目前使用较多的液压式锁模系统为四缸抱合二板式和四缸直锁二板式。二板式锁模从受力来说,比充液式好得多,因为二板式封闭力线只在拉杆中部、动模板、定模板和模具之间,拉杆受力长度减少近50%,受力零件及整机疲劳损坏的零件也减少了许多,使整个合模系统刚性提高,整机寿命延长。

        在确定了立式注塑机的生产厂家后,掌握正确的安装和调试方法是保证立式注塑机性能长期稳定发挥的基本前提,本文就液压式大型立式注塑机的安装方法和调试中应注意的问题提出一些建议,仅供参考。

1    大型立式注塑机的安装和校核

1.1    大型立式注塑机的安装

        大型立式注塑机的安装比小型机器要复杂得多,不仅对地面、厂房等基本条件有较高的要求而且需要在安装方法、周边配套等方面作一定的技术研究。为确保在长期使用中安全可靠,机器应安装在坚固的地基上。机器安装平稳、动作流畅,可提高使用寿命和生产效率,也便于操作、维修和更换模具。

        与立式注塑机其他部件相比,合模系统(包括液压式、肘杆式合模装置)较容易出问题,其性能好坏直接影响到成型制品的尺寸精度和质量。为保证安全稳妥地安装大型立式注塑机,应做好充分的准备工作,仔细阅读机器的安装说明书和用户手册,注意与安装有关的内容,如机型特点、质量、尺寸、周边配套。从建筑单位、土地勘查部门等处搜集或核查地质资料,绝不能安装于松软的地面。有些地区地下可能有塌陷的空洞,当然不适用于安装此类重型立式注塑机。

        在安装立式注塑机之前应校核地基的承重能力,一般标准工业用地及多层厂房的承重能力在1.5MPa以上。概算地基承重力时,既要以平均压力值(机器总质量/总占地面积)为依据,又要考虑压力的不均匀分布。锁模装置端比注射端质量大,机器周边地角位置(水平调整块)的压力也较大。因此,需乘以相应的安全系数K,K值一般取2～4。

        概算大型立式注塑机的总质量(m)时,应包括主机和附件即:

        m=机器质量m1+模具质量m2+液压油质量m3+附属装置质量m4+塑料质量m5

        下面以锁模力1.25×107N、公称注射量7000g的大型立式注塑机为例,校核地基的承重能力是否能满足要求。

        标准机器质量:m1≈63t

        模具质量:m2=模具材料密度ρ×模具体积V(钢模ρ=7.8t/m3)模具的实际质量视注塑制品大小而定,在此以最大、最重的模具进行估算。

        模具体积:V=拉杆内距×最大模具体积≈2.05m3

        模具质量:m2≈16t

        液压油质量:m3=油箱容积×液压油密度=3.8m3×0.9t/m3=3.42t,取整为4t。

        其他附属装置估计总质量:m4=3t

        机内及机旁塑料估计总质量:m5=1t

        合计机器总估质量:m=(63+16+4+3+1)t=87t

        机器占地总面积:S=锁模装置+注射装置≈17m2

        地基承受的压力为:P=K×m/S=3×87/17=0.16MPa

        可见,在一般标准工业用地上,安装此类大型立式注塑机无地基沉降隐患,安全可靠。在满足上述要求的场地选定后,按照机器说明书的地脚安装平面图,确定固定立式注塑机地脚螺栓的位置,并且验证安装用地的平整性。锁模力6.37×106N以上的大型立式注塑机,安装时建议用机架地脚板、地脚螺栓和垫板而不使用避震垫脚。依照地脚安装图,挖掘深0.5～0.6m、边长0.3m的倒锥形坑,先只把机器底架放平,然后用优质水泥浇铸地脚螺栓成0.5～0.6m高的柱子,干固后,再拧紧地脚螺母,用水平仪调整水平位置。最后,用水泥覆盖并调整成斜面,防止油水流入机器底部腐蚀机架,并灌平机架底部空隙,确保支承使机器更加稳固。充分干固后,再安装其他部件。

        其他大型立式注塑机的估重及地基校核方法以此类推。参照相应的机器说明书估计机器总重,向土地管理或建筑部门了解厂房的承重能力。一般机器总质量约为主机质量的1.3倍,其中模具质量约为主机质量的四分之一。

        大型立式注塑机都是分体运装,进出和安装时要准备相应能力的起重机械,包括起吊高度和起吊质量。其中最重的大件是锁模装置上架,约占主机质量的三分之二。另外,机器周围的空间因素也不容忽视,主机周围须保留足够的空间用于安装配套的水电设施,如冷却模具、液压油、料斗座的输水管路和动力电缆。为方便清理油箱,要为灌、排油留出空间。在高度方面,除满足主机本身高度外,还应满足真空加料机、机械手及模具吊装的空间要求。

1.2    大型立式注塑机的校核

        新设备在安装后,应重新校核机器,除注塑装置与合模系统间的中心轴线偏差不大于0.05mm外,更应使合模机构达到装配的公差范围。

2    大型立式注塑机的工艺调整

        有了一套好的成型设备和模具,但没有恰当的成型工艺,要加工成型尺寸稳定、质量优良的制品也是困难的,下面介绍成型工艺应注意的几个问题。

2.1    锁模压力的确定

        随塑料制品的形状、大小不同,原料性能各异,成型参数如注射压力、速度及料温的变化,均导致所需的锁模力不一样。尽量不要凭经验或估算来确定锁模力,以免造成锁模力长期过大而引起部件的过度磨损。按通常设计的模具面积每平方厘米的受力为1.47×103～2.94×103N,如果能使用模腔压力传感器或超声波技术测定模腔压力,再确定锁模压力就相当准确了。

2.2    料筒温度的设置

        料筒温度应调节到能保证物料良好的塑化,且在充模时不过热分解即可。在靠近料筒出口处即均化段温度的控制,对于非结晶性塑料应高于其流动温度,对于结晶性塑料应高于其熔点,一般可设置在所需充模温度再加20～30℃。

2.3    注射压力、保压压力、时间及背压压力的设置

        注射压力设置应保证能充满模腔,并且稍高一点即可。因大型塑料制品的浇口比较大,为更好地消除残留压力,通常都有多级保压压力,一般保压压力设定比注射压力低0.5～1.0MPa。保压时间控制至浇口封闭即可。背压压力即塑化压力用于调控塑化质量和速度,在满足塑化质量要求的前提下,背压压力取最小值。

2.4    注射速度的控制

        大型立式注塑机一般,都具备多级注射速度以满足成型各类制品的需求。在采用多级注射速度的成型过程中,在不影响制品质量的前提下第一级尽可能用快速;第二级一般为低速,如PC、ABS等制品在浇口附近的质量均取决于这一级速度;第三级设定为高速,使熔体在模腔内部粘度变小,可改进制品的表面光洁度;第四级为中速或慢速,目的是进一步充实,使各方面均匀,提高尺寸精度,稳定制品质量。

2.5    模具温度的控制

        对于大型塑料制品为保证物料能迅速充模,又能快速冷却成型,提高生产效率。在模具中应优化设计冷却系统,并且在成型过程中配备模温控制设备。

3    结语

        液压式锁模的大型立式注塑机具有使用寿命长、性能稳定可靠、性能价格比高的优点。在标准工业用地上,安装此类机器无地基沉降隐患。