CN109702976B - 一种用于金属粉末熔料注射的注塑机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于金属粉末熔料注射的注塑机，包括机架、合模***、注射***和控制***，用于实现安装于其上的模具的启闭；用于将熔料注射至模具的型腔中，包括塑化组件，塑化组件包括料筒和设置于料筒内的注射螺杆；与合模***和注射***连接，用于控制合模***的模具的启闭和控制注射螺杆在注射时在料筒内作脉冲式转动和脉冲式轴向往复运动。通过设置控制***控制注射螺杆在注射时在料筒内作脉冲式转动和脉冲式轴向往复运动，可在注射过程中促使金属粉末熔料中大分子之间的自由体积增大、相互分离作用加强，促进大分子链、链段的解缠，从而降低金属粉末熔料的粘度和弹性，加强流动性。

Description

一种用于金属粉末熔料注射的注塑机

技术领域

本发明涉及注塑成型机技术领域，尤其涉及一种用于金属粉末熔料注射的注塑机。

背景技术

注塑成型是利用塑料的热物理性质，把物料塑化、熔融和均化后，注射到模具的型腔中，通过型腔对熔料经过保压、冷却、固化定型后制成成品。而在部分注塑工艺中为了获得高密度、高强度、均匀性好的坯体，通常需要添加金属粉末到熔料中，以制备相对黏度低、固相体积分数高的浆料，然后再将浆料中的有机单体聚合使浆料原位凝固。

但是熔料加入金属粉末后形成的金属粉末熔料，相比非金属添料熔料，金属粉末熔料的密度增加，流动性变差，粘度提高，均匀度下降，容易产生粘料现象，并且容易吸引杂质，影响注塑质量，同时对注塑设备的表面损伤也会相应的增大。

发明内容

本发明实施例的一个目的在于：提供一种用于金属粉末熔料注射的注塑机，其能够有效的提高注射质量。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种用于金属粉末熔料注射的注塑机，包括机架、合模***、注射***和控制***；

所述合模***，设置于所述机架上，用于实现安装于其上的模具的启闭；

所述注射***，设置于所述机架上，用于将金属粉末熔料注射至所述模具的型腔中，包括塑化组件，所述塑化组件包括料筒和设置于所述料筒内的注射螺杆；

所述控制***，设置于所述机架上，与所述合模***和所述注射***连接，用于控制所述合模***的模具的启闭和控制所述注射螺杆在注射时在所述料筒内作脉冲式转动和脉冲式轴向往复运动。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述注射***还包括液压马达、注射油缸组件、料斗组件、注射座组件；

所述液压马达与所述注射螺杆传动连接，用于带动所述注射螺杆转动；

所述注射油缸组件与所述液压马达连接，用于带动液压马达和所述注射螺杆沿所述注射螺杆的轴向做往复运动；

所述料斗组件设置于所述塑化组件上，用于为所述料筒提供注射用的金属粉末熔料；

所述液压马达、所述注射油缸组件和所述塑化组件均活动设置于所述注射座组件上，所述注射座组件固定设置于所述机架上。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述注射座组件包括注射座和设置于所述注射座上的若干滑动组件，所述滑动组件可沿所述注射螺杆的轴向作往复运动，所述液压马达、所述注射油缸组件和所述塑化组件设置于所述滑动组件上。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述塑化组件还包括固定座，所述固定座固定设置于所述滑动组件上，所述料筒可拆卸设置于所述固定座上，所述注射螺杆可活动穿设于所述固定座上，所述料斗组件可拆卸设置于所述固定座，所述固定座上对应设置有进料通道，用于连通所述料斗组件和所述料筒的进料口，所述固定座上设置有液压杆，所述液压杆的活动端与所述合模***的定模板连接，用于控制所述料筒的喷射嘴与所述合模***的进浇口紧密连接。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述注射油缸组件包括注射油缸，所述注射油缸的固定端设置于所述固定座上，所述注射油缸的活动端与所述液压马达连接，用于带动所述液压马达在所述注射座上带动所述注射螺杆沿所述注射螺杆的轴向作往复运动。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述控制***包括若干液压泵和控制终端，若干所述液压泵均与所述控制终端连接，所述液压泵分别与所述液压马达、所述注射油缸组件和所述合模***的控制端连接。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述控制***控制所述注射螺杆在注射时在所述料筒内作正转、暂停、正转的脉冲式转动。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述注射螺杆的正转与暂停动作的时间间隔范围为0.02-1S。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述控制***控制所述注射螺杆在注射时在所述料筒内沿其轴向作前进、后退、前进的脉冲式轴向往复运动。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述注射螺杆的前进、后退、前进的时间间隔范围为0.02-1S。

本发明的有益效果为：通过设置控制***控制注射螺杆在注射时在料筒内作脉冲式转动和脉冲式轴向往复运动，可在注射过程中促使金属粉末熔料中大分子之间的自由体积增大、相互分离作用加强，促进大分子链、链段的解缠，从而降低金属粉末熔料的粘度和弹性，加强流动性，这样熔体就可以在较低的温度和压力下进行充模、压实、成型。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例所述用于金属粉末熔料注射的注塑机示意图。

图2为本发明实施例所述用于金属粉末熔料注射的注塑机的分解图。

图3为本发明实施例所述料筒和注射螺杆的结构示意图。

图4为图3中A处的放大图。

图中：

1、机架；2、合模***；3、注射***；31、塑化组件；311、料筒；3111、喷射嘴；312、固定座；313、液压杆；314、注射螺杆；3141、分流主体；3142、第一容纳槽；3143、第二容纳槽；3144、主分流翼；3145、导流槽；3146、副分流翼；3147、止逆阀；3148、止逆介子；3149、限位凸起；32、液压马达；33、注射油缸组件；341、注射座；342、滑动组件；4、控制***；41、液压泵。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至4所示，于本实施例中，本发明所述的一种注射金属粉末的用于金属粉末熔料注射的注塑机，其包括机架1、合模***2、注射***3和控制***4，其中合模***2设置于机架1上，用于实现安装于其上的模具的启闭；注射***3设置于机架1上，用于将金属粉末熔料注射至模具的型腔中，包括塑化组件31，塑化组件31包括料筒311和设置于料筒311内的注射螺杆314；控制***4设置于机架1上，与合模***2和注射***3连接，用于控制合模***2的模具的启闭和控制注射螺杆314在注射时在料筒311内作脉冲式转动和脉冲式轴向往复运动。

通过设置控制***4控制注射螺杆314在注射时在料筒311内作脉冲式转动和脉冲式轴向往复运动，可在注射过程中促使金属粉末熔料中大分子之间的自由体积增大、相互分离作用加强，促进大分子链、链段的解缠，从而降低金属粉末熔料的粘度和弹性，加强流动性，这样熔体就可以在较低的温度和压力下进行充模、压实、成型。

而注射压力、保压压力和模具温度的降低，必然会降低注射功率，缩短成型周期，达到降低能耗的效果。此外，在不断变化的脉动压力下进行注射并压实，可以使金属粉末熔料得到良好的均化和混合，促进前端冷料的压实与融合，有利于模腔空气的排出，将会有效地减少或消除制品中可能出现的缩孔、表面塌陷和熔接线等缺陷。同时制品中的残余应力还可以得到控制，有效地提高制品的质量。

在本发明实施例中，注射***3还包括液压马达32、注射油缸组件33、料斗组件、注射座341组件；液压马达32与注射螺杆314传动连接，用于带动注射螺杆314转动；注射油缸组件33与液压马达32连接，用于带动液压马达32和注射螺杆314沿注射螺杆314的轴向做往复运动；料斗组件设置于塑化组件31上，用于为料筒311提供注射用的金属粉末熔料；液压马达32、注射油缸组件33和塑化组件31均活动设置于注射座341组件上，注射座341组件固定设置于机架1上。

在本实施例中，控制***4控制注射螺杆314在注射时在料筒311内作正转、暂停、正转的脉冲式转动，注射螺杆314的正转与暂停动作的时间间隔范围为0.02-1S。

通过设置液压马达32带动注射螺杆314作正转、暂停、正转的脉冲式转动，可促使金属粉末熔料中大分子之间的自由体积增大、相互分离作用加强，促进大分子链、链段的解缠，从而降低金属粉末熔料的粘度和弹性，加强流动性。

在本发明的一个具体的实施例中，注射座341组件包括注射座341和设置于注射座341上的若干滑动组件342，滑动组件342可沿注射螺杆314的轴向作往复运动，液压马达32、注射油缸组件33和塑化组件31设置于滑动组件342上。

具体的，滑动组件342可为设置于注射座341上的导轨组件和设置于导轨组件上的导轨座，并且导轨组件与注射螺杆314的轴向平行。液压马达32、注射油缸组件33和塑化组件31均安装至导轨座上，以使液压马达32、注射油缸组件33和塑化组件31可在注射座341上沿注射螺杆314的轴向***。

在其他实施例中，还可采用导杆与导杆座相配合的滑动组件342，或采用燕尾槽形式的滑动组件342。

在本发明实施例中，塑化组件31还包括固定座312，固定座312固定设置于滑动组件342上，料筒311可拆卸设置于固定座312上，注射螺杆314可活动穿设于固定座312上，料斗组件可拆卸设置于固定座312，固定座312上对应设置有进料通道，用于连通料斗组件和料筒311的进料口，固定座312上设置有液压杆313，液压杆313的活动端与合模***2的定模板连接，用于控制料筒311的喷射嘴3111与合模***2的进浇口紧密连接。

通过设置固定座312，并将塑化组件31的料筒311、注射螺杆314和料斗组件设置在固定座312上，可有效的实现料筒311、注射螺杆314和料斗组件的固定。此外，在固定座312上设置液压杆313，并将液压杆313的活动端与合模***2的定模板连接，可用于控制料筒311的喷射嘴3111与合模***2的进浇口紧密连接，保证注射时喷射嘴3111与模具的进浇口紧密接触，不漏料，***压。

在本发明实施例中，注射油缸组件33包括注射油缸，注射油缸的固定端设置于固定座312上，注射油缸的活动端与液压马达32连接，用于带动液压马达32在注射座341上带动注射螺杆314沿注射螺杆314的轴向作往复运动。

在一个具体的实施例中，控制***4控制注射螺杆314在注射时在料筒311内沿其轴向作前进、后退、前进的脉冲式轴向往复运动，注射螺杆314的前进、后退、前进的时间间隔范围为0.02-1S。

通过设置注射油缸，在控制***4的控制下可带动注射螺杆314作前进、后退、前进的脉冲式往复运动，使得金属粉末熔料在不断变化的脉动压力下进行注射并压实，进而可得到良好的均化和混合。

在本发明实施例中，控制***4包括若干液压泵41和控制终端，若干液压泵41均与控制终端连接，液压泵41分别与液压马达32、注射油缸组件33和合模***2的控制端连接。

通过设置液压泵41与液压马达32、注射油缸组件33和合模***2的控制端连接，并通过控制终端控制液压泵41的泵油，可方便实现上述的注射螺杆314在注射时在料筒311内作脉冲式转动和脉冲式轴向往复运动。并且在控制过程中具体的可通过改变给油量来实现注射螺杆314的高频脉冲式转动和脉冲式轴向往复运动。

在本发明实施例中，注射螺杆314具体包括螺杆和分流部件，分流部件可拆卸设置于螺杆的端部，分流部件包括分流主体3141、主分流翼3144和副分流翼3146，若干主分流翼3144沿分流主体3141的轴向圆周分布于分流主体3141上，副分流翼3146对应主分流翼3144设置于分流主体3141上，并位于主分流翼3144靠近螺杆的一侧。

通过在分流部件的分流主体3141上设置主分流翼3144和副分流翼3146，能够增大金属粉末熔料与螺杆之间的摩擦面积，增大传热面积，减少金属粉末熔料的流动层厚度，加大射出前的熔融率，提高传热效率和热均匀性。并且副分流翼3146的设置可使金属粉末熔料在注射出喷射嘴3111前更加均匀，使金属粉末熔料不易产生成分聚凝现象，保证注塑质量。

在本发明实施例中，主分流翼3144为凸设于分流主体3141上的若干楔形凸条，相邻两个楔形凸条之间形成可供流体通过的导流槽3145。

通过在分流主体3141上凸设若干楔形凸条，并在相邻两个楔形凸条之间形成导流槽3145，可限制金属粉末熔料的流动方向和流动路径，减少金属粉末熔料的流动层厚度，提高金属粉末熔料的熔融率，并且通过改变金属粉末熔料的流动路径，可有效的提高金属粉末熔料的混合程度，提高金属粉末熔料均匀性和热均匀性。

在本发明实施例中，副分流翼3146为凸设于分流主体3141上的若干齿形凸起，且沿分流主体3141的轴向至少包括两层间隔设置的副分流翼3146。

通过在分流本体上设置副分流翼3146，可在金属粉末熔料进入至主分流翼3144区域前预先将金属粉末熔料进行混合，提高金属粉末熔料的均匀性，并且减少金属粉末熔料的成分凝聚现象，使得注塑质量更好。

在本发明实施例中，各层副分流翼3146之间凹设有第一容纳槽3142，主分流翼3144与副分流翼3146之间沿分流主体3141的径向环形凹设有第二容纳槽3143。

通过在各副分流翼3146之间凹设第一容纳槽3142，在主分流翼3144和副分流翼3146之间凹设第二容纳槽3143，可在金属粉末熔料流过时，将金属粉末熔料中的易粘性杂质收纳在内，以减少金属粉末熔料中附带的杂质，使得从喷射嘴3111注射出的金属粉末熔料更为干净。

在本发明的一个优选的实施例中，螺杆还包括止逆组件，止逆组件设置于副分流翼3146与螺杆之间，并套设于分流主体3141上。

通过在分流主体3141上套设止逆组件，可避免或减少注射工作中金属粉末熔料的回流，从而达到避免原料分解、节省能源、提高注塑制品工作效率的目的。

在一个具体的实施例中，止逆组件包括止逆阀3147和止逆介子3148，止逆阀3147位于靠近副分流翼3146的一侧，止逆阀3147靠近副分流翼3146的一侧凸设有与副分流翼3146相配合的限位凸起3149，用于限制止逆阀3147的转动。

进一步的，止逆介子3148靠近止逆阀3147的一侧设置有与止逆阀3147相配合的锥形面，止逆阀3147靠近止逆介子3148的一端对应锥形面开设有锥形孔。

通过止逆阀3147和止逆介子3148的相互配合，在外注射时，止逆阀3147和止逆介子3148相互贴紧，金属粉末熔料由止逆阀3147内流过；当完成注射后，螺杆退回，将止逆阀3147与止逆介子3148分离开，从而使得料筒311内的金属粉末熔料进入到分流组件段，进入注射准备阶段。并且止逆阀3147可通过限位凸起3149与副分流翼3146之间的插接配合将止逆阀3147沿其周向的运动进行限制，防止止逆阀3147的转动，以及防止整个止逆阀3147在打开时整个撞到分流梭的副分流翼3146上，使得副分流翼3146变形。

在一个优选的实施例中，止逆介子3148的表面凹设有若干螺旋形凹槽，凹槽的设置可有效的增强金属粉末熔料的流动性和摩擦面积，增添均匀性、被剪切性，同时减少在圈径变化区的粘壁现象。

在本发明实施例中，螺杆包括输料段、压缩段和计量段，其长度比例为55％-65％：15％-35％：15％-25％。螺杆的牙径比为15-25倍，压缩比为1.5-2.5。

通过将输料段、压缩段和计量段的长度比例设置为55％-65％：15％-25％：15％-25％，可使得金属粉末熔料中的粘接剂不被过早的劣化，保证金属粉末熔料质量，提高注塑质量和降低螺杆21的磨损。

优选的，输料段、压缩段和计量段的长度比例为50％：35％：15％。螺杆的牙径比为20倍，压缩比为2.0。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于金属粉末熔料注射的注塑机，其特征在于，包括机架、合模***、注射***和控制***，

所述合模***，设置于所述机架上，用于实现安装于其上的模具的启闭；

所述注射***，设置于所述机架上，用于将金属粉末熔料注射至所述模具的型腔中，包括塑化组件，所述塑化组件包括料筒和设置于所述料筒内的注射螺杆；

所述控制***，设置于所述机架上，与所述合模***和所述注射***连接，用于控制所述合模***的模具的启闭和控制所述注射螺杆在注射时在所述料筒内作脉冲式转动和脉冲式轴向往复运动；

所述注射螺杆具体包括螺杆和分流部件，所述分流部件可拆卸设置于所述螺杆的端部，所述分流部件包括分流主体、主分流翼和副分流翼，若干所述主分流翼沿所述分流主体的轴向圆周分布于所述分流主体上，所述副分流翼对应所述主分流翼设置于所述分流主体上，并位于所述主分流翼靠近所述螺杆的一侧；

所述主分流翼为凸设于所述分流主体上的若干楔形凸条，相邻两个所述楔形凸条之间形成可供流体通过的导流槽；

所述副分流翼为凸设于所述分流主体上的若干齿形凸起，且沿所述分流主体的轴向至少包括两层间隔设置的所述副分流翼；

各层所述副分流翼之间凹设有第一容纳槽，所述主分流翼与所述副分流翼之间沿所述分流主体的径向环形凹设有第二容纳槽；

所述螺杆还包括止逆组件，所述止逆组件设置于所述副分流翼与所述螺杆之间，并套设于所述分流主体上；

所述止逆组件包括止逆阀和止逆介子，所述止逆阀位于靠近所述副分流翼的一侧，所述止逆阀靠近所述副分流翼的一侧凸设有与所述副分流翼相配合的限位凸起，用于限制所述止逆阀的转动；

所述止逆介子靠近所述止逆阀的一侧设置有与所述止逆阀相配合的锥形面，所述止逆阀靠近所述止逆介子的一端对应所述锥形面开设有锥形孔。

2.根据权利要求1所述的用于金属粉末熔料注射的注塑机，其特征在于，所述注射***还包括液压马达、注射油缸组件、料斗组件、注射座组件；

所述液压马达与所述注射螺杆传动连接，用于带动所述注射螺杆转动；

所述注射油缸组件与所述液压马达连接，用于带动液压马达和所述注射螺杆沿所述注射螺杆的轴向做往复运动；

所述料斗组件设置于所述塑化组件上，用于为所述料筒提供注射用的金属粉末熔料；

所述液压马达、所述注射油缸组件和所述塑化组件均活动设置于所述注射座组件上，所述注射座组件固定设置于所述机架上。

3.根据权利要求2所述的用于金属粉末熔料注射的注塑机，其特征在于，所述注射座组件包括注射座和设置于所述注射座上的若干滑动组件，所述滑动组件可沿所述注射螺杆的轴向作往复运动，所述液压马达、所述注射油缸组件和所述塑化组件设置于所述滑动组件上。

4.根据权利要求3所述的用于金属粉末熔料注射的注塑机，其特征在于，所述塑化组件还包括固定座，所述固定座固定设置于所述滑动组件上，所述料筒可拆卸设置于所述固定座上，所述注射螺杆活动穿设于所述固定座上，所述料斗组件可拆卸设置于所述固定座，所述固定座上对应设置有进料通道，用于连通所述料斗组件和所述料筒的进料口，所述固定座上设置有液压杆，所述液压杆的活动端与所述合模***的定模板连接，用于控制所述料筒的喷射嘴与所述合模***的进浇口紧密连接。

5.根据权利要求4所述的用于金属粉末熔料注射的注塑机，其特征在于，所述注射油缸组件包括注射油缸，所述注射油缸的固定端设置于所述固定座上，所述注射油缸的活动端与所述液压马达连接，用于带动所述液压马达在所述注射座上带动所述注射螺杆沿所述注射螺杆的轴向作往复运动。

6.根据权利要求2所述的用于金属粉末熔料注射的注塑机，其特征在于，所述控制***包括若干液压泵和控制终端，若干所述液压泵均与所述控制终端连接，所述液压泵分别与所述液压马达、所述注射油缸组件和所述合模***的控制端连接。

7.根据权利要求1所述的用于金属粉末熔料注射的注塑机，其特征在于，所述控制***控制所述注射螺杆在注射时在所述料筒内作正转、暂停、正转的脉冲式转动。

8.根据权利要求7所述的用于金属粉末熔料注射的注塑机，其特征在于，所述注射螺杆的正转与暂停动作的时间间隔范围为0.02-1s。

9.根据权利要求1所述的用于金属粉末熔料注射的注塑机，其特征在于，所述控制***控制所述注射螺杆在注射时在所述料筒内沿其轴向作前进、后退、前进的脉冲式轴向往复运动。

10.根据权利要求9所述的用于金属粉末熔料注射的注塑机，其特征在于，所述注射螺杆的前进、后退、前进的时间间隔范围为0.02-1s。