-第五节螺杆理论

第五节螺杆理论螺杆作用与分类经过很长的热历程，要经过三态〔玻璃态、粘弹态、粘流态〕的转变，螺杆各功终影响注塑成型周期和制品质量。一般螺杆难以加工加工的塑料，例如热固性塑料、聚氯乙烯、高粘度的PMMA分流型螺杆、波状螺杆、横纹螺杆、无计量段螺杆、两段式排氯螺杆、强混炼型螺杆等等。螺杆的根本形式及几何参数4-8L和尾部的连接局部组成。螺杆头部设有装螺杆头的反向螺纹。LLshβedhddnLLLdeRR2α4-8螺杆根本构造示图ds直接影响到理论注射容积的大小。因此，理论注射容积大的注塑机其螺杆直径也大。L/ds——螺杆长径比。L是螺杆螺纹局部的有效长度。ssss另一局部是螺杆转动时产生磨擦热和剪切热，由外部机械能转化的。因此，L/dL/d增多，L/d19~23。ssss1。〔3〕L ——加料段长度。加料段又称输送段或进料段。为提高输送力量螺槽外表肯定要光滑。L3的长度应保物料有足够的输送长度一般L3＝〔9~10〕1。ds〔4〕h1

h1

深，则容纳物料多，提高了供料量，但会影响物料塑化效果以及螺杆根部的剪切强度。一般h≈0.12～0.16d。1 s3〔5〕L3——熔融段〔均化段、计量段〕L3段的螺槽中L3L3

(4~5)d。s3333 〔6〕h ——熔融段螺纹深度h小螺槽浅提高了塑料熔体的塑化效果，有利于熔体的均化。但h 过小会导致剪切速率过高，以及剪切热过大，引起大分子链的降解，影响熔体质量。反之，假设h 过大，由于在预塑时，螺杆背压产生的回流作用增加，会降低塑化力量。所以适宜的h应由压缩比ε3333 h 1 ……………〔4-22〕h3PP、PE、PAε＝3~3.5；＝1.4~2.5。2〔7〕L2——塑化段〔压缩段〕螺纹长度。物料在此锥体空间中不断地受到压缩，剪切和混炼作用，物料从L ，熔池不断地加大，到出点处熔池已占满全螺槽物料完成从玻璃态经过粘弹态向粘流态的转变从固体222向熔体床的转变L长度会影响物料从固态到粘流态的转化历程太短会来不及转化，固料堵能塞在L ，太长也会22sL2＝〔6~8〕d。s对于结晶型的塑料，物料熔点明显，熔融范围窄，所以 L2

可短些，一般(3~4)ds。〔8〕Sβ，从而影响螺槽的输送效率，一般S≈ds。〔9〕e磨损程度，一般〔0.05～0.07〕d。s〔10〕螺棱后角α，螺棱推力面圆角R1和背 e2R2

的大小影响螺槽的有效容积，物料的滞R R留状况以及螺棱根部的强度等，一般=25~30º， 2R=(0.3~0.5)R1

，如图4-9所示。 α一般螺杆概述

图4-9 螺棱尺寸示图〔输送段、压缩段〔塑化段、均化段〔计量段。依据塑料性质不同，可分为渐变型螺杆、突变型螺杆、通用型螺杆。化温度较宽的、高粘度的非结晶型塑料。胺类的结晶型塑料。更换螺杆频繁，有利提高生产效率。非是“万能”螺杆，对某些有特别注塑工艺要求的塑料，需要配备特别螺杆。一般螺杆参数S①螺杆长径比〔L/D、分段S18~22。一般螺杆各段长度如下所列：螺杆类型压缩段〔L2〕渐变型25~30%50%15~20%突变型65~70%15~5%20~25%通用型45~50%20~30%20~30%②压缩比〔ε〕注射螺杆压缩比是指计量段螺槽深度〔h1〕与均化段螺槽深度〔h3〕之比。用得小些为好，以有利于提高的塑化力量和增加对物料的适应性。2.6~3.0；对高粘度的塑料，如硬聚氯乙烯、丁二烯与ABS共混，高冲击聚苯乙烯、AS、均化段螺槽深度和螺杆压缩比确定后，对于单头等距变深螺杆，可由式0.93

h

=h 1 33的压缩比，大于实际压缩比。螺杆材料与热处理38CrMoAlSACM645。国内螺杆的热处理，一般实行镀铬工艺，镀铬之前高频淬火或氮化，然后镀铬，厚度0.03mm~0.05mm。此种螺杆适于阻燃性塑料，透亮PC、PMMA。但镀铬层简洁脱落，防腐蚀性能差，所以多承受不锈钢材料。特别螺杆4-104-11所示。螺杆塑化元件为了提高螺杆的塑化质量，组分的分散和混分子量的分布与熔体的均化效果。螺杆头熔体，防止倒流。料筒〔1〕料筒构造4-18所示。图4-18 料筒构造示图1－定位子口2－螺孔3－螺孔4－加料口5－尾螺纹6－定位定位子口12内将前体与料筒压紧。螺孔3否则会影响温度测量精度。料筒壁厚生滞后现象。一般料筒外径与内径比值K＝2~0.25，如表4-1所列。4-1料筒壁厚螺杆直径〔mm〕3442506585110130150机筒壁厚〔mm〕25293547.545757567比 值〔K〕2.472.402.402.462.102.362.151.80料筒间隙剧，能耗加大，甚至卡死，此间隙Δ＝〔0.002~0.005〕ds4-2所列。螺杆直径最大径向间隙表4-2 间 隙螺杆直径最大径向间隙≥15－>25－>50－>80－>110－>150－>200－>240255080110150200240≤0.12≤0.20≤0.30≤0.35≤0.15≤0.50≤0.60≤0.70料筒加热、冷却加工物料合理配置。常用的有电阻加热和陶瓷加热，后者较前者承载功率大。料筒、螺杆材料38CrMoAlA合金，高硬度抗蚀耐磨的双金属料筒。喷嘴〔1〕喷嘴功能应，加速能量转换，提高熔体温度均化效果；保压时，起保温补缩作用。喷嘴可分为放开式喷嘴、锁闭喷嘴、热流道喷嘴和多流道喷嘴。4-3喷嘴口径机器注射量(g)30~200250~8001000~200通用料2~33.5~4.55~6开式喷嘴硬聚氯乙烯类3~45~66~7锁闭式喷嘴2~33~44~59、螺槽深度主要涉及到以下的几个方面：螺槽深与剪切效果关系:螺槽浅,剪切热大从而螺杆消耗的功率也大〔Nh3成正比件的需要动身，是无需强剪切作用的。槽深与螺杆工作性能的稳定：具有浅螺槽和长的均化段的螺杆，在工射螺杆一般无需去特别考虑。槽深与螺杆的塑化力量：在其它条件不变的状况下，螺杆塑化力量正比于螺槽深度。因此，注射螺杆适当地加深螺槽深度，有利于提高塑化力量。压缩比〔i：小的压缩比有利于提高塑化力量，但剪 切塑化效果则对背压调整反映却比较敏感，相对于挤出螺杆相比，注射螺杆的压缩比取用得比较小，这样螺杆具有较高的塑化力量和较强的加工适应性。注射螺杆常用压缩比，对于结晶型塑料，如聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、以及复合塑料，一般为3.0~3.5，对于较高粘度的塑料，如硬聚氯乙烯、丁二烯与ABS共混，高冲击聚苯乙烯、AS、聚甲醛、聚碳酸脂、有机玻璃、聚苯醚、约为1.4~2.