專利名稱：注塑機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種注塑機，特別是涉及一種用于注塑微型零件的注塑機。
背景技術：
傳統的注塑機包括注射裝置和注塑模具。注射裝置包括缸筒和設置在缸筒內由電機驅動的注射螺桿。塑料顆粒從缸筒一端由料斗送入，通過注射螺桿的轉動而推進，經位于缸筒另一端的注射噴嘴注入注塑模具腔內，形成所需的注塑零件。一字型注射螺桿用于塑化、注射并將模具腔中的塑料熔化物保持在熔融狀態。所需螺桿的大小要正比于注塑零件的尺寸。當注塑零件越來越小時，單憑減小螺桿的尺寸已無法在注塑零件的壓力和重量控制上獲得足夠的精度。
在微型注塑的塑化階段，如果一字型螺桿太小的話，即小于14毫米，則在將塑料顆粒剪切至熔融狀態的過程中螺桿的機械強度就不足以提供所需的力矩。
在微型注塑的注射階段，少量塑料熔化物(如小于0.1克)的熱容太小，以至于在正常的注射速度下，塑料熔化物在被填充到模具腔之前就在模具的流道內固化。因此需要提供一種驅動機構，以提供較高的注射速度，切換時穩定的減速和準確的停頓位置，及精確的壓力控制和注塑零件出坯。
實用新型內容為解決現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種可以高精度地制造微型注塑零件的注塑機。
本實用新型的目的是這樣實現的，即提供一種用于注塑微型零件的注塑機，其特征在于，包括溶膠部分，計量部分，注射部分，控制器和注塑模具，所述溶膠部分包括缸筒和擠壓螺桿，所述缸筒的一端設有開口，用于接收作為注塑原料的塑料顆粒，所述擠壓螺桿位于缸筒內并由擠壓螺桿電機驅動轉動；計量部分，包括安裝在缸筒另一端，用于釋放塑料顆粒形成的塑料熔化物的截流噴嘴，與截流噴嘴相通的計量通道，在計量通道內運動以推動塑料熔化物的計量柱，用于驅動計量柱的計量伺服電機，安裝在計量柱上用于檢測塑料熔化物作用在計量柱上的壓力的壓力傳感器；注射部分，包括與注塑模具腔相通并與計量通道垂直相通的注射通道，在注射通道內運動以推動塑料熔化物的注射柱，用于驅動注射柱的注射伺服電機，安裝在模具腔內的模具腔壓力傳感器；控制器，裝有控制程序，依次向溶膠部分、計量部分、注射部分發出控制信號完成注塑過程。
本實用新型提供了一種獨特的設計，將一字型注射螺桿的功能分成三個獨立的模塊，即一個用于計量，一個用于注射控制，一個用于壓力控制。特別設計的計量柱可以保證傳送到注射單元塑料熔化物遵循先進先出的順序。這樣可以避免塑料熔化物聚積在計量單元中并因延長加熱而劣化。此外，這種設計的優點還在于可以消除小直徑注射螺桿的機加工困難，解決高速運動中定位不準確問題及模具腔填充和壓力保持階段的壓力控制問題。
參照以下附圖詳細地描述本實用新型，其中圖1為本實用新型注塑機的示意圖；圖2為圖1中A部分的放大示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，用于注塑微型零件的注塑機包括溶膠部分，計量部分，注射部分，控制器21和注塑模具30。溶膠部分包括缸筒20，其一端設有開口，用于接收作為注塑原料的塑料顆粒；擠壓螺桿1，位于缸筒20內并由擠壓螺桿電機11驅動轉動。計量部分，包括安裝在缸筒20另一端，用于釋放塑料顆粒形成的塑料熔化物的截流噴嘴4，與截流噴嘴4相通的計量通道2，在計量通道2內運動以推動塑料熔化物的計量柱3，用于驅動計量柱的計量伺服電機12，安裝在計量柱上用于檢測塑料熔化物作用在計量柱上的壓力的壓力傳感器5。注射部分包括與模具腔相通并與計量通道2垂直相通的注射通道18，在注射通道15內運動以推動塑料熔化物的注射柱13，用于驅動注射柱13的注射伺服電機10；安裝在模具腔內的模具腔壓力傳感器9。控制器21，根據預設的程序發出各種控制信號。
在注射伺服電機10和注射柱13之間的傳動機構還可以包括與注射伺服電機10的輸出軸相連的滾珠絲杠15，隨著滾珠絲杠旋轉而在絲杠上進行直線運動的滾珠螺母16，與滾珠螺母15連接的隨動滾輪7，一端與上述滾珠螺母15鉸接而另一端與注射柱13鉸接的扭力臂6。注射單元承架14為大致L形，包括兩個直角邊和位于直角邊之間過渡的傾斜靠模表面8。注射柱13及注射通道15安裝在注射單元承架14的一個直角邊上。注射伺服電機10的輸出軸與注射單元承架14的另一直角邊平行。滾輪7始終沿著傾斜靠模表面8運動，經扭力臂6帶動注射柱13完成線性的往復運動。
下面將詳細地描述本申請注塑機的工作過程。在注塑周期開始時，塑料顆粒進給到位于整個注射組件中部的擠壓螺桿1。電機11驅動擠壓螺桿1轉動，轉速是可以調整的。塑料顆粒借助擠壓螺桿1的剪切力及電阻加熱器而產生的熱能而塑化。伺服電機12帶動包括滾珠絲杠17的傳動機構使計量柱往回運動到預定位置，同時注射柱13運動到前進位置，擋住計量通道2的開口。隨后，塑料熔化物經過截流噴嘴4而進給到計量通道2。計量柱3由伺服電機12和壓力傳感器5死循環控制，傳感器5用于檢測塑料熔化物作用在計量柱上的壓力。因此，可以控制塑料熔化物的壓力。在差不多達到預設的熔化物壓力后，截流噴嘴4關閉而防止過量的塑料熔化物流入計量通道2。隨后，計量柱3稍稍移動以便精確調節熔化物的壓力。如圖2所示，計量柱3的頭部帶有向截流噴嘴4的方向傾斜的端面，以保證塑料熔化物以先入先出的順序進給。
一旦計量階段完成，注射柱13向后移動且計量柱向上運動而將正確量的塑料熔化物傳送到注射柱13前。注射柱13的端部連接扭力臂6，扭力臂6提供驅動力而啟動注射柱13高速線性運動，并當扭力臂6完全延伸成直線時在注射柱13精確端部位置逐漸減速。在第一注射階段，注射柱13將塑料熔化物在固化之前推入模具腔，實現快速充填。
第一注射階段是基于位置控制的機構。當注射柱13達到端部位置，即扭力臂6完全伸展開時，該高速注射階段轉換為壓力控制階段。在扭力臂6的端部安裝有隨動滾輪7，其沿著傾斜靠模表面8滑動而將整個注射單元輕微向前移動而為注塑零件提供保壓(packing pressure)。注射柱13后側的位置由伺服電機10控制。當模具腔接近填滿時，模具腔壓力傳感器9監測到的增大的壓力傳遞給控制器21。接著，伺服電機10根據控制器21的反饋信號調整電機的輸出，以便與注塑機參數中的輸入壓力設定匹配。隨后，向模具腔注入額外的塑料熔化物以完全填滿并補償熱收縮。在模具打開后，伺服電機10驅動滾珠絲杠15，使滾珠螺母16稍微向前，從而使隨動滾輪沿著傾斜靠模表面8滑動而進一步向前移動，以便釋出澆口或注塑零件。
在注塑周期的最后，計量柱3和注射柱13撤回到原始位置，準備進行下一次動作。
本發明的設計解決了在使用小直徑一字型注射螺桿來注塑微小塑料零件時遇到的各種困難。
為了控制塑料熔化物的計量體積，采用直徑非常小的柱(截面積小)為給定的線性精度實現精確的體積控制。
該設計提供了一種低成本的解決方案，通過扭力臂6設計實現高注射速度，逐步減速及準確的端部位置。
由于扭力臂6提供了所需要的機械優點，不需要大功率伺服電機來控制注射柱13。
傾斜的計量柱頭部端面使得在計量通道2內積聚的塑料熔化物由來自擠壓螺桿的新鮮熔化物向上推，從而可以避免塑料熔化物過熱。達到塑料熔化物先入先出的次序。
機械的傾斜靠模表面使得這個注射裝置承架可以向前稍微移動而提供保壓和頂出的功能。
計量部分的設計可以供多注射的熔化物聚集在計量通道2內，而不必在每一循環都注入熔化物，因而提高了生產率。
盡管已參照附圖詳細描述了本實用新型的具體實施方式
，在不脫離本實用新型的精神和范圍的前提下可以對本實用新型進行各種改進和變形。
權利要求1.一種注塑機，用于注塑微型零件，其特征在于，包括溶膠部分，計量部分，注射部分，控制器和注塑模具，所述溶膠部分包括缸筒和擠壓螺桿，所述缸筒的一端設有開口，用于接收作為注塑原料的塑料顆粒，所述擠壓螺桿位于缸筒內并由擠壓螺桿電機驅動轉動；所述計量部分，包括安裝在缸筒另一端，用于釋放塑料顆粒形成的塑料熔化物的截流噴嘴，與截流噴嘴相通的計量通道，在計量通道內運動以推動塑料熔化物的計量柱，用于驅動計量柱的計量伺服電機，安裝在計量柱上用于檢測塑料熔化物作用在計量柱上的壓力的壓力傳感器；所述注射部分，包括與所述注塑模具腔相通并與計量通道垂直相通的注射通道，在所述注射通道內運動以推動塑料熔化物的注射柱，用于驅動注射柱的注射伺服電機，安裝在模具腔內的模具腔壓力傳感器；所述控制器，裝有控制程序，依次向所述溶膠部分、所述計量部分、所述注射部分發出控制信號完成注塑過程。
2.如權利要求1所述的注塑機，其特征在于，所述注射部分還包括與注射伺服電機輸出軸相連接的滾珠絲杠和滾珠螺母，與所述滾珠螺母的連接的隨動滾輪，一端與所述滾珠螺母的鉸接而另一端與所述注射柱鉸接的扭力臂及大致L形的注射單元承架，所述注射單元承架包括兩個直角邊和位于所述直角邊之間過渡的傾斜靠模表面，其中，所述注射柱及所述注射通道安裝在所述注射單元承架的一個直角邊上，所述注射伺服電機的輸出軸與所述注射單元承架的另一直角邊平行，隨動滾輪始終沿著傾斜靠模表面運動，經扭力臂帶動注射柱完成線性的往復運動。
3.如權利要求1所述的注塑機，其特征在于，所述計量柱的頭部端面面向截流噴嘴傾斜。
專利摘要本實用新型公開了一種用于注塑微型零件的注塑機，包括溶膠部分，具有缸筒和擠壓螺桿；計量部分，具有安裝在缸筒另一端的截流噴嘴，與截流噴嘴相通的計量通道，在計量通道內運動以推動塑料熔化物的計量柱，用于驅動計量柱的計量伺服電機，安裝在計量柱上用于檢測塑料熔化物作用在計量柱上的壓力的壓力傳感器；注射部分，包括與注塑模具腔相通并與計量通道垂直相通的注射通道，在注射通道內運動以推動塑料熔化物的注射柱，用于驅動注射柱的注射伺服電機，安裝在模具腔內的模具腔壓力傳感器；控制器，裝有控制程序，依次向溶膠部分、計量部分、注射部分發出控制信號完成注塑過程。該注塑機可以高精度地制造微型注塑零件。
文檔編號B29C45/54GK2855704SQ200520107238
公開日2007年1月10日 申請日期2005年9月13日 優先權日2005年9月13日
發明者李國強, 孫國偉, 高耀祖 申請人:香港生產力促進局