專利名稱：射出成型機的螺桿裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種射出成型機的螺桿裝置，特別是涉及一種將螺桿軸向偏心地設置在加熱筒內，利用螺桿螺紋的螺峰至螺谷的間隙變化不同，各橫剖面由一側至另側的間隙寬窄漸漸不同，且在塑料被推進向前的方向上，間隙的寬窄變化逐漸變大，得令塑料重覆受壓擠轉動而混練的更加均勻。
塑膠的成型方法很多，特別以射出成型法的使用最為普遍，尤其是近年來成型機器不斷的研究與改良，不僅已由手動、半自動至全自動化，更因其成型加工的性質不同及工作條件不同，而發展出各種不同的成型機。請參閱
圖1所示是以往射出成型機簡略機構的剖視示意圖，一般射出成型機大致包含有機臺1、夾模裝置2及射出裝置3等三大部份，其中射出裝置3的主要作用在于如何使熔融的塑料以高速度、高壓力從高溫的加熱筒中將塑料射入模窩中，使其成型、冷卻、固化；而射出裝置3又可依內部的計量、可塑化、射出方法等不同而分為數類，其中一代表性的為螺桿式射出裝置，其主要包含有加熱筒30、噴嘴31及螺桿32，加熱筒30是內部中空可容裝塑料的長型圓筒狀鋼管，其外圍覆設有加熱裝置；噴嘴31乃安裝在加熱筒30的前端，其具有正對夾模裝置2的縮束端310；螺桿32是同軸地裝設在加熱筒30內部，其可借電動機或油壓馬達來驅動旋轉，于螺桿32上等距螺設有螺旋狀的螺紋，且螺紋的螺旋溝槽深度即螺峰至螺谷的距離皆相等，在螺桿32前段與加熱筒30內壁間并環設有止逆閥33。當塑料經由上方的漏斗34落入加熱筒30內時，借螺桿32的旋轉令塑料沿著螺旋溝槽而推送向前，在塑料漸步前送的過程中，塑料被混練加熱成熔融待射狀，而后積貯于前端噴嘴31處，此時可借螺桿32后方射出油壓缸的抵推，使螺桿32高壓快速地前沖，令塑料由噴嘴31的縮束端310往夾模裝置2射出，在射出的過程中止逆閥33移位緊套在螺桿32前端，以防止塑料的逆流。
以上為一般螺桿式射出成型機的動作機構，然而螺桿32的螺旋溝槽的間隙一致，即所能容納的塑料體積相等，因此當螺桿旋轉使塑料順沿著螺旋溝槽呈長條狀蜿蜒前進時，塑料僅原狀地向前盤旋移動，并未受到壓縮、攪動，使得長條狀的塑料在靠近螺桿處，將服貼著螺桿周緣向前盤升，而靠近加熱筒30內壁處的塑料，則依舊順著筒壁前進，如此將令塑料在加熱筒中的受熱情形不同，就巨觀的塑料而言，位在外面靠近加熱筒內壁的塑料所受的熱量較多較容易變為熔融的可塑狀態，而位于中央靠近螺桿的塑料則較難呈完全熔化的狀態；就微觀的塑料粒子而言，有些較易整顆完全熔融，有些則可能外表熔融而粒子中心尚未完全熔成可塑化，亦即螺桿32僅導進塑料而未能充份攪拌塑料，令塑料混練不均勻，導致塑化不良、塑料滯留、充填不足、混色不均等種種缺失，此將易使成品產生翹曲或扭曲、流痕、顫紋、表面光澤不良、表面層裂的現象，甚或因塑料的機械物性不良、產生內應力不均而致使成品變形或破裂。
為克服上述缺點，一般射出成型機配合不同塑料的不同特性，而在螺桿前段靠近噴嘴處使用不同形狀的裝置，借螺桿的壓縮比、塑化比及混練度的不同，達到塑料射出時最佳的品質；請參閱圖2所示是一種混練式的螺桿裝置圖，其在螺桿320上設有數段徑向且多數排列的溝或栓，使通過螺桿溝內的塑料細分化，以達到提高熔融效率的方式；請參閱圖3所示是一種阻擋層式的螺桿裝置圖，此螺桿321上橫向凹設有兩種不同開槽流向的進、出溝，進、出溝是交配間隔地設置，令塑料在通過阻擋層時受到熱力線斷作用而加強混練，使塑料內的溫度形成均一狀態；請參閱圖4所示是一種輔助輸送式螺桿裝置圖，在螺桿322上設有特殊間隔與形式的輔助輸送層，其比阻擋層更能使熔融塑料與未熔融塑料分離，令線斷發熱的發生源熔化薄膜在未熔融的塑料熔化之前有效地保持，是一種提高熔融效率的型式。以上圖2～4所提供的螺桿雖可達到提高均勻混練塑料的效果，然而，此等螺桿裝置復雜，在制造上因形狀較不一致，與后方的螺紋形狀不連貫，且溝槽的造形較為獨特，故須另行加工制造或分段制造，嗣后再予以聯結成一體，制造上較為困難不便。
而且，塑料在加熱筒中除了受到筒壁上加熱裝置傳來的熱量外，亦將因塑料與筒壁、螺桿之間的擠壓摩擦而產生摩擦熱，摩擦熱乃向前持續地增加，且較難估計其摩擦熱量產生的多寡，因此其塑料在塑化上亦難以控制均勻。
因此，本實用新型的主要目的是在裝置簡單、制造方便的前提下，提供一種可使塑料重覆受到壓擠碾轉而混練的更加均勻的射出成型機的螺桿裝置。
為達上述目的，本實用新型提出了一種射出成型機的螺桿裝置，該成型機具有可容置塑料的中空加熱筒，并在加熱筒中軸向裝設有螺桿，螺桿上設有螺紋，螺紋的外徑為螺峰而內徑為螺谷，螺峰與螺谷間的間隙為螺旋溝槽，借螺桿的轉動以向前推進塑料；其特征在于螺谷的螺旋中心線是由加熱筒進料端往出料端呈偏斜設置，使螺旋溝槽的徑向深度在各斷面上寬窄不一，且其深淺差距的變化量愈往出料端變化愈大；借以令塑料在輸送的過程中受到反覆的搓揉及碾轉，且愈向前所受的搓揉擠壓程度愈大，使塑料接近熔融程度較高的前段，能得到更充份而完全的混練塑化。
下面通過最佳實施例及附圖對本實用新型的射出成型機的螺桿裝置進行詳細說明，附圖中
圖1是一種以往射出成型機簡略機構的剖視示意圖。
圖2是一種混練式的螺桿裝置圖。
圖3是一種阻擋層式的螺桿裝置圖。
圖4是一種輔助輸送式螺桿裝置圖。
圖5是本實用新型一較佳可行實施例的簡略機構示意圖。
圖6是本實用新型一較佳可行實施例的組裝在加熱筒內的組裝剖視圖。
圖7～10是圖6各斷面的剖視示意圖。
圖11是本實用新型一較佳可行實施例的螺桿螺旋溝槽的深淺變化量的示意圖。
為了方便說明，以下的實施例，相同的元件以相同的標號表示。
請參閱圖5所示，是本實用新型的一種射出成型機的螺桿裝置，所述的射出成型機同樣包含有可容裝塑料以接受加熱與加壓的加熱筒4，加熱筒4內部同樣具有圓環狀的中空內壁40，且射出成型機包含有同樣固設在加熱筒4前端的噴嘴5，噴嘴5同樣具有漸向前縮束的縮束端50，而本實用新型的螺桿6則裝設在加熱筒4內，且螺桿6上設有螺紋60；如圖6所示，其中，本實用新型的特征乃在于螺桿6整體仍依其中心軸為轉動中心而呈軸向樞設在加熱筒4內，但其桿體本身卻由進料端往出料端方向呈偏斜狀態，亦即愈向前方螺桿6桿體本身的軸心L’愈偏離加熱筒4的軸心，如圖7～10所示，螺桿6桿體本身是朝前傾斜地偏置在加熱筒4內，而其螺紋60的外徑即螺峰600仍然對應于加熱筒4的內壁40，即螺峰600的螺旋軸心仍然為中心線L，并令螺紋60的內徑即螺谷601乃對稱于螺桿本體6偏移的軸心L’而變化，即螺谷601的螺旋中心線為L’，使螺峰600與螺谷601間的間隙即螺旋溝槽61的空間體積，是沿著縱向不斷變化，不僅由各橫剖面的一側至另側的溝槽61間隙寬窄漸漸不同，且在塑料被推進向前的方向上，溝槽61間隙的深淺差距變化度逐漸變大，如
圖11所示。因此其變化的方式是由大變小→由小變更大→由更大變更小→…依此類推。
當本實用新型使用時，隨著螺桿6的轉動，從漏斗傳送來的塑料乃向前延續地推送，然而，因螺桿6各階段的螺旋溝槽61深淺不一致，故當塑料在螺旋溝槽61內盤旋時，將因溝槽61間隙的寬窄不同，橫截面面積如
圖11所呈的波形在大、小之間來回變化，令塑料時而受到壓縮、時而受到拉伸，且愈往前塑料所受到的壓擠搓揉及堆積變形量愈大，塑料在通過較小間隙的溝槽61時，被壓擠成扁平狀，即類似搓面粉的效果，使每一通過此處的塑料極易受熱，隨后又恢復團狀，經翻轉后又以不同方位再次被搓壓成更扁狀，如此塑料在重覆地受到壓擠碾動下，乃混練的更加均勻，同時在前進的過程令塑料受到加熱筒4外部的加熱裝置所配合施加的高熱，使溝內充份混合攪拌的塑料得更均勻的可塑化和熔融，即每一塑料粒子皆均勻承受到來自各方向的熱量，使塑料粒子得均勻受熱，可促進塑料混練可塑的完全，以制造高品質的成品。另外，塑料除了受到加熱筒4上加熱裝置傳來的熱量外，亦將受到因在筒壁、螺桿間擠壓摩擦而產生的摩擦熱，然而摩擦熱乃在通過間隙較窄的溝槽61時摩擦增加，而在通過間隙較寬的溝槽61時散熱減少，因此在通過較窄溝槽61時所增加的摩擦熱，會在通過較寬溝槽61時散熱減少，故其摩擦熱可維持穩定的值，可改善以往因無法確估摩擦熱的變化而導致塑化難以控制的情況，所以本實用新型的塑化可均勻控制。
此外，本實用新型的螺桿是一體制成，其螺峰600是同軸且徑長對應于加熱筒4，而螺谷601的軸心則相對于螺峰600的軸心呈斜向偏心狀態，且愈向前偏斜度愈大，制造上僅須在一般溝槽較淺的螺桿6上偏斜再進行一次車制加工即可，制造相當簡便。
由上述裝置可知本實用新型的特征及優點乃在于在螺桿上凹設螺旋溝槽，且螺旋溝槽的軸心與螺桿軸心呈偏斜狀態，令螺旋溝槽的深淺變化量愈向前愈大，借此使螺桿的旋轉可令塑料更能產生揉捏混練的作用，可均勻塑料的加熱程度與增加可塑化的能力；加熱筒內的壓力損失少，射出壓力可以降低；加熱筒內的塑料滯留處少，熱安定性差的塑料較不易分解，容易成型；塑料的更換、換色操作容易，塑料的著色容易，塑料的顏色能迅速調換混合；材料的混合作用較好，能使流動性不良的塑料容易成型。
權利要求1．一種射出成型機的螺桿裝置，該射出成型機具有可容置塑料的中空加熱筒，并在加熱筒中軸向裝設有螺桿，螺桿上設有螺紋，螺紋的外徑為螺峰而內徑為螺谷，螺峰與螺谷間的間隙為螺旋溝槽；其特征在于螺谷的螺旋中心線是由加熱筒進料端往出料端呈偏斜設置，該螺旋溝槽的徑向深度在各斷面上寬窄不一，且其深淺差距的變化量愈往出料端變化愈大。
專利摘要一種射出成型機的螺桿裝置，該射出成型機具有可容置塑料的中空加熱筒，在加熱筒中軸設具有螺紋的螺桿，其螺紋的外徑為螺峰而內徑為螺谷，螺峰與螺谷間的間隙為螺旋溝槽；其中，螺峰與螺谷的軸心是偏斜設置，即螺旋溝槽的深度在各斷面上寬窄不一，且其深淺變化量愈向前變化愈大；借以令塑料在輸送的過程中受到反復的搓揉及碾轉，且愈向前所受的擠壓愈大，使塑料得以完全的混練塑化。
文檔編號B29C45/46GK2335771SQ9821770
公開日1999年9月1日 申請日期1998年7月20日 優先權日1998年7月20日
發明者邱家淼 申請人:富強鑫機器股份有限公司