部分注塑螺杆结构介绍浅析

　　近年来，随着高分子材料的品种得到迅速的发展，而这些材料的特性差异很大，普通一条通用螺杆已经不能适应这些新材料的工艺要求，因此相对应的注塑螺杆也随着改变，而锁模装置基本不变。针对这个特点，我在这里简单介绍下螺杆的结构以及博拉工贸有限公司一些相应螺杆的特点。

　　螺杆塑化部件一般具有以下特点：

　　1、螺杆具有塑化和注射两种功能

　　2、螺杆在塑化时，对制品不发生直接的联系，仅仅作为预塑用。

　　3、螺杆在塑化和注射时，要发生轴向位移，而且同时螺杆处于时转时停的工作状态，因此螺杆的塑化过程具有非稳定性。

　　注塑螺杆的基本型式及主要参数：

　　1)一般螺杆分为三段即加料段，压缩段，均化段。

　　加料段——底径较小，主要作用是输送原料给后段，因此主要是输送能力问题，参数(L1，h1)，h1=(0.12～0.14)D。

　　压缩段——底径变化，主要作用是压实、熔融物料，建立压力。参数压缩比ε=h1/h3及L2。准确应以渐变度A=(h1～h3)/L2。

　　均化段(计量段)——将压缩段已熔物料定量定温地挤到螺杆 前端、参数(L3，h3)，h3=(0.05～0.07)D。

　　2)参数L/D(长径比)和螺槽深度(h3)螺杆压缩比(i)

　　L/D利弊：L/D与转速n，是螺杆塑化能力及效果的重要因素，L/D大则物料在机筒里停留时间长，有利于塑化，同时压力流、漏流减少，提高了塑化能力，同时对温度分布要求较高的物料有利，但大之后，对制造装配使用上又有负面影响，一般L/D为(18～24)，但目前有加大的趋势。

　　其它螺距S，螺旋升角φ=πDtgφ，一般D=S，则φ=17°40′。

　　φ对塑化能力有影响，一般来说φ大一些则输送速度快一些，因此，物料形状不同，其φ也有变化。粉料可取φ=25°左右，圆柱料φ=17°左右，方块料φ=15°左右，但φ的不同，对加工而言，也比较困难，所以一般φ取17°40′。

　　棱宽e，对粘度小的物料而言，e尽量取大一些，太小易漏流，但太大会增加动力消耗，易过热，e=(0.08～0.12)D，但一般情况下e=0.1D。

　　在一般情况下，螺杆的塑化能力正比于螺槽深度，因此，螺杆适当地加深螺槽深度，有利于提高塑化能力。螺杆的压缩比小有利于提高塑化能力，而剪切效果差，同时对背压反映比较敏感。

　　由于螺杆处于一种比较恶劣的条件下工作，因此螺杆的材料一般采用耐腐蚀、高强度材料，如氮化钢或其他合金钢。为了提高耐磨能力和基体金属的性能，现在很多采用双金属螺杆或对螺杆进行氮化处理等手段。

　　总而言之，在目前情况下，因缺乏必要的试验手段，对螺杆的设计并没有完整的设计手段。大部分都要根据不同的物料性质，凭经验制订参数以满足不同的需要。

　　下面就几种专用螺杆的设计结合其物料特性作简单介绍：

　　一.PC料(聚碳酸酯)

　　特点：①非结晶性塑料，无明显熔点，玻璃化温度140°～150℃，熔融温度215℃～225℃，成型温度250℃～320℃。

　　②粘度大，对温度较敏感，在正常加工温度范围内热稳定性较好，300℃长时停留基本不分解，超过340℃开始分解，粘度受剪切速率影响较小。

　　③吸水性强

　　参数选定：

　　a.L/D针对其热稳定性好，粘度大的特性，为提高塑化效果尽量选取大的长径比。

　　由于其融熔温度范围较宽，压缩可较长，故采用渐变型螺杆。L1=50%全长，L2=40%全长。

　　b.压缩比ε由渐变度A需与熔融速率相适应，但目前融熔速率还无法计算得出，根据PC从225℃融化至320℃之间可加工的特性，其渐变度A值可相对取中等偏上的值,在L2较大的情况下，普通渐变型螺杆ε=2～3。

　　c.其它参数如e，s，φ以及与机筒的间隙都可与其它普通螺杆相同。

　　二.PA(尼龙)

　　特性：①结晶性塑料，种类较多，种类不一样，其熔点也不一样，且熔点范围窄，一般所用PA66其熔点为260℃～265℃。

　　②粘度低，流动性好，有比较明显的熔点，热稳定性差。

　　③吸水性一般。

　　参数选择

　　a.L/D选取长径比18～20的突变型螺杆。

　　b.压缩比，一般选取2～3。

　　c.因其粘度低，故止逆环处与机筒间隙应尽量小，如有需要，前端可配止逆环，射嘴处应自锁，通常采用弹簧射嘴来防止流延现象。

　　d.其它参数、可按通用螺杆设计。

　　三.PET(聚酯)

　　特性：①熔点250℃～260℃，吹塑级PET则成型温度较广一点，大约255℃～290℃。

　　②吹塑级PET粘度较高，温度对粘度影响大，热稳定性差。

　　参数选择

　　①L/D一般取21～24。

　　②采用低剪切、低压缩比的螺杆，压缩比ε一般取1.8～2，同时剪切过热导致变色或不透明，h3=0.05～0.08D。

　　③螺杆前端不设混炼环，以防过热，藏料。

　　④因这种材料对温度较敏感，而一般厂家多用回收料，同时在使用回收料方面(大部分为片料)，可以根据实际情况，采用加大落料口径或在机筒里开槽等方式，加大加料段的输送能力。

　　四.PVC(聚氯乙烯)

　　热敏性物料，一般分为硬质和软质，其区别在于原料中加入增塑剂的多少，少于10%的为硬质，多于30%为软质。

　　特点：①无明显熔点，60℃变软，100℃～150℃粘弹态，140℃时熔融，同时分解，170℃分解迅速，软化点接近于分解点，分解释放于HC1气体。

　　②热稳定性差，温度、时间都会导致分解，流动性差。

　　设计原则a.温度控制严格，螺杆设计尽量要低剪切，防止过热。

　　b.螺杆、机筒要防腐蚀，一般需要镀铬处理。

　　c.注塑工艺需严格控制。

　　一般讲，螺杆参数为L/D=16～20，h3=0.08D，ε=1.6～2，L1≈55%，L2≈50%。因为熔体的粘度较大，为减少流动阻力，一般要求选用孔径较大的射嘴。

　　为防止藏料，一般无止逆环，头部锥度20°～30°，此种螺杆对软胶较适应。如制品要求较高，可采用无计量段，分离型螺杆，此种螺杆对硬质PVC较适合，而且为配合温控，通常采用增加风机冷却装置。