专利名称：一种具有高效注射功能的螺杆系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种注射机螺杆系统。
背景技术：
注塑机中螺杆系统在机筒内旋转，将固体聚合物粒子或粉末熔融塑化、储存计量， 再将存储到一定量的熔体注入模具，模具冷却后顶出，得到塑料制品。传统螺杆系统由螺杆头、止逆环、止推环和螺杆体组成。止逆环位于螺杆头和止推环之间，包在螺杆头圆柱体段上，可以旋转和轴向移动； 止逆环内腔与螺杆头圆柱体的外圆构成了物料的流道。塑化时，螺槽内的熔融物料向前输送推开闭合的止逆环，开通流道，以便熔体顺利通过进入到储料段内；注射时，螺杆头向前运动，止逆环受到储料段内物料的作用向后作逆向运动，直到与止推环的锥形面接触实现闭合密封。止逆环内径与螺杆头圆柱体外径之间构成的通道直接决定着物料是否流动通畅和压力损失。另一方面，止逆环和止推环的配合面的形式直接决定了对物料的止逆效果和配件磨损情况。传统螺杆头前锥体后部开有料槽，但非开槽部分的凸缘却阻碍了物料的流动，常规以减小螺杆头圆柱体直径的方法改善，但流动依然不畅通。而且，一般螺杆头圆柱体段是先较长的小直径圆柱段过渡到大直径圆柱段，当圆柱与止逆环间物料在环向分布不均勻时导致止逆环偏斜，造成流动不平衡和压力波动甚至阻塞流道。而且偏斜的止逆环与料筒、螺杆头凸缘和止推环之间产生不平衡碰撞及摩擦。即使正常工作时，旋转螺杆带动螺杆头一起旋转，止逆头圆柱体与止逆环之间相对旋转和轴向移动致使止逆头后凸缘和止逆环前凸缘间、止逆环后凸缘与止推环前缘间发生摩擦及冲击，摩擦损耗太大降低了螺杆头的使用寿命。常规止逆环与止推环间仅靠斜圆面接触对物料止逆，如果两个面磨损太大则容易造成物料明显泄露到螺槽，即止逆失效。针对这些问题，本申请提出一种改善的结构，形成一种具有高效注射功能的螺杆系统。
发明内容为解决传统注射螺杆的螺杆头段物料流动不畅、止逆环/止推环间接触面磨损太大而止逆失效的问题，本申请提供一种制造简单、安装方便，流道通畅，止逆可靠的注射螺杆系统。该螺杆系统由螺杆头、止逆环、止推环和螺杆体组成。安装方法与常规方法相同 止逆环位于螺杆头和止推环之间的螺杆头圆柱体段上，可以旋转和轴向移动；止推环套装在螺杆头后段光滑段，当螺杆头尾端螺纹旋入螺杆体前端内螺纹时，止推环前后端面分别与螺杆头圆柱段轴肩和螺杆体前端面贴合定位。区别于传统螺杆系统的本发明创新点在于(1)螺杆头前锥体后部开有较深料槽延伸到螺杆头圆柱段后部，光滑过渡到圆柱段外圆。圆柱段直径一致，不采用小直径段过渡到大直径段的方法。这样，螺杆头圆柱段与止逆环内腔间隙小，大部分物料自止推环处不远就流向料槽，很顺畅流到螺杆头前锥体前面的储料区。同时，螺杆头前锥体的非开槽部分凸缘阻碍的物料就少的多，而且可以流到螺杆头圆柱段的料槽。这样凸缘后部残留物料少且停留时间短。特别重要的是，螺杆头圆柱段除前段与锥体后凸缘圆弧过渡外，直径一致。这样就不会发生传统螺杆头圆柱体先长的小直径段过渡到大直径段引起止逆环明显偏斜的现象，保证流动平衡且稳定，减少碰撞及摩擦。(2)新的止推环前斜圆锥面止于垂直轴肩面。止推环前斜圆锥面与止逆环内孔后倒角斜锥面接触面积小，与前斜圆锥面相连的垂直轴肩面与止逆环后端面接触面积大。除止逆作用外，止推环前斜圆锥面与对应止逆环后倒角斜锥面之间间隙内的熔体对止逆环有缓冲作用，减小止逆环对止推环的冲击和磨损，从而延长螺杆头的使用寿命。主要的止逆功能则靠止推环斜锥面之后垂直轴肩面与止逆环后端面接触贴合来实现，这种止逆稳定而可靠，很有效阻止物料逆流到螺杆槽。通过以上措施减小止逆环冲击作用、提高物料通过螺杆头的流动稳定性。这样，可以调节止推环外径来调节背压；在螺杆体末端增加销钉等混合结构。综上所述，本申请注塑机新型螺杆系统，不论在结构上或功能上皆有改进，而且使用安全、可靠，提高了混合效果和使用寿命。
图1是一种具有高效注射功能的螺杆系统在止逆环闭合状态的结构示意图；图2是螺杆系统在止逆环打开状态的结构示意图；图3螺杆头正视图；图4螺杆头侧视图；图5是止逆环示意图；图6是止推环示意图；图7图3 (a)中C-C流道剖视图；图8图3 (a)中流道剖视图。图中1-螺杆头，2-止逆环，3-止推环，4-螺杆体，5-机筒，6-螺杆螺纹孔，7_止推环后端面和螺杆体前端面的贴合面，8-止逆环后端面和止推环中间竖直轴肩面的贴合面，9-螺杆头圆柱体后端面与和止推环前端面的贴合面，10-止逆环前端面与螺杆头锥体后凸缘的贴合面，11-销钉，12-螺杆头前锥体段，13-螺杆头圆柱体段，14-连接螺纹，15-螺杆头后段套止推环的小圆柱体段，16-螺杆头圆柱体段的料槽，17-螺杆头凸缘段，18-螺杆头圆锥体及凸缘段的料槽，19-止逆环外环面，20-止逆环前端面，21-止逆环内圆面，22-止推环中间轴肩面，23-止推环的斜圆锥面，24-止推环前端面，25-止推环内圆面。
具体实施方案以下对本申请的具体方案进行举例说明一种具有高效注射功能的螺杆系统包括螺杆头1、止逆环2、止推环3和螺杆体4 四个部分(见图1和图幻。止逆环2放置于螺杆头凸缘段17和止推环3之间的螺杆头圆柱体段13上，螺杆头通过连接螺纹14与螺杆体4的内螺纹孔6连接固定，然后放置于注塑机机筒5内。螺杆头上有锥体段12、凸缘段17、圆柱体段13和套止推环的小圆柱体段15及连接螺纹14为一整体(图3、图4)，锥体段12、凸缘段17和圆柱体段13加工出连通的直料槽 18，料槽一直开到圆柱体13后部，然后深度越来越浅过渡到圆柱体外圆(见图3、图4、图7 和图8)。止逆环2的内圆面与后端面间的倒角圆锥面很短，后端面是与其轴线垂直的圆环面(见图幻。止逆环2在螺杆头圆柱体段13上可以旋转和前后移动(见图1和图幻。止推环除内外圆柱面和前后端面外，还有前斜锥圆面23和垂直于其轴线的中间轴肩面22 (见图6)。止推环3定位于螺杆头后段小圆柱体段15之上，安装时，止推环端面M (见图6)与螺杆头圆柱段端面在贴合面9定位，与螺杆体前端面在贴合面7定位(见图1)。如图2，系统实现塑化时，螺槽压力大于螺杆头前面料筒储料段的压力，螺杆带动螺杆头后移，止逆环前端面与螺杆头凸缘后侧接触。螺杆头随着螺杆一起旋转，塑化好的物料在螺槽输送到螺杆体前端的销钉段，通过销钉的分流实现均化和混合。然后在压力作用下通过止逆环后侧面与止推环斜面23及轴肩面22形成的间隙，流过螺杆头圆柱体13与止逆环内环面21间隙再经螺杆头上料槽18进入螺杆头前端的储料段内。随着储料段内物料增多、压力增大，止逆环继续向止推环侧移动，直至形成贴合面8实现完全止逆。完全止逆后，进入注射阶段。螺杆及螺杆头向前移动，压缩储料室内的物料经喷嘴流入模具成型为制品。随着储料室内的物料压力下降直到螺杆后移进行塑化，螺杆螺槽压力大于储料室压力而使止逆环前移直到与螺杆头凸缘后侧接触。以上塑化和注射及暂停形成一个循环周期，就实现了注射螺杆的基本功能。从中看出，由于螺杆头料槽的延长、定位止逆环的圆柱段直径一致及止推环上与轴线垂直的中间轴肩面对止逆环后端面的定位，该新结构可显著改善螺杆头料槽内物料流动不畅、止逆环/止推环间接触面磨损太大而止逆失效的问题。同时，形成的螺杆系统结构仍然简单、安装方便，通用性强。
权利要求1.一种具有高效注射功能的螺杆系统，由螺杆头、止逆环、止推环和螺杆体组成，其特征是止逆环位于螺杆头和止推环之间的螺杆头圆柱段上，止推环套装在螺杆头后段小圆柱段上。
2.根据权利要求1所述的一种具有高效注射功能的螺杆系统，其特征在于螺杆头前锥体后部开有料槽延伸到螺杆头圆柱段后部，光滑过渡到圆柱段外圆。
3.根据权利要求1所述的一种具有高效注射功能的螺杆系统，其特征在于当螺杆头尾端螺纹旋入螺杆体前端内螺纹时，止推环前后端面分别与螺杆头圆柱段轴肩和螺杆体前端面贴合定位，止推环前斜圆锥面与止逆环内孔后倒角面接触面积小，与前斜圆锥面相连的垂直轴肩面与止逆环后端面接触面积大。
专利摘要本实用新型涉及一种具有高效注射功能的螺杆系统，由螺杆头、止逆环、止推环和螺杆体组成。止逆环位于螺杆头和止推环之间的螺杆头圆柱段上，止推环套装在螺杆头后段小圆柱段上，螺杆头尾端螺纹旋入螺杆体前端内螺纹连接为一体。螺杆头前锥体上光滑料槽延伸到螺杆头圆柱段后部而明显改善物料流动畅通性，止推环前斜圆锥面后设置轴肩面阻挡止逆环后端面而增强止逆功能。该螺杆系统结构简单、安装方便，通用性强。
文档编号B29C45/60GK201979668SQ20102054888
公开日2011年9月21日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者王克俭, 董燕卓 申请人:北京化工大学