梁琨亮
广东威亚精密机械股份有限公司，广东省佛山市顺德区伦教街道，528308
现今市场对电子接插件，精密工程塑料齿轮，精密光学仪器仪表制件、透镜，手机及电池外壳，导光板、快餐盒、扎带等塑料制品的需求量越来越大，要求也越来越高。这些塑料制件的都有壁厚薄，尺寸精度高，公差范围小的特点，针对这些产品的特点，而注塑机的单缸注射机构结构简单，零件少，重量轻，惯性低，从而实现高速响应，所以单缸注射就是一款比较理想的注射机构。
单缸射胶相较于双缸射胶，有一个特点，就是射胶活塞既做旋转运动，又做直线往复运动。这样射胶活塞的防松和射胶油缸的密封就成了单缸射胶的难点了。另外，单缸射胶的组合式活塞是由三个零件组合而成的，分别是射胶活塞，射胶活塞杆和花键套。三者分别通过螺纹固定，而这三个零件之间的防松也是单缸射胶机构的重点难题。在传统的双缸射胶中，由于射胶活塞只是单纯的做直线往复运动，所以只需用普通的密封件就可以了。而且活塞的运动速度也不高，活塞就可用耐磨环承托在油缸体中运动，不用活塞直接跟油缸体接触。这样活塞就可以用跟活塞杆一样较硬的材料加工制成。由于材料的力学性能较好，当活塞通过螺纹拧进活塞杆时，不会轻易因液压冲击或射胶压力而造成螺纹的损坏。以前为克服活塞有轻微的旋转催势，可在活塞与活塞杆之间打骑缝螺钉，因为两者的材料的力学性能比较接近，所以骑缝螺钉容易加工，定位也比较准确不易打偏。
单缸射胶的活塞有多种运动组合的特点，不能再用传统的密封件和耐磨环承托活塞的方式进行工作了。在油封中，可选用组合式旋转密封件能同时对旋转及往复运动起密封作用。但现时还没有一种耐磨环能同时满足两种动作，这就只能放弃采用耐磨环，而只能用活塞直接在油缸体中移动。这就要求射胶活塞用一种相对较软的材料来加工制成，铜就是一种不错的选择了。但也因为铜是比较软的材料，又带来了其他的问题。第一个，当活塞通过螺纹固定在活塞杆时，由于不断的受到液压冲击和射胶压力，活塞的螺纹就容易损坏，造成活塞松脱。第二个，活塞会作旋转运动的，为防止活塞下活塞杆之间有相对转动，而造成活塞松脱，也会在活塞与活塞杆之间打骑缝螺钉，防止两者相对转动。但由于两个零件的力学性能相差较大，骑缝螺钉就不好打，容易打偏，不能很好地起到防松的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以前的单缸射胶结构还有一个难点，就是活塞的骑缝螺钉在机器工作中不断受到剪切应力，容易被剪断。其碎片在油缸体中被液压油带动，不但会把密封圈刮难，严重的甚至会把活塞和油缸体刮伤，造成机器不能正常工作。这也是单缸射胶结构的一个技术难点。
考虑传统的单缸射胶结构的特点和难点，需重新设计一套活塞的防松机构。首先，受到密封件的限制，活塞还是用相对较软的铜作为材料加工制成。活塞通过螺纹固定在活塞杆时，考虑到铜是较软的材料，为避免铜活塞的螺纹容易损坏，可适当选择较大的螺距。另外，结合注塑机的射胶机构的工作原理，花键套与活塞杆可采用左旋螺纹连接。当机器处在熔胶等大扭矩的工作状态下，花键套与活塞杆只会越转越紧，不容易松脱。还有，在活塞与花键套中分别做一段定位段与活塞杆定位。这样两者之间就不会因为螺纹中存在的间隙而蹿动，不但可防止螺纹的松动，也可避免由蹿动引起的冲击而损坏螺纹。
在防止相对转动所产生的松脱的问题上，为避免材料之间的力学性能差别大，打骑缝螺钉困难，不再采用骑缝螺钉防转。而采用一块压板，把射胶活塞、活塞杆、花键套三者压紧在一个平面上。在以前的结构中，为防止零件之间的相对转动，用最直接的办法，就是用骑缝螺钉、键等的方法，把零件联接成一个整体。当一个零件转动时，通过骑缝螺钉带动另一件零件转动。但由于零件之间的材料不同，力学性能差别较大，而造成骑缝螺钉的钻打困难，经常出现打偏的现象。但螺钉打偏的话，就不能很好的起动传动的作用，甚至容易把螺钉剪碎，防转的功能就失效了。而且螺钉的碎片也容易对其他零件造成二次伤害。
为解决这些问题，可采用另一种间接的方法。因为在用螺纹连接的两零件之间，当发生相对转动时，必定伴有轴向的相对移动的，也就是说只要能限制零件间的相对轴向移动，就能防止零件的相对转动了。我们的压板就是利用这个原理来防止组合活塞的旋转松脱的。压板通过圆周均布的螺钉锁紧在传动活塞杆上，并压紧活塞和花键套。这样就限制了三者之间的轴向移动，也就防止了零件的相对转动而产生松脱。另外，压板的紧固螺钉是按轴心圆周分布，并没在轴心上，所以不用担心因为活塞杆旋转方向与螺钉松开方向相同，而造成螺钉松脱。但在实际情况当中，经常有因为碰撞等冲击而造成螺钉松脱的现象发生，所以我们仍然要想办法减少压板螺钉受到冲击。为达到良好的效果，从机、电、液三方面进行。首先，利用电器限位，用电脑程式控制，使活塞在离油缸盖的一定位置时，开始减压减速。速度减少了，由碰撞所产生的冲击自然也就减少了。接着，再从机械方面限位，在花键套上做一个凸台。既可以用于压板的定位，而且花键套凸台凸出压板的端面，使活塞松退到底时，让花键套先接触到油缸后盖。避免压板直接撞到油缸后盖而受到冲击。由于在之前已经减速减压了，所以即使活塞在到底时发生碰撞所生产的冲击的影响也已经不大了。冲击减少了，也可使密封件更耐用。
单缸射胶有着高射速，反应快的优点受到广大客户的喜爱，但这种结构的密封件容易损坏造成漏油和组合活塞防松困难的缺点也让大家头痛。但通过改良防松结构后，这两个缺点也得到明显的改善，维修率大大减少了。通过不断的改良，让机器的性能不断提升，满足不同客户的需求，是我做为工程不断追求的目标。
论文作者:梁琨亮
论文发表刊物:《科技新时代》2019年2期
论文发表时间:2019/4/11
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