3.1 注射機的基本結構

掌握注射成型工藝要從了解注射機的基本結構開始。本節著重陳述注射機的塑化裝置和合模裝置。

3.1.1 注射成型

注射成型的工藝循環操作是使塑料材料物理形態轉變而成型制件，也是注射機各裝置部件動作和功能執行的過程，所以必須首先了解注射機的基本結構、分類和規格。

1.注射機的基本結構

（1）基本結構 塑料注射成型是由金屬壓鑄模塑成型原理發展而來的。早在1982年就有了金屬注射成型的工藝，并有了金屬注射壓鑄機。20世紀初，已經有將琥珀和纖維素樹脂熔化后，注射成型成簡單的制品。直到1932年，有了料筒電加熱、柱塞推進注射的塑化，在加熱料筒內添加了魚雷狀的分流棱，提高了塑化能力，注射成型技術才有了較大發展。

而熱固性塑料以粉劑為原料，放置在加料室內，用液壓機加壓，并對模具加熱。物料熔化后經澆注系統進入型腔，固化交聯后定型。制品有較高質量和尺寸精度。這稱為傳遞模塑工藝，早在20世紀20年代已經推行，以后風行了幾十年。

柱塞式塑化裝置的塑料塑化質量差，每次塑化量有限，一般在60cm³以下。20世紀30年代的塑化裝置，在加熱料筒中用螺桿旋轉剪切塑化，再用柱塞壓力推進注射。首先在德國，直到1956年，才實現了往復運動的螺桿塑化并注射，傳統的塑料注射機總體結構基本定型。熱塑性塑料的注射成型工藝沿用至今。下面介紹這類移動螺桿式的注射機。

圖3-1所示為臥式往復螺桿注射機。注射塑化裝置在定模板8的右側，而合模裝置在左側。電動機驅動裝置和液壓泵在機座里。圖示注射機有注射液壓缸、注射裝置移動液壓缸、合模液壓缸，和螺桿旋轉用液壓旋轉馬達。還有液壓控制系統的控制閥和油箱等裝在機座內或在注射機的各個位置。電氣控制裝置有的在獨立的控制柜里，有的安裝在定模板前。

圖3-1 往復螺桿注射機

1—合模液壓缸 2—后模板 3—雙曲肘 4—拉桿 5—動模板 6—裝注射模空間 7—噴嘴 8—定模板 9—往復式螺桿 10—料筒 11—料斗 12—注射裝置的導軌 13—注射液壓缸 14—旋轉液壓馬達 15—注射裝置的牽引液壓缸

（2）注射塑化裝置 其作用是將塑料原料由料筒電加熱，又經螺桿混合、均化和剪切加熱，塑化成黏流態。再以很高的壓力和速度注入模具型腔。注射裝置主要由料斗、加料裝置、電加熱的料筒、旋轉并移動的螺桿、注射噴嘴和計量裝置等組成。

當液壓馬達驅動螺桿旋轉時，固態塑料粒子被壓縮、加熱、剪切而熔化。熔融的塑料積聚在螺桿頭的前面，迫使螺桿與注射液壓缸的活塞后退；完成計量后，螺桿止轉，塑化結束。在密閉模具中，注塑件的冷卻固化時間比塑化時間長，要等到注射模打開，注塑件被頂出，重新閉合后，液壓缸才能注射定量的塑料熔體。

整個注射裝置在床身的導軌上。可由牽引液壓缸往復拖動。在注射和保壓時注射噴嘴緊壓貼合在注射模的凹坑上。高壓熔料經模具的主流道射入型腔。

（3）合模裝置 由模板、拉桿、合模機構、制品頂出機構、調模機構和安全門等組成。

注射成型時，熔融塑料通常是以40～200MPa的高壓注射。為了保持注射模緊密閉合，合模液壓缸和機械肘桿機構，要提供足夠的鎖模力。合模裝置不但啟閉模具，還在開模運動的后期驅使模具的脫模機構推頂固化的注塑件。

合模裝置的動模板牽引動模慢速開模，保證注塑件順利脫離定模型腔。動模在運行途中應是快速移動，以壓縮輔助時間。在開模運動的后期，在動模的脫模機構對注塑件的頂出運動時也應該減速，以保護注塑件不受脫模損傷。合模裝置牽引動模閉模時，為避免與定模碰撞，應減速接近定模。

（4）液壓系統 為了實現注射工藝過程中注射裝置和合模裝置的動作程序，對液壓系統的執行液壓缸和液壓馬達提供液壓動力并進行控制。有液壓泵及驅動電動機，有附設的管道、油箱和濾油器等。對壓力油有壓力調節、控制流量和流向的各種液壓閥。這些液壓控制閥又與電氣控制系統連接。

（5）控制系統 對于液壓油的溫度、機筒的溫度、模具溫度、鎖模力、注射壓力和速率等幾十個參數，在一定時間里要保持某一數值；還要保證注射周期內，螺桿、噴嘴和動模等功能零部件按照邏輯順序在確定的時刻達到所要求的數值和方向。控制系統的直接目標是監控加工過程，以保證注塑件的質量。

2.注射成型循環過程

在注射成型循環的時間周期內，注射裝置與合模裝置相互協作，完成注射成型的動作程序，生產質量合格的注塑件。

（1）注射成型的循環動作

圖3-2所示為螺桿式注射成型機的循環動作，可以分成四個階段。

1）鎖模與注射。模具被低壓快速推進閉合。當動模將要合上定模時，動模低速行進；確認模腔內無異物時，自動切換成高壓鎖模。

模具鎖緊后，注射裝置前移，使噴嘴貼合模具。由注射液壓缸以高速高壓給力螺桿，將螺桿熔料注入模具的閉合型腔。

圖3-2 螺桿式注射成型的循環動作過程

a）鎖模與注射 b）保壓與補縮 c）塑化與冷卻 d）開模并頂出

2）保壓與補縮。塑料熔體注入低溫模腔后有較大收縮，應進行熔料補充，使制品密實；料筒內預留一定的熔料量，注射螺桿以高壓少量地向前推擠；模具內澆口凍結時，應撤除保壓壓力。注塑件在密封的模腔中冷卻固化。

3）塑化與冷卻。制品冷卻的同時，螺桿在液壓馬達驅動下轉動，將來自料斗的粒料沿螺旋槽向前輸送。粒料受料筒外加熱和螺桿剪切熱的共同作用逐漸軟化，并最終完全熔融。由于螺桿頭部熔體壓力的作用，迫使螺桿轉動時發生后退。注射液壓缸可調節到25MPa以下的壓力，阻擋螺桿的后退，這個阻力被稱為背壓。螺桿的后移量可折算成塑化后積存的熔體體積。當螺桿退回到一次注射所需的計量值時，由監測信號控制螺桿停止轉動，完成了塑化。

4）開模并頂出。通常要求預塑時間少于注塑件的冷卻時間。制品冷卻定型后模具開啟。在開啟移動的后期，注射機合模裝置上的頂桿或者液壓缸活塞，驅使動模的脫模機構頂出注塑件。

圖3-3 注射成型機工作循環周期

（2）注射成型周期 注射成型周期指完成一次注射成型工藝過程所需的時間。它包含著注射成型過程中所有的時間，直接關系到生產效率的高低。注射成型周期的時間組成如圖3-3所示。圖示冷卻時間從保壓結束到開模為止，被稱為模具內的冷卻時間。實際上模內注塑件，自熔體流動充滿型腔后，即刻開始冷卻。在開模后，在室溫下的注塑件還會繼續冷卻。

注射機在加工結晶型塑料時，噴嘴不宜長時間同低溫的模具接觸。有時，注射機剛開始生產，需要用噴嘴來加熱模具。在注射成型周期較長時，應減少噴嘴對模具的熱傳導。因此，注塑裝置的支座應在每一循環中往復運動移動一次，稱注射座的整體移動。由于注射座的移動和不移動，出現了三種塑化加料方式。

1）固定塑化。注射機在各個工作循環中，噴嘴始終同模具接觸，也就是注射座固定。這種方式比較適合于加工溫度較寬的無定形塑料，也稱為固定加料方式。

2）塑化退回。整體退回是在螺桿塑化計量之后。這種方式用于開放式噴嘴并需要較高背壓進行塑化的場合，以減輕噴嘴的流涎現象。對于料斗加料塑化是在噴嘴后退之前，故也稱為前加料方式。

3）退回塑化。整體退回以后，才進行螺桿塑化計量。適合于加工結晶型塑料，也稱為后加料方式。

3.注射機的分類和規格

伴隨著注射工藝的發展，注射機向大型化、微型化、高速、高度自動化和專用化方向發展。

（1）注射機的種類 注射機的注射裝置有柱塞式和螺桿式兩種。柱塞式注射裝置的塑化質量差；料筒內壓力損失為注射壓力的30%～50%；注射速度先慢后快；大多用于小注射量的立式注射機。螺桿式注射裝置配有適用于各種塑料熔體的螺桿2～3根。有的配有新型螺桿，也已有專用的排氣螺桿。注射裝置的機座可以前后移動，按注射工藝要求實現固定加料、前加料或后加料。注射裝置的噴嘴是與模具直接作用的部件。噴嘴的結構形式很多，可分成直通式和自鎖式兩類。始終敞開的直通式噴嘴，對于各種黏性物料，為適應各模具的型腔厚度和流程比，滿足補縮等工藝，需要有多種結構形式。自鎖式噴嘴的噴孔，除了注射和保壓兩個階段打開外，其余時間是關閉的。噴嘴的外球面和孔徑，必須與模具主流道杯上凹球坑和孔徑相吻合。模具上的定位圈必須與注射機定模板的中心孔密配。

注射機的合模部件有液壓機械式和全液壓式兩類。液壓機械式是由液壓缸的活塞桿驅動單曲肘或雙曲肘機構，以曲肘機構實現運動特性和增力作用，且有自鎖能力。其較小行程是定值，需要調模機構適應模具高度的小范圍變化，并調整鎖模力。它用于中小型注射機。大型注射機采用全液壓合模裝置，所需運動和力學特性由復雜的液壓系統實現，其行程大且可調節。注射機的動模板可在任意位置停留，直接由油路壓力獲得鎖模力。

盡管臥式注射機占大多數，但也有立式注射機在生產中應用。兩者的區別對模具設計關系重大。例如關系到脫模機構和型腔板等零部件的自重、注塑件和澆道凝料的墜落或取出、嵌件的裝固等。因此，要作不同的處理。

通用注射機按加工能力、注射裝置和合模部件的結構及控制系統分類，見表3-1和圖3-4。國產注射機主要技術參數可見表3-2、表3-3和表3-4。國外生產的注射機以合模力kN作為注射機規格的命名。這三個表可對照認識國外注射機的型號。

表3-1 按注射機成型能力分類

圖3-4 注射機的分類

表3-2 國產注射機的合模力系列（JB/T 7267）

表3-3 國產注射機的理論注射體積系列（JB/T 7267）

表3-4 國產注射機的模具安裝尺寸（JB/T 7267）（單位：mm）

隨著現代電子技術發展，注射機控制系統升級換代較快。微型計算機或單板機控制的注射機已較常見。其控制系統由CPU、存儲器、顯示器等組成，并有初始化和調試、注射和模具動作、壓力和速度控制、數字PID調節、油路和診斷等功能軟件。注射機工藝參數控制精度高，制品質量及一致性好。電子計時精度0.1s之內，制品重量誤差在0.2%以下。塑件尺寸誤差在±0.03%～±0.05%以下。溫度和壓力精度在2～5℃和1×10⁵Pa之內。微機控制注射機可集中監控，也可顯示和存儲幾十種工藝參數。采用比例電磁閥等液壓元件，實現了連續平滑控制，避免了零部件的沖擊，延長了使用壽命。而且控制系統工作可靠，配置了精密注射模后可實現高精度注塑件的注射。

（2）注射機的注射裝置技術參數

1）螺桿直徑：螺桿的外徑尺寸（mm），以D表示；

2）螺桿有效長度：螺桿上有螺紋部分的長度（mm），以L表示；

3）螺桿長徑比，L/D；

4）螺桿壓縮比：螺桿加料段第一個螺槽容積V₂與計量段最末一螺槽容積V₁之比，V₂/V₁；

5）注射行程：螺桿注射移動最大距離，也即螺桿計量時后退最大距離（cm）；

6）理論注射體積：螺桿（或柱塞）頭部截面積與最大注射行程的乘積（cm³）；

7）注射量：螺桿（或柱塞）一次注射PS的最大質量（g），或注射的最大容積（cm³）；

8）注射壓力：注射時螺桿（或柱塞）頭部給予塑料的最大壓力（MPa，N/m²）；

9）注射速度：注射時螺桿（或柱塞）移動的最大速度（cm/s）；

10）注射時間：注射時螺桿（或柱塞）走完注射行程的最短時間（s）；

11）注射速率：單位時間內注射的理論容積，螺桿（或柱塞）截面積乘以螺桿（或柱塞）的最大速度（cm³/s）；

12）螺桿轉速：物料塑化時螺桿最低與最高轉速（r/min）；

13）塑化能力：單位時間內可塑化PS物料的最大質量（kg/h）；

14）螺桿轉矩：物料塑化時驅動螺桿的最大轉矩（N·m）；

15）螺桿驅動功率：物料塑化時驅動螺桿的最大功率（kW）；

16）噴嘴接觸力：噴嘴與模具的最大接觸力，即注射座推力（kN）；

17）噴嘴伸出量：噴嘴伸出前模板即模具安裝面的長度（mm）；

18）料筒加熱功率；料筒和噴嘴的加熱總功率（kW）。

此外，還有料筒和噴嘴加熱方式和加熱分段、螺桿驅動方式、螺桿頭和噴嘴結構、噴嘴孔徑和球面半徑等。

（3）注射機合模部件技術參數

1）鎖模力：為克服塑料熔體脹模，給模具的最大鎖模力（kN）；

2）成型面積：在一定的型腔壓力下，與鎖模力對應的在分型面上最大的型腔投影面積（cm²）；

3）開模力：模具具有的開啟力（kN）；

4）開模行程：模具的動模可移動的最大距離（mm）；

5）開模（合模）速度：開模（合模）時動模板移動的最高速度（m/s）；

6）模板尺寸：定模板和動模板的安裝平面的外形尺寸（mm）；

7）模具最大尺寸：注射機上能安裝模具的最大外形尺寸（mm）；

8）模具最大（最小）厚度：注射機上能安裝閉合模具的最大（最小）厚度（mm）；

9）模板最大（最小）開距：定模板與動模板之間的最大（最小）間距（mm）；

10）拉桿間距：注射機拉桿的水平方向和垂直方向內側的間距（mm）；

11）頂出行程；頂出裝置頂出時的最大位移（mm）；

12）頂出力：頂出裝置頂出時的最大推力（kN）；

此外，還有合模方式和調模方式等。

（4）注射機整機的性能參數

1）泵電機的額定功率（kW）；

2）單耗：單位時間耗能（kW/h）；

3）空循環周期或空循環次數：注射機在不加入塑料時一次循環的最短時間或每小時循環次數；

4）料斗容量：料斗內儲料的有效容積（dm³）；

5）油箱容量（m³）；

6）體積：整機外形長（m）×寬（m）×高（m）。

此外，模具溫度控制裝置，也稱模具恒溫器或調溫箱，是精密注射不可少的附屬裝置。它可通過插入模具的熱電偶，進行模具溫度的檢測。或者對進入模具的冷卻水按設定的水溫要求，進行加熱或冷卻，而且可保證冷卻水的壓力和流量。對動模和定模有兩套模溫控制系統尤其適用。

3.1.2 注射塑化裝置

這里從技術參數和關鍵零部件兩方面來認識塑化裝置。

1.注射塑化裝置的技術參數

（1）理論注射體積 理論注射體積是注射螺桿直徑D_S（cm）的螺桿作最大的注射行程S_max（cm）推進時的容積。有

螺桿直徑由注射機的系列決定，一般S_max=（4～5）D_S，因此有國產注射機的理論注射體積系列（JB/T 7267），見表3-3。

以塑料質量（g）計量的注射量是以聚苯乙烯熔料為注射物，對空注射的最大量，有一定的參考價值。注射成型生產時，各種塑料的實際注射量與塑料熔體密度、注射流程中的阻力和從螺桿頭的回流等因素有關，很難從注射體積計算預測精確的注射量。

圖3-5 注射系統的幾何和物理狀態圖

1—噴嘴 2—注射裝置 3—螺桿 4—料斗 5—注射液壓缸 6—液壓馬達 7—止推軸承 8—模具的主流道 9—模具的流道 10—模具的澆口 p_m—型腔壓力 p—注射壓力 S—注射行程（螺桿行程） D—螺桿直徑 M、n—液壓馬達輸出轉矩和轉速 Q_o、p_o—液壓系統供油的流量和油壓 D_o—注射液壓缸直徑

（2）注射壓力 注射壓力是反映注射機的注射能力，并關系制品質量的重要技術參數。注射系統如圖3-5所示。注射壓力p（MPa）是由注射液壓缸5通過注射螺桿提供的，與其建立的型腔壓力p_m（MPa）有關。

1）注射壓力p與型腔壓力p_m的關系

式中 ∑Δp——模具的澆注系統的主流道、分流道和澆口的壓力損失總和。

∑Δp與流道和澆口的截面形狀和尺寸、各段長度以及塑料熔體的流變性能有關。

模具澆注系統的壓力損失總和∑Δp應限制在35MPa范圍內。型腔壓力p_m見表3-13，按模具制品型腔的注射充填要求確定，應限制在50MPa范圍內。

2）注射壓力p與注射油壓p_O的關系

式中 D_O、A_O——注射液壓缸的直徑（cm）、有效面積（cm²）；

D、A——螺桿的直徑（cm）、作用面積（cm²）。

（3）注射速度 注射速度v（cm/s）是表示注射時螺桿移動的最大速度。它為螺桿注射行程S與注射時間t₁之比

塑化速率q（cm³/s）是表示單位時間內熔料從噴嘴射出的理論容量。即螺桿截面A與注射速度v的乘積。有

在注射生產時，調節注射液壓缸的供油流量來獲得合理的塑化速率和注射速度。現代高速注射的速度達到15～20 cm/s。表3-5列出了注射成型常用的塑化速率。表值也是設計普通注射機技術參數時的基本塑化速率。

表3-5 注射成型常用的塑化速率

（4）塑化能力 塑化能力是指注射裝置在1h內所能塑化物料的能力（kg）。注射裝置應能在注射周期的時間內，保證提供下次注射所需的足量的熔料。

塑化能力的計算，在常規的螺桿和工藝操作下，可使用擠出理論中螺桿均化段的熔體輸送能力的公式計算。在注射機塑化時，螺桿承受的背壓不高，壓力流流率和漏流流率較低。將原公式中的這二項算式略去，用效率系數k加以修正。塑化的體積流率有下式

式中 Q——螺桿塑化的體積流率（cm³/s）；

k——塑化效率修正系數，0.85～0.9；

D——螺桿的直徑（cm）；

h₃——螺桿均化段的螺旋槽深度（cm）；

n——螺桿的轉速（r/s）；

θ——螺桿螺紋的升角（°）。

如果塑化能力G用質量單位（kg/h）表述，要用塑料熔體密度ρ_m換算，見表3-16。塑化能力有下式

式中 G——螺桿的塑化能力（kg/h）；

ρ_m——塑料熔體的密度（g/cm³）；

其余各參數同式（3-6）。

2.注射裝置的關鍵零部件及驅動參數

（1）注射裝置機座的導向和移動　注射座座落在與主軸線平行的導軌或雙導桿上，與機筒的方向一致。如圖3-6所示，通常有三種導向類型：雙導桿與液壓缸的活塞連在一起；雙導桿與雙液壓缸各自導向和驅動；床身上導軌導向與液壓缸驅動。

圖3-6 注射裝置的導向和驅動

a）雙導向柱與液壓缸的活塞連在一起 b）雙導向柱與雙液壓缸 c）導軌導向與單液壓缸

雖然注射座與噴嘴頻繁高速移動，但運動平穩，表3-6給出了注射裝置的運行速度。行進速度的變化無突變。表3-7列出了噴嘴與模具澆口套之間的接觸壓力。該壓力足以防止高壓熔體的泄漏噴射。

表3-6 注射裝置的運行速度

表3-7 噴嘴與模具澆口套之間的接觸壓力

圖3-7 電動機驅動的螺桿旋轉系統簡圖

1—料筒 2—料斗 3—螺桿 4—花鍵 5—齒輪箱 6—離合器 7—電動機 8—計量裝置 9—注射液壓缸 10—注射座 11—注射座回轉裝置 12—注射座移動液壓缸

（2）螺桿旋轉驅動系統

1）螺桿旋轉的方式。常見的螺桿旋轉的驅動方式有三種。圖3-7所示為傳統的電動機驅動的螺桿旋轉系統。常用三相異步電動機，傳動經離合器、減速變速齒輪箱，用可滑移的花鍵，套在螺桿的后軸段。現今已有用變頻器控制電動機的轉速，并對螺桿轉動采取制動和避免反轉的措施。

液壓馬達的結構與液壓泵相似，但它是把液壓能量轉化成機械轉矩與轉動。通常使用轉速緩慢的徑向活塞的液壓馬達，其特征是運轉平穩。圖3-5是單液壓缸軸線式的液壓馬達螺桿旋轉裝置。螺桿、注射液壓缸和液壓馬達三者在一條軸線上排列。如果讓注射液壓缸的活塞跟螺桿一起轉動，對液壓缸活塞的密封要求高，還增加了螺桿旋轉的阻力，因此沒有實用價值。圖3-5的系統上裝有止推軸承，液壓缸活塞并不轉動。裝有軸承的線式注射裝置有兩種結構。一種是將液壓馬達裝固在注射座上，即與料筒連在一起。另一種是液壓馬達裝在活塞的外伸套上。由于液壓馬達很輕，它可隨著螺桿和活塞一起進退。故稱為隨動式單液壓缸的液壓馬達螺桿旋轉裝置，其機械結構復雜而應用不多。

圖3-8 雙液壓缸的螺桿與液壓馬達的直接連接系統

1—噴嘴 2—螺桿 3—機筒 4—進料口 5—注射液壓缸 6—液壓馬達 7—軸承

圖3-8所示為雙液壓缸的螺桿與液壓馬達的直接聯接。兩個注射液壓缸平行放置在料筒的兩側。液壓馬達和螺桿直接連接在一起，并隨螺桿和活塞桿作軸向往復運動，見圖3-9。這種螺桿旋轉和移動方式，螺桿、活塞桿和液壓馬達三者的連接關系簡便，注射裝置的總長度短，成為液壓馬達驅動的主要形式。

2）螺桿的轉矩和轉速。熱塑性塑料塑化所需能量，最高可達60%是螺桿旋轉的剪切熱供給的。螺桿的驅動轉矩T和轉動速度n使物料得到有效的剪切、混合和輸送。熱塑性塑料和熱固性塑料所需的轉矩如圖3-10所示。加工橡膠所需的轉矩T大體上等于加工熱塑性塑料所需轉矩。塑化熱固性塑料所需轉矩在直線1和2之間。加工硬質聚氯乙烯、聚碳酸酯和丙烯酸類塑料需要較高的轉矩，有沿直線2的T值。聚乙烯和聚苯乙烯所需的轉矩較低，為沿直線3的T值。其余的熱塑性塑料所需轉矩在在直線2和3之間。

常用螺桿的圓周速度v來討論合適轉速n，然后計算驅動螺桿所需的功率N=T·n。螺桿的圓周速度v有三種狀態。

圖3-9 雙液壓缸的液壓馬達直接驅動的注射裝置

1—機筒 2—進料口 3—螺桿 4—注射液壓缸 5—導柱 6—液壓馬達

圖3-10 長徑比為20的螺桿塑化所需轉矩

直線1和2之間，塑化熱固性塑料；直線2和3之間，塑化熱塑性塑料；直線2，加工HPVC和PC等；直線3，加工PE、PP和PS等

低黏度的熱塑性塑料，如PE、PP和PS等，要求有較高塑化速率，螺桿應有較高的圓周速度（v=1.0～1.5m/s）。加工工程塑料時的常規圓周速度v=1.2～1.4m/s。加工熱固性塑料和橡膠需要較低的圓周速度（v=0.05～0.2m/s）。

（3）螺桿 注射機的螺桿是從擠出機螺桿演化而來。螺桿塑化和輸送塑料物料的理論已經相當成熟。并發展了多種新型螺桿。

1）標準螺桿。螺桿通過對螺旋槽中的物料進行輸送和混合，在電熱機筒與材料之間進行熱傳遞；另一部分是螺桿轉動時，由機械能轉化產生的剪切熱和摩擦熱。與柱塞式注射機相比較，螺桿式注射機的熔融速率明顯提高。柱塞式注射機只能用于直徑小于20mm的機筒。常規螺桿通常分為三段，如圖3-11所示。從料斗始，有進料段L₁、壓縮段L₂和計量段L₃。常規螺桿的長徑比（L/D）為20∶1。螺桿太短則不能獲得恰當的塑料塑化質量。長螺桿的長徑比（L/D）為（22∶1）～（24∶1），會使塑化時間太長，將導致一些熱敏性塑料降解。它們只用于高速注射成型。注射機的螺桿在料筒中往復注射和塑化，受到軸向注射壓力。而擠出機的螺桿是連續旋轉塑化，因此可以有較大的長徑比，常容許長徑比（L/D）為25∶1。

圖3-11 加工熱塑性塑料的常規螺桿

L₁—進料段 L₂—壓縮段 L₃—計量段 α—螺棱后角（25°～30°） S—螺距，=D　θ—螺旋升角，=17.8° e—軸向螺棱寬

螺桿直徑決定了注射量和塑化能力。注射螺桿直徑D與往復行程之比常取3左右。但此喂料行程超過直徑D的3倍后，塑料熔體的均化質量受到影響。螺桿直徑大，相應的注射液壓缸直徑也增大。行程過長會使螺桿的有效長度縮短太多，影響塑化均勻性。

圖3-11列出了螺桿的幾何參量。進料段L₁又稱輸送段或加料段。螺槽深度h₁深，提高了物料的供應量，但削弱了螺桿根部的強度。注射機螺桿在后退運動中接受料斗的供料，它應有足夠的輸送長度，一般L₁=（9～10）D。壓縮段L₂又稱塑化段。物料在錐形的螺槽空間中受到壓縮。塑料不斷地從固態轉變為黏流態。合適長度和幾何參量h₁的收縮量，要與該種塑料塑化所需的物理壓縮比相當。對于結晶型塑料件，例如PE、PP和PA等，物理壓縮比為3～4，應使用壓縮段較短的突變螺桿，壓縮段L₂=（5%～15%）L。對于無定形塑料，例如ABS和PS等，物理壓縮比較小（1.6～2.5），應使壓縮段L₂=（20%～30%）L，是適應性較強的通用型螺桿。表3-8列出了這種通用型的熱塑性塑料常規螺桿的主要尺寸。對黏度高的塑料，例如HPVC等，用壓縮段漸變的螺桿，L₂=50%L。計量段L₃又稱均化段或熔融段。與擠出螺桿相比，其計量段相應要縮短些。

表3-8 熱塑性塑料常規螺桿的主要尺寸

要求螺桿的輸送、混合和均化的效果要好。對普通塑料要求塑化產量高，螺桿的圓周速度為0.4～1.5m/s。對有一般混合要求的物料，圓周速度為0.1～0.3m/s。對各種塑料材料，例如加工硬質聚氯乙烯、加工熱固性塑料或加工橡膠彈性體等，都有專門設計和制造的螺桿。它們有不同的螺桿幾何參量。對高效混合要求物料，要在壓縮段的末段設置剪切單元，在計量段中設置混合單元。

2）加工熱固性塑料的螺桿。在低溫下螺桿塑化的熱固性塑料所需能量，最高可占90%是由螺桿旋轉的剪切熱和摩擦熱提供的。為防止在螺槽中熱固性塑料因過度的剪切熱，引發化學反應而固化，與常規的加工熱塑性塑料的螺桿相比，具有較淺的螺槽深度，而且加工熱固性塑料螺桿的長度較短，長徑比僅為（12∶1）～（15∶1）。計量螺槽深度與進料螺槽深度之比為（1∶1）～（1∶1.3），也就是計量段與進料段的螺槽深度接近或者相等。但它的螺棱寬度較大，大約為e=0.15～0.2D，以阻止注射時物料的回流，也使螺桿在料筒中旋轉穩定，減少磨損。加工熱固性塑料螺桿的主要尺寸見表3-9。

表3-9 加工熱固性塑料螺桿的主要尺寸

圖3-12 加工熱固性塑料的塑化裝置

1—噴嘴 2—料筒頭連接套 3—加熱夾套 4—料筒 5—螺桿 6—加料口 7—進料凹槽

圖3-12所示為加工熱固性塑料的塑化裝置。不帶止回閥的熱固性塑料螺桿，其頭頂部的錐角60°～90°。它與噴嘴孔之間的間隙，最大取0.5mm。加工濕聚酯和酚醛樹脂要用止回閥。

3）螺桿的材料和處理。注射螺桿承受塑化時的轉矩和注射的高壓，受到塑料材料的腐蝕和磨損。螺桿在加料段的螺旋槽根部，常見的損壞是疲勞斷裂。長期加工聚氯乙烯物料、添加礦物填料和阻燃劑的塑料，加工玻璃纖維增強塑料的螺桿，會有嚴重的腐蝕和磨損。滲氮鋼38CrMnAl是最常用的螺桿鋼種。螺桿經滲氮處理，滲氮層厚0.5～0.8mm，硬度達65～70HRC，表面粗糙度優于Ra=0.8μm。近年來，螺桿表面用離子滲氮，離子滲氮層厚0.4mm。用碳化鎢或鎢鉻鈷等合金硬化表面，具有更高的防護能力。

注射機的料筒也有同樣的抗腐蝕和耐磨損的要求，也用滲氮鋼38CrMnAl制造，內表面經滲氮處理，硬度不低于65HRC。近年來，雙金屬料筒得到應用。它用新型合金澆鑄料筒的里襯，厚度達1.5～2mm。

（4）螺桿頭 螺桿前端面上有螺紋孔，可將所需的螺桿頭擰接起來。常規的螺桿頭應為尖頭錐。其錐角應該與料筒頭或噴嘴的錐孔相配。這是為了減少注射流動阻力，防止螺桿頭部產生滯料。圖3-13是錐角α=20°～30°的螺桿頭，用于注射高黏度或熱敏性的塑料，例如加工硬質HPVC。其中一種是帶有螺棱的螺桿頭。

圖3-13 加工高黏度或熱敏性塑料的螺桿頭帶有螺棱的螺桿頭，螺距S′=（0.5～1）S

最高的注射壓力產生于螺桿頭前端。在注射和保壓推進中，防止注射熔料的倒流很有必要的結構。同時也提高了塑化計量的精度。在注射工程中，在螺桿頭上專門加裝止回閥。圖3-14是滑動式止逆環螺桿的結構。當螺桿旋轉塑化時，來自螺槽的熔料，在輸送的壓力下頂開了止逆環，如圖3-14下半剖視所示。熔料經螺桿頭上的通道，進入螺桿頭的前端。在此空間里熔料增多并被計量。它克服液壓缸的背壓，迫使螺桿后移。當螺桿在前推時，高壓熔料將止逆環滑移至止推墊，兩者貼合密封，阻止熔料倒流。這種止逆環式的止回閥，適合中、低黏度的塑料。

圖3-14 止逆環螺桿頭的結構

1—螺紋聯接的噴嘴 2—螺桿頭 3—料筒頭 4—滑動環 5—噴嘴的密封面 6—料筒的密封面 7—凹槽通道 8—止推墊 9—螺桿

有銷釘和鋼珠等多種止逆閥的螺桿頭，要求注射操作時，能快速關閉密封，有效地防止倒流；在塑化時有足夠通道輸送熔料，且通道暢通無死角；要求設計合理，而且制造精良。

（5）噴嘴 噴嘴是聯接塑化裝載和注射模具輸送塑料熔體的通道，在塑化時應能阻止熔料從噴嘴中流出。噴嘴可分成兩大類，一類是敞開式的噴嘴。在注射保壓完成后，無論是噴嘴保持與模具接觸還是退返，它依靠塑料自身相變而固化或半固化閉合。閉合效果取決于各種塑料的固化溫度和結晶溫度；取決于噴嘴溫度控制和結構等因素。也與螺桿塑化時的背壓有關。另一類是可機械閉合的閥式噴嘴，可防止熔體從噴嘴口流涎和拉絲，可減少冷料積聚。

圖3-15 三種常用的敞開式噴嘴

a）PVC噴嘴 b）延長型噴嘴 c）小孔型噴嘴

1）敞開式噴嘴。圖3-15所示為三種常用的依靠熱力閉合的敞開式噴嘴。圖3-15a所示為PVC噴嘴。它結構簡單，壓力損失小，補縮效果好，但容易形成“冷料”與“流涎”現象，主要用于加工厚壁注塑件和熱敏性的高黏度塑料。圖3-15b所示為延長型噴嘴。它延長了噴嘴口的長度，可給噴嘴外部加熱，補縮好、射程遠，但有“流涎”現象，用于加工厚壁制品和高黏度塑料。圖3-15c所示為小孔型噴嘴。噴嘴孔內可貯存較多熔料，也可給噴嘴外部加熱，不易形成冷凝料。其口徑小而射程遠，“流涎”現象較少見，主要用于加工低黏度物料，和注射成型薄壁和形狀復雜的制品。

2）閥式噴嘴。這里介紹的四種閥式噴嘴有四種。彈簧針式自閉噴嘴和接觸滑動式自閉噴嘴如圖3-16和圖3-17所示，是依靠注射循環過程自動閉合和開啟閥芯。由于噴嘴口的通道阻力大，會有額外的剪切生熱。另兩種是液壓驅動的可控制的閥芯，分別是軸向頂針和橫向銷釘啟閉噴嘴，如圖3-18和圖3-19所示。可控噴嘴的長度加大，結構復雜，需設置驅動液壓缸。該液壓缸的控制連接注射機的控制程序。它們對各種噴嘴所適用的塑料見表3-10。發泡注射成型時不用敞開式噴嘴，推薦使用液壓驅動的可控閥式噴嘴。

圖3-16 彈簧針式自閉噴嘴

1—噴嘴頭 2—閥針 3—閥座 4—彈簧 5—料筒

圖3-16為彈簧針式自閉噴嘴。噴嘴的注射通道曲折狹窄，有較大的阻力和節流作用，使注射熔體的剪切升溫。必須有足夠的注射壓力才能克服彈簧力，開啟閥針。一般避免將彈簧裝在噴嘴里，以減少剪切效應。圖3-17是接觸滑動式自閉噴嘴。噴嘴里有個滑動的密封閥芯。當噴嘴靠上注射模的澆口套時，在接觸力作用下打開通道，進行注射和補縮。當注射裝置后退時，該閥芯在熔體壓力下關閉噴嘴。由于噴嘴沒有外加熱，溫度控制差。

圖3-17 接觸滑動式自閉噴嘴

a）噴嘴在接觸壓力下開啟 b）噴嘴在熔體壓力下關閉

圖3-19 液壓驅動的可控橫向銷釘噴嘴

a）銷釘被推拉啟閉 b）銷釘被轉位啟閉

圖3-18 液壓驅動的可控軸向頂針噴嘴

1—噴嘴頭 2—頂針 3—閥座 4—噴嘴體 5—液壓缸驅動桿

圖3-18所示可控軸向頂針噴嘴用液壓缸驅動啟閉，使用方便，鎖閉可靠，壓力損失小，計量準確。圖3-19所示液壓驅動的可控橫向銷釘噴嘴中，圖3-17a是將銷釘推拉，圖3-17b是將銷釘轉動，都必須保證銷釘的定位正確，才能保證噴嘴內流動通道截面一致。

表3-10 推薦各種噴嘴所適用的塑料

（續）

注：●—推薦；○—可行；——不可行。

3）噴嘴口徑。噴嘴頭制成球形，其曲率半徑小于注射模上凹坑的半徑才能貼合。該部位接觸壓力高，有頻繁的碰撞，又有很大的溫度變化，是塑料熔體反噴和流涎等事故的多發段。噴嘴的口徑應與螺桿的直徑D成比例。對于低黏度塑料，噴嘴的口徑為螺桿的直徑的1/15～1/10；對于高黏度塑料，噴嘴的口徑是（1/15～1/20）D。表3-11為國內噴嘴口徑設計情況。表3-12是歐洲的噴嘴球頭和口徑設計。

表3-11 國內噴嘴口徑設計情況（單位：mm）

表3-12 歐洲的噴嘴球頭和口徑設計

3.1.3 合模裝置

合模裝置上安裝著注射模具，在每個注射周期里給予動模以啟閉行程，保證在熔體注射時把模具鎖緊，并在開模時頂出成型制品。因此，合模裝置的結構和機械動作，關系到注塑件生產的效率和質量。

1.合模裝置的特性

認識合模裝置的力學和運動特性，區別液壓-機械式和全液壓式的特征，是掌握和控制注射機的關鍵。要求動模板在啟閉行程中快速行進；又要在開模和閉模時低速分離和接觸，在開模的最后，頂出脫模注塑件時又要是慢速。

（1）合模機構的分類 合模裝置按工作原理分，主要有液壓-機械式和全液壓式兩大類型，如圖3-20所示，主要由模板、拉桿、合模機構、頂出機構、調模機構及其他附屬裝置所組成。圖3-20a是單缸直壓式的合模裝置，可用于移動模板速度低和合模力小場合。增大液壓缸直徑能提高合模力，但需要很大的進油流量，才能維持原有的移模速度。單缸直壓式的合模裝置不能兼顧合模力和移模速度。圖3-20b是單曲肘的液壓驅動的合模裝置。單曲肘機構對于合模液壓缸作用力的增力倍數不高，但動模板有較大的工作行程。

圖3-20 合模裝置的基本類型

a）全液壓式 b）液壓-機械式

1—前模板 2—注射模 3—動模板 4—移模液壓缸 5—肘桿機構 6—拉桿 7—后模板 8—合模液壓缸

全液壓式與液壓-機械式合模機構各自的特點簡述如下：

1）全液壓式合模機構的動模板行進，慢快慢的變速是通過復雜的液壓系統控制的；而液壓-機械式機構對合模力有增力作用。肘桿機構本身讓動模板運動有變速性能，因而它的液壓系統可較簡單。

2）全液壓式合模機構的動模板行程大，而且可方便地調整其大小；而液壓-機械式機構的工作行程是一定的，而且較短。

3）為容納不同的注射模的高度，液壓-機械式合模裝置有復雜的調整動模板位置的機構；全液壓式合模機構安裝注射模容易。

4）全液壓式合模機構獲得的較大鎖模力來自液壓力，其鎖模力大小可顯示并可調節；液壓-機械式機構的鎖模力，由調模機構調節拉桿-模具系統的彈性變形獲得，調節其大小很困難，但有自鎖功能，在失去液壓動力時保持鎖模力。

5）全液壓式機構的開模力是鎖模力的（10～15）%；但液壓-機械式合模裝置有較大的開模力。

6）全液壓式合模機構有較長的使用壽命；液壓-機械式機構的制造精度和注射模的精度對壽命的影響大。

7）大中型注射機采用全液壓式合模裝置較多；注射量500cm³以下的注射機大都是液壓-機械式合模裝置。

（2）合模力和鎖模力　合模力（clamping force，P_cm）是合模運動和終結時，動模板對注射模的驅動緊閉力；鎖模力（locking force，P_cm）是注射模合模后，高壓熔體注入模腔時動模板對注射模的鎖緊力。一般兩者通用，作為表征注射機規格的主要參數。鎖模力P_cm（kN）應能克服由于模腔壓力p_m（MPa）形成的脹模力，構成合模裝置沿軸向的力平衡。模腔壓力p_m是塑料熔體注入模具型腔瞬時的壓力，它與熔體流程有關，一般是指模腔在分型面上的平均壓力。表3-13為不同制品和物料條件下的模腔壓力p_m。若A為塑料制品在分型面上的投影面積，（mm²，cm²），其表達方式為

P_cm≥p_m·A （3-8）

表3-13 不同制品和物料條件下的模腔壓力pm

合模裝置要保證注射模在注射時有足夠的鎖模力，在熔體的壓力下不產生開縫和溢料現象。同時又影響注射機的注射量和模板最大成型面積。表3-14為在一定的型腔壓力下，與注射量對應的在分型面上最大的型腔投影面積。

表3-14 注射量對應的最大成型面積

（3）開合模速度 在整個動模板行程中，要求速度可變。在合模時由快至慢，在開模時由慢到快再至慢。圖3-21a所示為液壓式開閉模過程中，由液壓系統控制的動模板合模力P_cm和移模速度v_m的變化；圖3-21b所示為液壓-機械式開閉模過程中，由于肘桿機構增力作用使動模板合模力和移模速度的變化。

為了縮短成型周期，動模板移動速度呈提高的發展趨勢：我國標準規定為≥24m/min；國外注射機一般為30～35m/min；高速可達40～50m/min。液壓-機械型注射機的肘桿機構可以獲得較快的開合模速度，是全液壓合模機構的1.4～1.8倍；最高速已達70～90m/min；慢速時在2.4～3.6m/min范圍內。

（4）裝模空間 注射機上裝模空間與注射模設計的關系密切。在模具設計的初始階段，應確定注射機的型號及其裝模的各參數。

1）模板尺寸和拉桿的間距如圖3-22所示，動模板上模板尺寸（H×V）和拉桿間距（H₀×V₀），應能保證安裝該注射機相對應注射量的注射模。表3-4列示了國產注射機的模具安裝尺寸（JB/T 7267）。通常，模板面積大約是拉桿間有效面積的2.5倍。

2）模具厚度。對于一定公稱注射量的某型號注射機，其合模裝置有相應的成型面積，也對應模架的安裝面積。模具的閉合高度H變化也有限制。模具最大厚度（H_max）和最小厚度（H_min）是注射機上能安裝閉合模具的最大（最小）厚度。模具高度H應該大于H_min和小于H_max，否則，閉合模具不能實現所需的鎖模力。

3）模板間距。對于全液壓型注射裝置，動模板的行程S是可調整的。如圖3-23所示，模板間距L是指動模板與前模板之間的最大運動距離。最大模板間距L等于活塞運動的最大開模行程S和模具最大厚度H_max之和。為使成型注射件在脫模后能順利落下，最大模板間距L一般為成型制品高度的3～4倍。全液壓型注射裝置允許注射模有較大閉合高度H，也能適應閉合高度有較大的變動范圍ΔL。

圖3-21 動模板開閉過程中合模力P_cm和移模速度υ_m的變化

a）全液壓式 b）液壓-機械式

圖3-22 模板尺寸和拉桿的間距

圖3-23 全液壓型注射裝置的模板間距

1—動模板 2—動模型芯 3—塑料制品 4—定模 5—前模板

對于液壓-機械型注射裝置，動模板的行程S是固定的。行程S不小于模具最大厚度H_max或注塑件最大高度的2倍。最大模板間距L_max等于動模板的行程S加上調模機構的調節距離ΔL。這個調節距離ΔL就是H_max與H_min之差。

2.液壓-機械合模裝置

液壓-機械合模裝置利用各種形式的肘桿機構。液壓驅動使拉桿-模具合模機構形成彈性變形量。合模力大小取決于肘桿變形的初始位置角的大小，而與鎖緊后的液壓力無關。肘桿機構有增力作用，移模速度快而且變速平穩，壓縮合模的剛度高于液壓式。注射時脹模小，鎖模可靠。液壓-機械合模必須有調模機構。調模機構的作用是調節動模板與前模板間距，以適合不同模具的要求，同時也對合模力大小進行調節。液壓-機械式開模時所用的頂出機構，都為固定在注射機上的圓頂桿。其塑料制品的頂出力和速度，取決于開模力和移模速度。

（1）單曲肘合模 單曲肘合模的工作原理如圖3-24所示。壓力油進入液壓缸上部，活塞下移，將肘桿推動模板移合至定模。此時，肘桿并未成平直排列，有初始位置角α和β，見圖3-24a。合模液壓缸繼續進油升壓，拉桿被拉伸，兩肘桿如圖3-24b所示成一直線，肘桿、模板和模具受壓縮，位置角α和β趨于零。此并列的合模機構產生的協調彈性變形量為ΔL_p。由此對模具的預緊壓力，即為合模力為P_cm。

圖3-24 單曲肘合模的工作原理

a）接觸碰合 b）預緊閉合

模具合緊后所有受力構件遵守胡克定律，拉桿的彈性變形量

也即

式中 L_p——拉桿的有效長度；

A_p——拉桿的截面積；

ΔL_p——拉桿的彈性變形量；

Z——拉桿數；

E——拉桿的彈性模量；

C_p——拉桿的剛度，。

肘桿機構對液壓缸推力有放大特性，故稱為增力機構，用放大倍數M表達

式中 P_cm——肘桿機構的合模力；

P_o——液壓缸活塞的推力。

為了得到大的合模力，必須有大的初始角，對應有較大的模具閉合高度。但是繼續增大初始角，也就是模具實際高度超過了模具最大厚度H_max，由于活塞的推力不夠，肘桿機構不能伸直。通常，單曲肘的初始位置角α=6°～7°對應H_max時，具有最大有效推力。

圖3-25所示為單曲肘合模裝置。它的移模液壓缸在注射機的床身中。動模板有兩塊，中間有螺旋副調模機構，調整兩塊動模板之間的間距，對應模具高度獲得肘桿的初始位置角α和β。由于單曲肘截面承受的推力有限，此合模裝置適合于合模力100t（注射量125g）以下的小型注射成型機。

圖3-25 單曲肘合模裝置

1—前模板 2—拉桿 3—動模板 4—調模機構 5—頂出機構 6—單曲肘機構 7—后模板 8—移模液壓缸

（2）雙曲肘合模 圖3-26所示為對稱排列雙曲肘合模裝置。其優點是增力放大倍數大，提高了合模力，并且對動模板的載荷均勻。但雙曲肘結構比單曲肘復雜，移模行程較短，適合于中小型注射機成型機。圖3-26所示調模機構是通過調節前肘桿長度，實現模具厚度與合模力的調節。肘桿上裝有正、反螺紋的調節螺母。在調節長螺母外側，還有兩個鎖緊螺母。圖3-26所示頂出機構，頂出桿固裝在動模板的中央的位置。動模后移時停靠脫模機構，將注塑件從動模型芯上頂出。

圖3-26 雙曲肘合模裝置

1—移模液壓缸 2—后模板 3—雙曲肘機構 4—調模機構 5—頂出機構 6—頂出桿 7—動模板 8—拉桿 9—前模板

3.液壓合模裝置

全液壓注射裝置的力學和運動特性是靠液壓系統液壓缸的結構配合液壓閥控制壓力和流量實現的。液壓合模裝置的動模板行程可以用機械-電氣開關調節。此方法簡便，但安全和可靠性差。有行程可調的特殊液壓缸，用機械結構限制活塞移動位置。單缸直壓式的合模裝置要實現足夠大的合模力，快速和變速移動模板是有困難的。

中大型注射機上可專門設置頂出液壓缸實現塑料制品的脫模頂出。液壓頂出可以滿足注塑件脫模的位置、速度、脫模力、行程和二次頂出的要求，且可以自行復位，適應自動化生產；但結構復雜，脫模力不如機械頂出大。許多注射機同時設有液壓和機械兩種頂出機構。一般是機械頂桿設在模板兩側，而液壓頂出設在動模板中央位置。為了適應不同制品的頂出距離，頂出液壓缸的行程或機械頂出桿的位置必須可以調節。

（1）單缸直壓式 圖3-20a所示是液壓式合模裝置的基本形式。它是依靠液壓驅動單個液壓缸活塞直接實現對模具的啟閉與鎖緊。其合模力為

式中 P_cm——液壓缸活塞的合模力（kN）；

p_O——液壓油的壓力（MPa）；

D_O——合模液壓缸的直徑（cm）。

移模速度

式中 v_m——動模板移模速度（m/min）；

Q——液壓油的流量（L/min）；

A——合模液壓缸活塞的截面面積（cm²）。

單缸直壓式合模裝置只用于移模速度低、合模力又小的注射成型機。單缸直壓式的液壓缸活塞增大，勢必要很大的液壓油流量才能提高移模速度，難以兼顧移模速度和合模力這兩方面。因此，下面介紹兩種液壓式合模裝置，即中小型注射機上的增壓式合模裝置和中大型注射機常用充液增速式合模裝置。

（2）增壓式 增壓式合模裝置采用小直徑液壓缸來提高合模速度，再通過提高液壓油壓力實現大的合模力，如圖3-27所示。合模時，壓力油首先進入合模液壓缸。由于液壓缸直徑D較小，可以有一定的合模速度。合模后，液壓油轉向進入增壓液壓缸。增壓液壓缸活塞一端直徑D_O大于另一端直徑d_O。合模液壓缸中工作液的壓力提高，從而提高了鎖模力。其移模速度由進入合模液壓缸的流量Q和活塞面積A決定。

移模速度

合模力

式中，p為增壓后合模液壓缸內的液壓；為增壓液壓缸活塞兩端直徑比。

增壓式的兩液壓缸對密封的要求較高，使工作液壓油壓的升高受到限制。一般可增油壓至20～32MPa，最高可增至20～32MPa。而合模液壓缸的活塞直徑縮小也受到限制，故移模速度不夠快。

（3）充液增速式 圖3-28所示為充液增速式合模裝置的示意圖。它以小直徑液壓缸用做高速移模，以大直徑液壓缸保證取得大的合模力。

圖3-27 增壓式合模裝置

1—動模板 2—拉桿 3—前模板 4—合模液壓缸 5—增壓液壓缸

圖3-28 充液增速式合模裝置示意圖

1—前模板 2—拉桿 3—動模板 4—移模液壓缸 5—合模液壓缸 6—充液油箱 7—液控單向閥 A—壓力油接口

合模時，壓力油首先進入小直徑移模液壓缸，實現快速移模。與此同時，合模液壓缸活塞隨模板一起運動，使合模液壓缸內形成負壓。液控單向閥打開，充液油箱內大量工作油充入合模液壓缸。當動模板行進至模具閉合時，合模液壓缸左端A口接通壓力油，充液的液控單向閥關閉。此時，合模液壓缸的大活塞在壓力油作用下，獲得鎖模力。

此外，一些大型注射機還必須縮短合模液壓缸長度，減小液壓油的吞吐量。有多種特種液壓式合模裝置，請參見有關專著。