8.4.3.2   加热冷却系统
    这里所指的是机筒和喷嘴的冷却、加热口从热固性注射成型原理中已知，注射机筒的加热、冷却和温度控制对能否获得优良的制品质量有着特别重要的意义。虽然BMC物料可看做是已经“塑化好”的预混料，其在机筒中无需经过一个“熔融、塑化”的过程，而且其固化速度也很快，为防止其在机筒中提早发生固化反应，机筒的温度应保持低于60°。另一方面，在对BMC物料进行输送、混合时由于螺杆的挤压、摩擦所产生的热又会使物料升温，因此，要使机筒能保持这样低的温度，实际上，除了在温度比较低的区域及有特殊需要的情况下需要加热之外，BMC注射机筒和喷嘴一般都是需要冷却。对有些发应速度很迅速，对温度控制要求严格的BMC物料的注射成型，除了要严格控制机筒的温度外，还可在螺杆中心部位分别设置冷却装置。
    (1)机筒常用的冷却、加热系统   通常BMC注射成型机的冷却、加热方式有电加热水冷却温控系统介质（水或油）加热、冷却系统，这是目前广泛采用的加热、冷却方式。
    ①电加热水冷却温控系统   此温控系统如图8-37所示，其工作原理为：当预热机筒或生产过程中物料内的剪切摩擦热不能满足要求时，由电加热装置2对机筒1加热；机筒1预热到所需温度后，或者是物料中的剪切摩擦热超过了工艺要求时，则加热装置停止工作，电磁阀4打开，由水泵5抽取冷水送进机筒1外围的螺旋槽水套中，利用冷水带走机筒上多余的热量，以保证对BMC物料的输送、计量工作正常进行。这种温控系统结构简单，没有水循环系统，故体积小、维修方便、节省电能，但温控精度低，易出故障。为了克服这种系统的缺陷，目前的热固性注射机筒大多采用下面所介绍的介质（水或油加热、冷却）方式。

[-page-] 
    ②介质（水或油）加热、冷却系统   此系统如图8-38所示，其所采用的介质可以是水或油。当采用温水加热循环统时，其温控精度可达±1℃。该系统的工作原理为：冷水经泵6抽吸到电加热10中，当水温达到预定要求后即被送人机筒上的水套中循环，对机筒进行加热；循环过程中的回水可经回水阀2和泵6再次进人加热器升温；系统的控温元件由热敏电阻构成，由它通过电器控制加热器的电流通、断，以控制机筒温度的升降。当断电后，机筒温度继续上升，经温控元件发出信号，电磁排水阀1就能自动打开，并排除部分的热水，同时会自动补人等量的冷水：而当温度下降时，温控元件又会发出信号立即关闭排水阀1，同时接通加热器电源，从而自动保持循环水温恒定地加热机筒。无论采用何种温控系统，机筒上都可以像热塑性注射机那样，设置2-3个温度控制区，以便满足BMC注射工艺条件.

对机筒温度分段有所不同的要求。如果介质是油，其控温原理基本与温水的相同。
    (2）喷嘴的加热冷却  为更好地控制物料的温度，特别是使存留于喷嘴流道中的物料不会因过热升温而固化，往往在喷嘴上已设置有冷却装置，特别是在采用伸长喷嘴是，一般都设有专门的冷却系统。图8-39所示为设有冷却装置的伸长喷嘴的结构形式。    

                          
8.4.3.3加料装五的设计
    图8-40所示为一种常用的柱塞（活塞）式强制加料装置。它由加料油缸和加料柱塞及料筒所组成。工作时，在加料油缸的作用下，加料柱塞将已投放到加料筒中的BMC物料进行压实，并排出团料中所含有的气体。加料柱塞继续下压，将BMC物料压入机筒中。加料装置需满足以下的要求：应与螺杆旋转时的动作同步进行，使加料量与螺杆的输送计量需求相一致；由于在BMC团料中会含有空气泡和一些可挥发的单体物质（如苯乙烯），因
而加料装置一方面应能将这些气体排除，以免将其带入模腔，而另一方面又要能密封，使物料和有特殊气味的苯乙烯单体等不会泄出而影响到加料和工作环境。对一台比较完善的加料器，在加料柱塞上还应装有密封圈，在加料筒上装有排气装置，有的还应有排气的抽气系统.

    图8-41所示是一种较新型的螺杆式输送强制加料装置。从图中可以看出，此装置设有一很大容积的BMC贮存器（可达800kg)，在贮存器的下方设有螺杆输送装置，工作时，将BMC物料强制地加进注射机的机筒中。由于还设有各种自动上料和检测装置，因此，可实现加料自动化。     

                                           [-page-]                                                 
8.4.3.4  锁模装置
    BMC注射成型机的锁模装置与一般注射机是基本相同的。但由于BMC模塑料有良好的流动性，模具型腔的结合面即使有很小的缝隙，在注射时物料也会流入，因此，除要求型腔的结合面应有合适的配合间隙外，也要求锁模装置应具有特别高的刚性，这一点，对于属精密注射的BMC成型来说，更是必需。
     与一般的热固性塑料注射成型一样，BMC注射成型机锁模装置的主要类型亦有全液压式和液
压-曲肘连杆式等主要形式。它们既可以成卧式排列，亦可以成立式排列。比起曲肘连杆式来全液压式会用得多一些，这是因为在加工热固性塑料时，需将模具加热至（145±5)℃或稍高一些，如注射机模板与模具之间的隔热不善的话，这对肘杆式合模装置就需要考虑加热后的热膨胀对合模力的影响问题，加上模具需经常更换等缘故，所以使用液压式各模装置会比较方便。为提高机器的生产能力，缩短熔料在料筒内的停留时间，BMC注射机除上述型式外，还有多工位〔多模）（如转盘式）等合模装置。
    (1)全液压锁模装置图8-42所示为常用的具有预充液增压油缸的全液压锁模装置。再开合模时，都能精确的控制合模力和合模速度。相对来说其所提供的速度稍慢些。但由于具有增压锁模的功能，故还是一种比较好的锁模形式。

    (2）液压-曲肘连杆式锁模机构曲肘连杆式锁模机构是由液压系统与各种形式的肘杆机构组合成的。在合膜时，使合模系统形成预应力，进面对模具实现顿紧的一种锁模装置。曲肘连杆式锁模机构因有力的放大作用，所使用的油缸直径较小，故易于实现高速，同时机构又有平稳变速的特点。图8-43所示为液压-曲肘连杆式锁模装置。       [-page-]
8.4.3.5  传动及其控制系统
    BMC注射成型机的液压传动及控制系统是其主要的组成部分。BMC注射成型机在成型过程中动作繁多而复杂，在工作时，不但涉及速度、力及位置的调控而且还要对温度等进行梢确可靠地控制。当所加工的材料、制品的大小等不同时，其工艺操作条件也不同，必须进行调整；特别是采用了多工位后，其需要调控的参数也增加，更需要有精确可靠的调控系统为其服务。因此，液压及控制系统的工作质量不仅决定着BMC注射成型机的技术性能，而目还直接关系到BMC成型制品的质量、产量和生产成本以及工作环境。
    BMC注射成型机液压传动系统与一般的注射成型机是相同的，因此，此处只对其基本问题作以简单的介绍。
    (1)液压传动系统  与一般的注射成型机一样，BMC注射机的液压传动系统是由动力源（液压泵）、控制元件（压力阀、方向阀、流量阀等）、执行元件（液压缸、马达等）和辅助装置（油箱、滤油器及各类仪表）等部分组成。BMC注射成型机的各个动作和参数（如压力、流量）的调整是通过液压回路上的控制机构来完成的。
    对BMC注射成型机液压系统的要求如下。
    ①由于BMC有很好的流动性，可以实现低压、快速注射，而螺杆的主要职能是实现对物料的混合、计量和输送，因此应根据这一工况特点来选择动力（如注射压力、螺杆的转矩和合模力）。
    ②BMC是富含玻璃纤维和填料的热固性复合材料，而且其主要是依靠玻璃纤维来增强的，因此，螺杆的转速如何，注射时物料在流道中所经受的剪切的强弱都对其制品性能产生影响。因此，应根据此工况和要求来选择执行元件的速度（如注射速度、螺杆的转速和启闭模速度等）。
    ③应能按工作循环（工艺过程）完成所有动作程序。由于以不饱和聚酯树脂为基材的BMC模塑料在成型固化时不会有气体和化学反应物需要排出，因而其无需有二次开模的动作，故其工作循环过程与般的热塑性注射机是基本相同的。
      ④液压传动系统工作可靠，噪声低，能量损失小，有较高的重复精度和灵敏度。因此，在泵、液压马达、阀和油路的选择上都应围绕上述原则来进行。
    随着塑料工业新工艺、新材料及新设备的快速发展，新的液压技术和微电子技术在突飞猛进地发展的同时，也在注射机上得到了广泛的应用。注射机的液压系统正朝着三高〔高的控制精度、高灵敏度、高效）及节能等方向发展，其表现如下。
    a．新一代的液压元件正在替代开关控制的普通液压元件。这类新型液压元件具有快速启闭性能，响应时间短，液阻小，泄漏少，静、动态性能好等特点。这些元件的应用，大大提高了注射机液压系统的技术性能。
    b.节能技术已受到了普遍重视，并取得了很大的进展。新型液压元件的发展与应用为注射机节能提供了良好的条件，系统中应用了压力匹配、流量匹配、功率匹配及蓄能器等多种形式的节能方法。
    c.应用比例技术。由电液伺服技术和各种检测元件所组成的闭环控制系统，大大提高了注射机的控制精度。由位移传感器、测速马达、压力传感器作为检测元件，将实际值不断检测并反馈，通过控制进行比较，以偏差控制伺服阀，使实际值与预选值相协调。
    d.液压系统的集成化程度越来越高。新型液压元件的出现，使液压系统的结构更加简单、集中，目前上新的液压系统由注射、合模两个集成块所组成。
    e.由十插装式液压元件所具有的优点，使其在注射机的液压系统中得到越来越多的应用。除了座阀式插装元件在大、中型注射机中已得到广泛的应用以外，在中、小型机的液压系统中也开始应用插装阀，滑阀式插装阀的发展，使插装阀在中、小型注射机的液压系统中的应用前景更加广阔。
    (2)电控系统   BMC注塑机的电控系统亦是整机的一个重要组成部分。其性能之优劣，对整机也至关重要。微型计算机技术在其上的应用使其控制技术发展到一个新的水平。
    BMC注塑机的电控系统按其组成可分为三个部分：电动机及其控制部分；顺序控制器部分；加热控制部分。
    ①加热控制部分   在BMC注射机中，温度控制是十分重要的。由于BMC是属于热固性塑料，温度控制是包括机筒、喷嘴以及模具的温度。为防止BMC在机筒中发生提早固化反应，要将其温度保待在低于60℃以下；为使其在模具中能快速、充分及均匀地固化，获得质量优良的制品，应有准确、均匀的模温。
    以其他的注射机一样，为了控制温度，先要解决好温度检测问题，常用的测温元件是热电偶，根据料筒、喷嘴和模具的温度要求，过去一般选取EA -2或EU-2型铠装热电偶，现在选用E或K分度号热电偶。
    温度控制目前普遍的是选用温控仪表。当前，温控仪表的种类很多，从显示方法上讲，有指针式和LED数码管显示的；从温度设置上讲，有旋钮式和拨码盘式的；从控制方式上讲，有二位式、PID式、时间比例式的。选取这此仪表的原则是要根据温度控制的精度要求，配套的热电偶、加热的控制机构、价格等方面来综合考虑。由于BMC成型对于温度控制精度要求较高，是属于精密注塑成型，就需要选用PID控制或时间比例控制的仪表。而此时加热控制的执行机构也应相应考虑，如果控制仪表的控制输出是4- 20mA电流的话，则要配用相应的晶闸管和相应的控制触发电路；如果控制仪表的控制输出是脉冲调宽方式的话，则要配用固态继电器或晶闸管触发器，在这种情况下选用有触点开关是不允许的，因为开、关太频繁了。
    随着微机技术在注射机上的推广应用，使用微机同时控制几个温段的温度，越来越受到人们的重视。用微机控制加热温度，可以得到很高的温控精度，同时，也能易于实现控温的超温和低温报警。[-page-] 
    ②电动机控制
    a.电动机的选择与其他注射机所用的电动机的选取一样，电动机的选取是指对其类型和容量进行选择，并根据工作条件确定外壳和安装的形式，根据负载的转速和动力电压来确定电动机的转速和电压，根据负载的大小确定电动机的容量。注射机所用的电动机是以液压泵作为负载的，因此，泵的选择又是一个十分重要的条件。
    b.电动机的启动控制电动机启动一般为直接启动和减压启动，对小容量的电动机可直接启动，电路可分为主电路和控制电路两部分。此控制电路具有短路保护、过载保护和失压保护三种保护功能。对于容量较大的电动机，为了不造成电网上的波动，需要考虑减压启动。对于注塑机生产厂来说由于难以确定用户的变压器容量，可以简单地把11kW电动机作为其界限。
    减压起动方法较多，如电阻降压启动、电抗器降压启动、自招变压器降压启动，Y-△启动等。在注射机中较为常用的是Y-△启动。使用Y-△启动法时，启动电流是直接启动的1/3,但转矩也降低1/3,适用于电动机在空载式轻载下启动。
    ③顺序控制器部分   顺序控制器是注塑机电控系统的核心。BMC的注射成型过程是一个典型的顺序过程，主要是注射机的液压系统与控制器配套，按一定动作时序关系来控制执行机构（液压缸、液压马达等）动作，形成较为完整的机电一体化控制。BMC注塑机的基本动作循环可以如图8-4所示。
    近代注射机很多都采用了比例阀液压系统，在合模、开模、注射等工步中分为几级，每级使用不同的压力和流量，以满足制品质量和整机运行稳定的需要。
    在各工步之间的顺序转换中，有的以执行机构中的位置为条件；有的则以时间为条件。
    动作执行到位目前多用限位开关、接近开关或位移传感器来检测。在继电器控器中，限位开头是作为接点来控制相应继电器动作而在微机控制器中限位开关、接近开关是作为输入开关量点，位移传感器是作为模拟量来使用的。
    时间控制多由计时器来完成，在继电器控制中，多采用时间继电器，设定的时间到后，触点动作并带动继器动作，微机控制中则是利用其内部的定时器来完成。
    从注射机顺序控制器的发展看，越来越多的注射机控制器采用了PC和微机系统，并使用位移传感器、压力传感器等来代替限位开关、接近开关进行反馈控制等。
    计算机控制系统、特别是单片机和PLC可编程控制系统都非常适于完成顺序控制。因为对于计算机而言，只要通过对输入／输出开关量进行顺序控制，就可以实现对液压系统中的执行机构所对应的电磁阀动作的顺序控制。