La vite a sfere (spesso chiamata "vite di comando") vite") di una macchina per stampaggio a iniezione è il suo componente principale, spesso definito il "cuore" della macchina. Il suo funzionamento è un processo complesso che integra fisica, meccanica e termodinamica.In parole povere, il suo compito principale è trasportare, fondere, comprimere e omogeneizzare granuli di plastica solida, iniettando infine la plastica fusa nella cavità dello stampo con pressione e velocità sufficienti.Per comprenderne meglio il funzionamento, possiamo suddividere il ciclo di lavoro nelle seguenti fasi: Ciclo di lavoro completo di una vite a sfere di una macchina per stampaggio a iniezione. In un ciclo di iniezione completo, la vite a sfere esegue principalmente due azioni: rotazione e movimento assiale. Il suo ciclo di lavoro può essere suddiviso in tre fasi:1. Fase di rotazione (plastificazione/dosaggio)Obiettivo: trasportare, riscaldare, fondere e omogeneizzare i granuli di plastica solida nella tramoggia.Azione: la vite conduttrice ruota ad alta velocità all'interno del cilindro ma non si muove in avanti (in questo momento, il cilindro di iniezione nella parte posteriore della vite conduttrice rilascia la pressione, consentendo alla vite conduttrice di ritrarsi a causa della forza di reazione della plastica durante la rotazione).Processo operativo:Alimentazione e trasporto: i granuli di plastica cadono dalla tramoggia nel cilindro. La rotazione della coclea, come una vite che gira in un dado, sfrutta il piano inclinato della filettatura per spingere continuamente in avanti i granuli di plastica.Compressione e fusione: la struttura della vite è divisa in tre sezioni, dalla parte posteriore a quella anteriore: la sezione di alimentazione, la sezione di compressione e la sezione di dosaggio.Sezione di alimentazione: la profondità della filettatura è relativamente elevata, utilizzata principalmente per il trasporto stabile di granuli solidi.Sezione di compressione: la profondità della filettatura diminuisce gradualmente. Qui, la plastica viene fortemente compressa e tagliata, mentre la serpentina di riscaldamento esterna al cilindro la riscalda. Sotto l'azione combinata del "calore di taglio" e del "riscaldamento esterno", la plastica solida si fonde rapidamente in uno stato di flusso viscoso. Infatti, oltre l'80% del calore di fusione proviene dal calore di taglio generato dalla rotazione della vite.Sezione di dosaggio: la profondità del filo è la più bassa. La sua funzione principale è quella di omogeneizzare ulteriormente la temperatura e la composizione della massa fusa, garantendo la qualità uniforme della massa fusa stoccata nella parte anteriore.Risultato: la plastica fusa uniformemente viene spinta verso la parte anteriore della vite (in corrispondenza dell'ugello) e la pressione accumulata (contropressione) spinge indietro l'intera vite, riservando una quantità fissa di materiale fuso per l'iniezione successiva.2. Fase di movimento assiale (pressione di iniezione/mantenimento)Obiettivo: iniettare la plastica fusa conservata nella fase precedente nella cavità dello stampo ad alta velocità e ad alta pressione.Azione: La vite smette di ruotare e, sotto la potente spinta del cilindro di iniezione, avanza ad alta velocità come un pistone.Processo operativo:Iniezione: la vite avanza a velocità estremamente elevata, iniettando la plastica fusa contenuta nella parte anteriore attraverso l'ugello, il canale di colata e il punto di iniezione nella cavità chiusa dello stampo. Questo processo deve essere completato in tempi molto brevi per garantire che il materiale fuso riempia simultaneamente ogni angolo della cavità.Pressione di mantenimento: quando la cavità sta per essere riempita, la velocità di iniezione rallenta, passando a una fase di "pressione di mantenimento" ad alta pressione. La vite continua ad avanzare lentamente, utilizzando una pressione estremamente elevata per reintegrare il volume lasciato libero dal raffreddamento e dal restringimento della plastica, prevenendo difetti come segni di restringimento e materiale insufficiente nel prodotto.3. Reset (Preparazione per il ciclo successivo)Obiettivo: preparare la massa fusa per il successivo ciclo di stampaggio a iniezione.Azione: Una volta completata la pressione di mantenimento, la vite interrompe il movimento assiale e riprende a ruotare (tornando alla prima fase) per la successiva plastificazione e dosaggio. A questo punto, lo stampo si apre, espelle il prodotto e si chiude, in attesa della successiva iniezione.Caratteristiche principali del design della vite a sferePer realizzare i complessi compiti sopra descritti, la vite a sfere stessa è progettata con grande precisione:Rapporto lunghezza/diametro (L/D): rapporto tra la lunghezza della vite a sfere e il suo diametro. Un rapporto L/D maggiore si traduce in una migliore plastificazione e una temperatura più uniforme. I rapporti più comuni sono compresi tra 18:1 e 25:1.Rapporto di compressione: rapporto tra il volume della prima scanalatura filettata nella sezione di alimentazione e il volume dell'ultima scanalatura filettata nella sezione di dosaggio. Determina il grado di compressione della plastica ed è fondamentale per l'efficienza di fusione. Materiali plastici diversi richiedono rapporti di compressione diversi.Progettazione a tre stadi: come accennato in precedenza, la sezione di alimentazione, la sezione di compressione e la sezione di misurazione svolgono ciascuna le proprie funzioni, costituendo la base per il funzionamento efficiente della vite conduttrice.In sintesi, è possibile visualizzare il funzionamento di una vite per macchina per stampaggio a iniezione come segue:È come un "tritacarne": mentre ruota, morde, taglia, mescola e trasporta i materiali.È come un "pistone" o una "siringa": mentre avanza, inietta il "fluido" elaborato ad alta pressione.È anche un "generatore di calore": attraverso il suo taglio rotazionale, genera la maggior parte del calore necessario per fondere la plastica.Questa ingegnosa combinazione di "plastificazione rotazionale" e "iniezione assiale" consente alla vite della macchina per stampaggio a iniezione di completare in modo efficiente e preciso il processo di trasformazione da granuli solidi a prodotti plastici di precisione.

Nell'automazione industriale e nelle apparecchiature di precisione, le viti trapezoidali rappresentano il meccanismo di trasmissione principale per ottenere un movimento rotatorio-lineare, influenzando direttamente la precisione e la stabilità dell'apparecchiatura. Tuttavia, gli operatori spesso riscontrano una riduzione dell'efficienza e della durata delle apparecchiature a causa della mancanza di una conoscenza approfondita dei principi e di una selezione inadeguata. Questo articolo analizzerà il principio di funzionamento delle viti trapezoidali e fornirà una guida pratica alla selezione.I. Principio del movimento del prodotto e parametri correlati1. Principio di movimento: la vite trapezoidale converte il movimento rotatorio in movimento lineare attraverso l'accoppiamento tra vite e dado, trasmettendo simultaneamente energia e potenza. II. Caratteristiche del prodotto1. Struttura semplice, lavorazione e funzionamento convenienti e costi contenuti;2. La funzione autobloccante si ottiene quando l'angolo dell'elica della filettatura è inferiore all'angolo di attrito;3. Processo di trasmissione fluido e stabile;4. Resistenza all'attrito relativamente elevata, con un'efficienza di trasmissione compresa tra 0,3 e 0,7. In modalità autobloccante, l'efficienza è inferiore a 0,4;5. Possiede un certo grado di resistenza agli urti e alle vibrazioni;6. La capacità di carico complessiva è maggiore rispetto a quella delle normali viti a rulli. III. Calcoli di selezione e verificaPer le viti a trasmissione di forza generica, le principali modalità di guasto sono l'usura superficiale della filettatura, la frattura sotto sforzo di trazione, il taglio e il taglio o la flessione alla radice della filettatura. Pertanto, le dimensioni principali della vite vengono determinate principalmente in base ai calcoli di resistenza all'usura e resistenza in fase di progettazione.Per le viti di trasmissione, la principale causa di guasto è l'eccessivo gioco dovuto a usura o deformazione, che comporta una riduzione della precisione di movimento. Pertanto, le dimensioni principali della vite di trasmissione devono essere determinate in base alla resistenza all'usura della filettatura e ai calcoli di rigidità della vite durante la progettazione. Se la vite di trasmissione sopporta anche un carico assiale elevato, è necessario calcolarne ulteriormente la resistenza.Le viti lunghe (rapporto di snellezza superiore a 40) che non sono regolabili manualmente possono produrre vibrazioni laterali; pertanto, è necessario verificarne la velocità critica.IV. Precauzioni d'uso1. Considerazioni sul carico: evitare il più possibile carichi radiali aggiuntivi, poiché possono facilmente causare malfunzionamenti delle viti, maggiore usura e inceppamenti.2. Requisiti di prevenzione della polvere: è necessario impedire l'ingresso di corpi estranei nella filettatura. Se durante l'uso si generano facilmente impurità come limatura di ferro, scorie di stagno e trucioli di alluminio, è necessario installare una copertura protettiva per impedire l'ingresso di corpi estranei nella filettatura, causando usura anomala o inceppamenti.3. Requisito del rapporto di snellezza: quando il rapporto di snellezza supera un certo intervallo (60 o superiore), la vite si piegherà a causa del proprio peso, con conseguente carico radiale decentrato sulla madrevite. A seconda della velocità di esercizio e della coppia effettive, ciò potrebbe causare usura anomala, inceppamenti, flessione dell'estremità dell'albero o persino rottura. Per risolvere questo problema, è possibile installare un dispositivo anti-runout al centro della vite per vincolarla.4. Durante l'installazione, occorre prestare attenzione alla calibrazione della coassialità e della planarità del metodo di installazione a supporto fisso; per la struttura a sbalzo fissa libera, occorre prestare attenzione al controllo delle tolleranze delle estremità dell'albero e al bloccaggio e al rinforzo della testa.5. Quando si installa una vite con filettatura trapezoidale, è necessario verificare l'eccentricità. In assenza di strumenti di misura adeguati, è possibile spostare manualmente la vite per tutta la sua lunghezza una o più volte prima di installare il componente di azionamento. Se la forza richiesta per spostare il diametro esterno dell'albero non è uniforme e presenta segni di usura, ciò indica che la vite madre, il supporto della chiocciola e la guida non sono allineati. In questo caso, allentare prima le viti di montaggio corrispondenti, quindi spostare manualmente la vite madre una volta. Se a questo punto la forza richiesta diventa uniforme, è possibile ricalibrare i componenti corrispondenti. Se la forza è ancora irregolare, è necessario allentare nuovamente le viti di montaggio per determinare la posizione dell'errore di calibrazione.

La capacità di una vite di comando di una macchina utensile Per operare in modo efficiente e senza inceppamenti 24 ore su 24, è necessario principalmente l'effetto sinergico di tre fattori: progettazione e selezione adeguate, lubrificazione e manutenzione adeguate e controllo ragionevole delle condizioni operative. Nello specifico, questo può essere suddiviso nelle seguenti dimensioni chiave:1. Progettazione strutturale e processo di produzione ad alta precisioneAdattamento di precisione della coppia di trasmissione: viti a sfere utilizzano sfere d'acciaio come elementi volventi. Rispetto al contatto superficiale delle viti a strisciamento, si tratta di un contatto puntiforme, con un coefficiente di attrito estremamente basso (solo da 1/10 a 1/3 di quello delle viti a strisciamento). Ciò comporta una bassa resistenza all'attrito e una minore generazione di calore durante il funzionamento, prevenendo inceppamenti causati da surriscaldamento.Il processo di precarico elimina il gioco: una struttura di precarico a doppio dado (come il tipo a rondella, il tipo a passo variabile o il tipo filettato) elimina il gioco assiale tra vite e dado di comando, garantendo la precisione della trasmissione e prevenendo movimenti assiali e inceppamenti durante il funzionamento ad alta velocità.Materiali di alta qualità e trattamento termico: Le viti e i dadi conduttori sono in genere realizzati in acciaio ad alto tenore di carbonio (come GCr15) o acciaio strutturale legato, trattato con tempra, rinvenimento e rettifica per ottenere una superficie durezza HRC58~62. Ciò si traduce in un'elevata resistenza all'usura, prevenendo usura e deformazione durante il funzionamento a lungo termine e mantenendo una precisione di adattamento stabile.2. Sistema di lubrificazione e tenuta stabile e affidabileLubrificazione continua ed efficiente:** dotata di un sistema di lubrificazione automatico (come una pompa per grasso o un dispositivo di lubrificazione a nebbia d'olio), rifornisce la pista della vite madre con grasso o olio specializzato a intervalli regolari, formando una pellicola d'olio che riduce l'attrito diretto tra le sfere in acciaio e la pista, riducendo l'usura e la generazione di calore. Le macchine utensili che funzionano 24 ore su 24 sono generalmente dotate di lubrificazione automatica intermittente per prevenire una lubrificazione insufficiente o l'invecchiamento del grasso.Eccellente protezione di tenuta:** Entrambe le estremità della vite madre sono dotate di guarnizioni antipolvere, piastre raschianti e altri componenti per impedire l'ingresso di fluido da taglio, trucioli metallici e polvere nella pista di rotolamento. Le impurità che penetrano nella pista di rotolamento sono una causa comune di inceppamento della vite madre; il sistema di tenuta isola efficacemente i contaminanti e mantiene pulita la pista di rotolamento.3. Parametri operativi ragionevoli e controllo del caricoCorrispondenza tra carico e velocità: durante la selezione, i carichi dinamici e statici nominali della vite madre vengono determinati in base al carico effettivo della macchina utensile (forza di taglio, peso della tavola) per garantire che il carico non superi il valore nominale durante il funzionamento di 24 ore, evitando la deformazione dei cuscinetti a sfere e la flessione della vite madre dovuta al sovraccarico. Contemporaneamente, la velocità viene controllata al di sotto della velocità critica della vite madre per prevenire risonanze e vibrazioni durante la rotazione ad alta velocità.Controllo della temperatura: la macchina utensile è dotata di un sistema di raffreddamento per controllare la temperatura di esercizio della vite madre e del mandrino. Il riscaldamento della vite madre può causare deformazioni termiche, con conseguenti variazioni di passo o persino inceppamenti. Il sistema di raffreddamento è in grado di controllare le fluttuazioni di temperatura entro un intervallo minimo, mantenendo la stabilità della trasmissione.4. Coordinamento preciso dei sistemi di azionamento e controlloCollegamento rigido tra servomotore e vite conduttrice: i giunti (come giunti a membrana e giunti lamellari) vengono utilizzati per ottenere un collegamento senza interruzioni tra il motore e la vite conduttrice, garantendo una trasmissione di potenza fluida ed evitando strappi nella trasmissione causati da collegamenti allentati.Regolazione precisa del sistema CNC: tramite un sistema di controllo a circuito chiuso o semichiuso, la posizione e la velocità della vite madre vengono monitorate in tempo reale e la coppia di uscita del motore viene regolata dinamicamente per compensare la deformazione elastica e la deformazione termica della vite madre, garantendo una velocità uniforme e nessun impatto durante il funzionamento.Supplemento: Il ruolo cruciale della manutenzione ordinaria: anche in condizioni di progettazione e funzionamento ragionevoli, una manutenzione regolare è essenziale per un funzionamento ininterrotto 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Ad esempio, la pulizia regolare delle guarnizioni, il controllo delle condizioni del grasso lubrificante, il rilevamento di eccentricità e gioco della vite madre e la sostituzione tempestiva del grasso vecchio e delle sfere usurate possono prolungare efficacemente la durata di funzionamento stabile della vite madre.