教育資料（2021-2022年收藏的）注塑機(jī)結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文題 目: 注塑機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制 院 （系）： 機(jī)械工程學(xué)院 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課題名稱：二、 指導(dǎo)教師：三、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求：1. 課題概述2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求3. 設(shè)計(jì)原始資料4. 設(shè)計(jì)課題的特點(diǎn)與目的5. 設(shè)計(jì)成果四、設(shè)計(jì)參考書五、設(shè)計(jì)說明書要求1. 封面2. 目錄3. 內(nèi)容摘要4. 引言5. 正文6. 結(jié)束語7. 附錄六、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程安排七、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及論文要求1.畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯要求 答辯前三天，每個(gè)學(xué)生應(yīng)按時(shí)將畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書或畢業(yè)論文、專題報(bào)告等必要資料交指導(dǎo)教師審閱，由指導(dǎo)教師寫出審閱意見。學(xué)生答辯時(shí)對(duì)

2、自述部分應(yīng)寫出書面提綱，內(nèi)容包括課題的任務(wù)、目的和意義，所采用的原始資料或參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和主要方法、成果結(jié)論和評(píng)價(jià)。答辯小組質(zhì)詢課題的關(guān)鍵問題，質(zhì)詢與課題密切相關(guān)的基本理論、知識(shí)、設(shè)計(jì)與計(jì)算方法、實(shí)驗(yàn)方法、測(cè)試方法，鑒別學(xué)生獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力。2.畢業(yè)設(shè)計(jì)論文要求文字要求:說明書要求打印(除圖紙外)，不能手寫。文字通順，語言流暢，排版合理，無錯(cuò)別字，不允許抄襲。圖紙要求:按工程制圖標(biāo)準(zhǔn)制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細(xì)均勻，圓弧連接光滑，尺寸標(biāo)注規(guī)范，文字注釋必須使用工程字書寫。曲線圖表要求：所有曲線、圖表、線路圖、程序框圖、示意圖等不準(zhǔn)用徒手畫，必須按國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)或工程要求繪

3、制。 注塑機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制 摘 要 針對(duì)注塑機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與控制，本文著手設(shè)計(jì)一款注塑量為60g合模力為500KN桿長(zhǎng)比=0.7（0.5-0.7），模板行程S=180mm的注塑機(jī)。經(jīng)過查找各種資料最終選定設(shè)計(jì)臥式單缸液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)的往復(fù)螺桿式注塑機(jī)。本文首先簡(jiǎn)要介紹了注塑機(jī)行業(yè)的發(fā)展情況和今后的發(fā)展方向，其次就是對(duì)注射裝置和合模裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，注塑機(jī)控制裝置的設(shè)計(jì)。最后使用CAD軟件畫出注塑機(jī)與注射裝置和合模裝置的裝配圖，并且選出典型零件畫出零件圖。關(guān)鍵詞： 注塑機(jī)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，控制裝置的設(shè)計(jì)，CAD畫圖 0AbstractTo design the injection device,the p

4、aper is devoted to design the injection device for injection machines which injection molding 60g and force 500KN. I eventually choice the injection device of the horizontal single cylinder hydraulic motor drivers and screw reciprocating motion . First, this paper briefly introduces the injection ma

5、chines of industry development and future development, and secondly, design the structural of the injection device, The main designs are the selection for the hydraulic motor, design for the screw,barrel,and nozzle,and the calculation of the basic parameters for the injection machine.Then,draw theas

6、sembly drawing of the injection machines and injection device.Key words: Injection device design, Structural design，Calculate the parameters , CAD drawing目 錄摘要 Abstract第1章 緒論11.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r11.2 課題的提出3第2章 注塑機(jī)概論42.1 注塑成型機(jī)的分類42.2注塑機(jī)的基本組成及工作過程42.2.1 注塑機(jī)的基本組成42.2.2注塑機(jī)的工作過程42.2.3注塑機(jī)的基本功能52.2.4本機(jī)介紹6第3章 注射裝置73

7、.1注射裝置簡(jiǎn)介73.2注射裝置的型式73.3注射裝置的設(shè)計(jì)83.3.1螺桿式塑化部件83.3.2螺桿頭與止逆閥設(shè)計(jì)143.3.3噴嘴設(shè)計(jì)163.3.4 料筒設(shè)計(jì)173.3.5螺桿驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)的連接件設(shè)計(jì)203.3.6注射裝置機(jī)架導(dǎo)向設(shè)計(jì)21第4章 合模裝置224.1合模裝置簡(jiǎn)介.224.2合模機(jī)構(gòu)主要部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算224.2.1調(diào)模裝置的選擇.234.2.2肘桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算234.2.3拉桿的設(shè)計(jì)計(jì)算254.2.4頂出裝置的選擇26第5章 PLC控制程序設(shè)計(jì)285.1 PLC的基本原理285.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)285.3 PLC的工作原理295.4 PLC機(jī)型的選擇步驟與原則305.4.1

8、.305.4.2 325.4.35.4.4555.65.7.結(jié)語致 謝參考文獻(xiàn)第1章 緒論1.1注塑機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r塑料注射成型機(jī)(簡(jiǎn)稱注塑機(jī))是將熱塑性塑料或熱固性塑料制成各種塑料制件的主要成型設(shè)備。加工范圍從幾克甚至幾毫克的手表、儀表小齒輪、激光唱盤、微電子元件等，到幾千克的電視機(jī)、音響、空調(diào)及洗衣機(jī)外殼，再到上萬克的浴缸、桌椅、賽艇船體。注塑機(jī)是一種集成度很高的機(jī)電液一體化設(shè)備，其技術(shù)含量在很大程度上反映一個(gè)國(guó)家的機(jī)械、電子、液壓等基礎(chǔ)工業(yè)的水平。隨著現(xiàn)代工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，塑料制件被越來越廣泛地應(yīng)用到國(guó)防、機(jī)械、電氣、航空、交通運(yùn)輸、建筑、農(nóng)業(yè)、文教、衛(wèi)生及人民生活等各個(gè)領(lǐng)域。

9、注射成型機(jī)是在19世紀(jì)中葉出現(xiàn)的金屬壓鑄機(jī)(1849年STURGRSS )的基礎(chǔ)上逐漸形成的。最初主要用來加工纖維素硝翻旨和醋酸纖維一類的塑料。直至1932年，才由德國(guó)弗蘭茲·布勞恩(FRANZ BRAUN)廠生產(chǎn)出全自動(dòng)柱塞式臥式注射成型機(jī)，并向各國(guó)推廣使用，這也是目前所用的柱塞式注射成型機(jī)的基本形式。之后，由于石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了塑料工業(yè)的發(fā)展。其中熱塑性塑料無論是在品種或是在數(shù)量方面，增長(zhǎng)都很迅速，這就要求發(fā)展與之相適應(yīng)的加工技術(shù)和機(jī)器設(shè)備。1948年在注射成型機(jī)上開始使用螺桿塑化裝置，并于1965年在世界上出現(xiàn)了第一臺(tái)往復(fù)螺桿式注射成型機(jī)。這是注射成型工藝技術(shù)方面的重大

10、突破，從而使更多的塑料通過比較經(jīng)濟(jì)的注射成型方法加工成各種塑料制件成為可能。 在我國(guó)塑料機(jī)械工業(yè)80年代以后才獲得了蓬勃發(fā)展,特別是塑料注塑機(jī)年生產(chǎn)能力已達(dá)萬臺(tái)以上,不僅滿足了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的需要,還大量出口創(chuàng)匯,為滿足這種機(jī)器高輸出力、快速響應(yīng)、高速、壓力控制精度和重復(fù)精度的技術(shù)要求,國(guó)產(chǎn)注塑機(jī)幾乎全部采用了液壓傳動(dòng)和電液比例控制技術(shù)。為進(jìn)一步提高精度,國(guó)外還開發(fā)了過程變量:模腔壓力、注射速度、螺桿轉(zhuǎn)速等閉環(huán)微機(jī)控制的電液系統(tǒng)。我國(guó)在這方面也作了相應(yīng)的研究。但是進(jìn)入90年代以來,隨著世界各國(guó)在環(huán)境保護(hù),如能耗、噪聲、泄漏等控制方面日益嚴(yán)格的要求,節(jié)能已成為注塑機(jī)電液系統(tǒng)的研究重點(diǎn)。為降低能耗,德、

11、日等國(guó)已開發(fā)了全電氣傳動(dòng)控制的注塑機(jī),并投放市場(chǎng)。與電液控制相比,目前電氣傳動(dòng)還存在無法實(shí)現(xiàn)集中控制,很難實(shí)現(xiàn)高精度的壓力控制,必須經(jīng)過中間轉(zhuǎn)換裝置才能實(shí)現(xiàn)直線傳動(dòng)等不足,但已向電液控制提出了嚴(yán)厲的挑戰(zhàn)。因此,電液控制系統(tǒng)必須在節(jié)能技術(shù)方面做出相應(yīng)發(fā)展,才可能避免被全電控技術(shù)取代。注塑機(jī)是塑料加工業(yè)中使用量最大的加工機(jī)械，不僅有大量的產(chǎn)品可用注塑機(jī)直接生產(chǎn)，而且它還是組成注拉吹工藝的關(guān)鍵設(shè)備。目前中國(guó)已成為世界塑機(jī)臺(tái)件生產(chǎn)的第一大國(guó)，寧波海天也成為全球產(chǎn)量最大的注塑機(jī)生產(chǎn)企業(yè)。除液電復(fù)合式注塑機(jī)外，中國(guó)已經(jīng)能制造肘桿式、全液壓和全電動(dòng)式注塑機(jī)。其中肘桿式注塑機(jī)已實(shí)現(xiàn)了升級(jí)換代，全液壓式注塑機(jī)也

12、已從傳統(tǒng)的單缸充液式完善到兩板直壓式。中國(guó)注塑機(jī)的生產(chǎn)與世界水平的差距在縮小，某些方面已達(dá)到世界先進(jìn)水平。這些機(jī)械已經(jīng)基本上可以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的需要，并且相當(dāng)數(shù)量的產(chǎn)品出口到包括歐美等國(guó)家的海外市場(chǎng)。兩大因素促成了中國(guó)注塑機(jī)設(shè)備制造業(yè)的起飛。一是與國(guó)際著名企業(yè)進(jìn)行合資和技術(shù)合作，如海天和震雄；二是中國(guó)企業(yè)逐漸適應(yīng)了機(jī)械零部件的國(guó)際釆購(gòu)方式，掌握了釆購(gòu)渠道。通過與發(fā)達(dá)國(guó)家注塑機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的合作，中國(guó)注塑機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在較短的時(shí)間里提高了設(shè)計(jì)和制造能力，部分產(chǎn)品開始從通用型設(shè)備向?qū)Ｓ迷O(shè)備過渡；從低端市場(chǎng)和中端市場(chǎng)進(jìn)入。如海天推出的超大鎖模力的注塑機(jī)和高速、高精密注塑機(jī)系列產(chǎn)品，已經(jīng)可以滿足大型汽車配件和

13、小型精密電子產(chǎn)品的生產(chǎn)。而震雄推出的PET瓶坯專用注塑機(jī)等，也成為了國(guó)產(chǎn)專用注塑機(jī)產(chǎn)品的代表。此外，中國(guó)注塑機(jī)的生產(chǎn)還表現(xiàn)出很強(qiáng)的區(qū)域特色。浙江的寧波和廣東的東莞等地，已成為中國(guó)乃至全球重要的注塑機(jī)生產(chǎn)基地。如寧波市的北侖港，匯集了25家注塑機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，30多家配件企業(yè)，其中外資企業(yè)15家，注塑機(jī)產(chǎn)值年均增速高達(dá)20%。全球產(chǎn)量最大、產(chǎn)銷量第一的寧波海天股份有限公司也在該區(qū)。2003年，該區(qū)共生產(chǎn)注塑機(jī)整機(jī)16000多臺(tái)，實(shí)現(xiàn)銷售收入36.22多億元，利稅7.61億元，出口創(chuàng)匯8030萬美元；產(chǎn)量約占全國(guó)總產(chǎn)量的1/3，銷售收入占全國(guó)的40%以上。為了提高研發(fā)能力，中國(guó)注塑機(jī)企業(yè)也開始走出國(guó)門

14、，把研發(fā)機(jī)構(gòu)建到海外，同時(shí)也為產(chǎn)品更便捷地打入海外市場(chǎng)創(chuàng)造條件。如海天2003年8月在意大利的Brescia成立了海天歐洲公司，并于今年開業(yè)。不久歐洲生產(chǎn)的部件便會(huì)出現(xiàn)在中國(guó)制造的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中。與此同時(shí)，海天也通過自己的海外分公司銷售產(chǎn)品。雖然出自海天歐洲公司的機(jī)器的價(jià)格將比海天標(biāo)準(zhǔn)機(jī)高25%左右，但是與同類歐洲機(jī)相比還是要便宜30%-40%。在中國(guó)注塑機(jī)生產(chǎn)企業(yè)走出去的同時(shí)，歐美大型注塑機(jī)生產(chǎn)企業(yè)紛紛走進(jìn)來。如美國(guó)Milacron公司也計(jì)劃今年在中國(guó)投資生產(chǎn)注塑機(jī)和吹塑機(jī)，以及這些機(jī)械的基本部件。在中國(guó)建生產(chǎn)基地的主要原因就是他們認(rèn)為在中國(guó)生產(chǎn)的機(jī)械部件會(huì)比西方發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的便宜20%-30%。

15、據(jù)了解，Milacron公司在中國(guó)生產(chǎn)的機(jī)械可能主要銷往東南亞和南美。事實(shí)上，歐美廠商在中國(guó)生產(chǎn)的注塑機(jī)基本上都是中檔產(chǎn)品，并且隨著中國(guó)本土注塑機(jī)制造水平的提高，進(jìn)口的中檔注塑機(jī)正面臨較大的競(jìng)爭(zhēng)危脅。不僅如此，預(yù)計(jì)未來數(shù)年，中國(guó)注塑機(jī)將繼續(xù)擴(kuò)大出口比例，在國(guó)際市場(chǎng)上占有越來越大的份額。與此相對(duì)應(yīng)，將有越來越多的外國(guó)注塑機(jī)生產(chǎn)廠家，把生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)移到中國(guó)。目前高速瓶坯機(jī)、電動(dòng)光盤注塑機(jī)、薄壁精密產(chǎn)品注塑和大型汽車用塑料件注塑等，是高檔注塑機(jī)的主要市場(chǎng)。這一部分市場(chǎng)進(jìn)口品牌機(jī)的地位仍無法動(dòng)搖。如中國(guó)手機(jī)機(jī)體90%以上的塑料件都是由國(guó)外塑機(jī)生產(chǎn)的。1.2 課題的提出 注塑機(jī)自本世紀(jì)30年代問世以來，主

16、機(jī)結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)原理變化不大，但其控制卻在不斷更新和發(fā)展，國(guó)外以由手動(dòng)操作的第一代產(chǎn)品發(fā)展成為基于微機(jī)閉環(huán)控制的第五代產(chǎn)品，自動(dòng)化程度不斷提高，國(guó)內(nèi)直到50年代末才開始生產(chǎn)注塑機(jī)，由于采用了引進(jìn)消化、吸收和逐步提高、國(guó)產(chǎn)化的方針，再加上鋼材價(jià)格上漲，石化工業(yè)能夠提供原料（包括工程塑料），便形成了“以塑代鋼”、“以注塑代壓延成型”的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)注塑機(jī)的發(fā)展速度異?？?，但控制水平較低，檔次不高，絕大多數(shù)仍基于繼電器控制，自動(dòng)化程度較低，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力不強(qiáng)。近年來，隨著注塑機(jī)在行業(yè)中的比重不斷加大，其出口量已超過造紙機(jī)，成為我國(guó)輕工業(yè)系統(tǒng)最大宗的出口設(shè)備。但能源危機(jī)的出現(xiàn)，勞動(dòng)力缺乏，加之對(duì)制品的要求越來越

17、高，注塑機(jī)的節(jié)能高效、自動(dòng)化程度高的性能已為用戶所追求；同時(shí)，對(duì)于大中規(guī)模注塑工廠，甚至量少、品種多的小規(guī)模注塑車間，在保證制品質(zhì)量的前提下，如何利用成熟的自動(dòng)化設(shè)備，提高產(chǎn)品精度，降低廢品、次品率，節(jié)約原材料和能源，來降低成本，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)已引起人們的高度重視，采用先進(jìn)的控制技術(shù)和管理手段已成為必然的趨勢(shì)。我國(guó)目前普通的技術(shù)含量低的塑料機(jī)械產(chǎn)品處于飽和過剩狀態(tài)，而高精度、高效率、高技術(shù)含量的塑料機(jī)械還需大量的投入和開發(fā)，目前這部分產(chǎn)品基本依賴進(jìn)口。本課題就是在這樣的背景下提出的，通過對(duì)前人技術(shù)的吸收、繼承和發(fā)展，并實(shí)地考察了我國(guó)注塑機(jī)的技術(shù)情況，旨在開發(fā)一套既符合我國(guó)國(guó)情又具有一定市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力

18、的可編程控制的精密注塑機(jī)。第2章 注塑機(jī)概論 2.1 注塑成型機(jī)的分類根據(jù)注射裝置對(duì)塑料的塑化方式的不同可分為柱塞式和螺桿式兩大類，尤其以螺桿式注塑機(jī)最為常見。根據(jù)合模裝置的不同可以分為機(jī)械式、液壓式和液壓機(jī)械式。根據(jù)注射裝置的排列方式的不同可分為臥式注射成型機(jī)、立式注射成型機(jī)、角式注射成型機(jī)和多工位注射成型機(jī)，而其中臥式注射成型機(jī)較為常見。按機(jī)器的特殊結(jié)構(gòu)和用途還可以分為熱塑性通用型注射成型機(jī)、熱固性塑料注射成型機(jī)、排氣式注射成型機(jī)、發(fā)泡注射成型機(jī)、多組分注射成型機(jī)、鞋用注射成型機(jī)等。2.2 注塑機(jī)的基本組成及工作過程1.2.1 注塑機(jī)的基本組成一臺(tái)通用型注塑機(jī)主要包括以下部件：合模裝置、注

19、射裝置、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)。注射裝置：其主要作用是使塑料均勻地塑化成熔融狀態(tài)，并以足夠的壓力和速度將一定量的熔料注射入模腔內(nèi)，因此，注射裝置應(yīng)具有塑化良好、計(jì)量準(zhǔn)確的性能。合模裝置：主要作用是保證模具地閉合和實(shí)現(xiàn)啟模動(dòng)作，是成型制品的工作部分。注射時(shí)要求合模裝置給模具以足夠的合模力，防止制品發(fā)生飛邊現(xiàn)象。液壓傳動(dòng)和電器控制系統(tǒng)：注射成型是由塑料塑化、模具閉合、塑料注射入模腔、壓力保持、制品固化成型、開模取出制品等工序組成的連續(xù)過程。液壓和電器系統(tǒng)則是為了保證注塑機(jī)按工藝過程預(yù)定的要求（壓力、速度、溫度、時(shí)間）和動(dòng)作順序，準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行工作而設(shè)置的傳動(dòng)和控制系統(tǒng)。2.2.2 注塑機(jī)工作過

20、程（1）閉模與合緊 注塑機(jī)的成型周期一般從模具閉合開始。模具首先低壓快速進(jìn)行閉合，當(dāng)動(dòng)模板與定模板快要接近時(shí)，合模的動(dòng)力系統(tǒng)自動(dòng)切換成低壓、低速，在確認(rèn)模具內(nèi)無異物時(shí)，再切換成高壓將模具合緊。（2）注射裝置前移和注射 在確認(rèn)模具達(dá)到所要求的合緊程度后，注射裝置前移，使噴嘴與模具貼合，便可以向注射油缸通入壓力油，則與油缸活塞桿相接的螺桿以高壓、高速將頭部的熔料注入模腔，此時(shí)螺桿頭部作用于熔料上的壓力為注射壓力。注射壓力和速度，以及熔料與模具的溫度，決定了塑料能否充滿模腔。（3）壓力保持 注入模腔的熔料，由于低溫模具的冷卻作用會(huì)產(chǎn)生收縮，壓力保持就是對(duì)熔料保持一定的壓力進(jìn)行補(bǔ)縮，使制品致密，此時(shí)螺

21、桿作用于熔料上的壓力稱為保壓壓力。保壓時(shí)，螺桿因補(bǔ)縮而有少量前移。制品冷卻和預(yù)塑當(dāng)保壓進(jìn)行到模腔注入的熔料失去從澆口回流的可能性時(shí)，保壓壓力即可卸去，使制品冷卻定型，此時(shí)螺桿在液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，來自料斗的粒狀塑料借助旋轉(zhuǎn)螺桿的輸送作用，不斷沿螺槽向前運(yùn)動(dòng)。塑料在運(yùn)動(dòng)的過程中，由于外部加熱及螺桿剪切作用發(fā)生劇烈的內(nèi)摩擦，溫度均勻升高，最終逐步軟化成為熔融粘流狀態(tài)，并不斷地被輸送到料筒前端。由于螺桿頭部熔料壓力的作用，使螺桿后退，當(dāng)退至計(jì)量值時(shí)，螺桿即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，準(zhǔn)備下一次注射。（4）注射裝置后退和開模頂出制品 制品冷卻后，合模裝置升模并自行頂落制品，注塑機(jī)作業(yè)循環(huán)流程如圖1-1所示圖1-1注塑

22、機(jī)工作程序框圖2.2.3注塑機(jī)的基本功能注射成型機(jī)必須具備以下基本功能： 對(duì)所加工的塑料物料能實(shí)現(xiàn)塑化、計(jì)量并把熔融物料壓入模具模腔的功能； 對(duì)成型模具能實(shí)現(xiàn)啟閉和鎖緊的功能； 對(duì)成型過程中所需的能量能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換、傳遞和控制的功能； 對(duì)成型過程及工藝條件可進(jìn)行設(shè)定與調(diào)整的功能。2.2.4本機(jī)介紹本次設(shè)計(jì)的課題是注射量為60g，合模力為500KN的可編程控制注塑機(jī)，為普通型注射成型機(jī)。合模裝置采用五節(jié)點(diǎn)雙曲軸式合模裝置。往復(fù)螺桿式注射裝置，采用雙導(dǎo)軌支承、注射座移動(dòng)油缸為單缸、注射油缸為單缸；一線式液壓馬達(dá)預(yù)塑裝置。液壓部件中系統(tǒng)壓力流量用比例閥控制。電器部分采用PLC控制方案實(shí)現(xiàn)，能實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)和

23、全自動(dòng)控制。頂出、合模、注射動(dòng)作為線移型位移傳感器控制。床身部分為整體式床身，采用稀油潤(rùn)滑。 第3章 注射裝置 3.1 注射裝置簡(jiǎn)介注射裝置在注射成型機(jī)的工作過程中，主要實(shí)現(xiàn)塑化計(jì)量、注射和保壓補(bǔ)縮三項(xiàng)功能。因此，在設(shè)計(jì)此裝置時(shí)，應(yīng)能滿足下列基本要求：（1）在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，提供一定數(shù)量的，組分和溫度均勻的熔料；（2）根據(jù)塑料性能和制品結(jié)構(gòu)情況，應(yīng)有合適的速度和壓力，將一定量的熔料注入模腔。 3.2 注射裝置的形式目前，在注射成型機(jī)上采用的注射裝置，從原理上分主要有柱塞式和預(yù)塑式兩大類。其中以預(yù)塑式特別是往復(fù)螺桿式使用為最多?，F(xiàn)在介紹一下預(yù)塑式注射裝置的型式及其工作原理。對(duì)塑料的塑化和熔料注射分

24、開進(jìn)行的注射裝置，統(tǒng)稱預(yù)塑式注射裝置。該裝置在注射前先將已塑化的一定量的熔料存放到料筒前端（又稱儲(chǔ)料室），然后再由柱塞（或螺桿）將儲(chǔ)存的熔料注入模腔。本次設(shè)計(jì)的注塑機(jī)采用往復(fù)螺桿式，亦稱螺桿一線式，這種型式的主要特點(diǎn)如下：（1）結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)：由于螺桿是同時(shí)具有塑化和注射兩個(gè)功能，所以螺桿不僅要回轉(zhuǎn)塑化，同時(shí)還要往復(fù)注射。這就需要在螺桿設(shè)計(jì)以及連接結(jié)構(gòu)上，加以特殊的考慮。（2）塑料是依靠螺桿的剪切熱和外加熱的共同作用下，塑化成均勻的熔體。但在塑化時(shí)，因伴隨著螺桿的軸向位移，故熔料溫度形成的軸向溫差較大，而且難以完全克服。可是，螺桿的塑化情況是可以方便地通過調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速和背壓得到調(diào)整。常用的往復(fù)螺

25、桿式一般具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）塑化能力大。這為發(fā)展高速和大型注射成型機(jī)提供了可能；（2）塑化速率快、均化好。這為注射成型擴(kuò)大了加工塑料的范圍。目前絕大多數(shù)的熱塑性塑料（包括熱敏性塑料、填充塑料等）都可用來注射成型。除此，還可直接進(jìn)行染色和粉狀塑料的加工；（3）注射時(shí)壓力損失小，加之塑化時(shí)均化作用好。因此，在工藝上可以用較低的塑化溫度和注射壓力。另外往復(fù)螺桿式還具有結(jié)構(gòu)緊湊、熔料停滯分解現(xiàn)象少、清理料筒方便等優(yōu)點(diǎn)。事物都是一分為二的。往復(fù)螺桿式注射裝置雖有很多優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。例如要增加螺桿傳動(dòng)系統(tǒng)。由于液壓技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種型式的低轉(zhuǎn)速大扭矩液壓馬達(dá)，可供直接驅(qū)動(dòng)螺桿使用。這樣，使原結(jié)構(gòu)

26、大為簡(jiǎn)化。圖3-1所示，是本次設(shè)計(jì)采用的布置形式。液壓馬達(dá)放置在注射油缸后面，螺桿、注射油缸、液壓馬達(dá)三者呈一線排列的形式。圖3-1 注射裝置3.3 注射裝置的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)螺桿式注射裝置時(shí)，一般要考慮下述幾個(gè)問題：塑化部件的結(jié)構(gòu)；螺桿傳動(dòng)與連接方式；注射和移動(dòng)油缸的結(jié)構(gòu)和布置；注射座往復(fù)運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)形式；注射座固定連接方式；螺桿的拆卸等。在這些問題中，塑化部件（料筒和螺桿）和螺桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)是主要的。因此，螺桿式注射裝置的設(shè)計(jì)，主要是塑化部件和傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)。3.3.1 螺桿式塑化部件螺桿式塑化部件如圖3-2所示，主要由螺桿、機(jī)筒（又稱料筒）、噴嘴等組成。塑料在轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿的連續(xù)推進(jìn)過程中，實(shí)現(xiàn)物理狀態(tài)

27、的變化，最后呈熔融狀態(tài)而被注入模腔。因此，塑化部件是完成均勻塑化、定量注射的核心部件2。 圖3-2 螺桿式塑化部件 1噴嘴 2機(jī)筒 3螺桿 螺桿式塑化部件一般具有如下特點(diǎn)：（1）螺桿具有塑化和注射兩種功能；（2）螺桿在塑化時(shí)，對(duì)制品不發(fā)生直接的聯(lián)系，僅作預(yù)塑用；（3）塑料在塑化過程中，所經(jīng)歷的熱歷程要比擠出長(zhǎng)；（4）塑料在塑化和注射時(shí)，均要發(fā)生軸向位移，同時(shí)螺桿又處于時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停的間歇式工作狀態(tài)，因此形成了螺桿塑化過程的非穩(wěn)定性。 螺桿結(jié)構(gòu)如下所述：（1）螺桿型式注射成型機(jī)在使用過程中，由于經(jīng)常需要更換塑料品種，所拆換螺桿也就比較頻繁。停機(jī)調(diào)換螺桿不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，同時(shí)又會(huì)影響機(jī)器的生產(chǎn)。因此，設(shè)計(jì)

28、一種適應(yīng)性比較強(qiáng)的通用性螺桿既必要而且又是可能的。這樣不僅使用中免于經(jīng)常更換螺桿的麻煩，同時(shí)也會(huì)降低機(jī)器的成本。通用型螺桿的分段如圖3-3所示。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：壓縮段的長(zhǎng)度約35個(gè)螺距。這樣的分段，既考慮到一些非結(jié)晶型塑料，經(jīng)受不了突變螺桿在壓縮段高的剪切作用；同時(shí)有注意到一些結(jié)晶型塑料未經(jīng)足夠的預(yù)熱是不能軟化熔融和難以壓縮的特點(diǎn)。圖3-3 通用型螺桿（2）螺桿頭為了防止注射時(shí)熔料回泄的螺桿頭，采用止逆螺桿頭。它的工作原理：當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)塑化時(shí)，自螺槽出來的熔料，具有一定的壓力，則將止逆環(huán)頂升。熔料經(jīng)設(shè)計(jì)的通道進(jìn)入螺桿前端的儲(chǔ)料室。注射時(shí)，螺桿前移，當(dāng)螺桿短部的錐臺(tái)與止逆環(huán)右端錐面相遇時(shí)，便形成對(duì)

29、熔料回泄的密封。并隨儲(chǔ)料室熔料壓力的升高，密封愈加緊密，從而阻止熔料的回泄。一個(gè)良好的止逆型螺桿頭結(jié)構(gòu)，應(yīng)該是啟閉靈活、注射時(shí)熔料回泄量及其在止逆環(huán)動(dòng)作區(qū)域內(nèi)發(fā)熱量保持在最低程度。因此，需要注意以下幾點(diǎn)： （a）止逆環(huán)與料筒的配合要適合。過松易造成大的回泄，隨之而產(chǎn)生高剪切流動(dòng)和熱解現(xiàn)象。反之，過緊又會(huì)影響到止逆動(dòng)作的效果。其環(huán)隙一般取0.10.2毫米為宜，止逆環(huán)的寬度大約為止逆環(huán)直徑的0.60.8 倍； （b）螺桿頭處的通流截面要適當(dāng)。熔料的流通面積小，限流作用大，這會(huì)降低螺桿的塑化能力，同時(shí)熔料在滑環(huán)區(qū)也易發(fā)熱，形成能量積聚，使工藝不易穩(wěn)定；但是也不能過大，大了會(huì)使止逆動(dòng)作遲緩，降低了止逆

30、效果，從而影響到注出量的精度。止逆環(huán)的位移量大約取為螺桿均化段的螺槽深度； （c）啟閉靈活。在設(shè)計(jì)中采用滾動(dòng)球式的結(jié)構(gòu)，具有啟閉靈活、升壓快、使用壽命長(zhǎng)等熱點(diǎn)； （d）止逆環(huán)是易于磨損的零件。因它容易更換，故硬度選擇要低于料筒。（3）螺桿參數(shù)計(jì)算（a）螺桿直徑（Ds）和行程（S）往復(fù)螺桿式的螺桿直徑，應(yīng)從保證注射量和塑化能力這兩個(gè)條件來確定。從滿足注射量要求，而計(jì)算出的螺桿直徑，一般也能滿足對(duì)塑化能力的要求。因此，螺桿直徑先由下式計(jì)算出后，再校核其塑化能力。 Ds= （3-1）式中 V-機(jī)器注射量(厘米3) -注射系數(shù)，根據(jù)加工樹脂的類型和螺桿結(jié)構(gòu)而定，取值范圍0.750.9 s-注射行程（厘

31、米），s=kDs k-螺桿行程與直徑的比值，常取3左右，最大可到5左右，視螺桿性能而定已知機(jī)器注射量為60g，通用型螺桿的塑化能力為25公斤/時(shí)（PS）。計(jì)算螺桿直徑：設(shè)計(jì)的螺桿是用來加工熱塑性塑料的，其形式為止逆結(jié)構(gòu)的螺桿，故取注射系數(shù)為=0.8；為適當(dāng)提高螺桿強(qiáng)度，取k=2.8，代入后即得：Ds=32.5cm=3.25 mm （3-2）將其圓整為35mm 螺桿行程：S= kDs=2.8×35=98mm (3-3) 將其圓整為100mm所以S=100 mm（b）螺桿長(zhǎng)徑比（L/ Ds ） L是螺桿螺紋部分的有效長(zhǎng)度。螺桿長(zhǎng)徑比大，說明螺紋長(zhǎng)度越長(zhǎng)，直接影響到物料在螺槽中輸送的熱歷程

32、，影響吸收能量的能力。此能量分為兩部分：一部分是料筒外面的加熱圈傳給的，另一部分是螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱和剪切熱，由外部機(jī)械能轉(zhuǎn)化。因此，L/直接影響到物料的熔化效果和熔體質(zhì)量。但是如果L/太大，則傳遞扭矩加大，能量消耗增加。過去，L/數(shù)值在1618；現(xiàn)在，由于塑料品種增加，工程塑料增多，L/已增加到1923。 （c）加料段長(zhǎng)度（）加料段又稱輸送段或進(jìn)料段。為提高輸送能力，螺槽表面一定要光潔。的長(zhǎng)度應(yīng)保證物料有足夠的輸送能長(zhǎng)度，一般=（89）Ds，本次設(shè)計(jì)加料段長(zhǎng)度為：=8Ds =835=280mm（d）加料段的螺槽深度（）深，則容納物料多，提高了供料量，但會(huì)影響物料塑化效果以及螺桿根部的剪切

33、強(qiáng)度。一般（0.120.16） Ds 。本設(shè)計(jì)取=0.14 Ds =0.1435=4.9mm（e）均化段螺紋長(zhǎng)度（）熔體在段的螺槽中得到進(jìn)一步的均化；黏度均勻，組分均勻，分子量分布均勻，形成較好的熔體質(zhì)量。長(zhǎng)度有助于穩(wěn)定熔體在螺槽中的波動(dòng)，有穩(wěn)定壓力的作用，使物料以均勻的料量從螺桿頭部擠出，所以又稱計(jì)量段。一般=（45）Ds。 本設(shè)計(jì)取 =4 Ds =435=140mm（f）均化段螺槽深度（）和螺桿壓縮比（）均化段的螺槽深度是螺桿性能的重要參數(shù)之一，它是由加工塑料的比熱、導(dǎo)熱性、穩(wěn)定性、粘度以及塑化時(shí)的壓力等因素所定。小，螺槽淺，提高了塑料熔體的塑化效果，有利于熔體的均化。但過小會(huì)導(dǎo)致剪切速率

34、過高，以及剪切熱過大，引起大分子鏈的降解，影響熔體質(zhì)量。反之，如果過大，由于在預(yù)塑時(shí)，螺桿背壓產(chǎn)生的回流作用增強(qiáng)，會(huì)降低塑化能力。所以合適的應(yīng)由壓縮比來決定： =h1 h3 (3-4)注射螺桿壓縮比是指熔融段螺槽深度（）與均化段螺槽深度（）之比。壓縮比大，會(huì)增強(qiáng)剪切效果，但回減弱塑化能力，壓縮比取得小一些有利于提高塑化能力和增加對(duì)物料的適應(yīng)性。通用螺桿可取2.32.6，本設(shè)計(jì)取=2.5。所以均化段螺槽深度： h3=h1=4.92.5=1.96mm 2.0mm (3-5)實(shí)際壓縮比為=0.93×2.5=2.23。通常所說的壓縮比大于實(shí)際壓縮比。 （g）塑化段（壓縮段）螺紋長(zhǎng)度（）物料在

35、料筒中不斷地受到壓縮、剪切和混練作用，物料從段入點(diǎn)開始，熔池不斷地加大，到出點(diǎn)處熔池已占滿全螺槽，物料完成從玻璃態(tài)，經(jīng)過高彈態(tài)向黏流態(tài)的轉(zhuǎn)變，從固體床向熔體床的轉(zhuǎn)變。長(zhǎng)度會(huì)影響從固態(tài)到黏流態(tài)的轉(zhuǎn)化歷程，太短會(huì)來不及轉(zhuǎn)化，固料堵塞在段的末段，形成很高的壓力、扭矩或軸向力、太長(zhǎng)也會(huì)增加螺桿的扭矩和不必要的能耗，一般=（68）。對(duì)于結(jié)晶型的塑料，物料熔點(diǎn)明顯，熔融范圍窄，所以可短些，=（34）。本設(shè)計(jì)取=4=4×35=140mm。（h）螺距（S）螺距的大小影響螺旋角，從而影響螺槽的輸送效率，一般S=35mm。 （i）螺棱寬度（e） 螺棱寬度影響螺槽的容料量、容體的漏流以及螺棱耐磨損程度，一

36、般為（0.050.07）。本設(shè)計(jì)取e=0.07=0.07×35=2.5mm。（j）螺棱推力圓角（）和背面圓角（）螺棱推力圓角和背面圓角的大小影響螺槽的有效容積、物料的滯留情況以及螺棱根部的強(qiáng)度等，一般=e=2.5mm,=（0.30.5）,本設(shè)計(jì)取=0.4=0.4×2.5=1mm。（k）螺桿的強(qiáng)度注射螺桿處于比較惡劣的條件下工作，它不僅要承受注射時(shí)的高壓，同時(shí)還要經(jīng)受熔料的磨蝕作用和預(yù)熱時(shí)的頻繁負(fù)載啟動(dòng)。注射螺桿的磨損是相當(dāng)嚴(yán)重的（特別是加工玻璃纖維增強(qiáng)材料），小直徑螺桿疲勞斷裂破壞也常有發(fā)生。這就要求選用耐磨蝕、高強(qiáng)度的材料。目前螺桿所用材料，大都為氮化鋼（）或其它合金鋼材

37、。為了提高耐磨能力和基體金屬的性能，近來也有采用在螺桿表面噴涂碳化鈦和對(duì)螺桿進(jìn)行離子氮化處理等技術(shù)。螺桿表面硬度6570，氮化層深度可至0.8，螺桿工作表面光潔度不低于。 (m)螺桿塑化能力校核：計(jì)算螺桿轉(zhuǎn)速Ns Ns =(D) = 0.4×60(0.035×3.14) = 218.4 r/min取通用螺桿的轉(zhuǎn)速n=220r/min；均化段槽深h3=2,螺距S= Ds=35mm（=17°42）；PS塑化溫度230時(shí)，=0.97克/厘米3；效率=0.9，代入下式得： G= n× (3-6) =220××××0.2&#

38、215;0.304×0.953×0.9×0.97 =672g/min =40.32kg/h計(jì)算結(jié)果表明其塑化能力符合要求。 （4）螺桿的材料與熱處理方式對(duì)材質(zhì)的要求：由注射過程可知，螺桿是在高溫、一定腐蝕、強(qiáng)烈磨損、大扭矩下工作的，因此，螺桿必須：1）耐高溫，高溫下不變形；2）耐磨損，壽命長(zhǎng)；3）耐腐蝕，物料具有腐蝕性；4）高強(qiáng)度，可承受大扭矩，高轉(zhuǎn)速；5）具有良好的切削加工性能；6）熱處理后殘余應(yīng)力小，熱變形小等。 目前我國(guó)常用的螺桿材料有45號(hào)鋼、40Cr、氨化鋼、等。熱處理方式為調(diào)質(zhì)、滲碳、高頻淬火、鍍硬鉻等。材料及熱處理選用：這次的設(shè)計(jì)材料選用。熱處理：調(diào)

39、質(zhì)HB220270，高頻淬火HRC45483.3.2 螺桿頭與止逆閥設(shè)計(jì)(1) 螺桿頭設(shè)計(jì)最高的壓力發(fā)生在螺桿最前端的螺桿頭位置，因此，從加工的觀點(diǎn)來說，可藉由裝配一個(gè)閉鎖組件，避免材料回流到后面的牙部之中；此種情形在射出及保持壓力階段特別地重要。最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，就是在螺桿前端加裝一個(gè)比螺桿根徑大的螺桿頭，由于在螺桿頭及料管之間的間隙相當(dāng)?shù)男?，使得壓力升高且避免材料回流；而螺桿的角度在度之間。無論如何，如果要做到完全的防止回流，那么一定要使用止逆閥才可以。這次設(shè)計(jì)采用一般適合熱塑性塑料的螺桿頭，實(shí)圖如下。增加輸出量的螺牙設(shè)計(jì)，在射出階段時(shí)，避免材料的堆積以及防止回流。材料選用45號(hào)鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)H

40、B220270熱處理。螺桿頭的基本要求螺桿頭要靈活、光潔；止逆環(huán)與料筒配合間隙要適宜，即要防止熔體回流，又要靈活；既有足夠的流通截面，又要保證止逆環(huán)端面有回程力，使在注射時(shí)快速封閉；結(jié)構(gòu)上應(yīng)拆裝方便，便于清洗；螺桿頭的螺紋與螺桿的螺紋方向相反，防止預(yù)塑時(shí)螺桿頭松脫。 (2)止逆閥設(shè)計(jì)因?yàn)橹鼓骈y上面有密封的組件，可藉由移動(dòng)而和另外組件密合達(dá)到防止逆流的效果。防腐蝕處理，通常是鍍鉻或鎳；而高合金鋼的螺桿頭也同樣被使用。止逆閥是裝配在螺桿最前端的組件，它最主要的功用在于射出及保持壓力階段時(shí)，防止塑料之回流。如果經(jīng)由一個(gè)能夠迅速關(guān)閉的斷面而產(chǎn)生相當(dāng)大的壓力差，那么，這個(gè)止逆閥的功用將是最好的。在進(jìn)料階

41、段，當(dāng)熔體通過斷面時(shí)，在反方向同樣地有壓力差，使得在有背壓的狀況下，塑料熔體仍然可以持續(xù)地往前輸送。如果熔融塑料在通過斷面時(shí)，壓力上升得大時(shí)，將會(huì)對(duì)輸出量產(chǎn)生影響，壓力甚至于會(huì)使塑料破壞。一般止逆閥的設(shè)計(jì)，都會(huì)將通道截面積設(shè)計(jì)成螺桿尾端的環(huán)狀通道面積的以上。這次設(shè)計(jì)采用最普遍的環(huán)狀止逆閥，動(dòng)作原理如圖2-8所示，它包含了三個(gè)部分。1-頭部 藉由螺紋軸和螺桿接在一起2-環(huán)座3-軸向滑動(dòng)環(huán)在關(guān)閉的位置時(shí)，滑動(dòng)環(huán)緊地靠在環(huán)座上，接觸面系和軸成度之錐面；在進(jìn)料階段，滑動(dòng)環(huán)位于打開的位置，靠在像是散熱片一樣的到片的肋上。止逆環(huán)的材料選用45號(hào)鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)HB220270熱處理。圖2-8環(huán)狀止逆閥3.3.

42、3 噴嘴設(shè)計(jì)噴嘴是連接塑化裝置與模具流道的重要部件，注射時(shí)，料筒內(nèi)的熔料在螺桿的推動(dòng)下，以高壓和快速流經(jīng)噴嘴嘴注入模具。因此噴嘴的結(jié)構(gòu)形式、噴孔大小以及制造精度將影響熔料的壓力和溫度損失，射程遠(yuǎn)近、補(bǔ)縮作用的優(yōu)劣以及是否產(chǎn)生“流涎"現(xiàn)象等。目前使用的噴嘴種類繁多，且都有其適用范圍，這里只討論用得最多三種。(1)直通式噴嘴  這種噴嘴呈短管狀，熔料流經(jīng)這種噴嘴時(shí)壓力和熱量損失都很小，而且不易產(chǎn)生滯料和分解，所以其外部一般都不附設(shè)加熱裝置。但是由于噴嘴體較短，伸進(jìn)定模板孔中的長(zhǎng)度受到限制，因此所用模具的主流道較長(zhǎng)。為彌補(bǔ)這種缺陷而加大噴嘴的長(zhǎng)度，成為直通式噴嘴的一種改

43、進(jìn)型式，又稱為延伸式噴嘴。這種噴嘴必須添設(shè)加熱設(shè)置。為了濾掉熔料中的固體雜質(zhì)，噴嘴中也可加設(shè)過濾網(wǎng)。以上兩種噴嘴適用于加工高粘度的塑料，加工低粘度塑料時(shí)，會(huì)產(chǎn)生流涎現(xiàn)象。(2)自鎖式噴嘴  注射過程中，為了防止熔料的流涎或回縮，需要對(duì)噴嘴通道實(shí)行暫時(shí)封鎖而采用自鎖式噴嘴。自鎖式噴嘴中以彈簧式和針閥式最廣泛，這種噴嘴是依靠彈簧壓合噴嘴體內(nèi)的閥芯實(shí)現(xiàn)自鎖的。注射時(shí)，閥芯受熔料的高壓而被頂開，熔型遂向模具射出。熔膠時(shí)，閥芯在彈簧作用下復(fù)位而自鎖。其優(yōu)點(diǎn)是能有效地杜絕注射低粘度塑料時(shí)的“流涎”現(xiàn)象，使用方便，自鎖效果顯著。但是，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，注射壓力損失大，射程較短，補(bǔ)縮作用小，對(duì)

44、彈簧的要求高。（3）杠桿針閥式噴嘴  這種噴嘴與自鎖式噴嘴一樣，也是在注射過程中對(duì)噴嘴通道實(shí)行暫時(shí)啟閉的一種，它是用外在液壓系統(tǒng)通過杠桿來控制聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)啟閉閥芯的。使用時(shí)可根據(jù)需要使縱的液壓系統(tǒng)準(zhǔn)確及時(shí)地開啟閥芯，具有使用方便，自鎖可靠，壓力損失小，計(jì)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。此外，它不使用彈簧，所以，沒有更換彈簧之慮，主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。 注射時(shí)，塑料熔體在螺桿的推動(dòng)下，以極高的剪切速度流經(jīng)射嘴而進(jìn)入模腔。在這種高速剪切作用下，熔體溫度快速升高。特別是對(duì)于粘度較高的PVC、PP-R、PMMA、PC、高抗沖擊ABS等，過小的噴嘴孔直徑會(huì)造成塑料的高溫分解。而對(duì)于充模

45、困難的薄壁精密制品，則宜用射程較遠(yuǎn)的噴嘴，對(duì)于厚壁制品則需要補(bǔ)塑作用好的噴嘴。另外，對(duì)于某些熔體粘度很低的塑料(如PA等)，需要使用具有防流涎功能的自鎖噴嘴。在許多機(jī)器上，除了針對(duì)一般粘度的通用型噴嘴，還有自鎖噴嘴、PVC噴嘴、PMMA噴嘴等特殊噴嘴可供選用，這次選用的是適合用于熱塑性塑料的噴嘴。如下圖2-10圖2-10噴嘴結(jié)構(gòu)3.3.4 料筒設(shè)計(jì)(1) 料筒結(jié)構(gòu)料筒的結(jié)構(gòu)其實(shí)就是一根中間開了下料口的圓管。這次設(shè)計(jì)的料筒基本結(jié)構(gòu)如圖2-11所示。圖2-11料筒基本結(jié)構(gòu)1-電熱圈；2-螺孔；3-加料口料筒材料常用38CrMnAl,氮化處理深0.5mm,硬度Hv9001000（2）機(jī)筒的壁厚影響機(jī)

46、筒壁厚的因素是多方面的，除滿足強(qiáng)度要求外，還要充分注意到本身結(jié)構(gòu)及其對(duì)成型工藝條件所帶來的影響。例如，過薄的機(jī)筒雖然溫升快、重量輕，但因熱容量小，故難于取得穩(wěn)定的溫度條件。反之，厚的機(jī)筒不僅結(jié)構(gòu)笨重，升溫慢，而且還會(huì)因熱慣性大，導(dǎo)致溫度在調(diào)節(jié)過程中，產(chǎn)生比較嚴(yán)重的滯后現(xiàn)象。因此，為了使機(jī)筒具有足夠的熱容量和合適的熱慣性，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般取機(jī)筒外徑（）和內(nèi)徑（）之比（K）為22.5。表3-1 部分機(jī)筒的K值螺桿直徑（毫米）3442506585110130150機(jī)筒壁厚（毫米）25293547.547757560比 值（K）2.472.402.402.482.102.362.151.80在初步確定機(jī)筒

47、直徑（）后，可根據(jù)機(jī)筒受力情況，按厚壁筒計(jì)算中的能量理論，校核其強(qiáng)度或計(jì)算壁厚機(jī)筒的總應(yīng)力 機(jī)筒壁厚 式中 注射壓力（公斤力/） 材料許用應(yīng)力， 材料在工作溫度下的屈服極限（公斤力/） 安全系數(shù)，一般取2.53我們?cè)谶@里計(jì)算機(jī)筒壁厚，螺桿直徑=35（即=35），注射壓力p=1400公斤力/，機(jī)筒材料（在300條件下工作，=5750公斤力/）機(jī)筒外徑（取K=2.47）=2.47×35= 86.45將其圓整為90mm 機(jī)筒壁厚=27.5mm機(jī)筒總應(yīng)力 =公斤力/材料許用應(yīng)力 =公斤力/因，故安全。（3）機(jī)筒與螺桿的配合間隙機(jī)筒與螺桿的間隙值時(shí)是設(shè)計(jì)的重要數(shù)據(jù)，間隙大了，將會(huì)使塑化能力下降

48、和注射時(shí)熔料回泄量增加，反之，小了又會(huì)增加制造方面的困難和螺桿的功率消耗。根據(jù)實(shí)際使用情況，間隙值一般為0.0020.005。 (4) 加料口加料口的結(jié)構(gòu)形式直接影響進(jìn)料效果和塑化部件的吃料能力，注塑機(jī)大多數(shù)靠料斗中物料的自重加料，所以這次采用最常用的對(duì)稱形料口，如下圖2-12所示。圖2-12加料口形狀(5)加熱裝置設(shè)計(jì)為使機(jī)筒內(nèi)的物料在某一恒定的熔融溫度范圍，防止物料在機(jī)筒內(nèi)發(fā)生大量的化學(xué)反應(yīng)，使熔體呈現(xiàn)出最好的流動(dòng)特性，接近于固化的臨界狀態(tài)，因此，要對(duì)料筒進(jìn)行加熱。注塑機(jī)料筒的加熱方式有電阻電熱、陶瓷加熱、鑄鋁加熱，常用的是電阻加熱和陶瓷加熱，這次設(shè)計(jì)采用一般的電阻電熱。料筒一般被分成幾個(gè)

49、恒溫的加熱區(qū)間, 每個(gè)加熱區(qū)間都有獨(dú)立的加熱器。加熱器由熱電阻加熱線圈構(gòu)成, 給加熱器通電則熱電阻釋放熱量。各加熱區(qū)間的溫度設(shè)定值沿著料筒應(yīng)有一定的溫度分布。注塑塑料通過料斗進(jìn)入料筒中, 在螺桿的推動(dòng)作用下向噴嘴移動(dòng)。塑料經(jīng)過每個(gè)加熱區(qū)間時(shí)吸收熱量溫度升高達(dá)到熔融狀態(tài)。注塑制品質(zhì)量與料筒內(nèi)熔體的質(zhì)量有直接關(guān)系,為了保證熔體質(zhì)量, 要合理設(shè)置各區(qū)間的料筒溫度設(shè)定值, 并且將該區(qū)間的溫度控制在一定的精度范圍之內(nèi)。因此在注塑過程中, 料筒溫度控制成為影響注塑制品質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。這次的設(shè)計(jì)是具有4個(gè)加熱區(qū)間段的注塑機(jī)。各段溫度設(shè)定值如下: 第一段料筒內(nèi)塑料的加熱溫度設(shè)定值確定為180, 第二段、第三段

50、料筒內(nèi)塑料的加熱溫度設(shè)定值為200, 第四段料筒內(nèi)塑料的加熱溫度設(shè)定值確定為190。在料筒溫度控制系統(tǒng)中, 控制變量為加熱器提供的熱量, 被控變量為被加熱塑料的溫度。由于注塑機(jī)料筒沒有設(shè)置冷卻散熱系統(tǒng), 因此塑料降溫過程是完全依賴于自然散熱。由于料筒的壁較厚, 自然散熱的速度很慢, 因此塑料升溫和降溫過程是一個(gè)典型的非線性過程。因?yàn)楦鱾€(gè)區(qū)間加熱器的加熱功率不同, 同時(shí)各區(qū)間段內(nèi)塑料總量也不相同, 因此在加熱過程中, 各個(gè)區(qū)間段的溫度不是同步變化的, 存在著溫度差異, 因此相鄰塑料加熱區(qū)間段內(nèi)塑料會(huì)進(jìn)行熱傳遞, 導(dǎo)致加熱區(qū)間段之間的溫度會(huì)相互影響, 具有耦合性。隨著溫度的升高, 塑料的比熱容、熱

51、擴(kuò)散系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、密度等參數(shù)也都會(huì)發(fā)生變化, 因此, 注塑機(jī)的料筒溫度對(duì)象具有多變量、非線性、強(qiáng)耦合、時(shí)變等特點(diǎn)。(6) 加料斗設(shè)計(jì)加料斗是儲(chǔ)存塑料原料的部件，也有的在加料斗上加上發(fā)熱和吹風(fēng)裝置做成干燥料斗。加料斗的形狀一般是下部圓錐形與上部圓筒形。圓錐形的錐面斜度對(duì)于不同粒度、不同顆粒形狀、顆粒之間摩擦系數(shù)和粘結(jié)系數(shù)不同的塑料部有不同的最佳值。這次設(shè)計(jì)采用的錐度為50°，壁厚為3mm。材料選用45號(hào)鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)HB220270熱處理3.3.5 螺桿驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)的連接件設(shè)計(jì)根據(jù)選擇的液壓馬達(dá)型號(hào)，液壓馬達(dá)和軸之間采用聯(lián)軸器進(jìn)行連接，這其中還需要用到鍵來進(jìn)行定位。首先我們確定選用凸緣聯(lián)軸

52、器（GB/T5843-2003）型號(hào)GY5鍵根據(jù)液壓馬達(dá)的型號(hào)確定為GB/T1096鍵8×7×35注射油缸的密封圈采用O型密封圈GB/T3452.1-20053.3.6 注射裝置機(jī)架導(dǎo)向設(shè)計(jì)推理座:注射時(shí)，推理座通過推力軸推動(dòng)螺桿進(jìn)行注射；而預(yù)塑時(shí)，通過油壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)推力軸帶動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)預(yù)塑。座移油缸：當(dāng)座移油缸進(jìn)油時(shí)，實(shí)現(xiàn)注射座的前進(jìn)或后退動(dòng)作，并保證注塑噴嘴與模具主澆套圓弧面緊密地接觸，產(chǎn)生封閉熔體的注射座壓力。將注射座裝在與主軸平行的導(dǎo)柱上，機(jī)筒的軸線也與這些導(dǎo)柱平行，并且在同一個(gè)軸向平面上，導(dǎo)柱配裝上活塞，液壓缸在其上面運(yùn)動(dòng)，液壓缸與注座連接，使得注座可以全過程滑動(dòng)

53、。注射油缸的工作原理是:注射油缸進(jìn)油時(shí)，活塞帶動(dòng)活塞桿及其置于推力座內(nèi)的軸承，推動(dòng)螺桿前進(jìn)或后退。通過活塞桿頭部的螺母，可以對(duì)兩個(gè)平行活塞桿的軸向位置以及注射螺桿的軸向位置進(jìn)行同步調(diào)整。第4章 合模裝置4.1 合模裝置簡(jiǎn)介合模部分位于機(jī)器床身的左側(cè)，它由后模板、動(dòng)模板、前模板、拉桿、頂出油缸等組成。后模板上的合模油缸帶動(dòng)合模裝置使動(dòng)模板在四根拉桿上移動(dòng)，完成合模和啟模動(dòng)作。在動(dòng)模板的下側(cè)床身上，裝有可調(diào)節(jié)的導(dǎo)軌平臺(tái)，用以減少動(dòng)模板與拉桿之間的磨損。本機(jī)采用的合模機(jī)構(gòu)為五節(jié)點(diǎn)肘桿機(jī)構(gòu)-液壓合模，它較之于一般的機(jī)械合模機(jī)構(gòu)具有擴(kuò)力比大、開合模速度快、剛性好、鎖模性能可靠、運(yùn)動(dòng)特性優(yōu)良等特點(diǎn)，尤其是肘桿距死點(diǎn)越近時(shí)，動(dòng)模板移動(dòng)速度越慢，因此可以達(dá)到?jīng)_擊力小而壓力大的效果。模間距調(diào)節(jié)完畢后，根據(jù)不同的工藝要求調(diào)節(jié)鎖模力。在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)最大鎖模力留有一定的安全余量，考慮到機(jī)器的使用壽命和安全生產(chǎn)，一般不易經(jīng)常在鎖模力最大的情況下工作，更不可將鎖模力調(diào)到其允許的最大值之外。合模時(shí)，高壓油進(jìn)入合模油缸使油缸活塞推動(dòng)桿向前移動(dòng)，在肘桿和牽連桿的作用下，推動(dòng)動(dòng)模板在四根拉桿上向前移動(dòng)，從而完成合模動(dòng)作。同樣，當(dāng)合模油缸在高壓油的作用下向后移動(dòng)，完成開模動(dòng)作。（1）設(shè)計(jì)中對(duì)合模裝置的要求合模裝置是保證成型模具可靠的閉緊和實(shí)現(xiàn)啟閉動(dòng)作及頂出制品的部件，因此，合模裝置性能的好壞，直接關(guān)系到成型制品的質(zhì)量