【正文】 量的螺牙設(shè)計，在射出階段時，避免材料的堆積以及防止回流。 螺桿頭的設(shè)計 最高的壓力發(fā)生在螺桿最前端的螺桿頭位置，因此，從加工的觀點來說，可藉由裝配一個閉鎖組件，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。 螺桿的扭矩： 3t ????? 。 參考《塑料機(jī)械設(shè)計》，按照經(jīng)驗公式計算。 故設(shè)計時取 。因此，設(shè)計一種適應(yīng)性比較 強(qiáng)的通用性螺桿，通過調(diào)整工藝條件（溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、背壓等）來滿足不同塑料制品的加工要求。因此，對螺桿轉(zhuǎn)速的確定，主要根據(jù)塑化能力、剪切均化等方面的要求來確定。但在較高的轉(zhuǎn)速條件下，其塑化能力的增加也非正比增加，有時卻相反。40180。設(shè)計時取螺桿的長徑比為 20。所以，注射螺桿的長徑比，沒有必要取得像擠出螺桿那樣長。螺桿的主要技術(shù)參數(shù)有螺桿直徑、螺桿的長徑比、螺桿的行程、螺桿的轉(zhuǎn)速、螺桿的扭矩、螺桿的驅(qū)動功率、螺桿的塑化能力等。 螺桿的設(shè)計 注射螺桿是注射系統(tǒng)中最關(guān)鍵的零部件。 注射系統(tǒng)的主要組成部分包括塑化注射裝置、驅(qū)動裝置和計量裝置等。四柱式因承載大，定位導(dǎo)向性能好，較為普遍采用。故設(shè)計時采用液壓馬達(dá)驅(qū)動裝 4 置。故設(shè)計時采用往復(fù)螺桿式注射裝置。故設(shè)計時采用后者，即下模固定，上模下降閉模。而肘桿式合模裝置相對于液壓式而言，尺寸較大，在工作過程中容易受力不均 ,從而影響立式注塑機(jī)的穩(wěn)定性及工作性能。因此，我國的塑料機(jī)械工業(yè)將有極大的發(fā)展?jié)摿?,尤其是立式注塑機(jī) ,其在我國的市場占有率較低，因此研究設(shè)計立式注塑機(jī)可在一定程度上填補(bǔ)國內(nèi)注塑機(jī)行業(yè)的空白 ,而且立式注塑機(jī)具有占地面積較小，容易安放嵌件，裝卸模具較方便等優(yōu)點 ,適應(yīng)于復(fù)雜、精巧產(chǎn)品的自動成型及嵌件成型、模內(nèi)組合成型 , 被廣泛應(yīng)用于國防、機(jī)電、汽車、交通運輸、建材、包裝、農(nóng)業(yè)及人們 日常生活等各個領(lǐng)域。目前，注塑機(jī)的總體技術(shù)發(fā)展趨勢 高速、高效、節(jié)能型注塑機(jī) 精密 注塑機(jī) 大型注塑機(jī) 全電動注塑機(jī) 低發(fā)泡注塑機(jī) 全液壓注塑機(jī) 多物料復(fù)合注塑機(jī) 隨著塑料制品的廣泛應(yīng)用以及立式注塑機(jī)的不斷投入使用，我國立式注塑機(jī)的發(fā)展將根據(jù)市場的需求，不斷總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗，以臥式機(jī)為鑒，推陳出新，掌握其重要生產(chǎn)技術(shù)，不斷提高國內(nèi)企業(yè)的自主研發(fā)能力，不斷縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，促進(jìn)我國立式注塑機(jī)的蓬勃發(fā)展。高度電腦化、自動化、單機(jī)多功能化、輔助設(shè)備多樣化、組合迅速且安裝、維修、保養(yǎng)便利將成為趨勢。同時大力開發(fā)、發(fā)展大型注塑機(jī)、專用注塑機(jī)、反應(yīng)注塑機(jī)和精密注塑機(jī) , 以滿足生產(chǎn)塑料合金、磁性塑料、帶嵌件和數(shù)碼光盤制品的需求。因此注射成型技術(shù)及注射成型機(jī)得到極為廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在已成為塑料加工業(yè)和塑料機(jī)械行業(yè)中的一個重要組成部分。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)用到國防工業(yè)、機(jī)械、電氣、航空、交通運輸、建筑、農(nóng)業(yè)、文教、衛(wèi)生及人們生活各個領(lǐng)域。 注射成型法是塑料制品的主要成型方法之一。 我國立式塑料注射成型機(jī)的技術(shù)水平及發(fā)展趨勢 國內(nèi)生產(chǎn)立式注塑機(jī)的廠家寥寥無幾，一方面是由于市場的需求量不是很大，另一方面國內(nèi)立式注塑機(jī)的研發(fā)技術(shù)水平還比較落后，生產(chǎn)的立式機(jī)市場競爭能力較弱。 注塑機(jī)是目前中國塑料機(jī)械中發(fā)展速度最快、水平與工業(yè)發(fā)達(dá)國家差距較小的塑機(jī)品種之一。全電動注塑機(jī)、氣輔和水輔注塑成型技術(shù)、多層注塑技術(shù)方興未艾。 課題研究意義 國內(nèi)外權(quán)威人士認(rèn)為， 21 世紀(jì)在材料領(lǐng)域?qū)⑹撬芰系奶煜?。因此研究立式注塑機(jī)對塑料工業(yè)的發(fā)展及塑料制品的生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義。故設(shè)計時采用液壓式合模裝置。 注射裝置的初步設(shè)計 注塑機(jī)塑化注射裝置基本上有雙階 柱塞式、螺桿柱塞式和往復(fù)螺桿式。 驅(qū)動裝置的初步設(shè)計 注塑機(jī)常用的驅(qū)動方式有油馬達(dá)和電動機(jī)。 液壓油缸的布置形式 為了降低立式注塑機(jī)的重心，提高注塑機(jī)的穩(wěn)定性，注射油缸、移模油缸及合模油缸均采用雙缸對稱布置。至于 采用 C 式臥放還是 D式立放，主要從便于模具的安裝和操作來考慮。塑化注射裝置由螺桿、機(jī)筒及加熱冷卻元件組成，在螺桿頭部還可設(shè)置防止熔體倒流的止逆環(huán)或各種剪切混煉元件。注射螺桿具有塑化物料和將物料注進(jìn)模具型腔的功能。 sD 螺桿直徑 mm26Ds ? 。一般在 18～ 22 之間，長的也很少超過 24就能滿足要求。 L 一般根據(jù)螺桿的長徑比來確定螺桿的長度。 e 一般 e=(～ ) sD ，這里取 s ?? 。這是由于螺桿加料處的摩擦條件在改變，甚至發(fā)生料加不進(jìn)的現(xiàn)象。 查閱《塑料材料學(xué)》，各 種常用塑料注塑時所需螺桿的轉(zhuǎn)速如表 31： 表 31 各種常用塑料注塑所需螺桿的轉(zhuǎn)速 材料 LDPE HDPE PP HPVC PS ABS（通用型） PMMA PC MPPO 轉(zhuǎn)速 80 30～ 60 ≤ 80 28 70 30～ 60 20～ 30 40～ 70 73 設(shè)計時取螺桿的最高轉(zhuǎn)速 n=80 r/min。這樣可免于經(jīng)常更換螺桿，同時也可降低機(jī)器的成本。 s ???? 螺桿與機(jī)筒的間隙值是設(shè)計時的重要數(shù)據(jù) ,間隙大了 ,將會使塑化能力下降和注塑時熔料的回泄量增加。 螺桿的驅(qū)動功率計算公式如下： nCDs? 式中 : sN — 螺桿的驅(qū)動功率（ kw） ； C — 由螺桿結(jié)構(gòu)參數(shù)及傳動方式有關(guān)的系數(shù)，取 C=； sD — 螺桿的直徑（ cm） ； n — 螺桿的轉(zhuǎn)速（ r/min） 。 螺桿的扭矩需留 20％～ 30％的余量，以作備用，故 mN156%130120M t ???? 。最簡單的設(shè)計，就是在螺桿前端加裝一個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。沟脡毫ι咔冶苊獠牧匣亓?；而螺桿的角度在６０～９０度之間。 材料選用 45號鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì) HB220— 270熱處理。 料筒基本結(jié)構(gòu)如圖 211 所示。 噴嘴 噴嘴是機(jī)筒與模具之間的連接零件。 注射時，塑料熔體在螺桿的推動下，以極高的剪切速度流經(jīng)射嘴而進(jìn)入模腔。另外，對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。參考《塑料機(jī)械設(shè)計》表 2316，當(dāng)機(jī)器的注射量為 30～ 200g 時， HPVC 要求的噴嘴口徑為 3～ 4mm。 13 第 4 章 合模系統(tǒng)的設(shè)計 合模裝置是保證成型模具可靠的閉緊和實現(xiàn)模具啟閉動作及頂出制品的部件。 此外，合模裝置還應(yīng)備有一些必要的其它裝置（如頂出制品裝置、抽芯裝置和安全保護(hù)裝置等）。 導(dǎo)柱的設(shè)計 導(dǎo)柱是連接前后模板承受合模力和保證動模板平行移動的重要零件，是動模板的導(dǎo)向基準(zhǔn)。 在一般情況下，合模裝置承受偏心載荷的作用比較小。 14 ? ??? ?? Z0 .78 5 DP 2pcm 式中 ： cmP — 合模力（ N）； pD — 導(dǎo)柱直徑（ cm）； Z — 導(dǎo)柱根數(shù)； ??? — 拉桿材料的許用拉伸應(yīng)力，取為 ??? =8500N/cm179。 導(dǎo)柱與合模油缸支撐板的固定采用直接與該板螺紋聯(lián)結(jié)，并用薄螺母鎖緊。 模板的設(shè)計 模板主要用于安裝成型模具、導(dǎo)柱、合模機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)等，并和導(dǎo)柱構(gòu)成一個力的封閉系統(tǒng)，在合模時將成型模具鎖緊。 具體尺寸如圖 42 所示： M12深30140210280350 140 210 286 39014035034646125+0. 063 0450 圖 42 上模板的尺寸 上模板的定位孔直徑根據(jù) JB/T726794 表 3，拉桿有效間距為 280～ 449 時，模具的定 16 位孔直徑為 125? mm。 模板的厚度可根據(jù)剪切強(qiáng)度進(jìn)行校核計算。 模板的材料為 35 或 45 鋼的鑄鍛件。工作面的平面度的極限偏差≤ ，拉桿孔中心對工作面的垂直度允差為 ： 100mm。 目前注塑機(jī)上主要使用的頂出形式有 ：機(jī)械頂出、液壓頂出、氣壓吹出數(shù)種。 液壓頂出由于 頂出力量、速度、位置、行程以及次數(shù)都能得到方便的調(diào)節(jié)，可自行復(fù)位，因而使用方便，能適應(yīng)多種場合，有利于縮短機(jī)器的循環(huán)周期，簡化模具結(jié)構(gòu)設(shè)計和適應(yīng)自動化生產(chǎn)的要求，故設(shè)計時采用液壓頂出，即用專門設(shè)置在下模板上的頂出油缸進(jìn)行頂出。 BMD 系列擺線液壓馬達(dá)是一種內(nèi)嚙合擺線齒輪式小型、低速、大扭矩液壓馬達(dá)。這種布置要求液壓馬達(dá)需同螺桿一起作軸向位移，液壓馬達(dá)與螺桿的聯(lián)結(jié)方式為固定式。 (1) 活塞桿的材料及其技術(shù)要求 材料采用 45 鋼 ,粗加工后要調(diào)質(zhì)處理 ,硬度 HB=230～ 285,最后要表面高頻淬火，HRC=45～ 55。 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》第五卷表 ,取活塞桿直徑 22mmd? 。 (2) 缸體的壁厚 初步計算系統(tǒng)的工作壓力 由于活塞桿固定，因此，注射時，活塞桿端為進(jìn)油口，另一端為出油口；螺桿撤退時與之相反。 缸體壁厚校核 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》第五卷公式 , 23 當(dāng) ????時 , cPy??? ?? ?? )][ AlP y（ 式中 : ? — 缸體壁厚； Al? — 缸體的內(nèi)徑； yP — 試驗壓力（ MPa），當(dāng)工作壓力 MPa16P? 時， ? ； ][? — 缸體材料的許用應(yīng)力； ? — 強(qiáng)度系數(shù)，對于無縫鋼管， ? =1； c— 計入壁厚公差及腐蝕的附加厚度。