【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(guò)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(guò)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(kāi)，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)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(guò)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(guò)杠桿來(lái)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(kāi)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(méi)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、PPR、PMMA、PC、高抗沖擊ABS等，過(guò)小的噴嘴孔直徑會(huì)造成塑料的高溫分解。而對(duì)于充模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210圖210噴嘴結(jié)構(gòu) 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(kāi)了下料口的圓管。這次設(shè)計(jì)的料筒基本結(jié)構(gòu)如圖211所示。圖211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,硬度Hv900～1000（2）機(jī)筒的壁厚影響機(jī)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(lái)的影響。例如，過(guò)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(guò)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2～。表31 部分機(jī)筒的K值螺桿直徑（毫米）3442506585110130150機(jī)筒壁厚（毫米）25293547757560比 值（K）在初步確定機(jī)筒直徑（）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)，～3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=）=35= ㎜將其圓整為90mm 機(jī)筒壁厚===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，～。 (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212所示。圖212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)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(guò)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(guò)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(guò)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(méi)有設(shè)置冷卻散熱系統(tǒng), 因此塑料降溫過(guò)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(guò)程是一個(gè)典型的非線性過(guò)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(guò)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50176。，壁厚為3mm。材料選用45號(hào)鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)HB220—270熱處理 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(lái)進(jìn)行定位。首先我們確定選用凸緣聯(lián)軸器（GB/T58432003）型號(hào)GY5鍵根據(jù)液壓馬達(dá)的型號(hào)確定為GB/T1096鍵8735注射油缸的密封圈采用O型密封圈GB/ 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(guò)推力軸推動(dòng)螺桿進(jìn)行注射；而預(yù)塑時(shí)，通過(guò)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(guò)程滑動(dòng)。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(guò)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 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(kāi)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(kāi)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)量和數(shù)量。一個(gè)比較完整的合模裝置，應(yīng)滿足在規(guī)定的注射量范圍內(nèi)，對(duì)力、速度、安裝模具與取出制品時(shí)的空間位置這幾方面的要求。同時(shí)，系統(tǒng)要有足夠的合模力和系統(tǒng)剛性，保證模具在熔料的壓力作用下，不產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。（2）合模機(jī)構(gòu)對(duì)能耗的影響目前由于注塑機(jī)在注射裝置上普遍采用了螺桿，所以在注射參數(shù)接近的情況下，其能耗也是接近的。因此，合模裝置在很大程度上決定著機(jī)器的總能耗。肘桿機(jī)構(gòu)因具有力的放大作用，使用的油缸直徑遠(yuǎn)小于液壓式，其合模力又是以機(jī)構(gòu)預(yù)變形來(lái)實(shí)現(xiàn)，即使卸去油泵壓力，也能鎖緊模具。（3）機(jī)器機(jī)構(gòu)與成本肘桿式零件多，如肘桿、模板一類的零件，加工精度要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還需要單獨(dú)設(shè)置調(diào)模和潤(rùn)滑系統(tǒng)。液壓式雖然本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于需要的液壓系統(tǒng)和電器系統(tǒng)比較復(fù)雜，這樣所形成的實(shí)際成本對(duì)中小型機(jī)器來(lái)說(shuō)要高于肘桿式。 .1 肘桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)《注塑機(jī)成型與設(shè)備維修技術(shù)問(wèn)答》可知，我國(guó)國(guó)產(chǎn)中小型注塑機(jī)一般采用五節(jié)點(diǎn)雙曲軸式合模裝置。其具有合模力大，模板形成小等特點(diǎn)。在本設(shè)計(jì)中，肘桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為五節(jié)點(diǎn)肘桿機(jī)構(gòu)。見(jiàn)圖31。31 五節(jié)點(diǎn)肘桿式合模機(jī)構(gòu) （1）肘桿機(jī)構(gòu)的特性雙曲軸機(jī)構(gòu)一般要比單曲軸的里放大倍數(shù)大（在變形角以內(nèi)），可是雙曲肘的移模力在移模行程某區(qū)域內(nèi)會(huì)急劇下降。這就有可能出現(xiàn)開(kāi)模時(shí)移模力不足的問(wèn)題，因?yàn)樵谶@區(qū)域經(jīng)常需要采用機(jī)械頂出桿頂出制品。因此，在雙曲軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，固然要求在變形角度以內(nèi)有大的增力倍數(shù)，但同時(shí)還要兼顧到對(duì)開(kāi)模力的要求。圖1肘桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)幾何圖圖2 肘桿機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的速度圖 （2）肘桿尺寸計(jì)算根據(jù)運(yùn)動(dòng)條件，桿長(zhǎng)比λ=（）模板行程S=500mm，最大起始角（參照SXZY500型注塑機(jī)），可得： =912mm 1303mm （3）機(jī)構(gòu)變形力及其與機(jī)構(gòu)移模力的關(guān)系機(jī)構(gòu)變形力是指肘桿機(jī)構(gòu)在鎖緊模具的過(guò)程中，因合模系統(tǒng)發(fā)生彈性變形而形成的實(shí)際預(yù)緊力。他取決月和墨系統(tǒng)變形量的大小。而移模力是從靜力學(xué)觀點(diǎn)研究了油缸推力經(jīng)肘桿機(jī)構(gòu)的放大，在模板（或模具）出產(chǎn)生的推力的大小。因此，肘桿機(jī)構(gòu)的正常工作條件必須是：油缸的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)機(jī)構(gòu)放大所形成的移模力要大于機(jī)構(gòu)由于變形而形成的變形阻力。 拉桿的受力分析及尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)拉桿的工作條件，選擇制造的拉桿應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)，表面要耐磨。按拉桿的工作環(huán)境，其形狀應(yīng)設(shè)計(jì)成圓柱體，用優(yōu)質(zhì)碳素鋼制造。如用45號(hào)鋼制造，毛坯應(yīng)進(jìn)行鍛造，調(diào)質(zhì)處理，然后精加工完成。圓柱工作面的耐磨性，表面應(yīng)熱處理。硬度HRC不低于45，拉桿與模板裝配時(shí)，配合部分應(yīng)采用H7/f7或H8/f7配合。參照SXZY60型注塑機(jī)，合模力=500kN,開(kāi)模力為合模力的25%=125kN，(《注射成型手冊(cè)》P182)F:每根拉桿的預(yù)載荷，F(xiàn)=45918kN，取F=4600kND：拉桿直徑；由公式：T=KDF/12 (《注射成型手冊(cè)》P183) K：（～） D=12T/KF =12*120/*46000 = =50mm 考慮到拉桿軸向前后移動(dòng)，成熟鎖緊模具時(shí)的巨大拉伸力和支撐模板和模具作用的彎曲力，這里將拉桿直徑D取50mm。 （1）