【文章內(nèi)容簡介】 工費用。此處螺桿長徑比L/D=15 螺桿上各段螺紋長度的選擇 為了保證塑化原料工作的穩(wěn)定進行，要求螺桿上的加料段、塑化段和計量段長度應(yīng)有固定的比例分配關(guān)系。表34列出了螺桿各：段長度值范圍，可供選擇參考。 螺桿的各段長度/% 螺桿類型加料段塑化段計量段漸變螺桿3～505020～35突變螺桿65～70(3～4)D20～25通用型螺桿45～5020～ 3020～30 由于此次選用的是通用型螺桿，故此螺桿加料段長度選165mm。 螺紋槽深和壓縮比 螺桿的螺紋槽深是指計量段螺紋槽深h3值，這個值對注塑機的生產(chǎn)能力和功率消耗影響較大。h3值的選擇，要考慮被塑化原料的比熱容、導(dǎo)熱性、熱穩(wěn)定性、黏度及塑化時的壓力等因素影響，一般取h3=(～)D=22=(D為螺桿直徑，當直徑小時取大些值）。同一種原料塑化，在注塑機中h3值要比擠出機中h3值大些，一般要深15%～20%。h1=(～)D=22=。 壓縮比是指螺桿上加料段槽深h1與計量段槽深h3的比值，即h1/h3同一種原料塑化，在注塑機中壓縮比要比擠出機中壓縮比小些。壓縮比的大小對原料的塑化質(zhì)量有較大影響，在注塑機中原料的塑化質(zhì)量還可以通過調(diào)整螺桿的背壓來得到改善。 螺桿零件圖 螺桿頭選型設(shè)計 注射螺桿頭和擠出螺桿頭不一樣。擠出螺桿頭多為圓頭或錐頭，而注射螺桿頭多為尖頭。有的設(shè)計成特殊結(jié)構(gòu)。這是為了減少注射時物料流動的阻力．特別當加工PVC等熱敏性、高粘度的物料時，經(jīng)常發(fā)生螺桿頭處排料不干凈而造成的滯料分解現(xiàn)象，因此注射螺桿用的螺桿頭多為尖頭。下面介紹幾種使用效果較好的螺桿頭。此次設(shè)計選用止回螺桿頭。 錐形螺桿頭：下圖所示為錐形螺桿頭的結(jié)構(gòu)形式。其錐角一般為20—300，一種為光滑圓錐頭，另一種在錐形處加工出螺紋。這兩種螺桿頭結(jié)構(gòu)簡單，能消除滯料分解現(xiàn)象，適于高粘度、熱敏性材料如硬聚氯乙烯等的加工。 止回螺桿頭：對于中等粘度和低粘度的塑料，為了傷止注射時熔料沿螺紋槽回流，提高注射效率，通常需要帶有止回環(huán)的螺桿頭。它由止回環(huán)、環(huán)座和螺桿頭主體組成。當螺桿旋轉(zhuǎn)塑化時，沿螺槽前進的熔體將止回環(huán)推向前方，熔料通過環(huán)與螺桿頭之間的間隙進入螺桿頭的前面。注射時，料筒和螺桿頭前端的熔體壓力急劇上升，將止回環(huán)壓向后退，與環(huán)座密合，從而阻止熔料回流。 止回環(huán)與料筒之間應(yīng)選取適當?shù)呐浜希绻麨榱颂岣呙芊庑远弓h(huán)與料筒的間隙過小，料筒將產(chǎn)生過度磨損，增大螺桿退回的阻力；如果間隙過大；不僅漏流嚴重，還對物料產(chǎn)生高剪切作用，使塑料過熱分解。該間隙一般為0．l—0．2毫米。止回環(huán)的寬度一般為環(huán)徑的60—80%。 新型注射螺桿：為增加混煉、塑化效果，象新型擠出螺桿那樣，新型注射螺桿也多是在常規(guī)注射螺桿的計量段增設(shè)一些混煉剪切元件。在注射螺桿上采用的混煉剪切元件，常見的有屏障型、銷釘型等。自然，將這些混煉剪切元件應(yīng)用到注射螺桿上時應(yīng)考慮到注射過程、注射螺桿與擠出過程、擠出螺桿的不同之處，不能照搬。 第四章 注射系統(tǒng)設(shè)計 料筒設(shè)計 料筒材料 注射機的料筒是塑化部件的另一個重要零件。其結(jié)構(gòu)型式大多采用整體式。由于要求其耐溫、耐壓、耐磨及耐腐蝕，因此常采用含鉻、鉬、鋁的特殊合金鋼制造，經(jīng)氮化處理（），表面硬度較高。常用的氮化鋼為38CrMoAL。 注射機料筒也可以不用氮化鋼，而用碳鋼，內(nèi)層澆鑄Xaloy合金襯里。詳見擠出機料筒。 料筒加料口的斷面形狀 注射機大多采用自重加料。加料口的形狀應(yīng)盡可能增強對塑料的輸送能力。加料口的形式有對稱和偏置兩種（國產(chǎn)注射機常用偏置加料口）。 料筒的壁厚 注射機料筒壁厚的確定及其強度驗算可參照擠出機料筒進行。 料筒的加熱 目前加工熱塑性塑料的注射機料筒多采用電阻加熱。國產(chǎn)注射機普遍采用電熱圈。為了提高加熱效率和升溫速度，有的在電熱圈上涂上遠紅外加熱劑和增加保溫層。 通常用熱電偶或熱電阻對料筒溫度進行分段控制，分段多少視料筒長短而定。一般為2—6段。每段長約（35）D，D為螺桿直徑。 根據(jù)注射螺桿塑化物料時產(chǎn)生的剪切熱比擠出機螺桿少的特點，一般對料筒和螺桿無需加冷卻裝置，而靠自然冷卻，但是為了能順利進料，在料斗座加料口處需進行冷卻。料筒加熱功率的確定，除了要滿足塑料塑化所需要的功率以外，還要保證有足夠快的升溫速度。 料筒的結(jié)構(gòu) 料筒是塑化部件的重要零件，內(nèi)裝螺桿外裝加熱圈，承受復(fù)合應(yīng)力和熱應(yīng)力的作用，結(jié)構(gòu)如圖41：圖41料筒結(jié)構(gòu)1前料筒；2電熱圈；3螺孔；4加料口 螺孔3裝熱電偶，要與熱電偶緊密地接觸，防止虛浮，否則會影響溫度測量精度。 噴嘴選型設(shè)計 噴嘴的功能 噴嘴是連接料筒與模具的部件。塑化后的熔融塑料，在螺桿的壓力作用下，以相當高的剪切速度流經(jīng)噴嘴而進入模腔。當熔料高速流經(jīng)狹小口徑的噴嘴時，將受到比較大的剪切作用，有部分壓力經(jīng)阻力損失而轉(zhuǎn)變成熱能，使熔料溫度得到提高。同時，還有部分壓力能將轉(zhuǎn)變成速度能，使熔料高速射入模腔。在壓力保持階段，還需有少量的熔料經(jīng)噴嘴向模內(nèi)補縮?？梢妵娮煸O(shè)計是否完善，會影響到注射熔料的壓力損失、剪切熱的多少、補縮作用的大小和射程的遠近。 噴嘴結(jié)構(gòu)形式噴嘴形式主要塑料的特性和用途來定。對于粘度高、熱穩(wěn)定性差的硬聚氯乙烯適宜用流道阻力小，剪切作用小的較大口徑的開式噴嘴；對低粘度結(jié)晶型塑料用帶有加熱的噴嘴形式主要塑料的特性和用途來定。對于粘度高、熱穩(wěn)定性差的硬聚氯乙烯適宜用流道阻力小，剪切作用小的較大口徑的開式噴嘴；對低粘度結(jié)晶型塑料用帶有加熱的鎖閉型噴嘴為好。而對薄壁復(fù)雜形狀的制品要用小直徑遠射程的噴嘴；反之，厚壁制品最好用較大直徑的補縮性能好的噴嘴。根據(jù)常用的噴嘴，基本上可將它分為開式噴嘴和鎖閉噴嘴以及特殊用途的噴嘴三種類型。開式噴嘴結(jié)構(gòu)簡單、壓力損失小、補縮作用大、不易產(chǎn)生滯料分解現(xiàn)象。因此，主要用來加工高粘度塑料，如硬聚氯乙烯、聚碳酸脂、有機玻璃、聚苯醚以及一些增強或填充塑料。由于這類噴嘴易于產(chǎn)生“垂延”現(xiàn)象（即預(yù)塑時熔料從噴嘴口流出）。“垂延”不僅使原料大量浪費，而且還會給工藝操作和實現(xiàn)機器自動化方面帶來很多不便。為此，在一些機器上，設(shè)置了在螺桿預(yù)塑停止后，再作微小的軸向后移（后移量根據(jù)實際需要可進行調(diào)整），使噴嘴處的熔料壓力獲得解除，克服了因壓力不平衡而引起的“垂延”現(xiàn)象。噴嘴頭部形狀多數(shù)為球形，但也有平頭。噴嘴頭與模具的主澆套應(yīng)有良好配合。噴嘴部分的加熱，可按每平方厘米的表面積為2瓦配置加熱器。噴嘴安裝后的中心和模板定位圈孔對中，㎜。 噴嘴的類型： 射嘴是聯(lián)接料筒和模具的過渡部分。注射時，料筒內(nèi)的熔料在螺桿的推動下，以高壓和快速流經(jīng)射嘴注入模具。因此射嘴的結(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，射程遠近、補縮作用的優(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?！　?直通式噴嘴 這種呈短管狀，熔料流經(jīng)這種噴嘴時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?！　〉怯捎趪娮祗w較短，伸進定模板孔中的長度受到限制，因此所用模具的主流道較長。為彌補這種缺陷而加大射嘴的長度，成為直通式射嘴的一種改進型式，又稱為延伸式射嘴。這種射嘴必須添設(shè)加熱設(shè)置。為了濾掉熔料中的固體雜質(zhì)，射嘴中也可加設(shè)過濾網(wǎng)。以上兩種射嘴適用于加工高粘度的塑料，加工低粘度塑料時，會產(chǎn)生流涎現(xiàn)象。　　 自鎖式 注射過程中，為了防止熔料的流涎或回縮，需要對射嘴通道實行暫時封鎖而采用自鎖式射嘴。自鎖式射嘴中以彈簧式和針閥式最廣泛，這種射嘴是依靠彈簧壓合射嘴體內(nèi)的閥芯實現(xiàn)自鎖的。注射時，閥芯受熔料的高壓而被頂開，熔型遂向模具射出。熔膠時，閥芯在彈簧作用下復(fù)位而自鎖。其優(yōu)點是能有效地杜絕注射低粘度塑料時的“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，補縮作用小，對彈簧的要求高?！　「軛U針閥式噴嘴 這種噴嘴與自鎖式射嘴一樣，也是在注射過程中對射嘴通道實行暫時啟閉的一種，它是用外在液壓系統(tǒng)通過杠桿來控制聯(lián)動機構(gòu)啟閉閥芯的。使用時可根據(jù)需要使操縱的液壓系統(tǒng)準確及時地開啟閥芯，具有使用方便，自鎖可靠，壓力損失小，計量準確等優(yōu)點。此外，它不使用彈簧，所以，沒有更換彈簧之慮，主要缺點是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高?！　∽⑸鋾r，塑料熔體在螺桿的推動下，以極高的剪切速度流經(jīng)噴嘴而進入模腔。在這種高速剪切作用下，熔體溫度快速升高。特別是對于粘度較高的PVC、PPR、PMMA、PC、高抗沖擊ABS等，過小的射嘴孔直徑會造成塑料的高溫分解。而對于充模困難的薄壁精密制品，則宜用射程較遠的射嘴，對于厚壁制品則需要補塑作用好的射嘴。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射嘴?！　≡谠S多噴嘴機器上，除了針對一般粘度的通用型噴嘴，還有自鎖射嘴、PVC射嘴、PMMA射嘴等特殊射嘴可供選用，如果需要，也可以提供射程較遠的針對薄壁制品的專用射嘴。圖36 噴嘴 第五章 合模系統(tǒng)設(shè)計合模部分位于機器床身的左側(cè)，其主要由固定模板、移動模板、拉桿、液壓缸、連桿、模具調(diào)整機構(gòu)、頂出機構(gòu)以及安全保護機構(gòu)等組成。其一,實現(xiàn)模具的可靠開合動作和必要的行程。其二,在注射和保壓時,提供足夠的鎖模力。其三,開模時,提供頂出制件的頂出力及相應(yīng)的行程。 合模系統(tǒng)類型對比選擇常見的合模裝置有液壓式合模裝置、液壓—機械式合模裝置、液壓曲肘式合模裝置，其各自有各自的特點： 液壓式合模裝置的結(jié)構(gòu)特點 模板移動行程開距大，可注射成型有較高度尺寸的制件。 模具的鎖模力通過調(diào)節(jié)液壓油的壓力得到，這種模具鎖模力的大小調(diào)節(jié)方便。 模板行程調(diào)距工作比較方便簡單。 液壓式合模結(jié)構(gòu)的不足之處是：注射工作消耗動力比較大，輸油管路易滴漏油，液壓油工作壓力的穩(wěn)定性差。 液壓機械式合模裝置的結(jié)構(gòu)特點 液壓油缸直徑比較小，減輕設(shè)備體重，節(jié)省能源消耗，用液壓油量少。 由兩個不同直徑的油缸與機械裝置配合工作（小直徑油缸完成模具的移開與閉模動作，機械裝置配合鎖住定位，然后由大直徑油缸加壓鎖牢模具），能得到高的合模力，鎖模工作可靠。 不足之處：液壓機械式合模結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，給設(shè)備維修工作增加了一定難度。 液壓曲肘式合模裝置的結(jié)構(gòu)特點液壓曲肘式合模裝置實際也是一種液壓機械式合模裝置，不同之處在于機械部分是連桿機構(gòu)或曲肘撐桿機構(gòu)，合模時由合模機構(gòu)系統(tǒng)中產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力而使模具合緊。由于其驅(qū)動力由液壓裝置提供，所以，稱這種結(jié)構(gòu)為液壓曲肘式合模裝置。其結(jié)構(gòu)特點如下。 由較小的液壓推力，通過連桿機構(gòu)的放大，得到較大的合模鎖緊力。 合模速度快，縮短了注射制品的成型周期。 用液壓油量少，節(jié)省能源消耗。 降低注塑制件制造成本。 第六章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 傳動系統(tǒng)的種類及特點 機械傳動 有多種形式,主要可分為兩類：①靠機件間的摩擦力動力和運動的摩擦傳動，包括帶傳動、繩傳動和摩擦輪傳動等。摩擦傳動容易實現(xiàn)無級變速,大都能適應(yīng)軸間距較大的傳動場合,過載打滑還能起到緩沖和保護傳動裝置的作用，但這種傳動一般不能用于大功率的場合，也不能保證準確的傳動比。②靠主動件與從動件嚙合或借助中間件嚙合傳遞動力或運動的嚙合傳動，包括齒輪傳動、鏈傳動、螺旋傳動和諧波傳動等。嚙合傳動能夠用于大功率的場合，傳動比準確，但一般要求較高的制造精度和安裝精度。 帶傳動的特點　 由于帶富有彈性，并靠摩擦力進行傳動，因此它具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)、噪聲小，能緩沖吸振，過載時帶會在帶輪上打滑，對其他零件起過載保護作用，適用于中心距較大的傳動等優(yōu)點。　　但帶傳動也有不少缺點，主要有：不能保證準確的傳動比，傳動效率低(～)，帶的使用壽命短，不宜在高溫、易燃以及有油和水的場合使用。 齒輪傳動的基本特點　 （1） 齒輪傳遞的功率和速度范圍很大，功率可從很小到數(shù)十萬千瓦，圓周速度可從很小到每秒一百多米以上。齒輪尺寸可從小于1mm到大于10m?！。?） 齒輪傳動屬于嚙合傳動，齒輪齒廓為特定曲線，瞬時傳動比恒定，且傳動平穩(wěn)、可靠?！。?） 齒輪傳動效率高，使用壽命長。?。?） 齒輪種類繁多，可以滿足各種傳動形式的需要?！。?） 齒輪的制造和安裝的精度要求較高。 鏈傳動的特點?。?） 能保證較精確的傳動比（和皮帶傳動相比較）?。?） 可以在兩軸中心距較遠的情況下傳遞動力（與齒輪傳動相比）　（3） 只能用于平行軸間傳動?。?） 鏈條磨損后，鏈節(jié)變長，容易產(chǎn)生脫鏈現(xiàn)象。 蝸桿傳動的特點　　單級傳動就能獲得很大的傳動比，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，無噪聲，但傳動效率低。 螺旋傳動的特點：傳動精度高、工作平穩(wěn)無噪音，易于自鎖，能傳遞較大的動力等特點。 電動傳動 精確度高：伺服電機作為動力源，由滾珠絲杠和同步皮帶等組成結(jié)構(gòu)簡單而效率很高的傳動機構(gòu)。%。 節(jié)省能源：可將工作循環(huán)中的減速階段釋放的能量轉(zhuǎn)換為電能再次利用，從而減低了運行成本，連接的電力設(shè)備僅是液壓驅(qū)動所需電力設(shè)備的25%。 精密控制：根據(jù)設(shè)定參數(shù)實現(xiàn)精確控制，在高精度傳感器、計量裝置、計算機技術(shù)支持下，能夠大大超過其他控制方式能達到的控制精度。 改善環(huán)保