【導讀】塑料工業(yè)是國民經濟重要工業(yè)部門，又是一個新興的綜合性很強的工業(yè)體系。生與利用及相應的樹脂合成設備，助劑生產設備，塑料準備設備，塑料成型設備，為國家機械工業(yè)的重要組成部分。50年代，橡膠機械已有了一定的水平，到19世紀70年代，出現了注塑工藝及設備。規(guī)格、產量都有了很大的發(fā)展。料二次加工設備、塑料輔助加工設備、廢舊塑料回收加工設備。注射成型與擠出成型相。宜工程塑料及特種塑料的成型，獲得有特殊性能、特殊用途的制品；自動化程度高，生產率高，智能化程度高，可實現“無人化”管理。機構為塑料注射成型機的主要組成部分之一。通過分析注射系統(tǒng)工作原理、各部分。注射成型機，并推廣和使用，成為柱塞式注射成型機的基本形式。分；根據注射機構，可分為螺桿式與柱塞式兩種。目前，其產量雖只占15%左右，但這是注塑機當前最具有方。下降，以及微計算機的普及應用，數顯技術的完善，開辟了注塑機拄制的第四階段，

　　

【正文】 熱流道注塑系統(tǒng)，保證了制品質量， 縮 短了注射成型周期，節(jié)約了原料，降低了能耗。 熱流道噴嘴結構形式有絕熱式和內加熱式。 優(yōu)秀機械畢業(yè)設計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 26 絕熱式噴嘴結構，如圖 所示，其特點是在澆套 1 和壓環(huán) 3 與噴嘴 4 之間形成一 個 容料空間，首次注射后被熔料充滿，在較大的熱容量作用下保持噴嘴流道的溫度使之不被封堵，可連續(xù)注射。 1澆套； 2模具； 3壓環(huán)； 4噴嘴； 5聯結座 圖 絕熱噴嘴結構示圖 內加熱式噴嘴結構，如圖 所 示 ，其特點在噴嘴 3 與流道座 6 之間，裝分流體 5，其 內裝有加熱器，和探針 2； 噴嘴與模具形成容料空間，實現保溫絕熱。注射時，加熱器通 電， 探針瞬時加熱，使噴嘴的冷料熔化，注射保壓后，斷電，噴嘴自然封堵。 1模具； 2探釘； 3噴嘴； 4加熱器； 5分流體； 6流道座 圖 內加熱式噴嘴結構示圖 ⑤ 多流道噴嘴 多流道噴嘴與兩個或多個注塑化部件配合，注塑混色、雙層或多層的復合制品，前者稱 混合噴 嘴，后者稱復合噴嘴。 混合噴嘴結構，如圖 所示。 優(yōu)秀機械畢業(yè)設計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 27 1外噴嘴； 2內噴嘴； 3外螺套； 4內螺套； 5分流座 圖 混合噴嘴結構示圖 外噴嘴 1 和內噴嘴 2 組成內外兩層流道，外噴嘴通過螺紋套 4 與分流座 5連接，內噴嘴直接與分流座連接，分別由塑化裝置的 A 色與 B 色熔料在外噴嘴前部進行非均勻混合，注入型腔后得到各種紋飾的混色制品。 復合噴嘴結構，如圖 所示。 1外噴嘴； 2內噴嘴； 3頂針； 4分流座； 5支座； 6油缸 圖 復合噴嘴結構示圖 復合噴嘴是配合兩個或多個不同熔料注塑裝置利用注 射工藝程序得到層次明晰的多層復合制品。 復合噴嘴其結構特點 ： 外噴嘴 1 與可滑動的內噴嘴 2 及分流座 4 組成 B 料注射的外流道 ； 而內噴嘴 2 與分流座組成 A 料注射的內流道，為了使 A、 B 物料形成雙清色復合制品，必須防止兩種物料在噴嘴處混合，按工藝程序通過由油缸 6 操縱頂針 3 來控制。當 B 料注射時，頂針在油缸操縱下將內噴嘴的 A 料封住 ； 當 A 料注優(yōu)秀機械畢業(yè)設計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 28 射 時，頂針退回內噴嘴打開，在 A 料作用下，外噴嘴將外流道的 B 料封住，使 A、B 物料按程序分別注 入 型腔，形成雙清的復合制品。 (3)噴嘴要求 與尺寸 ① 噴嘴安裝 ： 噴嘴頭與模 具的澆套要同心，兩個球面應配合緊密，否則會溢料。一般要求兩個球面半徑名義尺寸相同，而取噴嘴球面為負公差，其口徑略小于澆套口徑。 ～ 1mm為宜， 二 者同軸度公差 ≤ ～ 。 ② 噴嘴口徑 ： 噴嘴口徑尺寸關系到壓力損失、剪切發(fā)熱以及補縮作用，與材料、注塑座及噴嘴結構形式有關，如表 所示。 表 噴嘴口徑 機器注射量 /g 30～ 200 250～ 800 1000～ 2020 開式噴嘴 /mm 通用料 2～ 3 ～ 5～ 6 硬聚氯乙烯類 3～ 4 5～ 6 6～ 7 鎖閉式噴嘴 /mm 2～ 3 3～ 4 4～ 5 對高黏度物料取 (～ )ds； 低 黏度 物料取 (～ )ds(ds——螺桿直徑 )。 ③ 噴嘴尺寸： 噴嘴與模具的尺寸關系如圖 所示 。 l噴嘴 ； 2注射機固定模板 圖 噴嘴的有關尺寸 尺寸 A 是指噴嘴超越注射機固定模板模具安裝面的位置尺寸的最大值，尺寸 B是指噴嘴行程 (注射座移動行程 )，尺寸 D 是指注射機固定模板定位孔孔徑，模具通過定位環(huán)與注射機實現定位連接，定位孔與定位環(huán)之間取間隙配合 H10/d9 或H11/d10，注射噴嘴球面半徑 H 和內徑 ? 要小于澆口套球 面半徑和內徑 (約小 ～1mm)，這樣既能防止漏流和死角，又易將注射時積存在噴嘴處的冷料同 主流道的料柱一同拉出 。噴嘴的常用材料為中碳鋼，經淬火后使其硬度高于模具澆口套硬度，以延長噴嘴的使用壽命。 優(yōu)秀機械畢業(yè)設計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 29 本章小結 本章 主要 對注射機構的螺桿、螺桿頭料筒、噴嘴等塑化部件進行了設計與選用，而這些部件是塑料注射成型機注射機構的關鍵組成部分。 將這章所提供的信息作為基礎，會對 以后的整體 結構 起到重要作用 。 優(yōu)秀機械畢業(yè)設計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 30 第 4 章 注塑機構 主要部分的結構 注塑裝置典型結構 目前，常見的注塑裝置有單缸形式和雙缸形式之 分。在單缸中以液壓馬達或伺服電機直接驅動注塑螺桿的為常見，雙缸以低速或高速液壓馬達驅動的居多，近年來還發(fā)展一種用伺服電機驅動螺桿預塑和注射的注塑裝置。 不同的結構 形式 有不同的特點。 單缸注塑裝置 單缸注射 ——液壓馬達直接驅動螺桿的基本結構形 式 。 在預塑時，液壓馬達帶動塑化部件中的螺桿旋轉，推動螺桿中的物料向螺桿頭部的儲 料室內聚集，與此同時螺桿在物料的反力作用下向后退，所以螺桿作的是邊旋轉邊后退 的復合 運動。為了防止活塞隨之轉動，損害密封，在活塞和活塞桿之間裝有滾動軸承 。 注射 時，注 射油缸的 右腔進高壓油，推動注射活塞座通過推力軸承推動活塞桿注射?；钊麠U一端 與螺桿 鍵連接，一端與油馬達主軸套鍵連接，在防延時，注射油缸左腔進高壓油，通過位于 活塞桿與 螺桿尾端的卡環(huán)，拉動螺桿直線后移，從而降低螺桿頭部的熔體壓力，完成防延動作 。 此種結構特點是，在注射活塞與活塞桿之間布置有滾動軸承和徑向軸承，結 構較復雜， 由于螺桿、油馬達、注射油缸是 一 線式排列，導致軸向尺寸加大，注射座的尾 部偏載因素 加大，影響其穩(wěn)定性。整移油缸固定在注射座下部的機座上。近代許多注塑機常用兩個整移油缸平排對稱布置固定在前模板與注射座之 間，其活塞桿和缸體的自由端分別固定在前模板和注射座上，使噴嘴推力穩(wěn)定可靠。 單缸注射 ——伺服電機驅動螺桿注塑裝置的基本結構形式。 此種裝置的特點是，預塑時螺桿由伺服電機通過減速箱驅動螺桿，其轉速可實現精 確地 數學控制，使螺桿塑化穩(wěn)定，計量準確，從而提高了注射精度。伺服電機安裝在減速箱 的高 速軸上，更加節(jié)能，但結構復雜，軸向尺寸加長，造成懸臂或重量偏載。高速高精度的 齒輪 減速箱提高制造成本，否則會加劇噪聲。 雙缸注塑裝置 雙缸注射 ——是由 油馬達直接驅動螺桿注塑裝置的基本結構形式，如圖 所示。 優(yōu)秀機械畢業(yè)設計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 31 （ a）是俯視圖； （ b）為注射座與導桿支座間的平視圖 1液壓馬達； 2， 6 導桿支座； 3導桿； 4注射油缸； 5加料口； 7推力座； 8注射座； 9塑化部件； 10座移油缸 圖 臥式機雙缸注射注塑裝置示意圖 預塑時，在塑化部件 9 中的螺桿，通過液壓馬達 1 驅動主軸旋轉，主軸一端與螺桿鍵連 接，另一端與液壓馬達軸鍵連接。螺桿旋轉時，塑化并將塑化好熔料推到螺桿前 的儲 料室中， 與此同時，螺桿在其物料的反作用下后退，并通過推力軸承使推力座 7 后退 ， 通過螺母拉動雙活塞桿直線后退，完成計量。 注射時，注射油缸 4的桿腔進油通過軸承 推動活塞 桿完成動作?；钊臈U腔進油推動活塞桿及螺桿完成注射動作。防延時，油缸 左腔進油推動活塞，通過調整螺母帶動固定在推力座上的主軸套及其與之用卡箍 相連的 螺桿一并后退， 4 個調整螺母另一個作用是調整螺桿位于料筒中的軸向極限位置 ， 完 成防 延動作。 此種塑化裝置的優(yōu)點是軸向尺寸短，各部重量在注射座上的分配均衡，工作穩(wěn)定 ，并便 于液壓管路和閥板的布置，使之與油缸及液壓馬達接近，管路短，有利提高控制 精度、節(jié) 能等 。 電動注塑裝置 工作原理 ： 預塑時，螺桿由伺服電機齒帶減速 的驅動主軸旋轉，主軸通過 止推軸承固定 在推力座上，與螺桿和帶輪相連接，注射時，另一獨立伺服電機，通過同步帶減速，驅動固定在止推軸承上的滾珠螺母旋轉，使?jié)L珠絲杠產生軸向運動，推動螺桿完成注射動作。防延動時，伺服電機帶動螺母反轉，螺桿直線后移，使螺桿優(yōu)秀機械畢業(yè)設計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 32 頭部的熔體卸壓，完成防延動作。 通過比較 之后 及結合 此次 設計 的需求 ， 決定 采用雙缸低速液壓馬達直接驅動的結構 設計 。 雙缸注塑結構設計 注射部件由注射裝置和移模裝置組成。 雙缸注射部件 注射裝置組成為 ： 注射缸體座、注射推力座通過導向套可 在導桿上移動；導桿由支座支承，用螺釘固緊其上，形成整體注射座 。注射座可繞定位軸擺動，由螺栓及螺母來調整注射座的中心線位置 。由螺栓及其螺母來調整垂直于臺面方向上中心的正確位置。 注射油缸固定在缸體座上，注射活塞桿與軸承推力座通過螺母調節(jié)活塞桿的軸向位置并使其固緊。油馬達固定在推力座上，并與注射螺桿相連接。推力座由注射活塞桿帶動，對螺桿實施推力，既能實現防延時的直線后退動作，又能實現在預塑時由油馬達驅動螺桿的旋轉與物料反推作用下直線后退的復合動作。 整移裝置 整移裝置主要由整移油缸及 用螺釘固定在頭板上的鉸鏈支座組成。整移油缸一端，通過活塞桿頭部的螺紋及螺母與支座相連接，另端通過后端蓋及鉸座銷與注射座相連。當整移油缸進油時，實現注射座的前進或后退動作，并保證注塑噴嘴與模具主澆套圓弧面緊密地接觸，產生能封閉熔體的注射座壓力。 注射油缸 注射油缸缸筒通過其后、前端蓋用螺釘緊固在注射座的缸體座上?；钊麠U通過頭部的螺紋及螺母，壓蓋 ， 螺釘與推力座固緊。注射油缸進油時，活塞帶動活塞桿及其置于推力座內的軸承，推動注射螺桿前進或后退。通過活 塞桿頭部的螺母可以對兩個平行活塞桿的軸向位置以及注射 螺桿的軸向位置進行同步調整 。 推力 座 推力軸位于推力座的中心線上，由推軸承、止推軸承及徑向軸承將其軸向固定，推力軸的大端與小端分 別 與油馬達的輸出軸和注射螺桿尾部的，花鍵相連接。 注射時，推力座通過主軸推動螺桿進行注射 ； 預塑時，通過油馬達驅動推力軸帶動螺桿旋轉實現預塑。 塑化 裝 置 料筒 優(yōu)秀機械畢業(yè)設計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 33 料筒由機筒及前體用螺釘緊固為一體，并用銷定位。螺母與機筒尾部螺紋擰緊使其在注射缸體上軸向定位并用螺釘鎖緊。 螺桿 螺桿與推力環(huán)，止逆環(huán)通過螺桿頭與其頭上孔的反螺紋擰緊，并用臺肩壓緊推力環(huán) ，而止逆環(huán)可在其間的軸向靈活運動。 鍵、半環(huán)與推力軸連接，并用螺釘固緊。半圓環(huán)的作用是當螺桿用于防流直線后退時，推力軸拉動螺桿臺肩的承力件。 機筒罩殼 機筒罩殼 通過支柱 、 螺釘固定在料筒上，對料筒加熱圈熱輻射進行反射、節(jié)能和安全防護作用。 噴嘴 噴嘴是根據注射工藝要求的可換件，用其尾部螺紋及可挾持的六方體可方便地與前體的孔螺紋配合擰緊。 本章小結 本章 首先介紹了注塑裝置的典型結構，使我們對注塑機的各種結構有了簡單的了解。 然后 對 注塑機 注射機構的各個主要部分，進行了 大體 設計， 基本上完成了 整體結構的構造。 優(yōu)秀機械畢業(yè)設計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 34 第 5 章 液壓 傳動 系統(tǒng) 設計 注塑機的機電液一體化、集成化和自動化程度都很高。在此次設計中，注塑機的液壓部分占有相當的比重， 其中的注射油缸、整移油缸和螺桿傳動等都由液壓傳動來實現 。 負載分析 注射油缸負載分析 工作負載 已知條件，注射壓力 pi 為 159MPa，由此可求得螺桿注射時的軸向推力 Ft。即 2 5 2 8 7 84/)0 4 5 9( 26 ?????? ?sit ApF N 慣性負載 根據定義 tvgGmaFm ???? () 式中 G——運動部件的重力； g ——重力加速度； v? —— t? 時間內的速度變化值； t? ——啟動、制動或轉換時間，一般可以取 t? =～ ，輕載低速時取較小的值。 已知 G 約為 4900N， v? =, t? 取 ，代入式 ()可得 ?????????????????? tvgGF m N 阻力負載 因為采用的動力滑臺是平導軌式，因此作用在其上的正壓力 N=G=9800N。 靜摩擦阻力 Ffs=fsN=9800=1960N 動摩擦阻力 Ffd=fdN=9800=980N 由此得出的注射油缸在各工作階段的負載值如表 所示。 整移油缸負載分析 工作負載 因為要求注射座移動液壓缸應有足夠的推力，確保注射時注射嘴和模具澆口能優(yōu)秀機械畢業(yè)設計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 35 緊密接觸，防止 注射時