【正文】 所選用的注射壓力要大于制品所需注射壓力，要考慮熔料粘度 、制品形狀、塑化和模具溫度及制品精度等因素。 002020 PDDD4PD4D ???????? ?? （ 34） P—— 注射壓力， MPa。射出系數(shù)通常在 — 范圍內(nèi)選取。 27 3 注塑機(jī)的基本參數(shù) 密度：一般塑料密度范圍為 ~ 克 /厘米 ^3 理論注射質(zhì)量為 60g，那么理論注射容量為 60g（ ~） g/cm^3=(~) cm^3所以理論注射容量定為 66 cm^3 螺桿轉(zhuǎn)速 Ns= （ min1 ） = =294r/min（高熔體速度， v=～ ） （ 31） 理論注射量 注射量在一定程度上反映了注塑機(jī)的加工能力，標(biāo)志著所能生產(chǎn)的塑料制品的最大質(zhì)量，一般有理論注射容積和注射質(zhì)量兩種表示方法。 座移油缸：當(dāng)座移油缸進(jìn)油時，實(shí)現(xiàn)注射座的前進(jìn)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(chǎn)生封閉熔體的注射座壓力。這次設(shè)計采用的錐度為 50176。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)也都會發(fā)生變化 , 因此 , 注塑機(jī)的料筒溫度對象具有多變量、非線性、強(qiáng)耦合、時變等特點(diǎn) 。 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。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)。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。 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稱形料口，如下圖 212 所示。 由于各種塑料的熔融速度、熔體粘度、熔融溫度范圍、粘度對溫度及剪切速率的敏感程度、高溫分解氣體的腐蝕性、塑料顆粒間的摩擦系數(shù)差異很大，通常意義上的普通通用螺桿在加工某些熔體特性比較突出的塑料 (如 Pc、 PA、高分子 ABS、 PPR、 PVC 等 )時會出現(xiàn)某一段剪切熱過高的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象 — 般可通過降低螺桿轉(zhuǎn)速得以消除。 在螺桿均化段，固體床已經(jīng)因體積過小而破裂形成分散在熔池里的小固體顆粒。 由于熔融段螺槽深度的逐漸變淺以及熔池的擠壓，固體床被擠向料筒內(nèi)壁，這樣就加速了熱料筒向固體床的傳熱過程。 這次設(shè)計的料筒基本結(jié)構(gòu)如圖 211 所示。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。 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。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，對彈簧的要求高。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。這種 噴 嘴必須添設(shè)加熱設(shè)置。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頭部 藉由螺紋軸和螺桿接在一起 2環(huán)座 3軸向滑動環(huán) 在關(guān)閉的位置時，滑動環(huán)緊地靠在環(huán) 座上，接觸面系和軸成４５～６０度之錐面；在進(jìn)料階段，滑動環(huán)位于打開的位置，靠在像是散熱片一樣的３到４片的肋上。在進(jìn)料階段，當(dāng)熔體通過斷面時，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。 止逆閥設(shè)計 因?yàn)橹鼓骈y上面有密封的組件，可藉由移動而和另外組件密合達(dá)到防止逆流的效果。 這次設(shè)計采用一般適合熱塑性塑料的螺桿頭，實(shí)圖如下 。熱處理：調(diào)質(zhì) HB220— 270，高頻淬 火 HRC4548 螺桿塑化部件的特點(diǎn) ① 螺桿具有塑化和注射兩種功能； ② 螺桿在塑化時，僅作預(yù)塑用； ③ 塑料在塑化過程中，所經(jīng)過的熱歷程要比擠出長； ④ 螺桿在塑化和注射時，均要發(fā)生軸向位移，同時螺桿又處于時轉(zhuǎn)時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。 26 20： 1 4 2 2:1 26 17 19 圖 26SZ500注塑機(jī)注射螺桿結(jié)構(gòu) 材料與熱處理方式 對材質(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； 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。 17 參數(shù)選定 采用一般通用型螺桿 。40′。粉料可取φ=25176。 對整條螺桿而言，參數(shù) L／ D－長徑比 L／ D 利弊： L／ D 與轉(zhuǎn)速 n，是螺桿塑化能力及效果的重要因素， L／ D 大則物料在機(jī)筒里停留時間長，有利于塑化，同時壓力流、漏流減少，提高了塑化能力，同時對溫度分布要求較高的物料有利，但大之后，對制造裝配使用上又有負(fù)面影響，一般 L／ D 為（ 18～ 20），但目前有加大的趨勢。壓縮段 —— 底 徑 變化，主要作用是壓實(shí)、熔融物料，建立壓力。實(shí)物圖如圖 22 圖 22液壓馬達(dá) ?Dv60 ?? 15 BMDE160 液壓馬達(dá) 主要技術(shù)參數(shù)如表 22 所示 表 22 BMDE160 液壓馬達(dá) 主要技術(shù)參數(shù) 型號 公稱排量ml/r 工作壓力 MPa 輸出扭矩 N 所以，這次注塑注射裝置的整體設(shè)計選擇為臥式單缸液壓馬達(dá)直接驅(qū)動的往復(fù)螺桿式小 型注塑機(jī)的注射裝置。同時還培養(yǎng)自己綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識和技能，學(xué)習(xí)到正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)認(rèn)真的工作作風(fēng)，掌握科技論文的寫作技巧。注射成型的主要特點(diǎn)是生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率高；成型制品的形狀由簡到繁、尺寸由小到大，但尺寸精確；可以自動化、高速化生產(chǎn)，具有極高的經(jīng)濟(jì)效益。對塑料產(chǎn)品的這種不斷提出的新要求，促使塑料產(chǎn)品的成型設(shè)備不斷的改進(jìn)，成型設(shè)備的生產(chǎn)技術(shù)也不斷得到新的發(fā)展，使塑料產(chǎn)品成形技術(shù)在成型領(lǐng)域中占有越來越重要的地位。 圖 12 螺桿式塑化部件結(jié)構(gòu)圖 1噴嘴； 2螺桿頭； 3止逆環(huán)； 4料筒； 5螺桿； 6加熱圈； 7冷卻水圈 螺桿式塑化部件的工作原理：預(yù)塑時，螺桿旋轉(zhuǎn)，將從料口落入螺槽中的物料連續(xù)地向前推進(jìn)，加熱圈通過料筒壁把熱量傳遞給螺槽中的物料，固體物料在外加熱和螺桿旋轉(zhuǎn)剪切雙重作用下，并經(jīng)過螺桿各功能段的熱歷程，達(dá)到塑化和熔融，熔料推開止逆環(huán)，經(jīng)過螺桿頭的周圍通道流入螺桿的前端，并產(chǎn)生背壓，推動螺桿后移完成熔料的計量，在注射時，螺桿起柱塞的作用，在油缸作用下，迅速前移，將儲料室中的熔體通過噴嘴注入模具。一般多采用螺桿式。 注射裝置的工作原理 注射裝置必須實(shí)現(xiàn)以下功能：接受自由流動的粒料、加熱和塑化粒料、把熔體注射到成型模腔中并使模腔里熔體處在一定的壓力下（保壓）。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。跟蹤世界先進(jìn)技術(shù)，通過加大科技投人，加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的研究開發(fā)，突出自主的技術(shù)創(chuàng)新加速科技成果的產(chǎn)業(yè)化，加快塑機(jī)產(chǎn)品的升級。第二，積極擴(kuò)大國際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作，大力引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，可以是合資合作，也可以是購買技術(shù)。另外，低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)毋庸置疑成為 2021年中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主旋律，同樣，塑料機(jī)械的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)在 09年已經(jīng)出臺，綠色環(huán)保節(jié)能也將成為塑機(jī)行業(yè)發(fā)展的必然方向。以加拿大 HUSKY公司為代表的瓶胚機(jī)、包裝機(jī)，集中體現(xiàn)了高新技 術(shù)含量的特征。德國克勞斯馬菲公司 PM控制系統(tǒng)，通過合模力、模腔壓力和充模過程的控制，使制品質(zhì)量的誤差精確到 ％。日展會上最快注塑機(jī)，工作周期只有 1秒鐘。節(jié)能方面從過 去的流量比例和壓力比例控制發(fā)展到變量控制或定量控制，變頻調(diào)速控制，伺服控制技術(shù)的注塑機(jī)，能耗僅為傳統(tǒng)機(jī)器的 30％，海天公司采用變頻伺服技術(shù)的注塑機(jī)， 9 能耗僅為傳統(tǒng)的 50％。海天牌注塑機(jī)一般都超過 130mm/s。國際上移模速度，已從過去的 20－ 30m/min提高到 40－ 50m／ min，最高的達(dá)到 70m/min。引進(jìn) IMAN系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品技術(shù)數(shù)據(jù)創(chuàng)建和跟蹤，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和版本，產(chǎn)品屬性和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的查詢以及向 K3系統(tǒng)的信息傳遞等計算機(jī)集成管理。海天公司在 “ 八五 ” 和 “ 九五 ”規(guī)劃中，按照滾動發(fā)展的科學(xué)方法，累積投資 2億元人民幣組建了加工中心分廠。日本名機(jī)公司已經(jīng)成功地制造了當(dāng)今世界最大的注塑機(jī)，其鎖模力達(dá)到 120210kN，注塑量達(dá)到 92021g。 從注塑機(jī)問世起，鎖模力在 1000－ 5000kN，注塑量在 50－ 2021g的中小型注塑機(jī)占絕大多數(shù)。目前在工程塑料業(yè)中， 80％采用了注塑成型 。 總之，開發(fā) “ 節(jié)能型 ” 注塑機(jī)理論可行，投資小、效益明顯 ，或許在不久的將來，變頻節(jié)能型注塑機(jī)會成為注塑機(jī)制造業(yè)的新賣點(diǎn)。注塑行業(yè)正面臨著一個飛速發(fā)展的機(jī)遇，然而在注塑產(chǎn)品的成本構(gòu)成中，電費(fèi)占了相當(dāng)?shù)谋壤?，依?jù)注塑機(jī)設(shè)備工藝的需求，注塑機(jī)油泵馬達(dá)耗電占整個設(shè)備耗電量的比例高達(dá) 50%65%，因而極具節(jié)能潛力，設(shè)計與制造新一代 “ 節(jié)能型 ” 注塑機(jī)，就成為迫切需要關(guān)注和解決的問題。 全液壓式注塑機(jī)在 成型精密、形狀復(fù)雜的制品方面有許多獨(dú)特優(yōu)勢，它從傳統(tǒng)的單缸充液式、多缸充液式發(fā)展到現(xiàn)在的兩板直壓式，其中以兩板直壓式最具代表性，但其控制技術(shù)難度大，機(jī)械加工精度高，液壓技術(shù)也難掌握。但主要指普通型注塑機(jī)，在特大型、各種特殊、專用、精密 注塑機(jī)的多數(shù)品種方面，有的產(chǎn)品尚屬空白，這是與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的主要差距。 普通臥式注塑機(jī)仍是注塑機(jī)發(fā)展的主導(dǎo)方向，其基本結(jié)構(gòu)幾乎沒有大的變化，除了繼續(xù)提高其控制及自動化水平、降低能耗外，生產(chǎn)廠家根據(jù)市場的變化正在 向組合系列化方向發(fā)展，如同一型號的注塑機(jī)配置大、中、小三種注射裝置，組合成標(biāo)準(zhǔn)型和組合型，增加了靈活性，擴(kuò)大了使用范圍，提高了經(jīng)濟(jì)效益。從加工出的制品來看，有單色、雙色的一般和精密塑料 制品。注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有立式和臥式兩種。 目前中國注塑機(jī)產(chǎn)品主要集中在通用的中小型設(shè)備上，技術(shù)含量低， 20世紀(jì) 8090年代的低檔產(chǎn)品供大于求，機(jī)械制造能力過剩，企業(yè)效益下降。土耳其、捷克、伊朗及其他發(fā)展中國家和地區(qū)，對塑料機(jī)械需求也將逐步增長。 就全球市場格局而言，全球建筑市場的持續(xù)發(fā)展，將會拉動對塑料管材、壁板等擠壓制品的需求，進(jìn)而推動擠出設(shè)備的需求增長。目前，注塑機(jī)分為肘桿式（機(jī)械式）、全液壓式、全電動式、電動 /液壓復(fù)合式四類，這四類各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，各有各的市場。沿海經(jīng)濟(jì)法達(dá)地區(qū)，憂郁經(jīng)濟(jì)高速增長，急需 注塑產(chǎn)品的配套服務(wù)，給注塑行業(yè)發(fā)展帶來機(jī)遇。這也意味著我國塑料產(chǎn)業(yè)還擁有較大的攀升 空間和發(fā)展前景，市場需求的增加將帶動塑料機(jī)械行業(yè)的快速增長。但是據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù) 顯示， 2021年下半年中國大陸塑料機(jī)械行業(yè)強(qiáng)勁反彈。此外，近幾年來，中國塑機(jī)行業(yè)不僅在中端注塑機(jī)領(lǐng)域有了長足的進(jìn)步，在高端注塑機(jī)領(lǐng)域也取得了重要突破，中國塑機(jī)的市場份額有望逐步擴(kuò)大。美國的注塑機(jī)出口份額逐年下降，己由 2021年的 %降疊 2021年的 %。這類技術(shù)有很大的近期市場，特別是 3 對外觀要求比較高，使用壽命較長的產(chǎn)品，如家電、汽車、建筑等更有吸引力。這類產(chǎn)品主打市場是電子通訊、音像、家電、汽車等，加工條件要求較高，對注塑機(jī)的精密度要求也有所提高，這些產(chǎn)業(yè)均為朝陽產(chǎn)業(yè)，有很大的上升空間。用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際要求，進(jìn)行“組合和匹配”。 從注塑機(jī)問世起，鎖模力在 1000～ 5000KN，注射量在 50～2021g的中小型注塑機(jī)占絕大大多數(shù)。長期以來，出口創(chuàng)匯一直在 5000萬美元左右， 1998年首次超過 1億美元， 2021年增至 ，比 2021年增長 %。隨著我國產(chǎn)品出口的增加，預(yù)計 2021年，我國塑機(jī)產(chǎn)品工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到 140億元，為 2021年的 ，年平均增長率約為 9%，其中2021～ 2021年增長率為 10%， 2021～ 2021年增長率為 8%。注塑機(jī)是塑料機(jī)械的主要加工設(shè)備 ， 就世界范圍來說，注塑機(jī)加工的塑料量占 30%，注塑機(jī)的產(chǎn)量占整個塑料機(jī)械產(chǎn)量的 50%， 成為塑料成型機(jī)械制造業(yè)中增長最快、產(chǎn)量最多的機(jī)種之一。從合成樹脂、塑料機(jī)械和塑料制品生產(chǎn)來看，都顯示了中國塑料工業(yè)強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭。自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個工業(yè)部門不可缺少的材料。注塑機(jī)產(chǎn)品集成了包括伺服、變頻、傳感、液壓傳動、沖壓、注射成型等各種機(jī)械加工前沿技術(shù) , 可以放大新型材料的各項(xiàng)功能 , 實(shí)現(xiàn)精密、節(jié)能、環(huán)保等技術(shù)要 求。 最后使用 CAD 軟件畫出注塑機(jī)和注射裝置的裝配圖，并且選出典型零件畫出零件圖。 本設(shè)計和資料若有不實(shí)之處，本人愿承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。 學(xué)生簽名： 年 月 日 Ⅰ SZ500 注塑機(jī)注射裝置設(shè)計 學(xué)生： ** 指導(dǎo)老師： **** （廈門理工學(xué)院機(jī)械