【正文】 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(fù)載值如表 所示。即 2 5 2 8 7 84/)0 4 5 9( 26 ?????? ?sit ApF N 慣性負(fù)載 根據(jù)定義 tvgGmaFm ???? () 式中 G——運動部件的重力； g ——重力加速度； v? —— t? 時間內(nèi)的速度變化值； t? ——啟動、制動或轉(zhuǎn)換時間，一般可以取 t? =～ ，輕載低速時取較小的值。在此次設(shè)計中，注塑機的液壓部分占有相當(dāng)?shù)谋戎兀?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(xiàn) 。 然后 對 注塑機 注射機構(gòu)的各個主要部分，進(jìn)行了 大體 設(shè)計， 基本上完成了 整體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。 噴嘴 噴嘴是根據(jù)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。半圓環(huán)的作用是當(dāng)螺桿用于防流直線后退時，推力軸拉動螺桿臺肩的承力件。 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。 塑化 裝 置 料筒 優(yōu)秀機械畢業(yè)設(shè)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。 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(dá)的輸出軸和注射螺桿尾部的，花鍵相連接。注射油缸進(jìn)油時，活塞帶動活塞桿及其置于推力座內(nèi)的軸承，推動注射螺桿前進(jìn)或后退。 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。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。推力座由注射活塞桿帶動，對螺桿實施推力，既能實現(xiàn)防延時的直線后退動作，又能實現(xiàn)在預(yù)塑時由油馬達(dá)驅(qū)動螺桿的旋轉(zhuǎn)與物料反推作用下直線后退的復(fù)合動作。 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(diào)節(jié)活塞桿的軸向位置并使其固緊。注射座可繞定位軸擺動，由螺栓及螺母來調(diào)整注射座的中心線位置 。 雙缸注塑結(jié)構(gòu)設(shè)計 注射部件由注射裝置和移模裝置組成。防延動時，伺服電機帶動螺母反轉(zhuǎn)，螺桿直線后移，使螺桿優(yōu)秀機械畢業(yè)設(shè)計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 32 頭部的熔體卸壓，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(dá)接近，管路短，有利提高控制 精度、節(jié) 能等 ?；钊臈U腔進(jìn)油推動活塞桿及螺桿完成注射動作。螺桿旋轉(zhuǎn)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。 雙缸注塑裝置 雙缸注射 ——是由 油馬達(dá)直接驅(qū)動螺桿注塑裝置的基本結(jié)構(gòu)形式，如圖 所示。伺服電機安裝在減速箱 的高 速軸上，更加節(jié)能，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向尺寸加長，造成懸臂或重量偏載。 單缸注射 ——伺服電機驅(qū)動螺桿注塑裝置的基本結(jié)構(gòu)形式。整移油缸固定在注射座下部的機座上。活塞桿一端 與螺桿 鍵連接，一端與油馬達(dá)主軸套鍵連接，在防延時，注射油缸左腔進(jìn)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 。為了防止活塞隨之轉(zhuǎn)動，損害密封，在活塞和活塞桿之間裝有滾動軸承 。 單缸注塑裝置 單缸注射 ——液壓馬達(dá)直接驅(qū)動螺桿的基本結(jié)構(gòu)形 式 。在單缸中以液壓馬達(dá)或伺服電機直接驅(qū)動注塑螺桿的為常見，雙缸以低速或高速液壓馬達(dá)驅(qū)動的居多，近年來還發(fā)展一種用伺服電機驅(qū)動螺桿預(yù)塑和注射的注塑裝置。 將這章所提供的信息作為基礎(chǔ)，會對 以后的整體 結(jié)構(gòu) 起到重要作用 。噴嘴的常用材料為中碳鋼，經(jīng)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。 ③ 噴嘴尺寸： 噴嘴與模具的尺寸關(guān)系如圖 所示 。 ② 噴嘴口徑 ： 噴嘴口徑尺寸關(guān)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(jié)構(gòu)形式有關(guān)，如表 所示。一般要求兩個球面半徑名義尺寸相同，而取噴嘴球面為負(fù)公差，其口徑略小于澆套口徑。當(dāng) B 料注射時，頂針在油缸操縱下將內(nèi)噴嘴的 A 料封住 ； 當(dāng) A 料注優(yōu)秀機械畢業(yè)設(shè)計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 28 射 時，頂針退回內(nèi)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(fù)合制品。 1外噴嘴； 2內(nèi)噴嘴； 3頂針； 4分流座； 5支座； 6油缸 圖 復(fù)合噴嘴結(jié)構(gòu)示圖 復(fù)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(fù)合制品。 優(yōu)秀機械畢業(yè)設(shè)計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 27 1外噴嘴； 2內(nèi)噴嘴； 3外螺套； 4內(nèi)螺套； 5分流座 圖 混合噴嘴結(jié)構(gòu)示圖 外噴嘴 1 和內(nèi)噴嘴 2 組成內(nèi)外兩層流道，外噴嘴通過螺紋套 4 與分流座 5連接，內(nèi)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(jìn)行非均勻混合，注入型腔后得到各種紋飾的混色制品。 1模具； 2探釘； 3噴嘴； 4加熱器； 5分流體； 6流道座 圖 內(nèi)加熱式噴嘴結(jié)構(gòu)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(fù)合制品，前者稱 混合噴 嘴，后者稱復(fù)合噴嘴。 1澆套； 2模具； 3壓環(huán)； 4噴嘴； 5聯(lián)結(jié)座 圖 絕熱噴嘴結(jié)構(gòu)示圖 內(nèi)加熱式噴嘴結(jié)構(gòu)，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(nèi)裝有加熱器，和探針 2； 噴嘴與模具形成容料空間，實現(xiàn)保溫絕熱。 熱流道噴嘴結(jié)構(gòu)形式有絕熱式和內(nèi)加熱式。 ④ 熱流道噴嘴 由于噴嘴流道很細(xì)，并與模具主澆套接觸，容易散熱，經(jīng)過 保壓、冷卻后，噴嘴中的余料變冷料而封堵，影響下一次注射程序，且冷料也會影響制品質(zhì)量。 此種噴嘴頂針 為封口動作參加注射機的控制程序，需設(shè)置噴嘴控制油缸。 ③ 液壓控噴嘴 結(jié)構(gòu)形式。 在預(yù)塑時，靠彈簧力通過擋圈和導(dǎo)桿將頂針壓住， 用其錐面將噴 嘴孔封死 ； 注射時，在 高壓作用下，用熔體壓力在頂針錐面上所形成的軸向 力，通過導(dǎo)桿 、檔圈將彈簧壓縮，高壓熔體從噴嘴孔注人模具流道。 ② 自鎖噴 嘴結(jié)構(gòu)形式有多種 。 圖 (a)軸孔型， d=2～ 3mm， L=(10～ 15)d，適宜中低豁度，熱穩(wěn)定性好的如PE、 ABS、 PS 等薄壁制品。 (2) 噴嘴形式 ① 敞開式噴嘴結(jié)構(gòu)形式，如圖 所示。噴嘴有多種功能 ： 預(yù)塑時，在螺桿頭部建 立背壓 ，阻止熔體從噴嘴流出 ； 注射時，建立注射壓力，產(chǎn)生剪切效應(yīng)，優(yōu)秀機械畢業(yè)設(shè)計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 25 加速能量轉(zhuǎn)換，提 高熔 體溫度均化效果 ； 保壓時，起保溫補縮作用。 在這次設(shè)計中，料筒、螺桿都采用氮化鋼 38CrMoAIA。 (6) 料筒、螺桿材料 料筒、螺桿材料要求在高溫下耐磨、抗腐蝕，大多采用優(yōu)質(zhì)氮化鋼 38CrMoAIA加工后 進(jìn)行氮化處理。 本次設(shè)計分為 5 段控制， 總長度為 678mm。而對熱固性塑料或 熱穩(wěn)定性塑料，為 177。控制長度為 (3～ 5)ds， 溫控精度 177。常用的有電阻加熱和陶瓷加熱，后者較前者承載功率大。 表 間隙值 /mm 螺桿直徑 ≥ 15～ 25 25～ 50 50～ 80 80～ 110 110～ 150 150～ 200 200～ 240 240 最大徑向間隙 ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 根據(jù)上表所示，已知螺桿直徑為 45mm,Δ==。 (4) 料筒間隙 料筒間隙系指料筒內(nèi)壁與螺桿外徑的單面間隙。 一般料筒外徑與內(nèi)徑比值 K=～ ，如表 所列。 本次設(shè)計選用了畫法相對簡單的 (a)類。對稱形料口如圖 (a)所示，制造簡單，但進(jìn)料不利。 (2) 加料口 加料口結(jié)構(gòu)形式直接影響進(jìn)料效果和塑化部件吃料能力。 1定位子口； 2螺孔； 3螺孔； 4加料 口 ； 5尾螺紋； 6定位 圖 料筒結(jié)構(gòu) ② 料 筒與注射座的連接機筒固定在注射座上，其連接主要應(yīng)考慮以下幾點要求 ： 保 證料 筒的加料口能對正注射座上的料斗人口，工作時避免機筒隨螺桿轉(zhuǎn)動而造成加料口偏 移；料 筒在工作時會產(chǎn)生軸向力， 料 筒軸向位置的固定結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足強度要求 ；料 筒與注射座 安裝 孔可采用間隙配合。 料筒安裝在注射座上，前端與噴嘴相連。 定位子口 1 與前料筒徑向定位，并用端面封閉熔體，用多個螺釘旋入螺孔 2 內(nèi)將前體與料筒壓緊。 表 注射螺桿頭形式與用途 形式 結(jié) 構(gòu) 圖 特征與用途 無 止 逆 環(huán) 型 尖 頭 形 螺桿頭錐角較小或有螺紋，主要用于高粘度或熱敏性塑料 鈍 頭 形 頭部為“山”字形曲面，主要用于成型透明度要求高的 PC、 AS、PMMA等塑料 止 逆 型 環(huán) 形 止逆環(huán)為一光環(huán)，與螺桿有相對轉(zhuǎn)動，適用于中、低黏度的塑料 爪 形 止逆環(huán)內(nèi)有爪，與螺桿無 相對轉(zhuǎn)動，可避免螺桿與環(huán)之間的熔料剪切過熱，適用于中、低粘度的塑料 銷 釘 形 螺桿頭頸部鉆有混煉銷，適用于中、低粘度的塑料 分 流 形 螺桿頭部開有斜槽，適用于中、低粘度的塑料 料筒 (1) 料筒結(jié)構(gòu) 料筒是塑化部件中的重要零件，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。 對螺桿頭要求： (1) 止逆環(huán)與料筒配合間隙要適宜，既要防止熔料回泄又要靈活； (2) 既有足夠的流通截面，又要保證止逆環(huán)端面有回程力，使在注射時快速封閉； (3) 止逆環(huán)屬易磨損件，應(yīng)采用硬度高的耐磨、耐蝕合金材料制造； (4) 結(jié)構(gòu)卜應(yīng) 拆裝方便，便于清洗； (5) 螺桿頭的螺紋與螺桿的螺紋方向相反，防止頂塑時螺桿頭松脫。預(yù)塑時，螺桿均化段的熔體將止逆環(huán)推開，通過與螺桿頭形成的間隙，流入儲料室中；注射時，螺桿頭部的熔體壓力形成推力，將止逆環(huán)退回將流道封堵，防止回流。 螺桿頭分兩大類：帶止逆環(huán)的和不帶止逆環(huán) 的 。 螺桿頭 注塑螺桿和擠出螺桿之間重要區(qū)別，在于前者裝有各種特殊結(jié)構(gòu)形式的螺桿頭，這是由于螺桿工作特性所決定的。但鍍鉻層容易脫落，防腐蝕性能差，所 以多采用不銹鋼材料。國內(nèi)螺桿的優(yōu)秀機械畢業(yè)設(shè)計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 21 熱處理，一般采取鍍鉻工藝，鍍鉻之前高頻淬火或氮化，然后鍍鉻，厚度 ～。 因為此次設(shè)計的是通用型螺桿， 我們 取 ? =， 又 由公式 ()可知 ， 13 hh ?? () 所以，代入 h1=，得 h3=? h1=。若 h1/ h2=2， 實際壓縮比為 。壓縮比大，會 增強剪切效果，但 會減弱塑化能力，相對于擠出螺桿，壓縮比應(yīng)取得小些為好，以有利于提高 塑化能力和增加對物料的適應(yīng)性。 經(jīng)計算可得， L1/L=﹪ , L2/L=﹪ ，L3/L=﹪ ，符合通用型螺桿的各段長度范圍。 (2) 普通 螺桿參數(shù) ① 螺桿長徑 比 (L/DS) 螺桿長徑比 大 ， 可以實現(xiàn)低溫、均質(zhì)、穩(wěn)定的塑化，螺桿長徑比一般取 18～ 22。但通用型螺桿也絕非是 “萬能 ”螺桿，對某些 有特殊注塑工藝要求的塑料，需要配備特殊螺桿。 ③ 通用 型螺桿 ： 適應(yīng)性比較強的通用型螺桿，可適應(yīng)多種塑料的加工，避免優(yōu)秀機械畢業(yè)設(shè)計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 20 更換螺桿頻 繁，有利提高 生產(chǎn)效率。 ① 漸 變型螺桿 ： 壓縮段較長， 塑化時能量轉(zhuǎn)換緩和，多用于聚氯乙烯等軟化溫度較寬的、高黏度的結(jié)晶型塑料。 普通螺桿 的簡介與選用 (1) 概述 普通注 射螺桿螺紋有效長度通常分成加料段 (輸送段 )、壓縮 段 (塑化 段 )、均化段(計量段 )。 (10) 螺棱后角 α、螺棱推力面圓角 R1和背面圓角 R2的大小影響螺槽的有效容積，物料的 滯留情況 以及螺棱根部的強度等，一般 ? = ?? 30~25 ， R1=(～ ) R2，如圖 所示。 (9)e——螺棱寬度，其寬窄影響螺槽的容料量、熔體的漏流以及螺棱耐磨損程度，一般 為 (～ ) ds。 (8) S——螺距，其大小影響螺旋角月，從而影響螺槽的輸送效率，一般 S≈ ds。 已知 ds=45mm，取 L2=6ds，則 L2=6ds=270mm。物料在此錐體空間中不斷地受到壓縮、剪優(yōu)秀機械畢業(yè)設(shè)計 CAD 圖紙通過答辯