【正文】 P= = =174Mpa （ 35） 注射速率 。P0—— 注塑機工作時的油路壓力， MPa 注射壓力過高，可能產(chǎn)生飛邊，脫模困難，影響制品表現(xiàn)質(zhì)量，產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，影響機器壽命；注射壓力過低，則會造成熔料沖模不滿。D0—— 注射油缸內(nèi)徑， cm。 W= ? V （ 33） W—— 理論注射質(zhì)量， g V—— 理論注射容積， cm3 ? —— 塑料密度 W=60g(已知 ) 注射壓力 注射熔料時，為了克服熔料流經(jīng)噴嘴、流道和模具型腔時的流動阻力，螺桿（或柱塞）必須對熔料施以足夠大的壓力，這種壓力就稱為注射壓力。 Vs=aVL （ 33） Vs———— 實際注射容量， cm3 a—— 射出系數(shù)。用射出系數(shù)進行修正。 VL= D2S （ 32） VL—— 理論注射量， cm3； D—— 螺桿（柱塞）直徑， cm； S—— 螺桿（柱塞）的最大行程， cm。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(diào)整。 將注射座裝在與主軸平行的導(dǎo)柱上，機筒的軸線也與這些導(dǎo)柱平行，并且在同一個軸向平面上，導(dǎo)柱配裝上活塞，液壓缸在其上面運動，液壓缸與注座連接，使得注座可以全過程滑動。 首先我們確定選用凸緣聯(lián)軸器（ GB/T58432021）型號 GY5 鍵根據(jù)液壓馬達的型號確定為 GB/T1096 鍵 8 7 35 注射油缸的密封圈采用 O型密封圈 GB/ 注射裝置機架導(dǎo)向設(shè)計 推理座 :注射時，推理座通過推力軸推動螺桿進行注射；而預(yù)塑時，通過油壓馬達驅(qū)動推力軸帶動螺桿旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)預(yù)塑。壁厚為 3mm。圓錐形的錐面斜度對于不同粒 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 。 加料斗設(shè)計 加料斗是儲存塑料原料的部件，也有的在加料斗上加上發(fā)熱和吹風裝置做成干燥料斗。因為各個區(qū)間加 26 熱器的加熱功率不同 , 同時 各區(qū)間段內(nèi)塑料總量也不相同 , 因此在加熱過程中 , 各個區(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)塑料會進行熱傳遞 , 導(dǎo)致加熱區(qū)間段之間的溫度會相互影響 , 具有耦合性。由于注塑機料筒沒有設(shè)置冷卻散熱系統(tǒng) , 因此塑料降溫過程是完全依賴于自然散熱。 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℃。因此在注塑過程中 , 料筒溫度控制成為影響注塑制品質(zhì)量 的關(guān)鍵技術(shù)。塑料經(jīng)過每個加熱區(qū)間時吸收熱量溫度升高達到熔融狀態(tài)。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。 料筒一般被分成幾個恒溫的加熱區(qū)間 , 每個加熱區(qū)間都有 獨立的加熱器。 圖 212 加料口形狀 加熱裝置設(shè)計 為使機筒內(nèi)的物料在某一恒定的熔融溫度范圍，防止物料在機筒內(nèi)發(fā)生大量的化學(xué)反應(yīng)，使熔體呈現(xiàn)出最好的流動特性，接近于固化的臨界狀態(tài)，因此，要對料筒進行加熱。這些專用螺桿和料筒在設(shè)計時針 對的主要問題是以上塑料的固體摩擦系數(shù)、熔體粘度、熔融 25 速度等。但這勢必影響生產(chǎn)效率。如果螺槽深度不大而熔體粘度很高，則這時熔體分子間的摩擦會很劇烈。這些固體顆粒通過各自與包覆周圍的熔體摩擦及熱傳遞而熔融。如果固體床厚度減小的速度低于螺槽深度變淺的速度，則固體床就可能部分或完全堵塞螺槽，使塑化產(chǎn)生波動，或者由于局部壓力過大造成摩擦生熱劇增，從而產(chǎn)生局部過熱。同時，螺桿的旋轉(zhuǎn)使固體床和機筒 內(nèi)壁之間的熔膜產(chǎn)生剪切作用，從而使熔膜和固體床分界面間的固體熔化。當熔膜厚度超過螺桿與料筒間的間隙時，螺棱頂部把熔膜從料筒內(nèi)壁徑向地刮向螺棱根部，從而逐漸在螺棱的推進面匯集成旋渦狀的流動區(qū) —— 熔池。 24 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,氮化處理深 ,硬度 Hv900～ 1000 在塑料的塑化過程中，其前進和混合的動力都是來源于螺桿和 料筒 的相對旋轉(zhuǎn)。如下圖 210 圖 210噴嘴結(jié)構(gòu) 料筒設(shè)計 料筒結(jié)構(gòu) 料筒 的結(jié)構(gòu)其實就是一根中間開了下料口的圓管。在許多機器上，除了針對一般粘度的通用型 噴 嘴，還有自鎖 噴 嘴、 PVC噴 嘴、 PMMA 噴 嘴等特殊 噴 嘴可供選用，如果需要，也可以 選用 射程較遠的針對薄壁制品的專用 噴 嘴。而對于充模困難的薄壁精密制品，則宜用射程較遠的 噴 嘴，對于厚 壁制品則需要補塑作用好的 噴 嘴。在這種高速剪切作用下，熔體溫度快速升高。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。 23 （ 3） 杠桿針閥式 噴 嘴 這種噴嘴與自鎖式 噴 嘴一樣，也是在注射過程中對 噴 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。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。注射時，閥芯受熔料的高壓而被頂開，熔型遂向模具射出。 (2)自鎖 式 噴 嘴 注射過程中，為了防止熔料的流涎或回縮，需要對 噴 嘴通道實行暫時封鎖而采用自鎖式 噴 嘴。為了濾掉熔料中的固體雜質(zhì)， 噴 嘴中也可加設(shè)過濾網(wǎng)。為彌補這種缺陷而加大 噴 嘴的長度，成為直通式 噴 嘴的一種改進型式，又稱為延伸式 噴 嘴。 (1)直通式 噴 嘴 這種 噴嘴 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。因此 噴嘴 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。 止逆環(huán)的材料選用 45 號鋼，進行調(diào)質(zhì) HB220— 270 熱處理。 這次設(shè)計采用 最普遍的環(huán)狀止逆閥，動作原理如圖 28所示，它 包含了三個部分。如果熔融塑料在通過斷面時，壓力上升得大時，將會對輸出量產(chǎn)生影響，壓力甚至于會使塑料破壞。如果經(jīng)由一個能夠迅速 關(guān)閉的斷面而產(chǎn)生相當大的壓力差，那么，這個止逆閥的功用將是最好的。防腐蝕處理，通常是鍍鉻或鎳；而高合金鋼的螺桿頭也同樣被使用。實物圖如圖 27，結(jié)構(gòu)圖如圖 28 圖 27 螺桿頭 圖 28；螺桿頭結(jié)構(gòu) 螺桿頭的基本要求 ①螺 桿頭要靈活、光潔； 21 ②止逆環(huán)與料筒配合間隙要適宜，即要防止熔體回流，又要靈活； ③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； ④結(jié)構(gòu)上應(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，防止預(yù)塑時螺桿頭松脫。增加輸出量的螺牙設(shè)計，在射出階段時，避免材料的堆積以及防止回流。無論如何，如果要做到完全的防止回流，那么一定要使用止逆閥才可以 。 20 螺桿頭與止逆閥設(shè)計 螺桿頭設(shè)計 最高的壓力發(fā)生在螺桿最前端的螺桿頭位置，因此，從加工的觀點來說，可藉由裝配一個閉鎖組件，避免材料回流到后面的牙部之中；此種情形在射出及保持壓力階段特別地重要。 材料及熱處理選用：這次的設(shè)計材料選用 38CrMOAl。 目前我國常用的螺桿材料有 45號鋼、 40Cr、氨化鋼、 38CrMOAl等。ｍ 40 :1 Ｒ １ 約１～４ｍｍ 60 :1 Ｒ ２ 約 5ｍｍ（直徑 30～60mm） 80 :1 Ｒ ３ 約 10ｍｍ（直徑60～ 150mm） 100 :1 導(dǎo)程 t=D() 120 12 :1 LS/t 通常大約為 20 120 最大 14 最大 最大3:1 螺紋寬度 最大進料長度 D 表 26 SZ500 注塑機注射螺桿基本參數(shù) 直徑D/mm 長徑比 螺紋深度( 進料 ) h1/mm 螺紋深度（計量）h3/mm 螺紋深度比 h1 /h3 螺紋徑向間隙 /mm 螺距S/mm 螺紋寬度 e/mm 螺旋升角 φ /176。 L1=60％ L， L2=20％ L,參照海天注塑機 HTF60W2Ⅱ的主要技術(shù)參數(shù)表 24和一般加工熱塑性 塑料的螺桿的主要尺寸表 25，確定 其它參數(shù)如 下表 26所示 。大部分都要根據(jù)不同的物料性質(zhì)，憑經(jīng)驗制訂參數(shù)以滿足不同的需要 。 棱寬 e，對粘度小的物料而言， e 盡量取大一些，太小易漏流，但太大會增加動力消耗，易過熱， e=（ ～ ） D。左右，但 φ 的不同，對加工而言，也比較困難，所以一般 φ 取 17176。左右，圓 柱料 φ=17176。 φ 對塑化能力有影響，一般來說 φ 大一些則輸送速度快一些，因此，物料形狀不同，其 φ 也有變化。 其它螺距 S，螺旋升角 φ=πDtgφ，一般 D=S，則 φ=17176。 均化段（計量段） —— 將壓縮段已熔物料定量定溫地擠到螺桿最前端、參數(shù)（ L3， h3），h3 =（ 0． 05－ 0． 07） D。參數(shù)壓縮比 ε= h1／ h3 及 L2。 加料段 —— 底 徑 較小，主要作用是輸送原料給后段，因此主要是輸送能力問題，參數(shù)（ L1， h1）， h1=（ 0． 12－ 0． 14） D。 m 轉(zhuǎn)速 r/min 額定 最高 額定 最高 額定 最 高 BMDE160 160 14 267 334 300 375 BMDE160 液壓馬達 主要技術(shù)尺寸如圖 23 及表 23 表 23BMDE160 液壓馬達 主要技術(shù)尺寸 代號 型號 BMDE160 長度 A(mm) 160 L(mm) 213 馬達轉(zhuǎn)向 ： 馬達可正反向旋轉(zhuǎn)，馬達的軸旋轉(zhuǎn)方向如圖 24 所示 圖 24馬達的軸旋轉(zhuǎn)方向 16 螺桿設(shè)計 螺桿的基本結(jié)構(gòu)如圖 25 所示 圖 25 螺桿的基本結(jié)構(gòu) 注塑機螺桿分為：漸變型螺桿、突變型螺桿、通用型螺桿 。它的結(jié)構(gòu)簡單，外觀新穎，底速穩(wěn)定性好使用壽命長 。其主要構(gòu)成部分如圖 21 所示 圖 21 單缸液壓馬達直接驅(qū)動的往復(fù)式注射裝置的主要構(gòu)成部分 選擇液壓馬達 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=～） 選用 BMDE160 作為這次設(shè)計的注塑機的螺桿驅(qū)動裝置。所以我們選用液壓馬達直接驅(qū)動。 2 注射裝置設(shè)計及結(jié)構(gòu)分析 注射裝置設(shè)計依據(jù) 理論注射質(zhì)量 60g 合模力 500KN 注射裝置的整體設(shè)計 注塑機加工能力分類如圖表 21 表 21 注塑機加工能力的分類 注塑機類型 超小型 小型 中型 大型 超大型 合模力 /KN ＜ 160 160～ 2021 2500～ 4000 5000～ 12500 ≥ 16000 理論注射容量 /cm3 ＜ 16 16～ 630 800～ 3150 4000～ 10000 ≥ 16000 14 根據(jù)上表，合模力 500KN，理論注射容量 60 g 為小型注塑機。因此，對 SZ500 注塑機注射裝置的設(shè)計具有相當重要的意義，只有了解注塑機的基本原理與結(jié)構(gòu)，掌握注塑機的工作過程，才有可能來發(fā)展注塑機。由于注塑機及其應(yīng)用的現(xiàn)有技術(shù)與德國、日本等國家相比還存在明顯的差距，我國每年對高端注塑機的進口量仍然很大，特別是精密、高速注塑機占全部進口量的 90%以上。注射成型是目前塑料 加工中最普遍采用的加工方法之一，半數(shù)以上產(chǎn)量的塑料成型模具是注射成型模具，其生產(chǎn)的制品約占塑料制品總量的 20%～ 3%。在塑料成型設(shè)備中，注射成型機占的比重最大。 注射裝置的分析和確定 根據(jù)注塑機的注射量和合模力，了解注塑機注射裝置的結(jié)構(gòu)及工作過程，參考其他注塑機注射裝置的介紹，對注射裝置進行分析，確定注射裝置的合理結(jié)構(gòu) 研究目的與意義 塑料產(chǎn)品是人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚纳钣闷?，塑料產(chǎn)品的應(yīng)用范圍也越來越廣， 13 人們對塑料產(chǎn)品的要求從實用性、可靠性己經(jīng)提高到對舒適性、美觀性、安全性、實用經(jīng)濟性等方面的