【正文】 節(jié)流閥，但流量極小，故背壓視為零，則其活塞直徑為，取Dy＝ 由給定的設(shè)計參數(shù)知，／＝，查表2—6得d/D＝，則活塞桿直徑為： dy＝＝⑶確定注射缸的活塞及活塞桿直徑當液態(tài)塑料充滿模具型腔時，注射缸的載荷達到最大值213kN，此時注射缸活塞移動速度也近似等于零，回油量極?。还时硥毫梢院雎圆挥?，這樣，取Ds＝；活塞桿的直徑一般比螺桿外徑大點，取ds＝。 為設(shè)計簡單加工方便，將增壓缸的缸體與合模缸體做成一體(見圖1)?；钊睆? 此時p1是由增壓缸提供的增壓后的進油壓力，初定增壓比為5，則p1＝5＝，鎖模工況時，回油流量極小，故p2≈0，求得合模缸的活塞直徑為 ，取Dh＝。表51各液壓缸的載荷力液壓缸名稱工 況液壓缸外載荷/kN活塞上的載荷力合模缸合模50100鎖模5001000開模4955座移缸移動3預(yù)緊2730注射缸注射192213 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算 60克塑料注射機屬小型液壓機，載荷最大時為鎖模工況，此時，高壓油用增壓缸提供；其他工況時，載荷都不太高，參考設(shè)計手冊。各液壓缸的外載荷力計算結(jié)果列于表l。 式中，d——螺桿直徑，由給定參數(shù)知：d＝；p——噴嘴處最大注射壓力，已知p＝153MPa。（2）注射座移動缸的載荷力座移缸在推進和退回注射座的過程中，同樣要克服摩擦阻力和慣性力，只有當噴嘴接觸模具時，才須滿足注射座最大推力。 鎖模時，動模停止運動，其外載荷就是給定的鎖模力。注射后，注射機構(gòu)應(yīng)保持注射壓力，使塑料充滿型腔； （3）預(yù)塑進料時，螺桿轉(zhuǎn)動，料被推到螺桿前端，這時，螺桿同注射機構(gòu)一起向后退，為使螺桿前端的塑料有一定的密度，注射機構(gòu)必需有一定的后退阻力； （4）為保證安全生產(chǎn)，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有安全聯(lián)鎖裝置。圖320液壓式頂出機構(gòu) （2）頂出裝置的選擇本設(shè)計參照國產(chǎn)SXZY60型注塑機，在頂出裝置的選擇上使用液壓式頂出裝置。圖中頂出桿的頂出力來自于液壓系統(tǒng)的頂出油缸活塞。頂出裝置的結(jié)構(gòu)有液壓式和機械式。為避免損壞制品，要求多個頂出點力要均勻，頂出桿的出入頻率和移動速度要與模板開閉速度協(xié)調(diào)匹配。要求這個頂出桿應(yīng)有一定的頂出力，以把制品頂出成型模具。參照SXZY60型注塑機，合模力=500kN,開模力為合模力的25%=125kN，(《注射成型手冊》P182)F:每根拉桿的預(yù)載荷，F(xiàn)=45918kN，取F=4600kND：拉桿直徑；由公式：T=KDF/12 (《注射成型手冊》P183) K：（～） D=12T/KF =12*120/*46000 = =50mm 考慮到拉桿軸向前后移動，成熟鎖緊模具時的巨大拉伸力和支撐模板和模具作用的彎曲力，這里將拉桿直徑D取50mm。圓柱工作面的耐磨性，表面應(yīng)熱處理。按拉桿的工作環(huán)境，其形狀應(yīng)設(shè)計成圓柱體，用優(yōu)質(zhì)碳素鋼制造。因此，肘桿機構(gòu)的正常工作條件必須是：油缸的驅(qū)動力經(jīng)機構(gòu)放大所形成的移模力要大于機構(gòu)由于變形而形成的變形阻力。他取決月和墨系統(tǒng)變形量的大小。因此，在雙曲軸機構(gòu)設(shè)計時，固然要求在變形角度以內(nèi)有大的增力倍數(shù)，但同時還要兼顧到對開模力的要求。31 五節(jié)點肘桿式合模機構(gòu) （1）肘桿機構(gòu)的特性雙曲軸機構(gòu)一般要比單曲軸的里放大倍數(shù)大（在變形角以內(nèi)），可是雙曲肘的移模力在移模行程某區(qū)域內(nèi)會急劇下降。在本設(shè)計中，肘桿機構(gòu)設(shè)計為五節(jié)點肘桿機構(gòu)。 .1 肘桿機構(gòu)設(shè)計根據(jù)《注塑機成型與設(shè)備維修技術(shù)問答》可知，我國國產(chǎn)中小型注塑機一般采用五節(jié)點雙曲軸式合模裝置。（3）機器機構(gòu)與成本肘桿式零件多，如肘桿、模板一類的零件，加工精度要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還需要單獨設(shè)置調(diào)模和潤滑系統(tǒng)。因此，合模裝置在很大程度上決定著機器的總能耗。同時，系統(tǒng)要有足夠的合模力和系統(tǒng)剛性，保證模具在熔料的壓力作用下，不產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。（1）設(shè)計中對合模裝置的要求合模裝置是保證成型模具可靠的閉緊和實現(xiàn)啟閉動作及頂出制品的部件，因此，合模裝置性能的好壞，直接關(guān)系到成型制品的質(zhì)量和數(shù)量。合模時，高壓油進入合模油缸使油缸活塞推動桿向前移動，在肘桿和牽連桿的作用下，推動動模板在四根拉桿上向前移動，從而完成合模動作。模間距調(diào)節(jié)完畢后，根據(jù)不同的工藝要求調(diào)節(jié)鎖模力。在動模板的下側(cè)床身上，裝有可調(diào)節(jié)的導(dǎo)軌平臺，用以減少動模板與拉桿之間的磨損。第4章 合模裝置 合模裝置簡介合模部分位于機器床身的左側(cè)，它由后模板、動模板、前模板、拉桿、頂出油缸等組成。注射油缸的工作原理是:注射油缸進油時，活塞帶動活塞桿及其置于推力座內(nèi)的軸承，推動螺桿前進或后退。座移油缸：當座移油缸進油時，實現(xiàn)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(chǎn)生封閉熔體的注射座壓力。材料選用45號鋼，進行調(diào)質(zhì)HB220—270熱處理 螺桿驅(qū)動傳動的連接件設(shè)計根據(jù)選擇的液壓馬達型號，液壓馬達和軸之間采用聯(lián)軸器進行連接，這其中還需要用到鍵來進行定位。這次設(shè)計采用的錐度為50176。加料斗的形狀一般是下部圓錐形與上部圓筒形。隨著溫度的升高, 塑料的比熱容、熱擴散系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、密度等參數(shù)也都會發(fā)生變化, 因此, 注塑機的料筒溫度對象具有多變量、非線性、強耦合、時變等特點。由于料筒的壁較厚, 自然散熱的速度很慢, 因此塑料升溫和降溫過程是一個典型的非線性過程。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。這次的設(shè)計是具有4個加熱區(qū)間段的注塑機。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)。注塑塑料通過料斗進入料筒中, 在螺桿的推動作用下向噴嘴移動。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。注塑機料筒的加熱方式有電阻電熱、陶瓷加熱、鑄鋁加熱，常用的是電阻加熱和陶瓷加熱，這次設(shè)計采用一般的電阻電熱。 (4) 加料口加料口的結(jié)構(gòu)形式直接影響進料效果和塑化部件的吃料能力，注塑機大多數(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。（3）機筒與螺桿的配合間隙機筒與螺桿的間隙值時是設(shè)計的重要數(shù)據(jù)，間隙大了，將會使塑化能力下降和注射時熔料回泄量增加，反之，小了又會增加制造方面的困難和螺桿的功率消耗。因此，為了使機筒具有足夠的熱容量和合適的熱慣性，根據(jù)經(jīng)驗一般取機筒外徑（）和內(nèi)徑（）之比（K）為2～。例如，過薄的機筒雖然溫升快、重量輕，但因熱容量小，故難于取得穩(wěn)定的溫度條件。這次設(shè)計的料筒基本結(jié)構(gòu)如圖211所示。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，這次選用的是適合用于熱塑性塑料的噴嘴。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。使用時可根據(jù)需要使縱的液壓系統(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。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。熔膠時，閥芯在彈簧作用下復(fù)位而自鎖。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)的閥芯實現(xiàn)自鎖的。以上兩種噴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。這種噴嘴必須添設(shè)加熱設(shè)置。但是由于噴嘴體較短，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。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。圖28環(huán)狀止逆閥 噴嘴設(shè)計噴嘴是連接塑化裝置與模具流道的重要部件，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)噴嘴嘴注入模具。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。一般止逆閥的設(shè)計，都會將通道截面積設(shè)計成螺桿尾端的環(huán)狀通道面積的８０％以上。在進料階段，當熔體通過斷面時，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。止逆閥是裝配在螺桿最前端的組件，它最主要的功用在于射出及保持壓力階段時，防止塑料之回流。 (2)止逆閥設(shè)計因為止逆閥上面有密封的組件，可藉由移動而和另外組件密合達到防止逆流的效果。材料選用45號鋼，進行調(diào)質(zhì)HB220—270熱處理。這次設(shè)計采用一般適合熱塑性塑料的螺桿頭，實圖如下。最簡單的設(shè)計，就是在螺桿前端加裝一個比螺桿根徑大的螺桿頭，由于在螺桿頭及料管之間的間隙相當?shù)男?，使得壓力升高且避免材料回流；而螺桿的角度在６０～９０度之間。材料及熱處理選用：這次的設(shè)計材料選用。 目前我國常用的螺桿材料有45號鋼、40Cr、氨化鋼、等。42′）；PS塑化溫度230℃時，=；效率η=，代入下式得： G= n (36) =220 =672g/min =計算結(jié)果表明其塑化能力符合要求。螺桿表面硬度65～70，㎜，螺桿工作表面光潔度不低于。目前螺桿所用材料，大都為氮化鋼（）或其它合金鋼材。注射螺桿的磨損是相當嚴重的（特別是加工玻璃纖維增強材料），小直徑螺桿疲勞斷裂破壞也常有發(fā)生。（j）螺棱推力圓角（）和背面圓角（）螺棱推力圓角和背面圓角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=e=,=（～）,本設(shè)計取===1mm。 （i）螺棱寬度（e） 螺棱寬度影響螺槽的容料量、容體的漏流以及螺棱耐磨損程度，一般為（～）。本設(shè)計取=4=435=140mm。長度會影響從固態(tài)到黏流態(tài)的轉(zhuǎn)化歷程，太短會來不及轉(zhuǎn)化，固料堵塞在段的末段，形成很高的壓力、扭矩或軸向力、太長也會增加螺桿的扭矩和不必要的能耗，一般=（6～8）。通常所說的壓縮比大于實際壓縮比。～，本設(shè)計取=。所以合適的應(yīng)由壓縮比來決定： ε=h1 ／h3 (34)注射螺桿壓縮比是指熔融段螺槽深度（）與均化段螺槽深度（）之比。但過小會導(dǎo)致剪切速率過高，以及剪切熱過大，引起大分子鏈的降解，影響熔體質(zhì)量。 本設(shè)計取 =4 Ds =435=140mm（f）均化段螺槽深度（）和螺桿壓縮比（）均化段的螺槽深度是螺桿性能的重要參數(shù)之一，它是由加工塑料的比熱、導(dǎo)熱性、穩(wěn)定性、粘度以及塑化時的壓力等因素所定。長度有助于穩(wěn)定熔體在螺槽中的波動，有穩(wěn)定壓力的作用，使物料以均勻的料量從螺桿頭部擠出，所以又稱計量段。一般（~） Ds 。為提高輸送能力，螺槽表面一定要光潔。過去，L/數(shù)值在16～18；現(xiàn)在，由于塑料品種增加，工程塑料增多，L/已增加到19～23。因此，L/直接影響到物料的熔化效果和熔體質(zhì)量。螺桿長徑比大，說明螺紋長度越長，直接影響到物料在螺槽中輸送的熱歷程，影響吸收能量的能力。 Ds== （31）式中 V機器注射量(厘米3) 注射系數(shù)，根據(jù)加工樹脂的類型和螺桿結(jié)構(gòu)而定，～ s注射行程（厘米），s=kDs k螺桿行程與直徑的比值，常取3左右，最大可到5左右，視螺桿性能而定已知機器注射量為60g，通用型螺桿的塑化能力為25公斤/時（PS）。從滿足注射量要求，而計算出的螺桿直徑，一般也能滿足對塑化能力的要求。因它容易更換，故硬度選擇要低于料筒。止逆環(huán)的位移量大約取為螺桿均化段的螺槽深度；