【正文】 194535455 19 切和 混煉作 用，物料從 L2段入點開始，熔池不斷地加大，到出點處熔池已占滿全螺槽，物料完成 從玻璃 態(tài)，經(jīng)過 黏 彈態(tài)向 黏 流態(tài)的轉(zhuǎn)變，從固體床向熔體床的轉(zhuǎn)變。 所以合適的 h3應(yīng)由壓縮比 ? 來決定 ： 31hh?? () 對于結(jié)晶型塑料，如 PP、 PE、 PA 以及復(fù)合塑料， ? =3～ ； 對 黏 度較高的塑料，如 VPVC， AI3S， HIPS， AS， POM， PC， PMMA， PPS等， ? =～ 。但 h3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。 (6)h3——熔融段螺紋深度。一般 L3=(4～ 5)ds。熔體在 L3段的螺槽中得到進一步的均化 ： 溫度均勻，私度均勻，組分均 勻，分子量分布均勻，形成較好的熔體質(zhì)量。 已知 ds=45mm，取 h1=，則 h1=≈ 。 h1深，則容納物料多，提高了供料量，但會影響物料塑化效果以及螺桿根部的剪切強度。 已知ds=45mm，取 L1=10ds，則 L1=10ds=450mm。為提高輸送能力， 螺槽表面一定要光潔。 優(yōu)秀機械畢業(yè)設(shè)計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 18 圖 螺桿基本結(jié)構(gòu) (3)L1——加料段長度。過去， L/ds數(shù)值在 16～ 18；現(xiàn)在，由于塑料品種增加，工程塑料增多， L/ds，已增加到 19～ 23。因此， L/ds、直接影響到物料的熔化效果和熔體質(zhì)量。 螺桿長徑比愈大，說明螺 紋長度愈長，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。 (2)L/ds——螺桿長徑比。因此，理論注射容積大的注塑機其螺桿直徑也大。 (1)ds——螺桿外徑。 螺桿的基本形式 、 幾 何參數(shù) 及計算 螺桿基本結(jié)構(gòu)如圖 所示，主要由有效螺紋長度 L 和尾部的連接部分組成。常規(guī)螺桿又稱三段式螺桿，是螺桿的基本形式。與其相應(yīng)的還有特殊螺桿，是用來加工用普通螺桿難以加工的塑料，例如熱固性 塑 料、聚氯乙烯、高勃度的 PMMA。 注塑螺桿按其對塑料的適應(yīng)性，可分通用螺桿和特殊螺桿。 所以，此次設(shè)計采用螺桿式。 位 于噴嘴 1 和料筒 6 之間的前體，由固定螺釘連接。熔料推開止逆環(huán) 4，經(jīng)過螺桿頭 3 的周圍通道流入螺桿的前端，并產(chǎn)生背壓，推動螺桿后移，完成對熔料的計量。 螺桿式，如圖 所示。在注射時，在柱塞 7 執(zhí)行推料，使其頭部的物料被壓縮成固體床并推動分流梭流道中的熔體，通過噴嘴注入模具，物料通過分流梭流道時，將 產(chǎn)生強剪切作用，大大地提高了剪切速率和溫升，使物料得到進一步地塑化和熔融。 1噴嘴 ； 2加熱圈 ； 3塑化室 ； 4分流梭 ； 5料筒 ； 6加料室 ； 7柱塞 圖 柱塞式塑化部件結(jié)構(gòu)示圖 部件主要由料筒 分流梭 4 和柱塞 7 等組成。以后的各個 部件 的結(jié)構(gòu)設(shè)計，都將會在此數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)之上。 由于 加熱方式 采用 電阻加熱 方式 ， 所以 qT 取 =3W/cm2， 再經(jīng) 由公式 ()可得NT=。 可知，加大料筒直徑或加長有效長度有助于提高加熱功率及其加熱圈的布置 。 電阻加熱圈 qT =3～ 鑄鋁加熱圈 qT =4～ 5W/cm2 陶瓷加熱圈 qT =6～ 7W/cm2 料筒加熱功率不足時會影響預(yù)熱時的升溫速度，延長升溫時間；但如果加熱功率過大，會影響加熱圈的使用壽命。根據(jù)定義： TTT AqN ? () 式中 AT——料筒加熱表面的有效面積， cm2。 1注射噴嘴流道； 2模具主套流道； Kd 主澆口直徑； Hd 噴嘴流道直徑； R主澆套圓弧半徑； r噴嘴圓弧半徑； TP 注射座推力 圖 噴嘴封閉示圖 優(yōu)秀機械畢業(yè)設(shè)計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 14 注射座推力由注射座油缸提供： TT ApP 0? () 式中 PT——注射座推力； P0——注座油缸的供油壓力， MPa； AT——注座油缸活塞總的有效面積， cm3。m。m； α ——比例系數(shù)，一般取 1～ 3； ds——螺桿外徑， cm； m ——由樹脂性能決定的指數(shù)， m=～ 3。在這里， 所選定的范圍為 0～180r/min。 sss dvn ?? () ss hv ??? () 式中 vs——螺桿線速度（圓周速度）， cm/s； ?? ——剪切速率， 1/s，不同的塑料有不同的許用剪切速率，超過此值塑料有降解的危險； h3——均化段螺槽深度， cm。 MMs qQn ? () 式中 QM——液壓馬達的供油量， cm3/min， 由油泵的有效供油量決定； qM——液壓馬達的每轉(zhuǎn)排量， cm3/r。將上述數(shù)值代入式 ()中，可得 Qs=22g/s。 已知 ds =， h3=， θ=17176。 （螺桿螺距 S= ds時，取 ? = 39。 由此知，注射功率反映了注塑機注射系統(tǒng)的工作能力，即單位時間內(nèi)做功能力。 此注射功率是由注射的油 壓系統(tǒng)瞬間提供的，因此， Ni≈ N0。 已知 qi=138g/s。 如注射系統(tǒng)圖 所示， 注射速度是由注射油缸的供油量提供的，由此得： 00AQvi? () 00AtQSii? () 式中 Q0——注射油缸的總供油量， cm3/s； A0——注射油缸的總有效作用面積， cm2。 已知 pi=159MPa。 （ 2） pi 與注射油缸之間的關(guān)系 如注射系統(tǒng) 所示： si AApp 00? () 式中 Ai——注射油缸的總有效作用面積； As——注射螺桿的作用面積。 注射壓力 pi(MPa) 注射壓力 pi 是由注射油缸通過注射螺桿提供的，與其所建立的模腔壓力 pm有關(guān)。 理論注射量 Gi(g) 根據(jù)定義 ??ii VG ? () 式中 ρ——塑料熔體密度，一般取 PS 的熔體密度 ρ≈ ； α——考慮與螺桿結(jié)構(gòu)、間隙、回流等因素的系數(shù) α=～ 。螺桿直徑根據(jù)注塑機 的系列來決定，而螺桿行程根據(jù)螺桿直徑來決定，且與螺桿的結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般Simax=（ 4～ 5） ds，如果取的過大會影響物料的塑化質(zhì)量。 優(yōu)秀機械畢業(yè)設(shè)計 CAD 圖紙通過答辯 194535455 10 注射 部分主要技術(shù)參數(shù)的計算 注射部分的主要技術(shù)參數(shù)之間的關(guān)系從注塑系統(tǒng)圖 中可以看出。 注射部分的主要技術(shù)參數(shù) 及 意義 螺桿直徑 ds(mm)——注塑螺桿的外徑； 螺桿長徑比 L/ds——注塑螺桿螺紋部分的有效長度（ L）與其外徑 ds之比； 理論注射容積 Vi(cm3)——一次注射的最大理論容積； 理論注射量 Gi(g)——一次注射的最大理論質(zhì)量，一般用 PS 料； 注射壓力 pi(MPa)——注射時螺桿頭部熔料的最大壓強； 注射速率 qi(cm /s， g/s)——單位時間內(nèi)，注射的最大理論容積或最大理論 質(zhì)量 (PS)； 注射功率 Ni(kW)——螺桿推進熔料的最大功率； 塑化能力 Qs(cm3/s， g/s)——單位時間內(nèi)，螺桿可塑 化好的塑料量（ PS）； 螺桿轉(zhuǎn)速 ns(r/min)——預(yù) 塑 時，螺桿每分鐘最高轉(zhuǎn)數(shù)； 螺桿扭矩 Mt(N/m)——塑化物料 時， 驅(qū)動 螺桿 的 扭矩。使其具有加工的物料品種多，塑化能力強，注射率高等特點。且需符合以下要求： （ 1）采用低速大扭矩液壓馬達直接驅(qū)動螺桿； （ 2）螺桿采用直徑為 45mm的通用型螺桿； （ 3） 注射重量 282g、注射速率 138g/s、注射壓力 159MPa。 注塑機配套設(shè)備及其標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，包括自動供料設(shè) 備 、模具 溫控 設(shè) 備 、澆口柄的取出和切割裝置以及機械手或其 他自動化設(shè)備，注塑機的聯(lián)結(jié)裝置等。一方面增強了設(shè)備的靈活性，同時，各廠家自行生產(chǎn)的零部件 (如螺桿、機筒 )可以更換，提高了制造廠家的應(yīng)變能力。 改進合模機構(gòu) 仍然以肘桿和直壓合模力式為主，并朝著以下二方面發(fā)展 : (1)不改變拉桿長度，盡量增大開模行程，以滿足成型深度制品的需要； (2)增大拉桿間距，以便在同一設(shè)備上成型而積較大的制品，例如意大利 Negri Boss 公司產(chǎn) NB1000 型注塑機就有這種特點； (3)增加模板移動速度，減少空程循環(huán)時間，例如意大利 Netalmeccanica Plast生產(chǎn)薄壁容器的注塑機，最 大 移模速度達 2 米 /秒。 性能及結(jié)構(gòu)的 發(fā)展 提高注塑機技術(shù)性能參數(shù) 通過改進螺桿結(jié)構(gòu)，采 用 蓄能器、變量泵、組合泵組等手段，以及增強機器的成套性 (模具的溫控、快速均勻冷卻和自動脫模、換模裝置、機械手等 )，來提高塑化能力、 注 射壓力、注射速度，短成型周期、提高制品質(zhì)量。2μm的有 機 玻璃 凸 透鏡 。這種超小型精密注塑機多數(shù)用來生產(chǎn)精密度 高 、產(chǎn) 量大 的電子計算機等設(shè)備上的微型精密元件，制品精密度以微米計量。注塑機朝高壓、高速、高精度甚至超高壓、超高 精 度發(fā)展， 注 射量 15 立方厘米、鎖模力 1525 噸的注塑機開始普及。由英國幾家公司協(xié)作生產(chǎn)的長 公尺的艇身和甲板成為目前世上最大的注塑制品，其模具總重 60 噸。 其中 ， 日本名 機 (MEIKI )的 生產(chǎn) 的 一 臺 注 射量 92020 立方厘米，鎖模力 12020 噸的巨型注塑機是 目 前世界 上最 大級別的 幾 種 ； 日本制鋼所是日本能夠制造 6000 噸級注塑機的又一廠商，其中 “JE”系列大型注塑機適應(yīng)性強，在實際應(yīng)用中 真 正體現(xiàn)了 廠方 “到處都可以使用 ”的設(shè)計思想，該 廠 生產(chǎn)的超大型 注射 成型 機 (J6300E C5l15)，采用肘桿式鎖模機構(gòu)，鎖模力達到 6300 噸，現(xiàn)已交 付日共 和 工 業(yè)公司位 于 日新瀉縣南蒲原郡的大型工廠，并投入使 用 。 80 年代以來， 由 于塑料 在 汽車、 船舶 、宇航以及大型家用電器方面廣泛應(yīng)用，例如生產(chǎn)艇身和甲板及改性 PP 汽 車 前擋板，促進了大型注塑機的發(fā)展。 巨型和微型注塑機 的發(fā)展 以美國為例，在 1986 年現(xiàn)行使用的注塑機中，鎖模力在 50750 噸之間的占總臺數(shù)的 72%,其 中 ，以鎖模 力 在 5099 噸和 500749 噸之間的注塑機增長最快，分別較 1980 年增 長了 38%和 37%；日 本在 1986 年鎖模力低于 100 噸的注塑機占總臺數(shù)的 %、 100500 噸的占 %，其中尤以鎖模力為 100200 噸、 200500 噸 的注塑機 發(fā)展最快，分別按 1982 年增長 %和 %。另外，在大型、中型注塑機上，機械手、自動稱量 上 料、模 具 快速交換系統(tǒng) (甚至全自動快速交換系統(tǒng) )、模具自動調(diào)溫系統(tǒng)等自動化 手 段及各種輔助設(shè) 備越來越引起人們關(guān)注，并廣為采用，真正實現(xiàn)整機 自 動化、 整 個 生 產(chǎn)車 間 和工廠 無人化。 塑料注射成型機械的發(fā)展趨勢 注塑機進一步發(fā)展的重點在 于 提 高 水平和質(zhì)量、 節(jié) 能及自動化，尤其需要不斷完善液壓系統(tǒng) 與 控制手段， 并 通過采用性能先進的設(shè)備、質(zhì)量可靠的電氣系統(tǒng)及油路系統(tǒng)，以確保生產(chǎn)中動作靈敏、運行穩(wěn)定，明顯提高了塑料制品的質(zhì)量，同時，設(shè) 備 可靠，達到了改 善勞 動條件、減輕維修工作量、降低能耗、節(jié)省原料的目的。此導(dǎo)軌板上設(shè)有三個下料 口 ，左右兩個 口可 供兩個料 斗排泄舊 料，清洗料斗和換新料以及對物料進行干燥處理，中間的 下 料 口可 供兩個料斗分別對螺桿 進行喂料。 國外還推出了雙 料 斗注 塑 機。一般在生 產(chǎn) 60 立方 厘 米體積以 下 的 小型制品時，多采用柱塞式的 ； 而對成型熱敏感塑 料， 流動 性差 的塑料及生產(chǎn)中、大型制品，則多采用移動螺 桿 式。為了節(jié)能，近年來也出現(xiàn)了變排量馬達 (二次調(diào)節(jié) )預(yù)塑系統(tǒng)。但是液壓馬達 可 實現(xiàn)無級調(diào)速和有效過 載 保護，因此，對于不太經(jīng)常更換物料和模具的大型注塑機來說，采 用電 機拖 動螺