【正文】 要求，從而對(duì)塑料產(chǎn)品也提出了許多新的要求。 注射系統(tǒng)的基本要求 注射系統(tǒng)的主要作用就是塑化物料并在高壓和高速下將塑料熔體注入模腔， 并進(jìn)行壓力保持。因此，塑化部 12 件是完成均勻塑化，實(shí)現(xiàn)定量注射的核心部件。我們這里主要介紹一下螺桿式。 （二）塑化部件：塑化部件有柱塞式和螺桿式兩種。 注射裝置的典型部件 （一）注射部件 ：常見(jiàn)的注塑裝置有單缸形式和雙缸形式。 研究?jī)?nèi)容 本文將對(duì)注塑機(jī)注射裝置的幾個(gè)關(guān)鍵部件：注射部件、塑化部件、驅(qū)動(dòng)部 件進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。根據(jù)注射裝置的排列方式的不同可分為臥式注射成型機(jī)、立式注射成型機(jī)、角式注射成型機(jī)和多工位注射成型機(jī)，而其中臥式注射成型機(jī)較為常見(jiàn)。 注塑成型機(jī)的 分類 根據(jù)注射裝置對(duì)塑料的塑化方式的不同可分為柱塞式和螺桿式兩大類，尤其以螺桿式注塑機(jī)最為常見(jiàn)。 設(shè)計(jì)背景 注塑機(jī)的工作原理 注塑機(jī)的工作原理是利用塑料的熱物理性質(zhì)，把物料從料斗加入料筒中，料筒外由加熱圈加熱，使物料熔融，在料筒內(nèi)裝有在外動(dòng)力馬達(dá)作用下驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的螺桿，物料在螺桿的作用下，沿著螺槽向前輸送并壓實(shí)，物料在外加熱和螺桿剪切的雙重作用下逐漸地塑化，熔融和均化，當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料在螺槽摩擦力及剪切力的作用下，把已熔融的物料推到螺桿的頭部，與此同時(shí)，螺桿在物料的反作用下后退，使螺桿頭部形成儲(chǔ)料空間，完成塑化過(guò)程，然后，螺桿在注射油缸的活塞推力的作用下，以高速、高壓，將儲(chǔ)料室內(nèi)的熔融料通過(guò)噴嘴注射到模 具的型腔中，型腔中的熔料經(jīng)過(guò)保壓、冷卻、固化定型后，模具在合模機(jī)構(gòu)的作用下，開(kāi)啟模具，并通過(guò)頂出裝置把定型好的制品從模具頂出落下。確立優(yōu)質(zhì)高效 精益求精、至誠(chéng)服務(wù)、譽(yù)滿全球的質(zhì)量方針。選擇國(guó)際知名品牌的制造商，設(shè)立聯(lián)合的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究機(jī)構(gòu)。鼓勵(lì)更多的企業(yè)到境外設(shè)研究所，辦企業(yè)，特別是東南亞、中 東、非洲、俄羅斯和東歐市場(chǎng)都具有很大的潛力。 我們應(yīng)該抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，找到本企業(yè)的發(fā)展空間。 5年前，中國(guó)在綠色能源投資上僅有 50多億美元，截止到 2021年，中國(guó)在綠色能源的投資上達(dá)到 300多億美元，超過(guò)美國(guó)成為世界上在綠色能源上投資最多的國(guó)家。該公司推出的低壓注塑成型技術(shù)，在鎖模力只有傳統(tǒng)技術(shù)三分之一時(shí)，仍可高質(zhì)量的保證制品成型，使機(jī)器的體積和重量都大幅度降低，在節(jié)能和制品成本控制方面都具有重大意義。 目前注塑機(jī)發(fā)展的另一個(gè)重要方面 ，是各種專用注塑機(jī)，如排氣式注塑機(jī)、發(fā)泡注塑機(jī)、多色注塑機(jī)等等。海天的控制技術(shù)與當(dāng)今的國(guó)際先進(jìn)水平的差距還比較大，我們自主研制的專用電腦在可靠和穩(wěn)定性、抗干擾能力及反饋?lái)憫?yīng)靈敏度、分辨率精度等方面與西門子、巴巴康門等有一定距離。過(guò)去大多數(shù)采用開(kāi)環(huán)控制，目前正在向閉環(huán)控制方向發(fā)展。注塑機(jī)的控制技術(shù)歷經(jīng)了繼電器、接觸器控制及可編程序控制器控制和專用計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展過(guò)程。開(kāi)模中同時(shí)完成抽芯和頂出。注塑機(jī)的高效率主要體現(xiàn)在工作節(jié)拍快，制品周期短，普遍比過(guò)去提高 24％以上。日本的 SN120P機(jī)已達(dá)到 460MPa，它生產(chǎn)的制品收縮率幾乎為零，制品公差可保證在 － ，壁厚可保證 － 。用蓄能器加速達(dá)到 450mm/s。日本制鋼所研制的電動(dòng)型注塑機(jī)達(dá)到 900mm/s。海天公司的中小型機(jī)已經(jīng)跨進(jìn) 40－ 50m／ min水平，大型機(jī)處在 30－ 35m／ min水平。 海天公司十分注重研究國(guó)際注射機(jī)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，努力趕上先進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的水平。 海天公司在 2021年實(shí)現(xiàn)今年銷售收入 ，出口創(chuàng)匯 1000萬(wàn)美元，創(chuàng)利稅 2億元人民幣完成銷售具有國(guó)際 90年代水平的大型注塑機(jī) 100臺(tái)，進(jìn)行了兩項(xiàng)國(guó)際先進(jìn)水平的重大技術(shù)裝備研制，其 一是注塑機(jī)的防護(hù)門、配電箱等扳金件表面噴塑流水線形成批量生產(chǎn)能力，其二是注塑機(jī)螺桿和機(jī)筒雙金屬噴涂工藝投入批量生產(chǎn)，使關(guān)鍵零部件已經(jīng)形成了三個(gè)完整的系列，它們是以曲肘式鎖模的 HTW和 HTFX系列，直壓式鎖模的 HTK系列，伺服電機(jī)控制的 HTD系列。實(shí)施了國(guó)家 863計(jì)劃 —— 浙江海天 CIMS工程，成功應(yīng)用 K3系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)計(jì)劃、物料、成本等計(jì)算機(jī)集成管理。新建 5萬(wàn)平方米的大型裝配分廠， 10萬(wàn)平方米的扳金和結(jié)構(gòu)件加工分廠，新建了 1萬(wàn)平方米的試驗(yàn)車間和實(shí)驗(yàn)室，新建了 5928個(gè)庫(kù)位的立 體自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)。為了保證高質(zhì)量的設(shè)計(jì)輸出到高質(zhì)量的產(chǎn)品輸出，舊的加工方式已經(jīng)很難適應(yīng)技術(shù)、質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)的要求。 80年代以來(lái)， CAD/CAE／ CAPP／ CAM計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在塑機(jī)制造業(yè)的廣泛采用，促進(jìn)了我國(guó)注塑機(jī)研發(fā)和制造水平的高速發(fā)展。在 1980年全美國(guó)約有 140臺(tái) 10000kN以上鎖模力的大型注塑機(jī)投入巾場(chǎng)，到 1985年增至 500多臺(tái)。到了 70年代后期，由于工程塑料的發(fā)展，特別是在汽車、船舶、宇航、機(jī)械以及大型家用電器方面的廣泛 應(yīng)用，使大型注塑機(jī)得到了迅速發(fā)展。從美國(guó)、日本、德國(guó)、意大利、加拿大等主要生產(chǎn)國(guó)來(lái)看，注塑機(jī)的產(chǎn)量都在逐年增加，在塑料機(jī)械中占的比重最大。近年來(lái)由于汽車、建筑、家用電器、食品、醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)對(duì)注塑制品日益增長(zhǎng)的需要，推動(dòng)了注塑成型技術(shù)水平的發(fā)展和提高。 從 50年代技術(shù)創(chuàng)新推出了螺桿式塑料注塑成型機(jī)至今已有 50多年的歷史。 我國(guó)注塑機(jī)工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向 中國(guó)加入世界經(jīng)貿(mào)組織 (WTO)后，國(guó)外的機(jī)械制造業(yè)加速對(duì)華轉(zhuǎn)移，世界一些知名的注塑機(jī)企業(yè)，如德國(guó)德馬克、克虜伯、巴登菲爾，日本住友重工等公司先后 “ 進(jìn)駐 ” 中國(guó)，有的還進(jìn)一步設(shè)立了技術(shù)中心。將注塑機(jī)改造升級(jí)為 “ 節(jié)能型 ” 注塑機(jī)，其投資（主要是變頻器）應(yīng)該在一年內(nèi)可通過(guò)節(jié)約的電費(fèi)或油費(fèi)收回。 隨著世界各國(guó)在環(huán)保，如能耗、噪音、泄漏等控制方面日益嚴(yán)格的要求，節(jié)能已完成為注塑機(jī)電液系統(tǒng)的研究重點(diǎn)，針對(duì)閥控電液系統(tǒng)有較大能量損失的不足，德、日等國(guó)發(fā)展了應(yīng) 用變量泵和電液比例閥結(jié)合的負(fù)載感應(yīng)型的注塑機(jī)電液控制系統(tǒng)。 電動(dòng) — 液壓式注塑機(jī)是集液壓和電驅(qū)動(dòng)于一體的新型注塑機(jī)，它融合了全液壓 式注塑機(jī)的高性能和全電動(dòng)式的節(jié)能優(yōu)點(diǎn)，這種電動(dòng) 液壓相結(jié)合的復(fù)合式注塑機(jī)已成為注塑機(jī)技術(shù)發(fā)展方向。 全電動(dòng)式注塑機(jī)有一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是在環(huán)保和節(jié)能方面的優(yōu)勢(shì)，由于使用伺服電機(jī)注射控制精度較高，轉(zhuǎn)速也較穩(wěn)定，還可以多級(jí)調(diào)節(jié)。早期的注塑機(jī)都是全液壓式，由于環(huán)保和節(jié)能的需要，以及伺服電機(jī)的成熟應(yīng)用和價(jià)格的大幅度下降，近年來(lái)全電動(dòng)式的精密注塑機(jī)越來(lái)越多，只有比較兩類不同動(dòng)力源注塑機(jī)的特點(diǎn)，才有可能弄清注塑機(jī)的技術(shù)發(fā)展方向。 6 隨著塑膠制品多樣化市場(chǎng)需求越來(lái)越大 ,注塑機(jī)設(shè)備的升級(jí)換代也越來(lái)越快。 注塑機(jī)是目前中國(guó)塑料機(jī)械中發(fā)展速度最快、水平與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家差距較小的塑機(jī)品種之一。 近幾年來(lái)，世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的注塑機(jī)生產(chǎn)廠家都在不斷提高普通注塑機(jī)的功能、質(zhì)量、輔助設(shè)備的配套能力，以及自動(dòng)化水平。又如浙江省寧波海天機(jī)械有限公司生產(chǎn)的 HTF80XHFT3600X型系列注塑機(jī)，可用于生產(chǎn)各種高精密的熱性塑料制品，機(jī)器采用線型移動(dòng)傳感器控制注射、合模、頂出，采用多重 CPU電控系統(tǒng)、大幅面彩色 LED顯示、全電腦自動(dòng)控制。上述產(chǎn)品的主要生產(chǎn)廠家都有自己的系列，各有自己的特點(diǎn)。熱塑性塑料包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍、聚氨酯、聚碳酸酯、有機(jī)玻璃、聚砜及 (丙烯腈 /丁二烯 /苯乙烯 )共聚物 (ABS)等。按生產(chǎn)出的制品可分為普通型和精密型注塑機(jī)。 目前中國(guó)生產(chǎn)注塑機(jī)的廠家較多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已超過(guò) 60家。有的品種特別是超精大型高檔產(chǎn)品還是空白，仍需進(jìn)口。 中國(guó)注塑機(jī)雖然發(fā)展很快、生產(chǎn)品種也較多，基本上能供給國(guó)內(nèi)塑料原料加工與塑料 5 制品加工、成型所需的一般技術(shù)裝備，個(gè)別產(chǎn)品也進(jìn)入世界前列，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家如德國(guó)、日本、意大利相比，中國(guó)注塑機(jī)還有一定差距，主要表現(xiàn)在品種少、能耗高、控制水平低、 性能不穩(wěn)定等方面。 注塑機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀與水平 注塑機(jī)是塑料機(jī)械的主要品種之一，占塑料機(jī)械總產(chǎn)值的 38%，有 1/3的塑料制品是由注塑機(jī)生產(chǎn)的。中國(guó)、印度和俄羅斯塑料機(jī)械銷售前景看好。因此 ，預(yù)計(jì)全球擠出設(shè)備需求，將超過(guò)其他類型的塑機(jī)產(chǎn)品。中國(guó)是世界最大的信息產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)，手機(jī)機(jī)體 90%以上的塑料件全部由國(guó)外塑機(jī)生產(chǎn)，以塑料為主原料的數(shù)碼產(chǎn)業(yè)，國(guó)產(chǎn)塑機(jī)更是無(wú)人問(wèn)津。在 我國(guó)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不甚合理，肘桿式在市場(chǎng)中占主導(dǎo)地位，而全電動(dòng)式注塑機(jī)在國(guó)內(nèi)還是“瘸腿”，目前沒(méi)有一家企業(yè)正式批量生產(chǎn)，僅作為樣品機(jī)進(jìn)行宣傳。 塑料制品的廣泛應(yīng)用為塑機(jī)行業(yè)的發(fā)展提供了不竭的動(dòng)力，我國(guó)塑料行業(yè)的巨大發(fā)展?jié)摿橹袊?guó)塑料機(jī)械行業(yè)的迅速成長(zhǎng)開(kāi)拓了廣闊的空間。目前國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)廣東、浙江、上海、江蘇和山東等省市注塑產(chǎn)品產(chǎn)量約占全國(guó)總產(chǎn)量 65%，且從過(guò)去勞動(dòng)密集型逐漸轉(zhuǎn)向技術(shù)、資本密集型發(fā)展，生產(chǎn)力布局日趨合理。企業(yè)技術(shù)裝備、市場(chǎng)開(kāi)發(fā)能力、產(chǎn)品應(yīng)用范圍和參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的能力等方面與以往相比均有了較大提高，沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)的注射產(chǎn)品檔次接近港臺(tái)同類產(chǎn)品的水平。特別是特大型、精密、專用注塑機(jī)，低溫、大功率型單螺桿擠出機(jī)，以及相關(guān)工業(yè)制品應(yīng)用的吹塑機(jī)械等產(chǎn)品的發(fā)展前景看好。西歐人均塑料達(dá)到 ，僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的六分之一。據(jù)中國(guó)塑料機(jī)械協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)錢耀恩先生透露， 2021年中國(guó)塑料機(jī)械行業(yè)迎來(lái)了百年不遇的發(fā)展機(jī)遇：一是中國(guó)汽車消費(fèi)行業(yè)迅猛發(fā)展，汽車塑料用量猛增；二是中國(guó)政府在刺激經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、拉動(dòng)投資等方面很見(jiàn)成效，從四萬(wàn)億投資計(jì)劃到汽車下鄉(xiāng)、建材下鄉(xiāng)、再到輕工業(yè)產(chǎn)振興規(guī)劃都讓人們對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)與發(fā)展充滿信心?；仡?2021，世界塑料機(jī)械行業(yè)走過(guò)艱辛的一年：日本塑料機(jī)械銷售業(yè)績(jī)直降 50%，法國(guó)塑料機(jī)械市場(chǎng)縮水 40%，中國(guó)臺(tái)灣地區(qū) 09年臺(tái)灣塑料和橡膠機(jī)械產(chǎn)量下跌超過(guò) 30％ ?? 。 我國(guó)的注塑機(jī)從無(wú)到有、從小到大、從單一品種到 多品種，有了長(zhǎng)足的發(fā)展，特別是改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)注塑機(jī)的研究和制造業(yè)呈現(xiàn)出一片前所未有的新氣象，我國(guó)注塑機(jī)的產(chǎn)量現(xiàn)成為世界上生產(chǎn)大國(guó)，為我國(guó)的塑料工業(yè)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)引進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新，中國(guó)塑機(jī)行業(yè)在低端注塑機(jī)領(lǐng)域中，制造水平已經(jīng)與發(fā)達(dá)國(guó)家相差無(wú)幾，加上勞動(dòng)力價(jià)格的優(yōu)勢(shì)，使得中國(guó)的低端注塑機(jī)出口占據(jù)了世界的半壁江山。日本的電動(dòng)注塑機(jī)在全世界占有重要地位，其中在北美地區(qū)的電動(dòng)注塑機(jī)占有率已經(jīng)達(dá)到 30%左右。意大利和日本分列第二、三位。隨著新工藝、新設(shè)備的出現(xiàn)必將更好地推動(dòng)我國(guó)注塑行業(yè)的發(fā)展。三是帶有空氣輔助、水輔助裝置的新型注塑機(jī)。二是中空注塑機(jī)發(fā)展較快。一是全電動(dòng)、全液壓精密類注塑機(jī)。另外圍繞節(jié)能、省料的技術(shù)方針及滿足專 用材料和特殊用途的需要，開(kāi)發(fā)了許多新型設(shè)備和特殊專用設(shè)備，如低壓注射成型機(jī)、氣體輔助注射成型機(jī)、夾芯注塑機(jī)，薄壁注塑機(jī)、結(jié)構(gòu)反應(yīng)注塑機(jī)、超高速注射機(jī)、注射壓縮成型機(jī)等。注塑機(jī)朝著組合結(jié)構(gòu)、專用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、復(fù)合化、微型化、大型化、個(gè)性化、智能化方向發(fā)展。到了 20世紀(jì) 70年代后期，由于工程塑料的發(fā)展，特別是在汽車、船舶、宇航、機(jī)械以及大型家用電器方面的廣泛應(yīng)用，使大型注塑機(jī)得到了迅速發(fā)展。從塑料機(jī)械產(chǎn)品出口創(chuàng)匯額來(lái)看，注塑機(jī) %、擠出機(jī)占 %、中空成型機(jī)占 8%、其他塑料機(jī)械產(chǎn)品占 %。 有關(guān)專家分析認(rèn)為，今后我國(guó)塑料機(jī)械產(chǎn)品的出口將以注塑機(jī)為主。 近 3年，我國(guó)塑料機(jī)械產(chǎn)品出口處于歷史上增長(zhǎng)最快的時(shí)期。 從塑料機(jī)械產(chǎn)品數(shù)量分析， 2021年、 2021年分別為 、 ，預(yù)計(jì) 2021年為 10萬(wàn)臺(tái)，其中，注塑機(jī)約占 35%，擠出機(jī)組占 25%，中空成型機(jī)約占 5%，其他塑機(jī)為 35%。隨著我國(guó)產(chǎn)品質(zhì)量的提高和品種的增加，塑料機(jī)械產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的份額也將隨之提高，預(yù)計(jì)分別為 70%、 75%和 80%；塑料機(jī)械產(chǎn)品的工業(yè)總產(chǎn)值分別為 56億元 、 116億元。 從塑料制品的市場(chǎng)分析看，結(jié)合我國(guó)原有塑料機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮， 2021～2021年，我國(guó)塑料機(jī)械產(chǎn)品國(guó)內(nèi)市場(chǎng)容量的年平均增長(zhǎng)率約為 6%。塑料成型設(shè)備與模具是塑料工業(yè)中的一個(gè)重要組成部分，是保質(zhì)、保量完成塑料制品生產(chǎn)的必要基礎(chǔ)。 優(yōu)質(zhì)優(yōu)良的塑料制品是通過(guò)合理的成型工藝取得的。作為輕工行業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)之一的塑料行業(yè)，近幾年增長(zhǎng)速度一直保持在 10%以上，在保持較快發(fā)展速度的同時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益也有新的提高。 中國(guó)塑料工業(yè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的奮斗和面向全球的開(kāi)放，已形成門類較齊全的工業(yè)體系，成為與鋼材、水泥、木材并駕齊驅(qū)的基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)，作為一種新型材料，其使用領(lǐng) 域已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越上述三種材料。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。因此 , 注塑機(jī)是一國(guó)機(jī)械加工業(yè)的縮影 , 其發(fā)展?fàn)顩r在一定程度上反映出一個(gè)國(guó)家及地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)及技術(shù)發(fā)展水平。注塑機(jī)產(chǎn)業(yè)本身雖不大 , 但因?yàn)樽⑺軝C(jī)產(chǎn)業(yè)是為塑料制品加工工業(yè)提供重要技術(shù)裝備的 , 它能影響到塑料制成品的加工質(zhì)量 , 還能影響到模具、機(jī)械加工等上下游產(chǎn)業(yè)。 關(guān)鍵詞： 注射裝置設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，參數(shù)計(jì)算， CAD 畫圖 Ⅱ The injection device design for SZ500injection machines Student: Chen Li Tutor: Ceng Hai Quan (Department of Mechanical Engineering, Xiamen University of Technology, Xiamen, 361024, China) 【 Abstract】 To design the injection device,the paper is devoted to design the injection device for