【正文】 ，取 C=； sD — 螺桿的直徑（ cm） ； n — 螺桿的轉(zhuǎn)速（ r/min） 。根據(jù)實(shí)際使用情況，根據(jù) JB/T7267— 94 表 4，當(dāng)螺桿的直 徑為 15～ 30mm 時(shí)，螺桿與機(jī)筒的最大徑向間隙 δ ≤ 。 s ???? 螺桿與機(jī)筒的間隙值是設(shè)計(jì)時(shí)的重要數(shù)據(jù) ,間隙大了 ,將會(huì)使塑化能力下降和注塑時(shí)熔料的回泄量增加。 參考《塑料機(jī)械設(shè)計(jì)》表 232，通用型螺桿各段的長(zhǎng)度分別為： 加料段 1L ： 50～ 60％ L 壓縮段 2L ： 20～ 30％ L 均化段 3L : 20～ 30％ L mmLL 260%501 ?? , mmLL 130%252 ?? ， mmLL 130%253 ?? , 對(duì)于通用型螺桿均化段槽深 ，～ s3 ? 取 ， s3 ?? 加料段的槽深 ， ? 壓縮段 ， ? 如圖 31所示： 圖 31 螺桿各段的尺寸 s 8 螺桿的行程一般取為 sD (螺桿的直徑 )左右為宜。這樣可免于經(jīng)常更換螺桿，同時(shí)也可降低機(jī)器的成本。停機(jī)調(diào)換螺桿不僅強(qiáng)度大，同時(shí)又會(huì)影響機(jī)器的生產(chǎn)效率。 查閱《塑料材料學(xué)》，各 種常用塑料注塑時(shí)所需螺桿的轉(zhuǎn)速如表 31： 表 31 各種常用塑料注塑所需螺桿的轉(zhuǎn)速 材料 LDPE HDPE PP HPVC PS ABS（通用型） PMMA PC MPPO 轉(zhuǎn)速 80 30～ 60 ≤ 80 28 70 30～ 60 20～ 30 40～ 70 73 設(shè)計(jì)時(shí)取螺桿的最高轉(zhuǎn)速 n=80 r/min。此外，螺桿轉(zhuǎn)速又關(guān)系到螺桿對(duì)塑料的剪切速率和熔料的軸向溫差，故對(duì)熱敏性塑料（ PVC 等）螺桿轉(zhuǎn)速要低，而對(duì)熱穩(wěn)定性好、粘度低的塑料（ PS、 PE等）需要較高的轉(zhuǎn)速。這是由于螺桿加料處的摩擦條件在改變，甚至發(fā)生料加不進(jìn)的現(xiàn)象。在一般情況下螺桿的塑化能力 隨著螺桿轉(zhuǎn)速的增加而增加。 e 一般 e=(～ ) sD ，這里取 s ?? 。 S 及螺紋角θ 為了方便螺桿的加工，一般取螺紋螺距 26?? SDS mm，螺紋升角θ =17186。 L 一般根據(jù)螺桿的長(zhǎng)徑比來(lái)確定螺桿的長(zhǎng)度。這樣對(duì)螺桿機(jī)筒的制造、縮短機(jī)身長(zhǎng)度、減輕機(jī)器的重量以及對(duì)機(jī)筒的清理方面都會(huì)帶來(lái)好處。一般在 18～ 22 之間，長(zhǎng)的也很少超過 24就能滿足要求。但 是注射螺桿僅作預(yù)塑用，塑化時(shí)出料的穩(wěn)定性對(duì)制品質(zhì)量的影響甚小，并且塑料塑化時(shí)所經(jīng)過的時(shí)溫歷程要比擠出螺桿要長(zhǎng)。 sD 螺桿直徑 mm26Ds ? 。螺桿的結(jié)構(gòu)和工作特性對(duì)注射成型機(jī)的生產(chǎn)效率和注塑制品的質(zhì)量都有很大的影響。注射螺桿具有塑化物料和將物料注進(jìn)模具型腔的功能。計(jì)量裝置是由支架和行程擋塊組成的裝置，它與螺桿預(yù)塑后退動(dòng)作相聯(lián)系，起塑化和計(jì)量作用。塑化注射裝置由螺桿、機(jī)筒及加熱冷卻元件組成，在螺桿頭部還可設(shè)置防止熔體倒流的止逆環(huán)或各種剪切混煉元件。 5 第 3 章 注射系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注射系統(tǒng)在工作過程中具有塑化、注射和保壓的功能 ,其必須滿足以下要求： (1)在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)能將固態(tài)的塑料熔融塑化為黏流態(tài)的物料，并且能按預(yù)定的熔料量、溫度為注射成型提供均勻的熔料； (2)根據(jù)工藝要求能將塑化好的熔料以適合的壓力和速度注射入模具的型腔中； (3)當(dāng)完全充模后，能在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)對(duì)模腔中的熔料保持一定的壓力，保證制品的補(bǔ)縮和徹底 排掉氣體。至于 采用 C 式臥放還是 D式立放，主要從便于模具的安裝和操作來(lái)考慮。二柱式在受偏載或者模板面積較大時(shí)，容易引起模具開縫溢料，主要用在小型機(jī)器上。 液壓油缸的布置形式 為了降低立式注塑機(jī)的重心，提高注塑機(jī)的穩(wěn)定性，注射油缸、移模油缸及合模油缸均采用雙缸對(duì)稱布置。采用油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：可在比較大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)螺桿的無(wú)級(jí)調(diào)速；一般屬于恒力矩傳動(dòng)；傳動(dòng)特 性軟、啟動(dòng)慣性小、不會(huì)超負(fù)荷工作；對(duì)螺桿能起安全保護(hù)作用；液壓馬達(dá)體積比同規(guī)格的電動(dòng)機(jī)小得多，傳動(dòng)裝置易于實(shí)現(xiàn)體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的要求等。 驅(qū)動(dòng)裝置的初步設(shè)計(jì) 注塑機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)方式有油馬達(dá)和電動(dòng)機(jī)。而往復(fù)螺桿式同柱塞式相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：塑化能力大；塑化速率快、均化好；注射壓力損失??；結(jié)構(gòu)緊湊、熔料停滯分解現(xiàn)象少、清理料筒方便等。 注射裝置的初步設(shè)計(jì) 注塑機(jī)塑化注射裝置基本上有雙階 柱塞式、螺桿柱塞式和往復(fù)螺桿式。前者由于要克服模具的重力，對(duì)注塑機(jī)的合模系統(tǒng)有特殊要求；后者可利用模具的重力進(jìn)行合模，在相同的條件下可增加合模力。故設(shè)計(jì)時(shí)采用液壓式合模裝置。 液壓式合模裝置的優(yōu)點(diǎn)如下：在油缸已定的情況下，合模力僅與工作油的壓力有關(guān)，因此要改變合模力可直接通過調(diào)節(jié)工作油的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)，調(diào)整方便，讀數(shù)易于顯示；若油缸已定，移模速度僅取決于油泵的流量，在移模的過程中，油泵的流量不變，其移模速度不變；動(dòng)模板在油缸行程范圍內(nèi)的任意點(diǎn)，可以停止并施壓，故對(duì)不同厚度的模具適應(yīng)性好， 合模時(shí)，模具和模板因僅受活塞桿推力的作用故受力比較均勻。因此研究立式注塑機(jī)對(duì)塑料工業(yè)的發(fā)展及塑料制品的生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。與西方發(fā)達(dá)國(guó)家年人均塑料消費(fèi)品 100 多公斤相比，我國(guó)年人均塑料消費(fèi)品不足 13 公斤。 課題研究意義 國(guó)內(nèi)外權(quán)威人士認(rèn)為， 21 世紀(jì)在材料領(lǐng)域?qū)⑹撬芰系奶煜?。為配合汽車等重工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的大型、超大型注塑機(jī)也將有更大的需求。全電動(dòng)注塑機(jī)、氣輔和水輔注塑成型技術(shù)、多層注塑技術(shù)方興未艾。 當(dāng)今世界，注射成型技術(shù)發(fā)展迅猛，新技術(shù)、新設(shè)備層出不窮。 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。 我國(guó)立式塑料注射成型機(jī)的技術(shù)水平及發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)立式注塑機(jī)的廠家寥寥無(wú)幾，一方面是由于市場(chǎng)的需求量不是很大，另一方面國(guó)內(nèi)立式注塑機(jī)的研發(fā)技術(shù)水平還比較落后，生產(chǎn)的立式機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力較弱。它具有以下特點(diǎn)：可成型形狀復(fù)雜、尺寸精確及帶有嵌件的是塑料制件；對(duì)各種塑料加工的適應(yīng)性強(qiáng)；機(jī)器生產(chǎn)率高以及易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)等。 注射成型法是塑料制品的主要成型方法之一。 1 第 1 章 注射成型機(jī)的概述和發(fā)展趨勢(shì) 概述 注射成型機(jī)是將熱塑性塑料或熱固性塑料制成各種塑料制件的主要成型設(shè)備，是集機(jī)械、電氣、液壓于一體的塑料成型設(shè)備。隨著現(xiàn)代工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，塑料制件被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到國(guó)防工業(yè)、機(jī)械、電氣、航空、交通運(yùn)輸、建筑、農(nóng)業(yè)、文教、衛(wèi)生及人們生活各個(gè)領(lǐng)域。它是利用注射裝置將注射機(jī)筒中已經(jīng)熔融的熱塑性塑料或熱固性塑料以高壓、高速注入到閉合的成型模具型腔中，經(jīng)冷卻固化成型后，制成與模具型腔形狀幾乎完全 一致的塑料制品。因此注射成型技術(shù)及注射成型機(jī)得到極為廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在已成為塑料加工業(yè)和塑料機(jī)械行業(yè)中的一個(gè)重要組成部分。國(guó)內(nèi)立式注塑機(jī)基本上通過進(jìn)口來(lái)滿足市場(chǎng)的需求，立式注塑機(jī)生產(chǎn)實(shí)力較 強(qiáng)的企業(yè)主要分布在中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)，如臺(tái)灣豐鐵機(jī)械公司等，這些公司經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，逐步掌握了立式注塑機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)，在立式機(jī)的生產(chǎn)領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。同時(shí)大力開發(fā)、發(fā)展大型注塑機(jī)、專用注塑機(jī)、反應(yīng)注塑機(jī)和精密注塑機(jī) , 以滿足生產(chǎn)塑料合金、磁性塑料、帶嵌件和數(shù)碼光盤制品的需求。但這主要指普通型注塑機(jī) , 在特大型、 特殊、專用、精密注塑機(jī)、立式注塑機(jī)等品種方面 , 有的尚屬空白 , 這是與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的主要差距。高度電腦化、自動(dòng)化、單機(jī)多功能化、輔助設(shè)備多樣化、組合迅速且安裝、維修、保養(yǎng)便利將成為趨勢(shì)。用于瓶坯、光盤、 2 磁性材料以及生產(chǎn)特種工程塑料薄壁產(chǎn)品的專用注塑機(jī)將愈來(lái)愈重要。目前，注塑機(jī)的總體技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 高速、高效、節(jié)能型注塑機(jī) 精密 注塑機(jī) 大型注塑機(jī) 全電動(dòng)注塑機(jī) 低發(fā)泡注塑機(jī) 全液壓注塑機(jī) 多物料復(fù)合注塑機(jī) 隨著塑料制品的廣泛應(yīng)用以及立式注塑機(jī)的不斷投入使用，我國(guó)立式注塑機(jī)的發(fā)展將根據(jù)市場(chǎng)的需求，不斷總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，以臥式機(jī)為鑒，推陳出新，掌握其重要生產(chǎn)技術(shù)，不斷提高國(guó)內(nèi)企業(yè)的自主研發(fā)能力，不斷縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，促進(jìn)我國(guó)立式注塑機(jī)的蓬勃發(fā)展。由于塑料的可再生特點(diǎn)，塑料制品對(duì)于其它材料的可替代性，決定了塑料工業(yè)將持續(xù)發(fā)展，在農(nóng)用灌溉、產(chǎn)品包裝、建筑 材料、汽車構(gòu)件、信息產(chǎn)業(yè)、生命科學(xué)都有廣泛應(yīng)用，這是我國(guó)塑機(jī)產(chǎn)業(yè)能夠持續(xù)繁榮發(fā)展的市場(chǎng)前景。因此，我國(guó)的塑料機(jī)械工業(yè)將有極大的發(fā)展?jié)摿?,尤其是立式注塑機(jī) ,其在我國(guó)的市場(chǎng)占有率較低，因此研究設(shè)計(jì)立式注塑機(jī)可在一定程度上填補(bǔ)國(guó)內(nèi)注塑機(jī)行業(yè)的空白 ,而且立式注塑機(jī)具有占地面積較小，容易安放嵌件，裝卸模具較方便等優(yōu)點(diǎn) ,適應(yīng)于復(fù)雜、精巧產(chǎn)品的自動(dòng)成型及嵌件成型、模內(nèi)組合成型 , 被廣泛應(yīng)用于國(guó)防、機(jī)電、汽車、交通運(yùn)輸、建材、包裝、農(nóng)業(yè)及人們 日常生活等各個(gè)領(lǐng)域。 3 第 2 章 總體設(shè)計(jì)方案 合模裝置的初步設(shè)計(jì) 注塑機(jī)的合模裝置按工作原理分主要有液壓式和肘桿式兩種。而肘桿式合模裝置相對(duì)于液壓式而言，尺寸較大，在工作過程中容易受力不均 ,從而影響立式注塑機(jī)的穩(wěn)定性及工作性能。 鎖模方式的初步設(shè)計(jì) 一般立式注塑機(jī)的鎖模方式有 :上模固定，下模上升閉模；下模固定，上模下降閉模。故設(shè)計(jì)時(shí)采