【正文】 ，便形成對(duì)熔料回泄的密封。一個(gè)良好的止逆型螺桿頭結(jié)構(gòu)，應(yīng)該是啟閉靈活、注射時(shí)熔料回泄量及其在止逆環(huán)動(dòng)作區(qū)域內(nèi)發(fā)熱量保持在最低程度。過松易造成大的回泄，隨之而產(chǎn)生高剪切流動(dòng)和熱解現(xiàn)象?！?，～ 倍； （b）螺桿頭處的通流截面要適當(dāng)。止逆環(huán)的位移量大約取為螺桿均化段的螺槽深度； （c）啟閉靈活。因它容易更換，故硬度選擇要低于料筒。從滿足注射量要求，而計(jì)算出的螺桿直徑，一般也能滿足對(duì)塑化能力的要求。 D s== （31）式中 V機(jī)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(jī)器注射量V=60厘米3，標(biāo)稱螺桿的注射壓力=1400kgf/cm2,標(biāo)稱螺桿的塑化能力為25公斤/時(shí)（PS）。42′）；PS塑化溫度230℃時(shí)，=；效率η=，代入下式得： G= (34) =150 =453g/min =計(jì)算結(jié)果表明其塑化能力符合要求。螺桿長(zhǎng)徑比大，說明螺紋長(zhǎng)度越長(zhǎng)，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。因此，L/直接影響到物料的熔化效果和熔體質(zhì)量。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。為提高輸送能力，螺槽表面一定要光潔。一般（~） Ds 。長(zhǎng)度有助于穩(wěn)定熔體在螺槽中的波動(dòng)，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(jì)量段。本設(shè)計(jì)取=4=435=140mm（f）熔融段螺槽深度（）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(shí)的壓力等因素所定。但過小會(huì)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。所以合適的應(yīng)由壓縮比來決定： (35)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?！驹O(shè)計(jì)取=。通常所說的壓縮比大于實(shí)際壓縮比。長(zhǎng)度會(huì)影響從固態(tài)到黏流態(tài)的轉(zhuǎn)化歷程，太短會(huì)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(zhǎng)也會(huì)增加螺桿的扭矩和不必要的能耗，一般=（6～8）。本設(shè)計(jì)取=3=335=105mm。 （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（～）。（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(qiáng)度等，一般=e=,=（～）,本設(shè)計(jì)取===1mm。注射螺桿的磨損是相當(dāng)嚴(yán)重的（特別是加工玻璃纖維增強(qiáng)材料），小直徑螺桿疲勞斷裂破壞也常有發(fā)生。目前螺桿所用材料，大都為氮化鋼（）或其它合金鋼材。螺桿表面硬度65～70，㎜，螺桿工作表面光潔度不低于。則螺桿的強(qiáng)度條件為： （37）式中 壓縮應(yīng)力 剪應(yīng)力 材料許用應(yīng)力 式中 ——注射油缸直徑（厘米） ——螺桿加料段螺紋的根徑（厘米） ——螺桿扭矩（公斤力厘米） ——加料段截面的抗扭模數(shù)（厘米3） ——螺桿材料的屈服極限（公斤力/） ——安全系數(shù)，～3 ——預(yù)塑時(shí)油缸背壓（公斤力/） ——預(yù)塑時(shí)螺桿的軸向力（公斤力） ——加料段螺桿截面（） 機(jī)筒（料筒）機(jī)筒是塑化部件的另一個(gè)重要零件。材料用45號(hào)鋼內(nèi)表面賭鉻，氮化鋼（）內(nèi)表面經(jīng)氮化處理或用合金鋼襯套以及內(nèi)孔澆鑄x合金的雙金屬料筒。（1）加料口處的截面注射成型機(jī)大多數(shù)使用的是自重加料。目前在螺桿式塑化部件上普遍應(yīng)用的加料口形式，有對(duì)稱和偏置設(shè)置的加料口兩種。圖34 對(duì)稱型料口截面形式（2）機(jī)筒的加熱在注射成型機(jī)上獲得廣泛應(yīng)用的加熱方式，是各種形式的（鑄鋁加熱器、陶瓷加熱器、云母加熱器）電阻加熱。為使機(jī)筒達(dá)到符合工藝要求的溫度分布，需要對(duì)機(jī)筒的加熱進(jìn)行分段控制。在壓縮段處的控制段，應(yīng)配置較大的加熱功率。機(jī)筒的加熱功率，除了要考慮滿足塑料塑化時(shí)所需的熱量外，還要保證有足夠快的升溫速度機(jī)器加熱升溫時(shí)間，對(duì)小型機(jī)器不超過半小時(shí)，大、中型機(jī)器約為1小時(shí)左右。根據(jù)對(duì)升溫時(shí)間的要求，加熱功率計(jì)算方法主要有如下幾種：（a）按被加熱體升溫時(shí)間計(jì)算如加熱升溫時(shí)間定為一小時(shí)，所需加熱功率即可按下式計(jì)算 （38）式中 ——加熱功率（千瓦） C——被加熱件的材料比熱（千卡/公斤℃） G——被加熱體的重量（公斤） 、——升溫前和升溫后的溫度（℃） ——效率，如升溫時(shí)間為半小時(shí)，則應(yīng)將上式計(jì)算結(jié)果加大一倍。例如，過薄的機(jī)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。因此，為了使機(jī)筒具有足夠的熱容量和合適的熱慣性，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般取機(jī)筒外徑（）和內(nèi)徑（）之比（K）為2～。（4）機(jī)筒與螺桿的配合間隙機(jī)筒與螺桿的間隙值時(shí)是設(shè)計(jì)的重要數(shù)據(jù)，間隙大了，將會(huì)使塑化能力下降和注射時(shí)熔料回泄量增加，反之，小了又會(huì)增加制造方面的困難和螺桿的功率消耗。 螺桿的傳動(dòng)裝置（1）螺桿傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)螺桿傳動(dòng)裝置是供給螺桿在預(yù)塑時(shí)所需要的動(dòng)力和速度的工作部件。而塑料的塑化狀況，可以通過調(diào)整背壓等途徑進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，傳動(dòng)裝置要力求簡(jiǎn)單緊湊。其傳動(dòng)特性軟、啟動(dòng)慣性小、不會(huì)超負(fù)荷工作，對(duì)螺桿能起到安全保護(hù)作用等。從動(dòng)力源的利用來說，由于目前絕大多數(shù)注射機(jī)的傳動(dòng)采用液壓傳動(dòng)，當(dāng)螺桿預(yù)塑時(shí)，機(jī)器正處在冷卻定型階段，此時(shí)油泵處于卸載狀態(tài)。液壓馬達(dá)能夠在比較大的范圍內(nèi)，并且在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)過程中實(shí)現(xiàn)螺桿轉(zhuǎn)速的無級(jí)調(diào)節(jié)。本次設(shè)計(jì)采用一線式單缸驅(qū)動(dòng)，螺桿直接由低速高扭矩液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，油缸活塞和螺桿同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。如下圖35所示：圖35 螺桿傳動(dòng)裝置（3）螺桿轉(zhuǎn)速和調(diào)速范圍螺桿的塑化能力與螺桿的轉(zhuǎn)速成正比。但在較高轉(zhuǎn)速條件下，其塑化能力的增加也非正比增加，有時(shí)卻相反。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。根據(jù)目前使用情況，對(duì)于熱敏性（或高粘度）的塑料，螺桿線速度一般在15～20米/分以下。在確定螺桿線速度后，可由下式計(jì)算出螺桿的轉(zhuǎn)速 （310）式中 n——螺桿最高轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） V——允許螺桿的最大線速度（米/分） ——螺桿直徑（米） 轉(zhuǎn)/分為了在塑化時(shí)對(duì)不同的剪切作用和平衡注射循環(huán)周期中預(yù)塑工序的時(shí)間，而需要對(duì)螺桿轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。（4）螺桿傳動(dòng)特性及驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算（a）螺桿傳動(dòng)特性螺桿傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除了轉(zhuǎn)速應(yīng)能滿足使用要求外，另一個(gè)重要方面，是它的外特性應(yīng)該滿足負(fù)載特性的要求。因此，不會(huì)出現(xiàn)在高速時(shí)產(chǎn)生功率或扭矩不夠的現(xiàn)象。（b）螺桿驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算目前注射螺桿常用的計(jì)算方法有比能法和經(jīng)驗(yàn)計(jì)算發(fā)兩種。螺桿在塑化時(shí)所需要做的功，主要用在提高塑料溫度即熱能上，其次是輸送物料所要作的功。隨著壓力的增加，熔料焓的增加比較小。如將機(jī)筒加熱所提供的熱量和輸送物料所需的能量，合并于能量損失項(xiàng)H中考慮，并設(shè)定能量損失為30%，則將上式可簡(jiǎn)化成螺桿驅(qū)動(dòng)功率的近似表達(dá)式 （312）式中 ——螺桿驅(qū)動(dòng)功率（千瓦） ——塑料平均比熱（千卡/公斤℃） A——單位換算系數(shù)，A=860千卡/千瓦小時(shí) ——能量損失系數(shù)， G——螺桿塑化能力（公斤/時(shí)） ——塑化前塑料溫度（℃） ——塑化后塑料溫度（℃） ——塑化前的塑料熱焓（千瓦時(shí)/公斤） ——塑化后的塑料熱焓（千瓦時(shí)/公斤）如塑料起始溫度定為=20℃，則可將式（38）表示成 （313）式中 —比能，即塑料起始溫度為20℃，塑化1公斤塑料所需的能量（千瓦時(shí)/公斤） G—螺桿塑化能力（公斤/時(shí)） —能量損失系數(shù)計(jì)算螺桿驅(qū)動(dòng)功率：螺桿直徑=35㎜，其塑化能力G=25公斤/時(shí)，加工塑料：PS，塑料加工前溫度=20℃，塑料加工后溫度=200℃，根據(jù)加工溫度（20～200℃）和加工塑料為PS，查表得比能=，并取= == 噴嘴的設(shè)計(jì)塑化后的熔融塑料，在螺桿的壓力作用下，以相當(dāng)高的剪切速度流經(jīng)噴嘴而進(jìn)入模腔。同時(shí)，還有部分壓力能將轉(zhuǎn)變成速度能，使熔料高速射入模腔?？梢妵娮煸O(shè)計(jì)是否完善，會(huì)影響到注射熔料的壓力損失、剪切熱的多少、補(bǔ)縮作用的大小和射程的遠(yuǎn)近。對(duì)于粘度高、熱穩(wěn)定性差的硬聚氯乙烯適宜用流道阻力小，剪切作用小的較大口徑的開式噴嘴；對(duì)低粘度結(jié)晶型塑料用帶有加熱的鎖閉型噴嘴為好。根據(jù)常用的噴嘴，基本上可將它分為開式噴嘴和鎖閉噴嘴以及特殊用途的噴嘴三種類型。因此，主要用來加工高粘度塑料，如硬聚氯乙烯、聚碳酸脂、有機(jī)玻璃、聚苯醚以及一些增強(qiáng)或填充塑料?！按寡印辈粌H使原料大量浪費(fèi)，而且還會(huì)給工藝操作和實(shí)現(xiàn)機(jī)器自動(dòng)化方面帶來很多不便。噴嘴頭部形狀多數(shù)為球形，但也有平頭。噴嘴部分的加熱，可按每平方厘米的表面積為2瓦配置加熱器。（2）噴嘴的口徑噴嘴口徑關(guān)系到熔料的壓力損失、剪切發(fā)熱及其補(bǔ)縮作用等。加工時(shí)，由于對(duì)不同塑料所允許施加的剪切速率不同，如對(duì)高粘度熱敏性塑料施加的剪切速率要低于一般塑料。因此，噴嘴口徑可參照下式進(jìn)行計(jì)算 3 （317）式中 d——噴嘴口徑q——注射速率（）——有塑料性能決定的待定系數(shù)，對(duì)熱敏性、～；～又因 （318）式中 S——注射行程 ——注射時(shí)間 k——注射行程與螺桿直徑之比由式（313）與（314）可知，噴嘴口徑應(yīng)與螺桿直徑成比例，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)：對(duì)于高粘度塑料，噴嘴口徑約為螺桿直徑的1/10～1/15；而中、低粘度的塑料1/15～1/20。如圖36所示：圖36 噴嘴 注射座的設(shè)計(jì)注射座是用來連接與固定塑化部件、注射油缸、移動(dòng)油缸等的重要結(jié)構(gòu)零件或組件，是注射裝置的安裝基準(zhǔn)。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)它的結(jié)構(gòu)工藝性就顯得十分重要[5]。由于機(jī)筒前端裝有模板，給裝拆螺桿帶來不便。小型機(jī)器的注射座可用人力搬轉(zhuǎn)，較大的機(jī)器則需要單獨(dú)設(shè)置傳動(dòng)裝置（如液壓油缸之類）搬轉(zhuǎn)注射座。油缸的推力，除應(yīng)能克服注射座在移動(dòng)過程中的阻力外，還須保證注射座在注射時(shí)不會(huì)產(chǎn)生回退現(xiàn)象。據(jù)有關(guān)資料推薦，為使注射座在注射時(shí)不后退，假設(shè)作用于主澆套上的熔料壓力即為注射壓力，則移動(dòng)油缸的推力為： （319）式中 P——移動(dòng)油缸推力（公斤力） ——主澆套直徑（厘米） ——注射壓力（公斤力/） 加料計(jì)量裝置螺桿式注射裝置的加料計(jì)量裝置只有料斗和螺桿行程計(jì)量控制兩部分組成。4 合模裝置 合模裝置簡(jiǎn)介合模部分位于機(jī)器床身的左側(cè)，它由后模板、動(dòng)模板、前模板、拉桿、頂出油缸等組成。在動(dòng)模板的下側(cè)床身上，裝有可調(diào)節(jié)的導(dǎo)軌平臺(tái)，用以減少動(dòng)模板與拉桿之間的磨損。自動(dòng)調(diào)模裝置由安裝在后模板上的液壓馬達(dá)、調(diào)模齒圈和安裝在拉桿上的調(diào)模齒輪組成，它可以根據(jù)要求使后模板向前或向后移動(dòng)，以適應(yīng)各種厚度的模具。在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)最大鎖模力留有一定的安全余量，考慮到機(jī)器的使用壽命和安全生產(chǎn)，一般不易經(jīng)常在鎖模力最大的情況下工作，更不可將鎖模力調(diào)到其允許的最大值之外。同樣，當(dāng)合模油缸在高壓油