臥式注塑機的總體設(shè)計說明書

/論文（設(shè)計)題目：臥式注塑機的總體設(shè)計姓名王佳毅學(xué)號2院系機電工程學(xué)院專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化年級2013級專升本指導(dǎo)教師劉文平2015年5月9日目錄TOC\o"1-3”\h\u24839摘要 120503ABSTRACT 21917第1章緒論 3298801。1注塑機的概述 3202741。2研究的目的及意義 310101。3我國注塑行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 4228051.4課題的提出及主要任務(wù) 532695第2章臥式注塑機的總體設(shè)計 7228212.1注塑機的工作原理 7262522。1。1注塑機的工作原理 7113142。1.2注塑機的組成 784182.2注塑機的選擇 811162.2。1注塑機的分類 876792。2。2注塑機的對比及選擇 810964第3章注射裝置 10177393.1注射裝置的組成及基本要求 1021623。2注射裝置的分類及方案選擇 10181843.2。1柱塞式注射裝置 10297163.2.2螺桿式注射裝置 11285993.2.3方案選擇 1131975第4章注射裝置結(jié)構(gòu)及主要零件設(shè)計 13316754.1注射裝置設(shè)計依據(jù) 13225364。2驅(qū)動裝置的設(shè)計 1353654。3傳動裝置的設(shè)計 1451524。3。1電動機的選擇 14129174.3.2減速器的設(shè)計 1527914.4塑化裝置的設(shè)計 2347194.4.1螺桿的設(shè)計 2319674.4。2料筒的設(shè)計 2423234。4.3加熱裝置的設(shè)計 2449734。5注射機構(gòu)的設(shè)計 24294394。5。1噴嘴的設(shè)計 2466134。5.2螺桿最大行程的計算 25205774。5.3液壓油缸的直徑計算 25308494。5。4注射力的計算 2530212第5章合模裝置 26205495。1歸納合模裝置的基本要求 26276055.2合模裝置的類型和選擇 26292065。3合模裝置的設(shè)計 2732525。3.1合模力的計算 28194995.3。2模板尺寸及拉桿間距 29229105.3.3動模板行程Sm 298527第6章機架的設(shè)計 31168206.1機架設(shè)計的準則 31254536。2機架設(shè)計的一般要求 31302636.3機架的設(shè)計步驟 3150946。4設(shè)計機架 3216102總結(jié) 3324369致謝 35摘要注塑機是由機械、控制及電氣組成的機械化、自動化的綜合系統(tǒng)。注射成型是熱塑性或者熱固性的塑料制作的主要成型方法之一。和它成型的方法相比，注射成型法的優(yōu)點有,可以一次性成型出各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸精確或帶有嵌件的塑料制件，成型周期短，可以多腔成型，生產(chǎn)效率高，容易實現(xiàn)自動化，成型的制件經(jīng)過很少修飾既可滿足用戶的需要。本次設(shè)計的首要任務(wù)是往復(fù)肘桿式合模機構(gòu)部分，它主要有鉸鏈多桿機構(gòu)組成.可以完成成型模具鎖緊，開啟并取出制品的‘部件，該機構(gòu)注射裝置則通常用一定的壓力及相關(guān)速度將熔化的物料注射到模具型腔內(nèi)中,并進行保壓.并對其他部分簡單介紹。關(guān)鍵詞：注塑機；注射成型；合模裝置；注射裝置

ABSTRACTTheinjectionmoldingisthermosplasticityoroneofthermossettingplasticsworkpiece'smainformationmethods.Compareswithotherformationmethod，injectionmolding’methodsmeritismainly，mayonetimetakeshapeeachkindofstructuretobecomplex，thesizepreciseorhasinlaystheplasticworkpiece，toeachkindofplasticprocessing’compatible，theformationcycleisshort,maytheformation，theproductionefficiencybehigh，easytorealizetheautomation，theformationworkpiecepassesthroughverylittledecoratesthensatisfiestheusertheneed.Thisdesignselectsthereciprocationscrewrodtypeinjection.Thematchedmoldsinstallmentisaninjectionmoldingmachine'simportantcomponent，itisguaranteedthattheformationmoldlocksreliably,opensandtakesouttheproductthepart,theinjectioninstallmentthematerialwhichwillmeltbycertainpressureandthespeedandthespeedinjectsinthemolddiespacetogotoortocarryonthemultistageinjections，andimplementguaranteesthepressure。Theinjectionmoldingmachineismechanizedwhich，theautomatichighsystemensemblebythemachinery,thehydraulicpressureandtheelectricityiscomposed。Thehydraulicsystemisprovidesthepressureandthespeedoilreturnrouteforinjectionmoldingmachine’seachimplementingagency.Keyword：Injectionmoldingmachine;Injectionmolding;Matchedmoldsinstallment；Theinjectioninstalls

第1章緒論1.1注塑機的概述注塑機又叫注射成型機.這種機器各種材料,例如用塑料成型的模具制造成各種各樣的塑料成品的設(shè)備之一。圖（1）是廣東佛山市某一家的機電廠生產(chǎn)的某一種型號的臥式注塑機。圖（1）臥式注塑機目前這種機器是世界塑料加工生產(chǎn)中所用最多的主要設(shè)備之一，其不僅可以生產(chǎn)大量的產(chǎn)品,而且還是組成注拉吹工藝的關(guān)鍵的設(shè)備.我國目前成為全球注塑機產(chǎn)品生產(chǎn)的主要大國之一，然而我國大多數(shù)機械加工企業(yè)都需要產(chǎn)品技術(shù)的創(chuàng)新及改進。這些年，我國的注塑機行業(yè)取得了立竿見影的進步，尤其在注塑機技術(shù)水平與國外名牌產(chǎn)品技術(shù)水平之間的差距大大的縮小了，外觀造型的方面上均取得了顯著的進步。1.2研究的目的及意義目前這種機器發(fā)展的目標準則，向量較輕、資源的節(jié)省、提高效率、降低其實用的成本.對于往復(fù)螺桿式的注塑機出去了傳統(tǒng)注塑機結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜,熔化的物料質(zhì)量部分比較均勻，效率也比較低的等問題，體現(xiàn)了該機器的技術(shù)含量的特點［1]。對于往復(fù)螺桿式的注塑機的使用上，在鎖模力約為傳統(tǒng)技術(shù)的1/3時，仍然可以高質(zhì)量的保證制品的成型的效果,降低此機器的體積及重量，同時能大大提高注塑成型的生產(chǎn)得效率,保證注塑機冷卻制品的精度，在所有冷卻制品的成本的控制方面上都取得了驚人的成果。1.3我國注塑行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r目前,我國的機械加工及對該機器的深入的研究呈現(xiàn)了一片史無前例的繁榮景象。我們注塑機的產(chǎn)量現(xiàn)在已達到世界上發(fā)達國家的生產(chǎn)水平。根據(jù)有關(guān)媒體報道，我國注塑機行業(yè)平均每年以14％的速度增長，全行業(yè)工業(yè)的總產(chǎn)值和銷售總額均達到了500億元以上，塑機行業(yè)將把精密鑄造的裝備、節(jié)能塑料的成型加工的裝備等六大領(lǐng)域列為發(fā)展的重點。臥式和立式是注塑機常有的結(jié)構(gòu)。普通型和精密型注塑機是兩種不同的制品種類。并且注塑機的規(guī)格都在不斷發(fā)展，目前已有注塑機通常一次注射量為45-51000g,鎖模力200-36000kN.生產(chǎn)上述制品的生產(chǎn)者有自己的規(guī)格，且特點各不相同。目前,對于臥式型的注塑機的主導(dǎo)方向，其結(jié)構(gòu)一般情況下不會發(fā)生特別是的變化，除了加進注塑機的控制以及盡量減少能耗方面之外，另一方面制造廠家還要根據(jù)市場的變化正在向組合系列化的方向迅速發(fā)展，例如類似類型的注塑機在裝配上有小、中、大三種不同類型的注射裝置，重新組成組合型及標準型，不僅使其使用的靈活性有所提高,而且還擴大了其使用的范疇，同時也提高了其經(jīng)濟上的效益.目前，世界上一些發(fā)達國家對注塑機的生產(chǎn)及銷售廠家都在不停地加強對注塑機的產(chǎn)品的質(zhì)量、功能以及輔助設(shè)備的配套能力和自動化的水平外，與此同時一些廠家對研發(fā)精密注塑機，大型注塑機及反映注塑機都投入了大量的時間和精力，以此滿足生產(chǎn)塑料合金以及磁性塑料制品的需求.對于普通型號的注塑機是我國主要的使用的對象,并且在特大型、精密注塑機的很多種類方面，仍有些欠缺的產(chǎn)品，與發(fā)達國家的主要差別就在此處了.從世界注塑機市場的發(fā)展來看,世界建筑型市場的可持續(xù)發(fā)展,將會推動對塑料管材、壁板等擠壓制品的生產(chǎn)需求，這樣對拉動擠出設(shè)備的需求的增長。根據(jù)美國工業(yè)市場研究公司對當(dāng)前世界市場的調(diào)查表示，美國和日本塑料機械的需求將重新呈現(xiàn)復(fù)蘇的現(xiàn)象，并且在未來十年內(nèi)西歐市場對塑料機械的需求將越來越多。1.4課題的提出及主要任務(wù)我們通過對新鄉(xiāng)市美達塑料廠的現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的注塑機存在一些不合理的地方，如：尺寸精度低,可靠性差，工人的勞動強度高，生產(chǎn)效率低，滿足不了生產(chǎn)單位的技術(shù)要求和產(chǎn)量要求。塑料成型的簡要概念我們可以概括為：把不同的塑料制品制成所需要的坯件的過程。成型的方法多達三十幾種。而塑料成型都是在注塑機上進行的。作為一種新型的材料，塑料制件被越來越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)部門和日常生活中。隨著我國塑料加工的發(fā)展，注塑成型工藝和注射成型機也在不斷得到改進。根據(jù)借助于金屬壓鑄機的原理的注塑成型機,可順利的加工出各種不同的制品，能夠一次成型出外形較復(fù)雜，尺寸較精確并且還帶有嵌件的塑料制品是塑料成型的一個顯著的特點；還能加工填料改性的某些制品；因此，注塑成型工藝和注塑機才得到廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計占據(jù)整個注塑機年產(chǎn)量的50%的年產(chǎn)量的注塑機，成為塑料成型制造業(yè)中增長速度最快、年生產(chǎn)量最多的機種之一.1.4.2課題的主要任務(wù)注塑成型機設(shè)計特點:此成型機是針對所有熱塑性和某些熱固性塑料而設(shè)計的，目的明確；在結(jié)構(gòu)上，此成型機的設(shè)計與模具設(shè)計緊密相關(guān)[2］。這種塑料成型所占空間的面積較小，所以可以在有限的空間內(nèi)給據(jù)需要進行擺放。注塑機設(shè)計的要求［3］：(1）滿足加工質(zhì)量的要求(2）滿足提高生產(chǎn)率的要求（3）安全可靠,方便維護（4)結(jié)構(gòu)簡單,制造容易2、本課題將要完成的主要任務(wù)如下:（1）注塑機的總體設(shè)計(2）注塑裝置設(shè)計(3）合模裝置設(shè)計（4)機架的設(shè)計（5）設(shè)計體會

第2章臥式注塑機的總體設(shè)計2。1注塑機的工作原理2.1。1注塑機的工作原理注塑機利用的一個重要的工作原理即是依靠其熱物理性質(zhì),利用物料通過料斗加入料筒中，再通過料筒外邊的加熱圈進行加熱，最后再經(jīng)過一段時間使物料達到熔融狀態(tài)。簡單的可以說成就是將投入料斗的物料,利用螺桿的旋轉(zhuǎn)，以螺紋的作用將物料通過塑料型腔往噴嘴處輸送，期間并通過料筒的加熱，及螺桿的旋轉(zhuǎn)與無聊產(chǎn)生的摩擦剪切，所產(chǎn)生的熱量，被物料吸收，而使物料達到熔化狀態(tài)。融化后的原料，利用注塑機注射機構(gòu)螺桿的推力，把物料推擠到模具的型腔，在型腔成型后及冷卻定型后，再把模具打開，將產(chǎn)品取出，形成一個工作循環(huán)的過程.2.1.2注塑機的組成合模裝置,電氣控制裝置，注射裝置，潤滑裝置，加熱及冷卻裝置是注塑機的重要組成部分.(1）注射裝置對于系統(tǒng)的重要作用：有螺桿式，螺桿預(yù)塑柱射式,柱塞式,螺桿式三種主要的形式,并且該是注塑機最重要的組成部分之一。目前應(yīng)用最廣泛的是螺桿式，本次設(shè)計采用往復(fù)螺旋式為模型。其主要的作用是，使塑料能通過注塑機的一個注塑機的循環(huán)中,經(jīng)過一定的時間內(nèi)將其加熱塑化后，通過螺桿的擠壓力及相應(yīng)噴射的速度的情況下把已熔融的塑料注入模具型腔內(nèi)。通常,注射系統(tǒng)一般是由螺桿的旋轉(zhuǎn)（即驅(qū)動裝置）、加熱圈的加熱(塑化裝置）等。（2）合模裝置對于合模系統(tǒng)的重要作用:是能通過保證開啟及閉合和頂出的冷卻后制品是其主要的作用。此外，為了防止模具開縫,利用施加給模具足夠的鎖模力的合模系統(tǒng),通過抵消模腔壓力，才能防止制品的不良狀況出現(xiàn)。合模系統(tǒng)的重要組成部分可以簡要說為：合模裝置，調(diào)模裝置，驅(qū)動裝置，合模油缸,前后固定模板以及安全保護機構(gòu)等。（3）液壓傳動裝置液壓傳動系統(tǒng)的重要作用:為滿足其各部件提供的速度，效率,壓力需求外，及相關(guān)必須的動作提供可行的需求。通過利用各種閥的作用來控制油液的壓力大小及流量，從而滿足各種注射成型的工藝各項的要求.（4）電氣控制裝置用液壓系統(tǒng)及電氣控制兩者有效的結(jié)合，可以滿足注射機的工藝過程要求及各種程序順利地進行，其組成由電子元件，傳感器，加熱器等.（5）加熱/冷卻裝置對于加熱系統(tǒng)的重要作用：該系統(tǒng)通常采用電熱圈來進行加熱，并利用熱電偶的作用進行分段檢測，以達到加熱料筒和注射噴嘴兩部分裝置的效果。冷卻系統(tǒng)一般由油溫的冷卻作用，來控制各部分故障的發(fā)生。此外，還需要對下料口附近的位置進行進一步的冷卻，以防止在下料口處的原料熔化，以防導(dǎo)致原料不能正常下料。(6）潤滑裝置對于潤滑系統(tǒng)重要作用:可以簡單的概述為為注塑機的相對運動處的動模板及用連桿鉸鏈提供潤滑條件的回路，減少不必要零件壽命，潤滑不僅可以手動進行，也可以自動進行.本文主要討論注射系統(tǒng)、液壓合模裝置,機架等主要部件的設(shè)計。2。2注塑機的選擇2.2。1注塑機的分類注塑機的類型可以概為：臥式注塑機，立式注塑機，及立臥復(fù)合式的注塑機.只要是注塑機其必須要有兩個基本的功能:（1)加熱塑料，使其達到熔化狀態(tài)；（2)對熔融塑料施于高壓，使其噴射出而充滿模具的型腔。2.2.2注塑機的對比及選擇通過對廠家的調(diào)研，該設(shè)計中首先考慮了兩種方案：方案1:臥式注塑機目前，對于注塑機通常在底部設(shè)置液壓系統(tǒng),在底座上設(shè)有塑料窗口，便于觀察液壓系統(tǒng)工作情況，工作部分的左端是由合模油缸組成，而注射裝置在右端，機身與底座是采用螺栓連接.優(yōu)點：液壓系統(tǒng)在底座內(nèi)，可減少噪音,便于安裝模具，可以生產(chǎn)較大塑件，并且，整體的機體相對較低，較容易的進行添料及操作,在用合模裝置中得頂出裝置頂出在模具型腔中的經(jīng)過冷卻成型的制品，從而完成一個工作循環(huán)。缺點：底座很大，占地面積較大，模具安裝不方便,嵌件裝入時有下落的可能，塑料顆粒落入料筒時，需要必要的進行對物料的壓實，防止在噴嘴處出現(xiàn)流延的情況，此情況相比立式的注塑機更為嚴重。方案2：立式注塑機采用圓形底座將機身支撐從上到下依次為注射油缸、計量裝置、合模裝置.優(yōu)點：該注塑機機身的高度適中,操作運行也較方便,料斗位置的安排也較合理，方便裝料。在落料過程中,塑料顆?？梢揽孔灾刈詣釉诹贤仓袎簩?，不需柱塞進行壓實。缺點:噴油嘴不僅有流誕現(xiàn)象，而且在合模過程中，由于模板自重的因素會使活塞桿推力增大,動模板也對活塞桿產(chǎn)生推力的影響，這樣液壓泵動率將增大，此類注射機的注射量一般均在60g以下。最終方案選定:經(jīng)過調(diào)研觀察，以及對生產(chǎn)技術(shù)人員的情況了解，我們選擇方案1，決定設(shè)計一臺臥式注塑機.

第3章注射裝置3。1注射裝置的組成及基本要求注射裝置的組成可以簡要概述為：由驅(qū)動裝置、塑化裝置、傳動裝置及注射機構(gòu)組成.對于注射系統(tǒng)其必須滿足以下三種要求[5］：(1）在規(guī)定的時間內(nèi)把事先投入料筒中的物料利用電熱圈的加熱，以及螺桿與物料的剪切的摩擦產(chǎn)生的熱量使物料達到熔融的狀態(tài);（2）再根據(jù)工藝設(shè)計的規(guī)范的要求能將塑化好的熔料在擠壓力及相關(guān)的速度下通過噴嘴，注入到模具的型腔中；(3)當(dāng)熔融的物料完全充模后,可以在規(guī)定的時間內(nèi)陸續(xù)對模腔中的熔料保持一定的壓力，并且保證制品的補縮及徹底的排掉氣體。3.2注射裝置的分類及方案選擇對于在注射機中直接對塑料加熱及加壓部分的注射裝置，來進行塑料的塑化劑注射。3。2。1柱塞式注射裝置由塑化部件，注射液壓缸,定量加料裝置,注射座移動液壓缸，加料裝置等組成的裝置叫做柱塞式注射裝置。對于柱塞式的注射裝置有以下的特點:（1）注射壓力損失大。由于熔料不能直接利用壓力進行對其作用，利用未塑化成塑料進行傳遞，熔融的塑料在相應(yīng)擠壓力及一定的速度作用下推開止逆環(huán)通過噴嘴，最后注入模腔，但是這個過程造成很大的壓力損失及資源的浪費[7]。（2）由于對物料的塑化不均勻，這樣對加強料筒的能力也受到限制.由于進入料筒內(nèi)的物料在加熱熔融過程中，在其達到熔融狀態(tài)時所需要的熱量很少來自物料與螺桿的剪切摩擦，而是大部分來自于料筒外邊電熱圈的加熱所致的，但是這種對塑料導(dǎo)熱性較差，則物料在料筒內(nèi)的運動反復(fù)呈現(xiàn)“層流”狀態(tài)，這樣易造成靠近料筒外壁的溫度相對過高，并且物料的塑化較快。（3）但是在向料筒內(nèi)加入物料是量不一定每次都精確，這樣對工藝條件的穩(wěn)定性以及制品的質(zhì)量都會有影響。3。2.2螺桿式注射裝置螺桿式注射裝置的類型有兩種：往復(fù)式的螺桿注射裝置及預(yù)塑式的螺桿注射裝置。（1)預(yù)塑式的螺桿注射裝置預(yù)塑式的螺桿注射裝置是通常情況下是由兩個料筒組成的，分別是預(yù)塑式的螺桿料筒，第二個是注射式的料筒。物料通過預(yù)塑式的螺桿料筒進行塑化，熔料的物料則通過相應(yīng)的單向閥進入注射的料筒中。當(dāng)注射裝置的料筒中的熔料量達到預(yù)定的量時,則螺桿塑化就會停止，這時注射柱塞就會前進并將熔料注入到模腔中.預(yù)塑料筒中的螺桿在轉(zhuǎn)動過程中不僅具有輸送塑料的作用，更重要的是對塑料產(chǎn)生剪切摩擦加熱和攪拌混合作用.因此，這種注射裝置的塑化效率和塑化質(zhì)量比柱塞式注射裝置有顯著的提高。即使螺桿預(yù)塑式的注射裝置解決了柱塞式注射裝置在工作過程中的缺欠,也擴大了其注射量，而且減小了注射時壓力的損失，但是由于增加了一個料筒的緣故，結(jié)構(gòu)相對的復(fù)雜且體積龐大。兩個料筒的單向閥處容易引起塑料的停滯和分解。（2）往復(fù)式螺桿注射裝置對于往復(fù)螺桿注射裝置通常液壓式的馬達進行驅(qū)動，并且按照其液壓缸的注射情況，可以把其分為雙缸式的液壓缸以及單缸式的液壓缸。通過上邊幾點的對比,我們選用往復(fù)事的螺桿注射裝置.3。2.3方案選擇往復(fù)式的螺桿注射裝置和柱塞式的注射裝置相比較，有以下優(yōu)點：(1)注射壓力損失少.因為注射時，在未靠近噴嘴處的物料其絕大部分的熱量是通過料筒外邊的電熱圈進行加熱的，很少是利用物料與螺桿的剪切產(chǎn)生的熱量的，所以在物料通過塑化型腔在相應(yīng)的擠壓力及速度下注入到噴嘴處，這種注射的方式可以利用較小的注射壓力就可以了。(2）對于螺桿式的注射裝置在進行塑化時絕大部分的熱量是利用料筒外邊的電熱圈來加熱的,另一方面的熱量，也是比較少的熱量是來自于物料與螺桿的剪切所產(chǎn)生的熱量,雖然相對較小但可以對塑料進行加熱塑化，這樣不僅可以適當(dāng)?shù)慕档推浼訜崞鞯臏囟?，而且在塑化效率以及塑化質(zhì)量上都比柱塞式注射的裝置相對有優(yōu)勢的。（3）往復(fù)式的螺桿注射裝置其俗話的能力也相對比較大些塑，這樣就會提高其生產(chǎn)效率，而且對物料進行塑化時提高了其均勻性。此外，料筒中的螺桿不僅可以用于給物料的運行提供合理的推力外，而且螺桿在旋轉(zhuǎn)時與料筒內(nèi)壁的摩擦，可以有效的減少物料在內(nèi)壁上停留的現(xiàn)象。此外,螺桿式的注射裝置不僅其的設(shè)計及有關(guān)的制造方面相比麻煩外，而且其結(jié)構(gòu)也是相對柱塞式的注射裝置復(fù)雜。盡管如此,因其優(yōu)點居多，所以應(yīng)用十分廣泛。通過相應(yīng)的參數(shù)的對比,我所設(shè)計的裝置選用往復(fù)式螺桿注射裝置。

第4章注射裝置結(jié)構(gòu)及主要零件設(shè)計4.1注射裝置設(shè)計依據(jù)（1）設(shè)計理論注射質(zhì)量=60g（2）合模力=500KN4.2驅(qū)動裝置的設(shè)計根據(jù)表1，我取得的合模力大小為500KN,理論注射容量的值取為60cm3為小型注塑機.由于電動的驅(qū)動很少用于小型注塑機，所以我們選用液壓式的馬達直接驅(qū)動。所以，該注塑注射裝置的整體的設(shè)計選擇為直接驅(qū)動的臥式的單缸液壓馬達的往復(fù)的螺桿式的注射裝置。表1注塑機有關(guān)機械制造的分類注塑機類型超小型的注塑機小型注塑機中型注塑機大型注塑機超大型的注塑機合模力/KN＜160160～20002500~40005000～12500≥16000理論注射容量/cm3＜1616~630800～31504000～10000≥16000液壓馬達的選擇：經(jīng)查找相關(guān)的資料知塑料密度范圍為0。91～1.08克/cm3，其理論的注射質(zhì)量為60g，那么理論注射容量是60g÷（0。92～1.09)g/cm=（55～65。2)cm3,所以其理論注射容量定為60cm3。表2用于傳遞熔融物料的螺桿的主要相關(guān)的尺寸直徑/mm螺紋的深度（進料）hF/mm螺紋的深度(計量）hM/mm螺紋的深度比hF/hM螺紋的徑向間隙/mm注釋部分304。32。12。0:10。15表面粗糙度2～4μｍ407。52.62.1：10.15Ｒ１約１～４ｍｍ609。13.42.2:10。15Ｒ２約5ｍｍ（直徑30~60mm）由表2，選取螺桿直徑D=40mm。則螺桿的轉(zhuǎn)速=r/min==200r/min（高熔體的速度,=0.4～1.5m/s)選用BMD-E160作為這次設(shè)計的注塑機的螺桿驅(qū)動裝置.對于BMD系列的擺線液壓馬達是一種內(nèi)嚙合的擺線齒輪式小型、低速、大扭矩液壓馬達，圖2結(jié)構(gòu)簡單，圖2BMD—E160型馬達BMD-E160型液壓馬達主要技術(shù)參數(shù)見表3。表3BMD—E160液壓馬達主要技術(shù)參數(shù)型號公稱排量ml/r工作壓力MPa輸出扭矩N·m轉(zhuǎn)速r/minBMD—E160160額定最高額定最高額定最高1417。52673343003754。3傳動裝置的設(shè)計4.3.1電動機的選擇通常情況下往復(fù)螺桿式的注塑機根據(jù)不同條件下的需要去選擇有用的轉(zhuǎn)速，此設(shè)計我選擇Y系列的三相異步電動機。電動機的功率總傳動效率=0.990.97=0。95(1）－聯(lián)軸器傳動效率：0.99－每對軸承傳動效率:0.99－圓柱齒輪的傳動效率：0。97電動機所需功率（2）查《機械設(shè)計手冊》［9]得：單級的圓柱齒輪的減速器傳動比則電動機轉(zhuǎn)速由和，選擇Y180L—6電動機。4。3。2減速器的設(shè)計根據(jù)所選的設(shè)計要求，選電動機的型號為Y170L-6，滿載的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)的定位為970r/min，額定功率為15kw.則總傳動比(3）1.計算機構(gòu)各軸的轉(zhuǎn)速及動力參數(shù)（1）各軸的轉(zhuǎn)速電動機轉(zhuǎn)軸Ⅰ軸Ⅱ軸（2）各軸的輸入功率Ⅰ軸（4)Ⅱ軸(5）(3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電機輸出轉(zhuǎn)矩(6）Ⅰ軸Ⅱ軸2。齒輪傳動設(shè)計（1)根據(jù)要求所選齒輪的類型，相關(guān)的齒數(shù),等級精度,以及材料[11］按照圖3所顯示的傳動方案可知,選用直齒式的圓柱齒輪傳動.所選的注塑機為一般形式的工作機器,速度也相對不是很高，以此選用7級精度。材料選擇。由表10—1（根據(jù)相關(guān)的機械設(shè)計手冊)我選擇的小齒輪的材料為40Cr，硬度為280HBS，大齒輪的材料為45鋼，硬度為240HBS,二者材料的硬度差可以知道為40HBS。選小齒輪的齒數(shù)z1=24,則大齒輪的齒數(shù)可以知道z2==120。圖3齒輪傳動簡圖（2）按照齒面的接觸的疲勞強度設(shè)計由設(shè)計計算公式進行試算，即（7）1）確定相關(guān)的設(shè)計計算的公式內(nèi)的各計算數(shù)值為試選載荷系數(shù)Kt=1.3.計算小齒輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩T1==(8）選取齒寬系數(shù)=1。查表10—6（機械設(shè)計)差得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189。8。由圖10-21（機械設(shè)計)齒輪的接觸疲勞強度的極限，可以查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限。計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60n1jLh=N2==接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.95；KHN2=1。15.計算接觸疲勞許用應(yīng)力。按照相關(guān)的失效概率為1%，安全的系數(shù)為S=1，我可以根據(jù)相關(guān)的計算公式得2)計算試算所得的小齒輪的分度圓直徑d1t，將這個值中較小的值代入公式（7)中。計算圓周速度v。V=計算齒寬b。b=計算齒寬與齒高之比。模數(shù)齒高h=2.25=計算載荷系數(shù)按照v=3.45m/s,精度等級為7級來看知，由圖10-8（機械設(shè)計)所查得得動載系數(shù)可以定為Kv=1.05；直齒輪的動載系數(shù)可以定為:；查得使用系數(shù).5；我可以用插值的方法可以查得所需的等級精度為7級、而小齒輪相對于支承式的非對稱的布置時，我可以定為。由=10。68，查得；故載荷系數(shù)然后經(jīng)計算分度圓的直徑，由計算公式得計算模數(shù)m(3）按齒根彎曲強度設(shè)計彎曲強度的設(shè)計計算公式為（9）1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值根據(jù)查相關(guān)的參考文獻知得小齒輪的彎曲的疲勞的強度極限;大齒輪的彎曲強度極限；取彎曲疲勞壽命系數(shù)，;計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4；計算載荷系數(shù)K。查取齒形系數(shù)。查得齒形系數(shù)；.查取應(yīng)力校正系數(shù)。查表得；。計算大、小齒輪的并加以比較。經(jīng)比較:大齒輪的數(shù)值大.2）設(shè)計計算可知從計算所得的結(jié)果可知,從我所學(xué)的機械設(shè)計手冊中可以知道齒根彎曲的疲勞強度的計算可以知道其所得的模數(shù)m小于齒面彎曲的疲勞強的,并且齒輪的模數(shù)m的大小通常取決于其彎曲強度所決定的承載能力，而齒面的接觸疲勞強度所決定的承載能力,只與齒輪的直徑有關(guān)，所以根據(jù)需要可取彎曲強度算得的模數(shù)為2.52并就近圓整為標準值即m=3.0mm，按接觸的強度算得的分度圓直徑為d1=79。394mm，算出小輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)取3、幾何尺寸計算（1)計算分度圓的直徑（2）計算中心距（3）計算齒輪的寬度取B1=83mm，B2=78mm。由于所設(shè)計得減速器并非主要設(shè)計的部件,所以該處只對高速軸進行相關(guān)的設(shè)計計算。1、軸的結(jié)構(gòu)形式及尺寸高速軸(1軸）:（1)作用在齒輪上的力（2）初通過所設(shè)計的可以確定相關(guān)的軸的最小直徑，軸材料為45r鋼，查表取=100，則輸出軸的最小直徑顯然是與聯(lián)軸器相配合的處的直徑。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，,由表14—1（機械設(shè)計），考慮到運轉(zhuǎn)過程中有一定的轉(zhuǎn)矩變化,故取.則。按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊選用型號為LX2的彈性柱銷聯(lián)軸器。公稱轉(zhuǎn)矩為，軸孔直徑為22，.（3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1)軸上零件的裝配方案如圖4圖4軸上的零件的裝配方案示意圖2)從圖上的數(shù)據(jù)可以知道為了使半聯(lián)軸器的軸向定位滿足相關(guān)的要求，側(cè)Ⅰ—Ⅱ軸端的左側(cè)的部分需要制出一個軸肩，故?、?Ⅲ段的直徑即，且右端用軸端擋圈進行定位,按軸端直徑取擋圈直徑即。半聯(lián)軸器與軸配合長度,Ⅰ—Ⅱ長度應(yīng)小于，現(xiàn)取。3)初步選擇滾動軸承由=,選擇深溝球軸承6206其參數(shù)=，=對于左端的滾動軸承則采用軸肩定位.6206定位軸間高度h=3mm,因此取.4)經(jīng)計算可知取安裝齒輪處的軸段Ⅳ—=5\*ROMANV的直徑可以定為=，右端與右軸承間采用套筒定位.已經(jīng)知道齒輪的寬度78mm知為可靠的定位軸，左端也可采用軸肩進行相關(guān)的定位,h≥0。07d，故取h=3mm。則軸環(huán)處=40mm,軸環(huán)寬b≥1。4h,故取=5mm。5)以此知道軸承端蓋處的總寬度取為20mm取外端面與半聯(lián)軸器左端的距離l=30mm故50mm。6）而且齒輪距箱體的內(nèi)壁的距離定為a=16mm,并使軸承距箱體的內(nèi)壁的一段距離s，通常取s=6mm，軸承的寬為T=16mm,則==2、軸強度的校核圖5軸的載荷分析圖（1）求軸上的載荷圖5是軸的載荷分析圖。從圖5中軸的結(jié)構(gòu)圖可以得到相應(yīng)軸的結(jié)構(gòu)簡圖,然后定出各支撐點的位置，L1=69mm，L2=69mm，L3=84mm。對軸進行分析并計算做出軸的彎矩和扭矩圖，如上圖5。從上圖我們可以發(fā)現(xiàn)截面B是危險截面.通過計算出的截面B處的、及值列于表4。表4截面B處的、及值載荷水平面H垂直面V支反力F=，==,=彎矩M==總彎矩扭矩TT=（2）按照彎扭合成相應(yīng)的應(yīng)力校核軸的強度B截面是危險截面,因此只校核B截面的強度，根據(jù)選定材料45r鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得取，軸的計算應(yīng)力故安全。4.4塑化裝置的設(shè)計一般情況下螺桿式塑化裝置的部件組成，主要由螺桿、料筒及噴嘴，物料在料筒內(nèi)不僅受料筒外邊的電熱圈的加熱致使其達到熔融的狀態(tài)，然后再利用螺桿的推力使熔融的物料在一定的擠壓力及速度下通過噴嘴注入模具的型腔內(nèi)。通常情況下，注塑機的塑化裝置可以進行必要的相對均勻的塑化,也可以規(guī)定所注射物料的量。并經(jīng)過各螺桿各功能段的加熱歷程，很快達到塑化并且進行熔融。這時熔料通過力的相關(guān)作用進行推開止逆環(huán),經(jīng)過螺桿頭的周圍通道流入螺桿的前端，同時產(chǎn)生相應(yīng)的背壓。圖6塑化裝置結(jié)構(gòu)圖1-噴嘴；2-螺桿頭；3—止逆環(huán)；4—料筒；5-螺桿；6—加熱圈；7-冷卻水圈4。4.1螺桿的設(shè)計通常注塑機的螺桿分為：漸變型的螺桿、突變型的螺桿及通用型的螺桿。對于通用型的螺壓縮段長度介于突變型的螺桿和漸變型的螺桿之間,兼有兩者的特點，并且能夠通過調(diào)節(jié)相應(yīng)工藝的條件來滿足不同塑料的成型加工.螺桿材料的選定：注塑機螺桿工作惡劣，需承受較高的注射壓力，再加上頻繁的啟動與停止,因此，要求螺桿材料具有高的強度，并要求表面耐腐蝕耐磨損，螺桿工作表面的粗糙度要求不低于Ra0.4um,國內(nèi)一般選用40Cr或其它合金鋼材,此處選用40Cr。4。4.2料筒的設(shè)計（1）料筒內(nèi)徑和壁厚的確定壁厚過小:機筒雖然升溫快，但是其熱容量??；壁厚過大:升溫慢，熱慣性大。根據(jù)有關(guān)機械設(shè)計的手冊表明一般取料筒的外徑與內(nèi)徑的比值K為2～2.5螺桿與料筒內(nèi)徑的間隙一般取0。15～0.3mm。此處取0.2mm。已知螺桿直徑為40mm,則確定料筒的內(nèi)徑為40。4mm。當(dāng)取K=2時，我們可以得到料筒的外徑即為80。8mm.（2）料筒材料的選取在進行物料的塑化過程中不僅需要電熱圈通過對料筒內(nèi)的物料進行加熱,此時所需要的料筒的材料必須要耐熱，耐腐蝕以及還需耐磨的效果。此時應(yīng)該選用比較優(yōu)質(zhì)的合金鋼（比如38CrMoAl）的內(nèi)表面進行相應(yīng)的氮化處理，這樣就可以滿足以上的所設(shè)計的各種的要求。4。4。3加熱裝置的設(shè)計只要使得料筒內(nèi)的物料在相關(guān)規(guī)定的熔融的范圍內(nèi),并且也為了防止料筒內(nèi)的物料發(fā)生某些不可避免的化學(xué)反應(yīng)，同時也為了使料筒內(nèi)的熔體呈現(xiàn)出相對好的流動的特性,使其盡量的接近于固化的臨界的狀態(tài)，這時，則需要對料筒進行進行相應(yīng)的加熱。注塑機料筒的加熱方式不僅有電阻加熱、陶瓷加熱，而且還有鑄鋁加熱等。比較常用的加熱方式為電阻加熱以及陶瓷加熱，本次畢業(yè)所需要的加熱方式選為電阻加熱。4。5注射機構(gòu)的設(shè)計4.5.1噴嘴的設(shè)計（1）尺寸的確定由文獻［5]可知，噴嘴直徑一般性塑料k取0。35~0。4。此處k取0.8Q—注射速率（)由原始數(shù)據(jù)可以知道注射速率Q=110g/s。這是相對聚苯乙烯Ps而言的.聚苯乙烯Ps的密度是1.05g/cm3。那么可以得又由《塑性成型設(shè)備》[13］可知，可取噴嘴的球面半徑SR=15mm。（2）材料的選用我們知道在一次工作循環(huán)過程中，料筒與噴嘴是相互搭配工作的，這樣噴嘴的材料可以選擇與料筒同樣即可，即均可以選擇45鋼。4.5.2螺桿最大行程的計算由其中：Vc—注射量（cm）Ds—螺桿直徑（mm）S-螺桿最大行程（cm）算得S=10cm.4.5。3液壓油缸的直徑計算由其中:p—注射壓力(MPa）D—注射油缸直徑（cm）Ds—螺桿直徑（cm）P0—注射油壓（MPa）經(jīng)計算得D=80mm.4.5。4注射力的計算由其中：F—注射力（KN）Ds-螺桿直徑（mm)p—注射壓力（MPa)經(jīng)計算得F=36.78KN。

第5章合模裝置5。1歸納合模裝置的基本要求合模機構(gòu)不僅是注塑機的重要部件之一，而且其能夠進行模具的開啟與閉合的作用[14]。注塑機的合模裝置一般情況下要達到一下的基本功能：（1）一般情況下合模裝置中具備可以對模具施予鎖模力的作用，這樣可以防止在以高壓的情況下往噴嘴處的熔融的物料不會使模具的型腔發(fā)生破裂的情況;（2)模板不僅要有足夠的模具面積、行程和間距；(3)通過快速的移動模板的速度以及較慢的合模速度，移模時要具備慢-快-慢的運動特性.5.2合模裝置的類型和選擇對于合模裝置的組成可以概為全電動式、全液式以及液壓肘桿式等[15]，在其所有組成中，其中全電動式的合模裝置是花費比較大的裝置，市場普及度不很高，故重點討論前兩種合模裝置。(1)全液壓式其中充液式的合模機構(gòu)、增壓式以及直動式構(gòu)成了全液壓式合模機構(gòu)1）直動式的合模機構(gòu).其特點是形成了開啟與閉合的功能模動作，并且在位于機座的合模油缸，在其的作用下產(chǎn)生相應(yīng)的合模力（也即鎖模力），這對全液式的合模機構(gòu)來說是相對比較簡單的機構(gòu)。在合模機構(gòu)中分工是相對明了的，其中，當(dāng)液壓油作用在相應(yīng)的活塞上時從而產(chǎn)生了合模動作,同理，同樣的靠液壓油的升壓的作用從而產(chǎn)生了鎖模動作。但是直動式的機構(gòu)并不是全液壓式的合模機構(gòu)最有效率的機構(gòu),其本身有使用的局限性,不僅消耗能源較嚴重，而且其在工作時的精度也相對較低。2)增壓式合模機構(gòu)。這種合模機構(gòu)的組成可以簡要的概為：增壓缸，沖壓鋼以及合模油缸等。3)相對充液式的合模機構(gòu)。（2）液壓肘桿式一般情況下對于液壓肘桿式的合模機構(gòu)的組成有以下裝置組成：液壓—單曲肘的合模裝置、液壓—單曲肘撐板式的合模裝置、液壓-雙曲肘的合模裝置.而液壓肘桿式的合模機構(gòu)通常由移模的液壓缸及曲肘的連桿兩部分串聯(lián)而形成的，是通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動曲肘連桿的機構(gòu)來進行實現(xiàn)模具的啟閉及鎖緊。其可以用很小的液壓缸的推力，并用肘桿機構(gòu)力的放大的作用來獲得相應(yīng)的鎖模力。在開合模的過程中，該機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)慢-快—慢的相應(yīng)過程，提高了其相應(yīng)的合模速度，節(jié)約了不必要的能耗并提高了其相應(yīng)的效率。另外,但是這種機構(gòu)也有相應(yīng)的缺陷，比如在由液壓油缸形成的合模力在作用較小的機器上顯得力不從心。和上邊的相對比可知液壓肘桿式的合模機構(gòu)是使用最為廣泛的機構(gòu).但這種方式不足的是：1）其制造的結(jié)構(gòu)不僅復(fù)雜，并且在進行工作時易對其造成磨損、并且用頂出裝置頂出冷卻的制品時期開合模的精度也相對較差；2)由于該機構(gòu)在開模的過程中，其開模的精度并不是很高，并且在合模系統(tǒng)中對注入模具型腔的制品不能很好的進行有效的保壓,冷卻;需要復(fù)雜的調(diào)模結(jié)構(gòu)及潤滑系統(tǒng)，開合模行程也,并且銷軸等磨損后造成相應(yīng)的受力也均，也會加速機器的損壞.下表為全液壓式和肘桿式合模機構(gòu)的性能對比。結(jié)合了兩種合模機構(gòu)的優(yōu)缺點，經(jīng)兩者的合理有效的進行對比，本次畢業(yè)設(shè)計選擇液壓肘桿式的合模裝置。液壓—單曲肘合模裝置適用于1000KN以下的小型注塑機，滿足生產(chǎn)要求，從成本考慮，最終選擇液壓—單曲肘合模裝置。表5肘桿是的合模機構(gòu)與全液壓式的合模機構(gòu)兩者之間的性能參數(shù)的對照全液壓肘桿式移模速度其移動模具的速度一般情況下相對穩(wěn)定。其移動的模具的速度是變化無常的,沒有固定的模式可以總結(jié)出來.移模力、鎖模力該機構(gòu)的兩種力的大小相對來說比較穩(wěn)定，沒有太大的波動.這兩種的力的定義是由多方面的因素來考究的,比如鎖模的精度，相對的速度。對模具適應(yīng)性該機構(gòu)的最大的優(yōu)點就是有良好的模具適應(yīng)能力，不會因為模具的高度而受影響。該機構(gòu)的最大缺點就是不能有效的對模具的高度進行有效的調(diào)整，反而使整個鎖模的過程中工作比較復(fù)雜。系統(tǒng)剛度該機構(gòu)的缺陷就是其剛性相對較弱，不能有效產(chǎn)生鎖模力。合模狀態(tài)的機械系統(tǒng)剛性通常也較好。5.3合模裝置的設(shè)計1。合模機構(gòu)的參數(shù)2.尺寸計算5.3.1合模力的計算合模力可以簡單的概述為:當(dāng)熔融的物料通過噴嘴注入模具的型腔時，在合模裝置的作用下，利用模板對模具施予最后的力，這種力即為合模力。由圖7我們可以知道要想產(chǎn)生相應(yīng)的合模力可知，利用液壓缸的作用液壓肘桿式的合模機構(gòu)的合模力通過合模油缸產(chǎn)生的推力，作用在曲肘連桿的然后使模具產(chǎn)生相應(yīng)的合模的力。圖7單曲的肘合模機構(gòu)工作原理圖具體原理是，當(dāng)模具剛剛接觸時,對于曲肘連桿尚未完全伸直,即在圖7中P1與水平線的夾角接近30°時,產(chǎn)生相應(yīng)的曲肘鎖模角和連桿角，開始進入的鎖模狀態(tài)。合模力應(yīng)滿足下面的公式其中Fm--合模力;-—為相應(yīng)的安全系數(shù)，一般可取1。1-1.6，此處可取1.2；—-為模具型腔的平均壓力（Mpa)，根據(jù)制品的物料特性，此處模腔平均壓力確定為24Mpa；——經(jīng)過模具型腔后在分型面上的投影面積（）；通常當(dāng)熔融的物料注入到模具型腔時，此時合模裝置的合模油缸產(chǎn)出的鎖模力必須大于能使模板夾住模具型腔的力,此處合模力我們定為1000KN。5.3。2模板尺寸及拉桿間距模板是用來固定模具的，模板尺寸，拉桿間距,見下圖8。圖8模板的外形尺寸通常在加工過程中以所要制造的制品的最大的尺寸來規(guī)范模板的尺寸以及相應(yīng)的拉桿的尺寸。通過機械設(shè)計手冊可知，為了進一步方便在模具從上往下進行安裝，設(shè)計模板的長度H應(yīng)該水平放置.根據(jù)制品最大尺寸180mm×180mm,按模板面積約為注塑機最大成型面積的7倍計算，定模板尺寸=，拉桿的間距=。5.3。3動模板行程Sm我們通常把動模板能夠移動的最大距離叫做動模板的行程，通常用(mm)表示。移動的模板行程通常與成型制品的高度有非常密切的關(guān)系,為了保證制品能夠順利地取出，動模板的行程要大于制品的最大高度的2倍。式中——脫模間隙；-—料把高度；——最大制品高度.由上式=在實際生產(chǎn)過程中,為了縮短減小能使用最短的模板行程，此處取動模板的行程為300mm.

第6章機架的設(shè)計機架設(shè)計也是顧名思義的，其作用有支撐、容納零件的作用。從一般傳統(tǒng)的機架制造方法來看，機架的制造方法可以分為鑄造的機架、焊接的機架及螺栓聯(lián)接或者鉚接的機架,本設(shè)計要求所需要的機架的鑄造方法為框架式的焊接金屬的機架.6.1機架設(shè)計的準則（1）工況要求：機架的設(shè)計是需要達到各種機加工前提的。比如，保證機架上的安裝的零部件可以順利的運轉(zhuǎn)，機架的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)不能有相應(yīng)的阻礙運動件通過的現(xiàn)象。(2)剛度要求:在外部條件均在已設(shè)定的情況下，對機架的主要要求是剛度若基礎(chǔ)各部件的剛性還不足，振動或者爬行，這樣不僅會影響各種產(chǎn)品的精度、加