注塑机注射装置设计.doc

1、 编号 : 本科毕业论文（设计） 题 目 系 专业 学 号 学生姓名 指导教师 起讫日期 SZ-800/3000 注塑机注射装置设计 摘要： 本论文对注塑成形工艺的设备进行了研究与设计。首先讲述了塑料工业及塑料成型加工方法的概括和塑料工业发展背景和趋势。其后阐述了注塑机的工作原理及组成，最后主要的是注塑机注射装置的设计，具体包括螺杆式塑 化装置设计、螺杆传动装置的设计、注射座的设计及加料装置的设计，并解析了 SZ800/3000 注塑机总体结构和性能参数。 最后主要利用 CAD 软件在模具设计过程中的操作和制图，通过在 CAD 软件平台上完成了注塑机螺杆，喷嘴和料筒的二维制图，以及注塑机中注射

2、座组装式的结构，并得到了注塑机简易的装配图。显示出 CAD 技术在机械设计制造行业发挥的巨大作用和广阔的发展前景。 关键词： 装置；结构；螺杆传动。 SZ-800/3000 Injection Molding Machine of Injection Device and Mold Design Abstract: This thesis is to study and design the equipment of the Injection molding process. First,describes the plastic industry,plastic molding proce

3、ssing methods of summary and development background and trends of plastic industry.Second,the working principle and composition of the injection molding machine are described.Finally,the main is the design of injection molding machine injection device, including screw-type plasticizing device design

4、, screw transmission design and injection-seat design. Finally, the main is use of CAD software in the mold design process of the operation and mapping.By the CAD software platform, complete the injection molding machine screw.nozzle and barrel.Show the huge role of CAD technology in the mechanical

5、design and manufacturing industry and the broad prospects for development. Key words: device; construction structure; transmission design . 目 录 1 绪论 1 1.1 塑料工业及塑料成型加工方法的概括 1 1.1.1 塑料工业 1 1.1.2 塑料成型加工方法 1 1.2 注塑模具的现状及趋势 1 1.2.1 注塑模具发展现状 1 1.2.2 塑料模具发展趋势 2 1.3 注塑机的工作原理及组成 2 1.3.1 注塑成型原理 2 1.3.2 注塑机的原理

6、及组成 4 2 SZ-800/3000 注塑机注射装置设计 6 2.1 螺杆式塑化部件 6 2.1.1 螺杆设计 6 2.1.2 螺杆头的设计 9 2.1.3 喷嘴的设计 9 2.1.4 机筒（料筒） 12 2.2 螺杆的传动装置 15 2.2.1 螺杆传动装置的特点 15 2.2.2 螺杆的传动形式 15 2.2.3 注射油缸的设计 16 2.2.4 螺杆转速和调速范围 19 2.2.5 螺杆传动特性及驱动功率的计算 20 3 SZ-800/3000 注塑机注射座及加料计量装置的设计 23 3.1 注射座的设计 23 3.1.1 注射座结构设计 23 3.1.2 注射座的转动装置 23 3.

7、1.3 移动注射座的推力（拉力） 24 3.1.4 移动油缸的设计 24 3.2 加料计量装置 25 4 SZ-800/3000 注塑机 26 4.1 SZ800/3000 注塑机总体结构 26 4.2 SZ800/3000 注塑机性能参数 26 结论 27 参考文献 28 致谢 29 1 1 绪论 1.1 塑料工业及塑料成型加工方法的概括 1.1.1 塑料工业 塑料工业是制造合成树脂和塑料制品的高分子化工部门，也有把塑料加工机械和模具工业包括在内的。塑料工业的生产量和品种，主要依赖于合成树脂的生产和开发，其中在机械制造，建筑等部门的某些领域，可取代金属和木材；在电子，电器等部门，塑料已成为必

8、需材料之一；塑料制品广泛用于各个领域。 进入 21 世纪以来，中国塑料工业 已经远远超出我们预想的范围 ， 给我们轻工行业做出了重要贡献 。 不仅使用量的速度在增长，而且拉动了我们的经济效应 。从塑料制品生产 ，塑料合成 来看，都 表明 了中国在 塑料工业 有飞快的发展 。 1.1.2 塑料成型加工方法 塑料成型加工是将塑料原料转化成具有使用价值的商品的工程技术。它是通过成型设备完成塑料原料塑化、变形、定型以分子链结构、凝聚态结构等物理和化学变化，最终成为高分子材料制品的过程。因此塑料成型加工方法、成型设备、成型工艺、原料特性均是决定塑料制品性能或质量的基本因素。 塑料成型加工方法主要有：压制

9、成型、注射成型、吹塑成型、浇注成型、压 延成型、挤出成型、涂层成型以及发泡成型等。 1.2 注塑模具的现状及趋势 1.2.1 注塑模具发展现状 塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。 注塑模具在量和质方面都有较快的发展，我国最大的注塑模具单套重量己超过 50吨。在 CAD/CAM 技术得到普及的同时， CAE 技术应用越来越广，以 CAD/CAM/CAE一体化得到发展，各种新机构、新品种、新工艺、新材料的模具广泛得到应用，特别是2 汽车、手机等工业快速发展，使得注塑模具的发展飞快。 整体来看 我 国塑料模具在数量 和 质量 上以及在

10、 技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求 相比， 差距 还是挺大的 。 虽然塑料模具已经大大使用，但 一些大型、精密、复杂的中高档塑料模具每年仍需大量进口。 然而那些低档塑料模具却远远达不到要求，需求量也供应不过来 ， 1.2.2 塑料模具发展趋势 新的技术的使用使产品用料更省，性能更高。塑料注塑成型加工技术仍在继续的发展，且发展趋势明显地表现在以下两个方面： （ 1） 在模具设计制造中将全面推广 CAD/CAE/CAM 技术。进一步扩大 CAE 技术的应用范围，利用计算机来操作进行 辅助工作，达到模拟制造生产过程，从而达到自动化生产加工，使计算机灵活运用于模具设计制造。 （

11、2） 模具标准化程度将不断提高。这样我们生产的产品越来越高端，越来越接近国际化，显示我国的轻工业行业朝国际迈了大大地一步。为跟上了模具工业发展的步伐，模具标准化工作有待加强，随之将进一步提高模具标准化程度，模具标准件生产也必将得到更大的发展。 1.3 注塑机的工作原理及组成 1.3.1 注塑成型原理 注射成型又称注塑成型，是热塑性塑料成型的主要方法。其基本原理就是利用塑料的可挤压性与可模塑性，将粒状或粉状塑料加入到 注塑机的料斗，在注塑机内塑料受热熔融并使之保持流动状态，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，快速通过料筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过冷却定型后，熔融的塑料就固化成为所需的

12、塑件。过程如图 1-l所示。3 图 1-1 注射成型原理 注塑成型过程主要有加料、塑化、充模、保压、倒流、冷却定型及脱模顶出等步骤。 （ 1） 加料：将粒状或粉状塑料加入到注塑机的料斗中； （ 2） 塑化：加入的塑料在料筒中进行加热，使其由固体颗粒转变成熔融状态并具有良好的可塑性； （ 3） 充模：塑化好的熔体被柱塞或螺杆推杆至料筒前端，经过喷嘴，模具浇注系统进入 并充满型腔； （ 4） 保压：在模具中熔体冷却收缩时，柱塞或螺杆迫使料筒中的熔料不断补充到模具中，从而形成形状完整、质地致密的塑件； （ 5） 倒流：保压结束后，柱塞或螺杆后退，型腔中压力解除，这时型腔中的熔料压力将比浇口前方的高，

13、如果浇口尚未冻结，型腔中的熔料就会通过浇口流向浇注系统；倒流的目的使塑件产生收缩、变形及质地疏松等缺陷。如果保压结束后浇口已经冻结，那就不会存在倒流现象。 （ 6） 冷却：塑件在模内的冷却过程是指从浇口处的塑料熔体完全冷却时起到塑件将从模腔内推出为止的全部过程。实际上冷却过程从塑件注入型腔起就开始了，它包括从 充模完成、保压开始到脱模前的这一段时间。 （ 7） 脱模：塑件冷却到一定的温度即可开模，在推出机构的作用下将塑件推出模外。 4 1.3.2 注塑机的原理及组成 注塑机的原理：注塑机是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品

14、的工艺过程。注塑成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料 熔融塑化 施压注射 充模冷却 启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。 注塑机的组成：往复螺杆式注塑机的组成如图 1-2 所示。 图 1-2 往复螺杆式注塑机 注射系统：主要作用就是在注塑机的一个循环中，能在规定的时间内将一定数量的塑料加热塑化后，在一定的压力和速度下，通过螺杆将熔融塑料注入模具型腔中，结束后对注射到模腔中的熔料保持定型。注射系统的组成：由塑化装置和动力传递装置组成。 合模系统：主要作用就是保证模具闭合、开启及顶出制品。同时，在模具闭合后，供给模具 足够的锁模力，以抵抗熔融塑料进入模腔产生的模腔压力。防止模

15、具开缝，造成制品的不良现状。 控制系统：控制系统控制注射机按工艺过程所需要的各种动作提供动力，并满足注塑机各部分所需压力、速度、温度等的要求，并为动作程序的执行提供动力。 安全系统：安全装置是用来保护人和机器安全的装置。它主要由各种安全阀、安全门、光电检测元件、限位开关等组成，目前的注射机能够实现多重安全保护。 5 2 SZ-800/3000 注塑机注射装置设计 2.1 螺杆式塑化部件 螺杆式塑化部件如图 2-1 所示，主要由 螺杆、机筒（又称料筒） 、喷嘴等组成。塑料在转动螺杆的连续推进过 程中，实现物理状态的变化，最后呈熔融状态而被注入模腔。因此，塑化部件是完成均匀塑化、定量注射的核心部件。 1-喷嘴 2-机筒 3-螺杆 图 2-1 螺杆式塑化部件 2.1.1 螺杆设计 注射成型机在使用过程中，由于经常需要更换塑料品种， 同时 拆换螺杆也就比较频繁。 这样不仅使 螺杆劳动强度大， 而且 会影响机器的生产。因此，设计一种适应性比较强的通用性螺杆既必要而且又是 可能的。 通用型螺杆的分段如图 2-2 所示。 其 结构特点是：压缩段的长度约 3 5 个螺距。减少 剪切作用 ， 同时注意到一些结晶型塑料未经足够的预热是不能软化熔融和难以压缩的特点。