卧式注塑机的总体设计说明书

/论文（设计)题目：卧式注塑机的总体设计姓名王佳毅学号2院系机电工程学院专业机械设计制造及其自动化年级2013级专升本指导教师刘文平2015年5月9日目录TOC\o"1-3”\h\u24839摘要 120503ABSTRACT 21917第1章绪论 3298801。1注塑机的概述 3202741。2研究的目的及意义 310101。3我国注塑行业的发展状况 4228051.4课题的提出及主要任务 532695第2章卧式注塑机的总体设计 7228212.1注塑机的工作原理 7262522。1。1注塑机的工作原理 7113142。1.2注塑机的组成 784182.2注塑机的选择 811162.2。1注塑机的分类 876792。2。2注塑机的对比及选择 810964第3章注射装置 10177393.1注射装置的组成及基本要求 1021623。2注射装置的分类及方案选择 10181843.2。1柱塞式注射装置 10297163.2.2螺杆式注射装置 11285993.2.3方案选择 1131975第4章注射装置结构及主要零件设计 13316754.1注射装置设计依据 13225364。2驱动装置的设计 1353654。3传动装置的设计 1451524。3。1电动机的选择 14129174.3.2减速器的设计 1527914.4塑化装置的设计 2347194.4.1螺杆的设计 2319674.4。2料筒的设计 2423234。4.3加热装置的设计 2449734。5注射机构的设计 24294394。5。1喷嘴的设计 2466134。5.2螺杆最大行程的计算 25205774。5.3液压油缸的直径计算 25308494。5。4注射力的计算 2530212第5章合模装置 26205495。1归纳合模装置的基本要求 26276055.2合模装置的类型和选择 26292065。3合模装置的设计 2732525。3.1合模力的计算 28194995.3。2模板尺寸及拉杆间距 29229105.3.3动模板行程Sm 298527第6章机架的设计 31168206.1机架设计的准则 31254536。2机架设计的一般要求 31302636.3机架的设计步骤 3150946。4设计机架 3216102总结 3324369致谢 35摘要注塑机是由机械、控制及电气组成的机械化、自动化的综合系统。注射成型是热塑性或者热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，注射成型法的优点有,可以一次性成型出各种结构复杂、尺寸精确或带有嵌件的塑料制件，成型周期短，可以多腔成型，生产效率高，容易实现自动化，成型的制件经过很少修饰既可满足用户的需要。本次设计的首要任务是往复肘杆式合模机构部分，它主要有铰链多杆机构组成.可以完成成型模具锁紧，开启并取出制品的‘部件，该机构注射装置则通常用一定的压力及相关速度将熔化的物料注射到模具型腔内中,并进行保压.并对其他部分简单介绍。关键词：注塑机；注射成型；合模装置；注射装置

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章绪论1.1注塑机的概述注塑机又叫注射成型机.这种机器各种材料,例如用塑料成型的模具制造成各种各样的塑料成品的设备之一。图（1）是广东佛山市某一家的机电厂生产的某一种型号的卧式注塑机。图（1）卧式注塑机目前这种机器是世界塑料加工生产中所用最多的主要设备之一，其不仅可以生产大量的产品,而且还是组成注拉吹工艺的关键的设备.我国目前成为全球注塑机产品生产的主要大国之一，然而我国大多数机械加工企业都需要产品技术的创新及改进。这些年，我国的注塑机行业取得了立竿见影的进步，尤其在注塑机技术水平与国外名牌产品技术水平之间的差距大大的缩小了，外观造型的方面上均取得了显著的进步。1.2研究的目的及意义目前这种机器发展的目标准则，向量较轻、资源的节省、提高效率、降低其实用的成本.对于往复螺杆式的注塑机出去了传统注塑机结构庞大复杂,熔化的物料质量部分比较均匀，效率也比较低的等问题，体现了该机器的技术含量的特点［1]。对于往复螺杆式的注塑机的使用上，在锁模力约为传统技术的1/3时，仍然可以高质量的保证制品的成型的效果,降低此机器的体积及重量，同时能大大提高注塑成型的生产得效率,保证注塑机冷却制品的精度，在所有冷却制品的成本的控制方面上都取得了惊人的成果。1.3我国注塑行业的发展状况目前,我国的机械加工及对该机器的深入的研究呈现了一片史无前例的繁荣景象。我们注塑机的产量现在已达到世界上发达国家的生产水平。根据有关媒体报道，我国注塑机行业平均每年以14％的速度增长，全行业工业的总产值和销售总额均达到了500亿元以上，塑机行业将把精密铸造的装备、节能塑料的成型加工的装备等六大领域列为发展的重点。卧式和立式是注塑机常有的结构。普通型和精密型注塑机是两种不同的制品种类。并且注塑机的规格都在不断发展，目前已有注塑机通常一次注射量为45-51000g,锁模力200-36000kN.生产上述制品的生产者有自己的规格，且特点各不相同。目前,对于卧式型的注塑机的主导方向，其结构一般情况下不会发生特别是的变化，除了加进注塑机的控制以及尽量减少能耗方面之外，另一方面制造厂家还要根据市场的变化正在向组合系列化的方向迅速发展，例如类似类型的注塑机在装配上有小、中、大三种不同类型的注射装置，重新组成组合型及标准型，不仅使其使用的灵活性有所提高,而且还扩大了其使用的范畴，同时也提高了其经济上的效益.目前，世界上一些发达国家对注塑机的生产及销售厂家都在不停地加强对注塑机的产品的质量、功能以及辅助设备的配套能力和自动化的水平外，与此同时一些厂家对研发精密注塑机，大型注塑机及反映注塑机都投入了大量的时间和精力，以此满足生产塑料合金以及磁性塑料制品的需求.对于普通型号的注塑机是我国主要的使用的对象,并且在特大型、精密注塑机的很多种类方面，仍有些欠缺的产品，与发达国家的主要差别就在此处了.从世界注塑机市场的发展来看,世界建筑型市场的可持续发展,将会推动对塑料管材、壁板等挤压制品的生产需求，这样对拉动挤出设备的需求的增长。根据美国工业市场研究公司对当前世界市场的调查表示，美国和日本塑料机械的需求将重新呈现复苏的现象，并且在未来十年内西欧市场对塑料机械的需求将越来越多。1.4课题的提出及主要任务我们通过对新乡市美达塑料厂的现场调研发现现有的注塑机存在一些不合理的地方，如：尺寸精度低,可靠性差，工人的劳动强度高，生产效率低，满足不了生产单位的技术要求和产量要求。塑料成型的简要概念我们可以概括为：把不同的塑料制品制成所需要的坯件的过程。成型的方法多达三十几种。而塑料成型都是在注塑机上进行的。作为一种新型的材料，塑料制件被越来越广泛的应用于工业部门和日常生活中。随着我国塑料加工的发展，注塑成型工艺和注射成型机也在不断得到改进。根据借助于金属压铸机的原理的注塑成型机,可顺利的加工出各种不同的制品，能够一次成型出外形较复杂，尺寸较精确并且还带有嵌件的塑料制品是塑料成型的一个显著的特点；还能加工填料改性的某些制品；因此，注塑成型工艺和注塑机才得到广泛的应用。据统计占据整个注塑机年产量的50%的年产量的注塑机，成为塑料成型制造业中增长速度最快、年生产量最多的机种之一.1.4.2课题的主要任务注塑成型机设计特点:此成型机是针对所有热塑性和某些热固性塑料而设计的，目的明确；在结构上，此成型机的设计与模具设计紧密相关[2］。这种塑料成型所占空间的面积较小，所以可以在有限的空间内给据需要进行摆放。注塑机设计的要求［3］：(1）满足加工质量的要求(2）满足提高生产率的要求（3）安全可靠,方便维护（4)结构简单,制造容易2、本课题将要完成的主要任务如下:（1）注塑机的总体设计(2）注塑装置设计(3）合模装置设计（4)机架的设计（5）设计体会

第2章卧式注塑机的总体设计2。1注塑机的工作原理2.1。1注塑机的工作原理注塑机利用的一个重要的工作原理即是依靠其热物理性质,利用物料通过料斗加入料筒中，再通过料筒外边的加热圈进行加热，最后再经过一段时间使物料达到熔融状态。简单的可以说成就是将投入料斗的物料,利用螺杆的旋转，以螺纹的作用将物料通过塑料型腔往喷嘴处输送，期间并通过料筒的加热，及螺杆的旋转与无聊产生的摩擦剪切，所产生的热量，被物料吸收，而使物料达到熔化状态。融化后的原料，利用注塑机注射机构螺杆的推力，把物料推挤到模具的型腔，在型腔成型后及冷却定型后，再把模具打开，将产品取出，形成一个工作循环的过程.2.1.2注塑机的组成合模装置,电气控制装置，注射装置，润滑装置，加热及冷却装置是注塑机的重要组成部分.(1）注射装置对于系统的重要作用：有螺杆式，螺杆预塑柱射式,柱塞式,螺杆式三种主要的形式,并且该是注塑机最重要的组成部分之一。目前应用最广泛的是螺杆式，本次设计采用往复螺旋式为模型。其主要的作用是，使塑料能通过注塑机的一个注塑机的循环中,经过一定的时间内将其加热塑化后，通过螺杆的挤压力及相应喷射的速度的情况下把已熔融的塑料注入模具型腔内。通常,注射系统一般是由螺杆的旋转（即驱动装置）、加热圈的加热(塑化装置）等。（2）合模装置对于合模系统的重要作用:是能通过保证开启及闭合和顶出的冷却后制品是其主要的作用。此外，为了防止模具开缝,利用施加给模具足够的锁模力的合模系统,通过抵消模腔压力，才能防止制品的不良状况出现。合模系统的重要组成部分可以简要说为：合模装置，调模装置，驱动装置，合模油缸,前后固定模板以及安全保护机构等。（3）液压传动装置液压传动系统的重要作用:为满足其各部件提供的速度，效率,压力需求外，及相关必须的动作提供可行的需求。通过利用各种阀的作用来控制油液的压力大小及流量，从而满足各种注射成型的工艺各项的要求.（4）电气控制装置用液压系统及电气控制两者有效的结合，可以满足注射机的工艺过程要求及各种程序顺利地进行，其组成由电子元件，传感器，加热器等.（5）加热/冷却装置对于加热系统的重要作用：该系统通常采用电热圈来进行加热，并利用热电偶的作用进行分段检测，以达到加热料筒和注射喷嘴两部分装置的效果。冷却系统一般由油温的冷却作用，来控制各部分故障的发生。此外，还需要对下料口附近的位置进行进一步的冷却，以防止在下料口处的原料熔化，以防导致原料不能正常下料。(6）润滑装置对于润滑系统重要作用:可以简单的概述为为注塑机的相对运动处的动模板及用连杆铰链提供润滑条件的回路，减少不必要零件寿命，润滑不仅可以手动进行，也可以自动进行.本文主要讨论注射系统、液压合模装置,机架等主要部件的设计。2。2注塑机的选择2.2。1注塑机的分类注塑机的类型可以概为：卧式注塑机，立式注塑机，及立卧复合式的注塑机.只要是注塑机其必须要有两个基本的功能:（1)加热塑料，使其达到熔化状态；（2)对熔融塑料施于高压，使其喷射出而充满模具的型腔。2.2.2注塑机的对比及选择通过对厂家的调研，该设计中首先考虑了两种方案：方案1:卧式注塑机目前，对于注塑机通常在底部设置液压系统,在底座上设有塑料窗口，便于观察液压系统工作情况，工作部分的左端是由合模油缸组成，而注射装置在右端，机身与底座是采用螺栓连接.优点：液压系统在底座内，可减少噪音,便于安装模具，可以生产较大塑件，并且，整体的机体相对较低，较容易的进行添料及操作,在用合模装置中得顶出装置顶出在模具型腔中的经过冷却成型的制品，从而完成一个工作循环。缺点：底座很大，占地面积较大，模具安装不方便,嵌件装入时有下落的可能，塑料颗粒落入料筒时，需要必要的进行对物料的压实，防止在喷嘴处出现流延的情况，此情况相比立式的注塑机更为严重。方案2：立式注塑机采用圆形底座将机身支撑从上到下依次为注射油缸、计量装置、合模装置.优点：该注塑机机身的高度适中,操作运行也较方便,料斗位置的安排也较合理，方便装料。在落料过程中,塑料颗粒可依靠自重自动在料筒中压实，不需柱塞进行压实。缺点:喷油嘴不仅有流诞现象，而且在合模过程中，由于模板自重的因素会使活塞杆推力增大,动模板也对活塞杆产生推力的影响，这样液压泵动率将增大，此类注射机的注射量一般均在60g以下。最终方案选定:经过调研观察，以及对生产技术人员的情况了解，我们选择方案1，决定设计一台卧式注塑机.

第3章注射装置3。1注射装置的组成及基本要求注射装置的组成可以简要概述为：由驱动装置、塑化装置、传动装置及注射机构组成.对于注射系统其必须满足以下三种要求[5］：(1）在规定的时间内把事先投入料筒中的物料利用电热圈的加热，以及螺杆与物料的剪切的摩擦产生的热量使物料达到熔融的状态;（2）再根据工艺设计的规范的要求能将塑化好的熔料在挤压力及相关的速度下通过喷嘴，注入到模具的型腔中；(3)当熔融的物料完全充模后,可以在规定的时间内陆续对模腔中的熔料保持一定的压力，并且保证制品的补缩及彻底的排掉气体。3.2注射装置的分类及方案选择对于在注射机中直接对塑料加热及加压部分的注射装置，来进行塑料的塑化剂注射。3。2。1柱塞式注射装置由塑化部件，注射液压缸,定量加料装置,注射座移动液压缸，加料装置等组成的装置叫做柱塞式注射装置。对于柱塞式的注射装置有以下的特点:（1）注射压力损失大。由于熔料不能直接利用压力进行对其作用，利用未塑化成塑料进行传递，熔融的塑料在相应挤压力及一定的速度作用下推开止逆环通过喷嘴，最后注入模腔，但是这个过程造成很大的压力损失及资源的浪费[7]。（2）由于对物料的塑化不均匀，这样对加强料筒的能力也受到限制.由于进入料筒内的物料在加热熔融过程中，在其达到熔融状态时所需要的热量很少来自物料与螺杆的剪切摩擦，而是大部分来自于料筒外边电热圈的加热所致的，但是这种对塑料导热性较差，则物料在料筒内的运动反复呈现“层流”状态，这样易造成靠近料筒外壁的温度相对过高，并且物料的塑化较快。（3）但是在向料筒内加入物料是量不一定每次都精确，这样对工艺条件的稳定性以及制品的质量都会有影响。3。2.2螺杆式注射装置螺杆式注射装置的类型有两种：往复式的螺杆注射装置及预塑式的螺杆注射装置。（1)预塑式的螺杆注射装置预塑式的螺杆注射装置是通常情况下是由两个料筒组成的，分别是预塑式的螺杆料筒，第二个是注射式的料筒。物料通过预塑式的螺杆料筒进行塑化，熔料的物料则通过相应的单向阀进入注射的料筒中。当注射装置的料筒中的熔料量达到预定的量时,则螺杆塑化就会停止，这时注射柱塞就会前进并将熔料注入到模腔中.预塑料筒中的螺杆在转动过程中不仅具有输送塑料的作用，更重要的是对塑料产生剪切摩擦加热和搅拌混合作用.因此，这种注射装置的塑化效率和塑化质量比柱塞式注射装置有显著的提高。即使螺杆预塑式的注射装置解决了柱塞式注射装置在工作过程中的缺欠,也扩大了其注射量，而且减小了注射时压力的损失，但是由于增加了一个料筒的缘故，结构相对的复杂且体积庞大。两个料筒的单向阀处容易引起塑料的停滞和分解。（2）往复式螺杆注射装置对于往复螺杆注射装置通常液压式的马达进行驱动，并且按照其液压缸的注射情况，可以把其分为双缸式的液压缸以及单缸式的液压缸。通过上边几点的对比,我们选用往复事的螺杆注射装置.3。2.3方案选择往复式的螺杆注射装置和柱塞式的注射装置相比较，有以下优点：(1)注射压力损失少.因为注射时，在未靠近喷嘴处的物料其绝大部分的热量是通过料筒外边的电热圈进行加热的，很少是利用物料与螺杆的剪切产生的热量的，所以在物料通过塑化型腔在相应的挤压力及速度下注入到喷嘴处，这种注射的方式可以利用较小的注射压力就可以了。(2）对于螺杆式的注射装置在进行塑化时绝大部分的热量是利用料筒外边的电热圈来加热的,另一方面的热量，也是比较少的热量是来自于物料与螺杆的剪切所产生的热量,虽然相对较小但可以对塑料进行加热塑化，这样不仅可以适当的降低其加热器的温度，而且在塑化效率以及塑化质量上都比柱塞式注射的装置相对有优势的。（3）往复式的螺杆注射装置其俗话的能力也相对比较大些塑，这样就会提高其生产效率，而且对物料进行塑化时提高了其均匀性。此外，料筒中的螺杆不仅可以用于给物料的运行提供合理的推力外，而且螺杆在旋转时与料筒内壁的摩擦，可以有效的减少物料在内壁上停留的现象。此外,螺杆式的注射装置不仅其的设计及有关的制造方面相比麻烦外，而且其结构也是相对柱塞式的注射装置复杂。尽管如此,因其优点居多，所以应用十分广泛。通过相应的参数的对比,我所设计的装置选用往复式螺杆注射装置。

第4章注射装置结构及主要零件设计4.1注射装置设计依据（1）设计理论注射质量=60g（2）合模力=500KN4.2驱动装置的设计根据表1，我取得的合模力大小为500KN,理论注射容量的值取为60cm3为小型注塑机.由于电动的驱动很少用于小型注塑机，所以我们选用液压式的马达直接驱动。所以，该注塑注射装置的整体的设计选择为直接驱动的卧式的单缸液压马达的往复的螺杆式的注射装置。表1注塑机有关机械制造的分类注塑机类型超小型的注塑机小型注塑机中型注塑机大型注塑机超大型的注塑机合模力/KN＜160160～20002500~40005000～12500≥16000理论注射容量/cm3＜1616~630800～31504000～10000≥16000液压马达的选择：经查找相关的资料知塑料密度范围为0。91～1.08克/cm3，其理论的注射质量为60g，那么理论注射容量是60g÷（0。92～1.09)g/cm=（55～65。2)cm3,所以其理论注射容量定为60cm3。表2用于传递熔融物料的螺杆的主要相关的尺寸直径/mm螺纹的深度（进料）hF/mm螺纹的深度(计量）hM/mm螺纹的深度比hF/hM螺纹的径向间隙/mm注释部分304。32。12。0:10。15表面粗糙度2～4µｍ407。52.62.1：10.15Ｒ１约１～４ｍｍ609。13.42.2:10。15Ｒ２约5ｍｍ（直径30~60mm）由表2，选取螺杆直径D=40mm。则螺杆的转速=r/min==200r/min（高熔体的速度,=0.4～1.5m/s)选用BMD-E160作为这次设计的注塑机的螺杆驱动装置.对于BMD系列的摆线液压马达是一种内啮合的摆线齿轮式小型、低速、大扭矩液压马达，图2结构简单，图2BMD—E160型马达BMD-E160型液压马达主要技术参数见表3。表3BMD—E160液压马达主要技术参数型号公称排量ml/r工作压力MPa输出扭矩N·m转速r/minBMD—E160160额定最高额定最高额定最高1417。52673343003754。3传动装置的设计4.3.1电动机的选择通常情况下往复螺杆式的注塑机根据不同条件下的需要去选择有用的转速，此设计我选择Y系列的三相异步电动机。电动机的功率总传动效率=0.990.97=0。95(1）－联轴器传动效率：0.99－每对轴承传动效率:0.99－圆柱齿轮的传动效率：0。97电动机所需功率（2）查《机械设计手册》［9]得：单级的圆柱齿轮的减速器传动比则电动机转速由和，选择Y180L—6电动机。4。3。2减速器的设计根据所选的设计要求，选电动机的型号为Y170L-6，满载的转速也相应的定位为970r/min，额定功率为15kw.则总传动比(3）1.计算机构各轴的转速及动力参数（1）各轴的转速电动机转轴Ⅰ轴Ⅱ轴（2）各轴的输入功率Ⅰ轴（4)Ⅱ轴(5）(3）各轴的输入转矩电机输出转矩(6）Ⅰ轴Ⅱ轴2。齿轮传动设计（1)根据要求所选齿轮的类型，相关的齿数,等级精度,以及材料[11］按照图3所显示的传动方案可知,选用直齿式的圆柱齿轮传动.所选的注塑机为一般形式的工作机器,速度也相对不是很高，以此选用7级精度。材料选择。由表10—1（根据相关的机械设计手册)我选择的小齿轮的材料为40Cr，硬度为280HBS，大齿轮的材料为45钢，硬度为240HBS,二者材料的硬度差可以知道为40HBS。选小齿轮的齿数z1=24,则大齿轮的齿数可以知道z2==120。图3齿轮传动简图（2）按照齿面的接触的疲劳强度设计由设计计算公式进行试算，即（7）1）确定相关的设计计算的公式内的各计算数值为试选载荷系数Kt=1.3.计算小齿轮所传递的转矩T1==(8）选取齿宽系数=1。查表10—6（机械设计)差得材料的弹性影响系数ZE=189。8。由图10-21（机械设计)齿轮的接触疲劳强度的极限，可以查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。计算应力循环次数N1=60n1jLh=N2==接触疲劳寿命系数KHN1=0.95；KHN2=1。15.计算接触疲劳许用应力。按照相关的失效概率为1%，安全的系数为S=1，我可以根据相关的计算公式得2)计算试算所得的小齿轮的分度圆直径d1t，将这个值中较小的值代入公式（7)中。计算圆周速度v。V=计算齿宽b。b=计算齿宽与齿高之比。模数齿高h=2.25=计算载荷系数按照v=3.45m/s,精度等级为7级来看知，由图10-8（机械设计)所查得得动载系数可以定为Kv=1.05；直齿轮的动载系数可以定为:；查得使用系数.5；我可以用插值的方法可以查得所需的等级精度为7级、而小齿轮相对于支承式的非对称的布置时，我可以定为。由=10。68，查得；故载荷系数然后经计算分度圆的直径，由计算公式得计算模数m(3）按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计计算公式为（9）1)确定公式内的各计算数值根据查相关的参考文献知得小齿轮的弯曲的疲劳的强度极限;大齿轮的弯曲强度极限；取弯曲疲劳寿命系数，;计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4；计算载荷系数K。查取齿形系数。查得齿形系数；.查取应力校正系数。查表得；。计算大、小齿轮的并加以比较。经比较:大齿轮的数值大.2）设计计算可知从计算所得的结果可知,从我所学的机械设计手册中可以知道齿根弯曲的疲劳强度的计算可以知道其所得的模数m小于齿面弯曲的疲劳强的,并且齿轮的模数m的大小通常取决于其弯曲强度所决定的承载能力，而齿面的接触疲劳强度所决定的承载能力,只与齿轮的直径有关，所以根据需要可取弯曲强度算得的模数为2.52并就近圆整为标准值即m=3.0mm，按接触的强度算得的分度圆直径为d1=79。394mm，算出小轮齿数大齿轮齿数取3、几何尺寸计算（1)计算分度圆的直径（2）计算中心距（3）计算齿轮的宽度取B1=83mm，B2=78mm。由于所设计得减速器并非主要设计的部件,所以该处只对高速轴进行相关的设计计算。1、轴的结构形式及尺寸高速轴(1轴）:（1)作用在齿轮上的力（2）初通过所设计的可以确定相关的轴的最小直径，轴材料为45r钢，查表取=100，则输出轴的最小直径显然是与联轴器相配合的处的直径。联轴器的计算转矩，,由表14—1（机械设计），考虑到运转过程中有一定的转矩变化,故取.则。按照计算转矩应小于公称转矩的条件，查手册选用型号为LX2的弹性柱销联轴器。公称转矩为，轴孔直径为22，.（3)轴的结构设计1)轴上零件的装配方案如图4图4轴上的零件的装配方案示意图2)从图上的数据可以知道为了使半联轴器的轴向定位满足相关的要求，侧Ⅰ—Ⅱ轴端的左侧的部分需要制出一个轴肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直径即，且右端用轴端挡圈进行定位,按轴端直径取挡圈直径即。半联轴器与轴配合长度,Ⅰ—Ⅱ长度应小于，现取。3)初步选择滚动轴承由=,选择深沟球轴承6206其参数=，=对于左端的滚动轴承则采用轴肩定位.6206定位轴间高度h=3mm,因此取.4)经计算可知取安装齿轮处的轴段Ⅳ—=5\*ROMANV的直径可以定为=，右端与右轴承间采用套筒定位.已经知道齿轮的宽度78mm知为可靠的定位轴，左端也可采用轴肩进行相关的定位,h≥0。07d，故取h=3mm。则轴环处=40mm,轴环宽b≥1。4h,故取=5mm。5)以此知道轴承端盖处的总宽度取为20mm取外端面与半联轴器左端的距离l=30mm故50mm。6）而且齿轮距箱体的内壁的距离定为a=16mm,并使轴承距箱体的内壁的一段距离s，通常取s=6mm，轴承的宽为T=16mm,则==2、轴强度的校核图5轴的载荷分析图（1）求轴上的载荷图5是轴的载荷分析图。从图5中轴的结构图可以得到相应轴的结构简图,然后定出各支撑点的位置，L1=69mm，L2=69mm，L3=84mm。对轴进行分析并计算做出轴的弯矩和扭矩图，如上图5。从上图我们可以发现截面B是危险截面.通过计算出的截面B处的、及值列于表4。表4截面B处的、及值载荷水平面H垂直面V支反力F=，==,=弯矩M==总弯矩扭矩TT=（2）按照弯扭合成相应的应力校核轴的强度B截面是危险截面,因此只校核B截面的强度，根据选定材料45r钢，调质处理，查表得取，轴的计算应力故安全。4.4塑化装置的设计一般情况下螺杆式塑化装置的部件组成，主要由螺杆、料筒及喷嘴，物料在料筒内不仅受料筒外边的电热圈的加热致使其达到熔融的状态，然后再利用螺杆的推力使熔融的物料在一定的挤压力及速度下通过喷嘴注入模具的型腔内。通常情况下，注塑机的塑化装置可以进行必要的相对均匀的塑化,也可以规定所注射物料的量。并经过各螺杆各功能段的加热历程，很快达到塑化并且进行熔融。这时熔料通过力的相关作用进行推开止逆环,经过螺杆头的周围通道流入螺杆的前端，同时产生相应的背压。图6塑化装置结构图1-喷嘴；2-螺杆头；3—止逆环；4—料筒；5-螺杆；6—加热圈；7-冷却水圈4。4.1螺杆的设计通常注塑机的螺杆分为：渐变型的螺杆、突变型的螺杆及通用型的螺杆。对于通用型的螺压缩段长度介于突变型的螺杆和渐变型的螺杆之间,兼有两者的特点，并且能够通过调节相应工艺的条件来满足不同塑料的成型加工.螺杆材料的选定：注塑机螺杆工作恶劣，需承受较高的注射压力，再加上频繁的启动与停止,因此，要求螺杆材料具有高的强度，并要求表面耐腐蚀耐磨损，螺杆工作表面的粗糙度要求不低于Ra0.4um,国内一般选用40Cr或其它合金钢材,此处选用40Cr。4。4.2料筒的设计（1）料筒内径和壁厚的确定壁厚过小:机筒虽然升温快，但是其热容量小；壁厚过大:升温慢，热惯性大。根据有关机械设计的手册表明一般取料筒的外径与内径的比值K为2～2.5螺杆与料筒内径的间隙一般取0。15～0.3mm。此处取0.2mm。已知螺杆直径为40mm,则确定料筒的内径为40。4mm。当取K=2时，我们可以得到料筒的外径即为80。8mm.（2）料筒材料的选取在进行物料的塑化过程中不仅需要电热圈通过对料筒内的物料进行加热,此时所需要的料筒的材料必须要耐热，耐腐蚀以及还需耐磨的效果。此时应该选用比较优质的合金钢（比如38CrMoAl）的内表面进行相应的氮化处理，这样就可以满足以上的所设计的各种的要求。4。4。3加热装置的设计只要使得料筒内的物料在相关规定的熔融的范围内,并且也为了防止料筒内的物料发生某些不可避免的化学反应，同时也为了使料筒内的熔体呈现出相对好的流动的特性,使其尽量的接近于固化的临界的状态，这时，则需要对料筒进行进行相应的加热。注塑机料筒的加热方式不仅有电阻加热、陶瓷加热，而且还有铸铝加热等。比较常用的加热方式为电阻加热以及陶瓷加热，本次毕业所需要的加热方式选为电阻加热。4。5注射机构的设计4.5.1喷嘴的设计（1）尺寸的确定由文献［5]可知，喷嘴直径一般性塑料k取0。35~0。4。此处k取0.8Q—注射速率（)由原始数据可以知道注射速率Q=110g/s。这是相对聚苯乙烯Ps而言的.聚苯乙烯Ps的密度是1.05g/cm3。那么可以得又由《塑性成型设备》[13］可知，可取喷嘴的球面半径SR=15mm。（2）材料的选用我们知道在一次工作循环过程中，料筒与喷嘴是相互搭配工作的，这样喷嘴的材料可以选择与料筒同样即可，即均可以选择45钢。4.5.2螺杆最大行程的计算由其中：Vc—注射量（cm）Ds—螺杆直径（mm）S-螺杆最大行程（cm）算得S=10cm.4.5。3液压油缸的直径计算由其中:p—注射压力(MPa）D—注射油缸直径（cm）Ds—螺杆直径（cm）P0—注射油压（MPa）经计算得D=80mm.4.5。4注射力的计算由其中：F—注射力（KN）Ds-螺杆直径（mm)p—注射压力（MPa)经计算得F=36.78KN。

第5章合模装置5。1归纳合模装置的基本要求合模机构不仅是注塑机的重要部件之一，而且其能够进行模具的开启与闭合的作用[14]。注塑机的合模装置一般情况下要达到一下的基本功能：（1）一般情况下合模装置中具备可以对模具施予锁模力的作用，这样可以防止在以高压的情况下往喷嘴处的熔融的物料不会使模具的型腔发生破裂的情况;（2)模板不仅要有足够的模具面积、行程和间距；(3)通过快速的移动模板的速度以及较慢的合模速度，移模时要具备慢-快-慢的运动特性.5.2合模装置的类型和选择对于合模装置的组成可以概为全电动式、全液式以及液压肘杆式等[15]，在其所有组成中，其中全电动式的合模装置是花费比较大的装置，市场普及度不很高，故重点讨论前两种合模装置。(1)全液压式其中充液式的合模机构、增压式以及直动式构成了全液压式合模机构1）直动式的合模机构.其特点是形成了开启与闭合的功能模动作，并且在位于机座的合模油缸，在其的作用下产生相应的合模力（也即锁模力），这对全液式的合模机构来说是相对比较简单的机构。在合模机构中分工是相对明了的，其中，当液压油作用在相应的活塞上时从而产生了合模动作,同理，同样的靠液压油的升压的作用从而产生了锁模动作。但是直动式的机构并不是全液压式的合模机构最有效率的机构,其本身有使用的局限性,不仅消耗能源较严重，而且其在工作时的精度也相对较低。2)增压式合模机构。这种合模机构的组成可以简要的概为：增压缸，冲压钢以及合模油缸等。3)相对充液式的合模机构。（2）液压肘杆式一般情况下对于液压肘杆式的合模机构的组成有以下装置组成：液压—单曲肘的合模装置、液压—单曲肘撑板式的合模装置、液压-双曲肘的合模装置.而液压肘杆式的合模机构通常由移模的液压缸及曲肘的连杆两部分串联而形成的，是通过液压系统驱动曲肘连杆的机构来进行实现模具的启闭及锁紧。其可以用很小的液压缸的推力，并用肘杆机构力的放大的作用来获得相应的锁模力。在开合模的过程中，该机构能够实现慢-快—慢的相应过程，提高了其相应的合模速度，节约了不必要的能耗并提高了其相应的效率。另外,但是这种机构也有相应的缺陷，比如在由液压油缸形成的合模力在作用较小的机器上显得力不从心。和上边的相对比可知液压肘杆式的合模机构是使用最为广泛的机构.但这种方式不足的是：1）其制造的结构不仅复杂，并且在进行工作时易对其造成磨损、并且用顶出装置顶出冷却的制品时期开合模的精度也相对较差；2)由于该机构在开模的过程中，其开模的精度并不是很高，并且在合模系统中对注入模具型腔的制品不能很好的进行有效的保压,冷却;需要复杂的调模结构及润滑系统，开合模行程也,并且销轴等磨损后造成相应的受力也均，也会加速机器的损坏.下表为全液压式和肘杆式合模机构的性能对比。结合了两种合模机构的优缺点，经两者的合理有效的进行对比，本次毕业设计选择液压肘杆式的合模装置。液压—单曲肘合模装置适用于1000KN以下的小型注塑机，满足生产要求，从成本考虑，最终选择液压—单曲肘合模装置。表5肘杆是的合模机构与全液压式的合模机构两者之间的性能参数的对照全液压肘杆式移模速度其移动模具的速度一般情况下相对稳定。其移动的模具的速度是变化无常的,没有固定的模式可以总结出来.移模力、锁模力该机构的两种力的大小相对来说比较稳定，没有太大的波动.这两种的力的定义是由多方面的因素来考究的,比如锁模的精度，相对的速度。对模具适应性该机构的最大的优点就是有良好的模具适应能力，不会因为模具的高度而受影响。该机构的最大缺点就是不能有效的对模具的高度进行有效的调整，反而使整个锁模的过程中工作比较复杂。系统刚度该机构的缺陷就是其刚性相对较弱，不能有效产生锁模力。合模状态的机械系统刚性通常也较好。5.3合模装置的设计1。合模机构的参数2.尺寸计算5.3.1合模力的计算合模力可以简单的概述为:当熔融的物料通过喷嘴注入模具的型腔时，在合模装置的作用下，利用模板对模具施予最后的力，这种力即为合模力。由图7我们可以知道要想产生相应的合模力可知，利用液压缸的作用液压肘杆式的合模机构的合模力通过合模油缸产生的推力，作用在曲肘连杆的然后使模具产生相应的合模的力。图7单曲的肘合模机构工作原理图具体原理是，当模具刚刚接触时,对于曲肘连杆尚未完全伸直,即在图7中P1与水平线的夹角接近30°时,产生相应的曲肘锁模角和连杆角，开始进入的锁模状态。合模力应满足下面的公式其中Fm--合模力;-—为相应的安全系数，一般可取1。1-1.6，此处可取1.2；—-为模具型腔的平均压力（Mpa)，根据制品的物料特性，此处模腔平均压力确定为24Mpa；——经过模具型腔后在分型面上的投影面积（）；通常当熔融的物料注入到模具型腔时，此时合模装置的合模油缸产出的锁模力必须大于能使模板夹住模具型腔的力,此处合模力我们定为1000KN。5.3。2模板尺寸及拉杆间距模板是用来固定模具的，模板尺寸，拉杆间距,见下图8。图8模板的外形尺寸通常在加工过程中以所要制造的制品的最大的尺寸来规范模板的尺寸以及相应的拉杆的尺寸。通过机械设计手册可知，为了进一步方便在模具从上往下进行安装，设计模板的长度H应该水平放置.根据制品最大尺寸180mm×180mm,按模板面积约为注塑机最大成型面积的7倍计算，定模板尺寸=，拉杆的间距=。5.3。3动模板行程Sm我们通常把动模板能够移动的最大距离叫做动模板的行程，通常用(mm)表示。移动的模板行程通常与成型制品的高度有非常密切的关系,为了保证制品能够顺利地取出，动模板的行程要大于制品的最大高度的2倍。式中——脱模间隙；-—料把高度；——最大制品高度.由上式=在实际生产过程中,为了缩短减小能使用最短的模板行程，此处取动模板的行程为300mm.

第6章机架的设计机架设计也是顾名思义的，其作用有支撑、容纳零件的作用。从一般传统的机架制造方法来看，机架的制造方法可以分为铸造的机架、焊接的机架及螺栓联接或者铆接的机架,本设计要求所需要的机架的铸造方法为框架式的焊接金属的机架.6.1机架设计的准则（1）工况要求：机架的设计是需要达到各种机加工前提的。比如，保证机架上的安装的零部件可以顺利的运转，机架的外形及内部结构不能有相应的阻碍运动件通过的现象。(2)刚度要求:在外部条件均在已设定的情况下，对机架的主要要求是刚度若基础各部件的刚性还不足，振动或者爬行，这样不仅会影响各种产品的精度、加