目录第一章注射成型的概述和发展趋势 (1)1.1概述 (1)1.2我国立式塑料注射成型机的技术水平及发展趋势 (1)1.3课题研究意义 (1)第二章总体设计方案 (2)2.1合模装置的初步设计 (2)2.2锁模方式的初步设计 (2)2.3注射装置的初步设计 (2)2.4驱动装置的初步设计 (2)2.5液压油缸的布置形式 (2)2.6模板的平面布置形式 (2)2.7整体结构方案示意图 (3)第三章注射系统的设计 (4)3.1螺杆的设计 (4)3.1.1螺杆的直径sD (4)3.1.2螺杆的长径比 (4)3.1.3螺杆的长度L (4)3.1.4螺杆的螺纹螺距S及螺纹角θ (4)3.1.5螺杆螺棱法向宽度e (5)3.1.6螺杆的转速n (5)3.1.7螺杆的结构及各段的长度、螺槽的深度 (5)3.1.8螺杆的行程s (6)3.1.9螺杆与机筒的间隙δ (6)3.1.10螺杆的驱动功率及扭矩 (6)3.1.11螺杆的材料 (7)3.1.12螺杆的技术要求 (7)3.2螺杆头的设计 (7)3.3机筒的设计 (7)3.3.1机筒的内径Db 及外径D (7)3.3.2机筒的材料 (7)3.3.3机筒的技术要求 (8)3.4喷嘴 (8)3.4.1喷嘴的结构形式 (8)3.4.2喷嘴的口径 (8)3.4.3喷嘴球半径 (9)3.5料斗．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9第四章合模系统的设计 (10)4.1拉杆的设计 (10)4.1.1拉杆的直径 (10)4.1.2拉杆的固定 (11)4.1.3拉杆的材料 (11)4.1.4拉杆的技术要求 (11)4.2模板的设计 (11)4.2.1模板模具安装螺孔的排列及尺寸 (11)4.2.2上模板的基本尺寸 (12)4.2.3下模板的基本尺寸 (13)4.2.4上下模板间的最大距离 (14)4.2.5模板的厚度 (14)4.2.6模板的材料 (15)4.2.7模板的技术要求 (15)4.3顶出装置的设计 (15)第五章液压装置的设计 (16)5.1液压马达 (16)5.1.1液压马达的选取 (17)5.1.2马达的布置及其与螺杆的连接 (16)5.1.3液压马达的固定 (16)5.2注射油缸的设计 (17)5.2.1活塞杆的设计 (17)5.2.2缸体的设计 (17)5.2.3活塞的设计 (19)5.2.4缸盖的设计 (20)5.2.5注射油缸的行程 (21)5.2.6注射油缸的固定 (21)5.2.7注射油缸的密封 (21)5.2.8缓冲装置的设计 (21)5.3移模油缸的设计 (21)5.4合模油缸的设计 (21)5.4.1活塞杆的设计 (22)5.4.2缸体的设计 (23)5.4.3系统的工作压力 (24)5.4.4活塞的设计 (25)5.4.5缸盖的设计 (25)5.4.6合模油缸的行程 (27)5.4.7合模油缸的固定 (27)5.4.8合模油缸的密封 (27)5.4.9缓冲装置的设计 (27)总结 (28)参考文献 (29)致谢 (30)第一章注射成型机的概述和发展趋势1.1概述注射成型机是将热塑性塑料或热固性塑料制成各种塑料制件的主要成型设备，是集机械、电气、液压于一体的塑料成型设备。
随着现代工业和尖端科学技术的发展，塑料制件被越来越广泛地应用到国防工业、机械、电气、航空、交通运输、建筑、农业、文教、卫生及人们生活各个领域。
注射成型法是塑料制品的主要成型方法之一。
它是利用注射装置将注射机筒中已经熔融的热塑性塑料或热固性塑料以高压、高速注入到闭合的成型模具型腔中，经冷却固化成型后，制成与模具型腔形状几乎完全一致的塑料制品。
它具有以下特点：可成型形状复杂、尺寸精确及带有嵌件的是塑料制件；对各种塑料加工的适应性强；机器生产率高以及易于实现自动化生产等。
因此注射成型技术及注射成型机得到极为广泛的应用，现在已成为塑料加工业和塑料机械行业中的一个重要组成部分。
1.2我国立式塑料注射成型机的技术水平及发展趋势国内生产立式注塑机的厂家寥寥无几，一方面是由于市场的需求量不是很大，另一方面国内立式注塑机的研发技术水平还比较落后，生产的立式机市场竞争能力较弱。
国内立式注塑机基本上通过进口来满足市场的需求，立式注塑机生产实力较强的企业主要分布在中国台湾地区，如台湾丰铁机械公司等，这些公司经过多年的生产实践经验，逐步掌握了立式注塑机的生产技术，在立式机的生产领域独领风骚。
近几年来, 世界上工业发达国家的注塑机生产厂家都在不断提高普通注塑机的功能、质量、辅助设备的配套能力,以及自动化水平。
同时大力开发、发展大型注塑机、专用注塑机、反应注塑机和精密注塑机, 以满足生产塑料合金、磁性塑料、带嵌件和数码光盘制品的需求。
注塑机是目前中国塑料机械中发展速度最快、水平与工业发达国家差距较小的塑机品种之一。
但这主要指普通型注塑机, 在特大型、特殊、专用、精密注塑机、立式注塑机等品种方面, 有的尚属空白, 这是与工业发达国家的主要差距。
当今世界，注射成型技术发展迅猛，新技术、新设备层出不穷。
高度电脑化、自动化、单机多功能化、辅助设备多样化、组合迅速且安装、维修、保养便利将成为趋势。
全电动注塑机、气辅和水辅注塑成型技术、多层注塑技术方兴未艾。
用于瓶坯、光盘、磁性材料以及生产特种工程塑料薄壁产品的专用注塑机将愈来愈重要。
为配合汽车等重工业领域发展的大型、超大型注塑机也将有更大的需求。
目前，注塑机的总体技术发展趋势1、高速、高效、节能型注塑机2、精密注塑机3、大型注塑机4、全电动注塑机5、低发泡注塑机6、全液压注塑机7、多物料复合注塑机随着塑料制品的广泛应用以及立式注塑机的不断投入使用，我国立式注塑机的发展将根据市场的需求，不断总结生产经验，以卧式机为鉴，推陈出新，掌握其重要生产技术，不断提高国内企业的自主研发能力，不断缩小与发达国家的差距，促进我国立式注塑机的蓬勃发展。
1.3课题研究意义国内外权威人士认为，21世纪在材料领域将是塑料的天下。
由于塑料的可再生特点，塑料制品对于其它材料的可替代性，决定了塑料工业将持续发展，在农用灌溉、产品包装、建筑材料、汽车构件、信息产业、生命科学都有广泛应用，这是我国塑机产业能够持续繁荣发展的市场前景。
与西方发达国家年人均塑料消费品100多公斤相比，我国年人均塑料消费品不足13公斤。
因此，我国的塑料机械工业将有极大的发展潜力,尤其是立式注塑机,其在我国的市场占有率较低，因此研究设计立式注塑机可在一定程度上填补国内注塑机行业的空白,而且立式注塑机具有占地面积较小，容易安放嵌件，装卸模具较方便等优点,适应于复杂、精巧产品的自动成型及嵌件成型、模内组合成型, 被广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业及人们日常生活等各个领域。
因此研究立式注塑机对塑料工业的发展及塑料制品的生产具有重要的现实意义。
第二章总体设计方案2.1合模装置的初步设计注塑机的合模装置按工作原理分主要有液压式和肘杆式两种。
液压式合模装置的优点如下：在油缸已定的情况下，合模力仅与工作油的压力有关，因此要改变合模力可直接通过调节工作油的压力来实现，调整方便，读数易于显示；若油缸已定，移模速度仅取决于油泵的流量，在移模的过程中，油泵的流量不变，其移模速度不变；动模板在油缸行程范围内的任意点，可以停止并施压，故对不同厚度的模具适应性好，合模时，模具和模板因仅受活塞杆推力的作用故受力比较均匀。
而肘杆式合模装置相对于液压式而言，尺寸较大，在工作过程中容易受力不均,从而影响立式注塑机的稳定性及工作性能。
故设计时采用液压式合模装置。
2.2锁模方式的初步设计一般立式注塑机的锁模方式有:上模固定，下模上升闭模；下模固定，上模下降闭模。
前者由于要克服模具的重力，对注塑机的合模系统有特殊要求；后者可利用模具的重力进行合模，在相同的条件下可增加合模力。
故设计时采用后者，即下模固定，上模下降闭模。
2.3注射装置的初步设计注塑机塑化注射装置基本上有双阶柱塞式、螺杆柱塞式和往复螺杆式。
前两种共同存在着以下缺点：料筒内滞料现象严重；料筒清理不方便；结构上不够紧凑等。
而往复螺杆式同柱塞式相比具有如下优点：塑化能力大；塑化速率快、均化好；注射压力损失小；结构紧凑、熔料停滞分解现象少、清理料筒方便等。
故设计时采用往复螺杆式注射装置。
2.4驱动装置的初步设计注塑机常用的驱动方式有油马达和电动机。
目前除大型注塑机考虑使用电动机驱动外，其余绝大多数均使用油马达直接驱动螺杆。
采用油马达驱动主要有以下优点：可在比较大的范围内实现螺杆的无级调速；一般属于恒力矩传动；传动特性软、启动惯性小、不会超负荷工作；对螺杆能起安全保护作用；液压马达体积比同规格的电动机小得多，传动装置易于实现体积小、重量轻、结构简单的要求等。
故设计时采用油马达驱动装置。
2.5液压油缸的布置形式为了降低立式注塑机的重心，提高注塑机的稳定性，注射油缸、移模油缸及合模油缸均采用双缸对称布置。
2.6模板的平面布置形式注塑机模板的平面布置形式有二柱式、四柱式、C式卧放、D式立放。
二柱式在受偏载或者模板面积较大时，容易引起模具开缝溢料，主要用在小型机器上。
四柱式因承载大，定位导向性能好，较为普遍采用。
至于采用C式卧放还是D式立放，主要从便于模具的安装和操作来考虑。
设计时采用四柱式布置。
2.7整体结构方案示意图综上所述,本文主要设计的是一台立式注塑机的机械结构部分，其结构方案图如图1-1所示：液压马达注射油缸螺 杆机筒支架移模油缸机 筒马达支架机筒护罩上模板拉杆下模板合模油缸顶出油缸图2-1 台式注射机的机械结构部分第三章 注射系统的设计注射系统在工作过程中具有塑化、注射和保压的功能,其必须满足以下要求：(1)在预定的时间内能将固态的塑料熔融塑化为黏流态的物料，并且能按预定的熔料量、温度为注射成型提供均匀的熔料；(2)根据工艺要求能将塑化好的熔料以适合的压力和速度注射入模具的型腔中；(3)当完全充模后，能在预定的时间内持续对模腔中的熔料保持一定的压力，保证制品的补缩和彻底排掉气体。
注射系统的主要组成部分包括塑化注射装置、驱动装置和计量装置等。
塑化注射装置由螺杆、机筒及加热冷却元件组成，在螺杆头部还可设置防止熔体倒流的止逆环或各种剪切混炼元件。
螺杆驱动装置主要由减速器机构、主轴套和旋转驱动电动机或液压马达组成。
计量装置是由支架和行程挡块组成的装置，它与螺杆预塑后退动作相联系，起塑化和计量作用。
3.1螺杆的设计注射螺杆是注射系统中最关键的零部件。
注射螺杆具有塑化物料和将物料注进模具型腔的功能。
塑化时，机筒的加热和螺杆的转动使塑料在往前输送的过程中实现塑料的熔融，将固态塑料变为黏流态的熔体；注射时，螺杆往前移动将机筒前端的熔体注射进模腔中。