液壓系統(tǒng)課程報(bào)告

多級(jí)注塑成型液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析摘要：本文通過對(duì)注塑機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)，多級(jí)注塑液壓系統(tǒng)的工作原理，多級(jí)注塑成型液壓系統(tǒng)，多級(jí)注塑成型工作過程，液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)等多方面來分析多級(jí)注塑成型液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析。關(guān)鍵字：注塑機(jī) 成型工作過程 多級(jí)注塑成型 液壓系統(tǒng)（一）注塑機(jī)結(jié)構(gòu)組成和工作原理注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)組成：1） .合模裝置合模裝置是安裝模具用的成型部件。主要由定模板、動(dòng)摸板、合模機(jī)構(gòu)、合模缸和頂出裝置等組成。2） .注射裝置注射裝置是注塑機(jī)的塑化部件。主要由加料裝置、料筒、螺桿、噴嘴、預(yù)塑裝置、注射缸和注射座移動(dòng)缸等組成。3）驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置的主要作用有二：一是使注塑機(jī)按工藝要求進(jìn)行動(dòng)作時(shí)提供所要求的動(dòng)力；二是滿足運(yùn)動(dòng)部件在運(yùn)動(dòng)時(shí)所需力和速度的要求?，F(xiàn)在使用的驅(qū)動(dòng)裝置多為液壓驅(qū)動(dòng)裝置。通常由控制系統(tǒng)壓力和流量的主回路和由各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分回路所組成。組成回路的元件主要有：泵、過濾器、流

量閥、壓力閥、方向閩、調(diào)速閥、行程閥、蓄能器、指示儀表、開關(guān)元件等。.液壓傳動(dòng)及電氣控制系統(tǒng)液壓傳動(dòng)及電氣控制系統(tǒng)安裝在機(jī)身內(nèi)外腔上，是注塑機(jī)的動(dòng)力和操縱控制部件。主要由液壓泵、液壓閥、電動(dòng)機(jī)、電氣元件及控制儀表等組成。注塑機(jī)的工作原理：注塑成型機(jī)簡稱注塑機(jī)。注塑成型是利用塑料的熱物理性質(zhì)，把物料從料斗加入料筒中，料筒外由加熱圈加熱，使物料熔融，在料筒內(nèi)裝有在外動(dòng)力馬達(dá)作用下驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的螺桿，物料在螺桿的作用下，沿著螺槽向前輸送并壓實(shí)，物料在外加熱和螺桿剪切的雙重作用下逐漸地塑化，熔融和均化，當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料在螺槽摩擦力及剪切力的作用下，把已熔融的物料推到螺桿的頭部，與此同時(shí)，螺桿在物料的反作用下后退，使螺桿頭部形成儲(chǔ)料空間，完成塑化過程，然后，螺桿在注射油缸的活塞推力的作用下，以高速、高壓，將儲(chǔ)料室內(nèi)的熔融料通過噴嘴注射到模具的型腔中，型腔中的熔料經(jīng)過保壓、冷卻、固化定型后，模具在合模機(jī)構(gòu)的作用下，開啟模具，并通過頂出裝置把定型好的制品從模具頂出落下。1.1).合模注射.保壓.螺桿預(yù)塑.制品頂出2?其中所包含的4個(gè)階段及注意事項(xiàng)：.填充階段：填充是整個(gè)注塑循環(huán)過程中的第一步，時(shí)間從磨具閉合開始注塑算起，到模具型腔填充到大約95%為止。理論上，填充時(shí)間越短，成型效率越高，但實(shí)際中，成型時(shí)間或注塑速度要受到很多條件的制約。.保壓階段：保壓階段的作用是持續(xù)施加壓力，壓實(shí)熔體，增加塑料密度，以補(bǔ)償塑料的收縮行為。由于在保壓階段，塑料受模壁冷卻固化加快，熔體粘度增加也很快，因此模具型腔內(nèi)的阻力很大。在保壓的后期，材料密度持續(xù)增大,塑件也逐漸成型，保壓階段要一直持續(xù)到澆口固化封口為止，此時(shí)保壓階段的模腔壓力達(dá)到最高值。.冷卻階段：在注塑成型模具中，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要，這是因?yàn)槌尚退芰现破分挥欣鋮s固化到一定剛性，脫模后才能避免塑料制品因受到外力而產(chǎn)生變形。由于冷卻時(shí)間占整個(gè)成型周期約70%到80%，因此設(shè)計(jì)良好的成型系統(tǒng)可以大幅縮短成型時(shí)間，提咼生產(chǎn)率，降低成本。.脫模階段：脫模階段是注塑成型循環(huán)中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，雖然制品已經(jīng)冷固成型，蛋脫模還是對(duì)制品質(zhì)量有很重要的影響。脫模方式不當(dāng)可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品在脫模時(shí)受力不均，頂出是引起產(chǎn)品變形等缺陷。(三)?設(shè)計(jì)多級(jí)注射成型液壓系統(tǒng)：1?注塑機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的要求：.要有足夠的合模力熔融的塑料通常以4~15MPa的高壓注入模腔，因此合模缸必須有足夠的合模力，否則在注射時(shí)導(dǎo)致模具離縫而產(chǎn)生塑料制品的溢邊現(xiàn)象。.開、合模的速度可調(diào)節(jié)在開、合模過程中，要求合模缸有慢快慢的速度變化，其目的是為了縮短空程時(shí)間，提高生產(chǎn)率和保證制品質(zhì)量，并避免產(chǎn)生沖擊。.足夠的注射座移動(dòng)液壓缸推力目的是為了保證噴嘴與模具澆口緊密接觸。.注射壓力和速度可以調(diào)節(jié)這是為了適應(yīng)不同的塑料品種、注塑成型制品幾何形狀和模具澆注系統(tǒng)的要求。.保壓功能其目的是為了是塑料注滿緊貼模腔獲得精確形狀，另外在冷卻凝固收縮過程中，熔融塑料可不斷外補(bǔ)入模腔，避免產(chǎn)生廢品。另外，根據(jù)需要保壓壓力可以調(diào)節(jié)。.預(yù)塑過程可調(diào)節(jié)

在模腔熔體冷卻凝固階段，在料斗內(nèi)的塑料顆粒通過筒內(nèi)螺桿的回轉(zhuǎn)卷入料筒，連續(xù)向噴嘴方向推移，同時(shí)加熱塑化、攪拌和擠壓為熔體。在注塑成型加工中，通常將料筒每個(gè)小時(shí)塑化的重量作為生產(chǎn)力指標(biāo)。當(dāng)料筒的結(jié)構(gòu)尺寸確定后，隨塑料的熔點(diǎn)、流動(dòng)性和制品不同，要求螺桿轉(zhuǎn)速可以改變，以便使預(yù)塑過程的塑化能力可以調(diào)節(jié)。7).頂出制品頂出制品出了要求有足夠的頂力外，還要求頂出速度平穩(wěn)、可調(diào)。2?液壓系統(tǒng)的工作原理：該注塑機(jī)液壓系統(tǒng)多種速度是靠雙聯(lián)泵和節(jié)流閥組合而獲得的；多級(jí)壓力是靠電磁閥與遠(yuǎn)程調(diào)壓閥組合獲得的！注塑機(jī)液壓系統(tǒng)圖：動(dòng)模板定模板5-合模缸料筒頂出缸注射座移動(dòng)缸I i3YAjr轂安全門一關(guān)6YAW1/XT1IIJIYA/、注射缸、15*)(10X燈A2YAV7~動(dòng)模板定模板5-合模缸料筒頂出缸注射座移動(dòng)缸I i3YAjr轂安全門一關(guān)6YAW1/XT1IIJIYA/、注射缸、15*)(10X燈A2YAV7~■XN廠、I.,)?816 1 -y 1rj2OrJ19rJ18i L i品1721XLUVWYA1X1圖8.12SZ-25OA型注塑機(jī)液壓系統(tǒng)圖明細(xì)列表:工作原理如下：.關(guān)安全門行程閥6恢復(fù)常位，合模缸才能動(dòng)作，開始整個(gè)動(dòng)作循環(huán)。.合模動(dòng)模板慢速啟動(dòng)、快速前移，接近定模板時(shí)，轉(zhuǎn)為低壓、慢速控制。在確認(rèn)模具內(nèi)無異物存在，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為高壓使模具閉合。這里采用了液壓一機(jī)械式合模機(jī)構(gòu)。2Y+、3Y+，泵1卸載，泵2供油，實(shí)現(xiàn)慢速合模，此時(shí)若14Y+，泵2壓力則由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥18控制，實(shí)現(xiàn)低壓合模，若14Y―,泵2壓力由高壓溢流閥4控制,高壓合模并有連桿牢固鎖緊模具；1Y+、2Y+、3Y+，雙泵供油，則實(shí)現(xiàn)快速合模。.注射座前移2Y+、7Y+，注射座前移使噴嘴與模具接觸。.注射注射螺桿以一定壓力和速度將料筒前端的熔料經(jīng)噴嘴注入模腔。分慢速注射和快速注射。慢速注射:2Y+、7Y+、10Y+、12Y+，注射速度由單向節(jié)流閥14調(diào)節(jié)，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥20起定壓作用?？焖僮⑸洌?Y+、2Y+、7Y+、8Y+、10Y+、12Y+，兩個(gè)泵同時(shí)供油，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥20起安全作用。.保壓2Y+、7Y+、10Y+、13Y+,注射缸對(duì)模腔內(nèi)的熔料實(shí)行保壓并補(bǔ)塑，泵1卸載，泵2供油，多余油液經(jīng)閥4溢回油箱，保壓壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥19調(diào)節(jié)。.預(yù)塑1Y+、2Y+、7Y+、11Y+，保壓完畢，從料斗加入的物料隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)被帶到料筒前端，進(jìn)行加熱塑化，并建立起一定壓力。當(dāng)螺桿頭部熔料壓力到達(dá)能克服注射缸活塞退回的阻力時(shí)，螺桿開始后退，注射缸右腔的背壓力由閥16控制，注射缸左腔產(chǎn)生局部真空，油箱油液在大氣壓的作用下經(jīng)閥11中位進(jìn)入其中。螺桿退到預(yù)定位置，即停止轉(zhuǎn)動(dòng)和后退，準(zhǔn)備下一次注射。與此同時(shí),在模腔內(nèi)的制品冷卻成形。.防流涎2Y+、7Y+、9Y+，采用直通開敞式噴嘴時(shí)，預(yù)塑加料結(jié)束，要使螺桿后退一小段距離，防止噴嘴端部物料流出。一方面由注射座缸使噴嘴與模具接觸，一方面由注射缸使螺桿強(qiáng)制后退。.注射座后退2Y+、6Y+，泵1卸載，泵2壓力油使注射座后退。.開模開模速度一般為慢 快——慢。慢速開模：2Y+或1Y+、4Y+,快速開模：1Y+、2Y+、4Y+.頂出頂出缸前進(jìn)：2Y+、5Y+，泵1卸載，泵2供油，運(yùn)動(dòng)速度由單向節(jié)流閥7調(diào)節(jié)，溢流閥4為定壓閥。頂出缸后退：2Y+，泵2壓力油使頂出缸后退。（四）注塑機(jī)液壓系統(tǒng)特點(diǎn)：本機(jī)器液壓系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是采用一個(gè)恒壓控制變量葉片泵，一方面能保證合模裝置在大部分工作時(shí)間內(nèi)恒壓力的要求；另一方面組成壓力匹配回路、流量匹配回路及差動(dòng)回路等，可減少能量損失，系統(tǒng)的油液發(fā)熱很少。1?動(dòng)力裝置本機(jī)器屬于超小型注塑機(jī)，液壓缸直徑較小，故只采用一個(gè)高壓變量葉片泵供油。該泵為V4型變量葉片泵。其為雙葉片結(jié)構(gòu)。配流盤具有端面壓力補(bǔ)償裝置，減少了端面泄漏。最高壓力可達(dá)16Pa。為了保證合模機(jī)構(gòu)在大部分工作時(shí)間內(nèi)保持恒定的合模壓力，故采用恒壓控制。恒壓變量機(jī)構(gòu)的工作原理如圖所示。圓形定子環(huán)2夾在兩個(gè)活塞3和4之間，。彈簧5使定子環(huán)處在最大偏心位置。只要系統(tǒng)一產(chǎn)生壓力。兩個(gè)活塞就處于系統(tǒng)壓力之下，油液經(jīng)閥芯7的中心孔到達(dá)活塞4的右端把定子環(huán)保持在一定的偏心位置上。由閥芯7彈簧6及閥體等零件組成的壓力控制器有兩個(gè)作用。一是用彈簧6調(diào)節(jié)泵的最咼工作壓力；另一一作用是控制定子環(huán)2的偏心量，使泵的輸出流量總與節(jié)流閥9的調(diào)節(jié)流量相匹配如果這時(shí)節(jié)流閥9關(guān)小，則節(jié)流閥前壓力升高，F(xiàn)增加，閥7克服彈簧6的力向下移動(dòng)。閥芯7上的臺(tái)肩8與閥體環(huán)形槽形成的開口量加大，活塞4右端的液壓力下降，活塞3推動(dòng)定子環(huán)2右移。偏心量減小。泵輸出流量減小。直到與節(jié)流閥2的開口量相匹配，閥芯7處于新的平衡狀態(tài)。閥芯子上的臺(tái)肩8與閥體環(huán)形槽所形成的開口量大小，使活塞4上的液壓力可從泵壓力（當(dāng)開口量為零時(shí)）至接近油箱壓力（當(dāng)開口量最大時(shí)）變化。當(dāng)注塑機(jī)處于保壓工作狀態(tài)時(shí)，作用在閥芯1上的液壓力克服彈簧力。使臺(tái)肩8處的開口量最大，定子環(huán)2在小活塞3的作用下右移，直到與轉(zhuǎn)子1幾乎對(duì)中為止，泵剛好維持保壓壓力，輸出流量實(shí)際上為零，僅補(bǔ)充泄漏量。恒壓變量泵的工作特性曲線如圖3所示。從圖中看出，泵在低壓工作時(shí)，處于最大排量情況。隨著泵的工作壓力升高，其容積效率降低，因而輸出流量略有減小，使特性曲線略向下斜。當(dāng)泵的工作壓力達(dá)到由壓力控制器中彈簧6調(diào)定的額定值時(shí)，泵輸出流量按照前面所述規(guī)律變化。由于閥芯7的位移量很小，所以Q-P特性曲線基本垂直于橫坐標(biāo)，恒壓誤差在額定壓力的2~3%以內(nèi)。如上所述，這種泵既能保持系統(tǒng)恒定的工作壓力，又使輸出流量及與系統(tǒng)所需流量相匹配,減少了功率損失和液壓油的發(fā)熱,恰好滿足注塑機(jī)的工作性能要求。2.合模與鎖模液壓回路對(duì)這個(gè)回路的要求是合模開始時(shí)動(dòng)?？焖偾斑M(jìn),當(dāng)接近定模時(shí)開始降速，兩模合實(shí)、鎖緊。鎖模力量需要很大，因此合模液壓缸！的直徑較其它液壓缸的直徑大。又由于快速合模的要求，輸入合模液壓缸A腔的流量應(yīng)該較大,為了不增加泵的排量，將A、B腔差動(dòng)連接?？焖俸夏５乃俣龋赏ㄟ^調(diào)節(jié)邏輯閥LG1的開口量來調(diào)節(jié)。鎖模時(shí)，合模液壓缸1的BC腔均與油箱連通（S1及S2帶電），增壓油缸切向A腔供高壓油，并且在B腔的回油路上設(shè)置一個(gè)1?8的阻尼孔，以提高鎖模過渡過程的穩(wěn)定性。3.注射液壓回路注射液壓缸的前進(jìn)與后退速度由節(jié)流閥DRV1及DRV2調(diào)節(jié)。在注射時(shí)油泵供油壓力必須保證鎖模所需的壓力。而注射及保壓的壓力都低于鎖模壓力。故在