螺桿式注射機合模裝置系統(tǒng)設(shè)計

畢業(yè)論文開題報告機械設(shè)計制造及其自動化螺桿式注射機合模裝置系統(tǒng)設(shè)計一、 選題的背景和意義注塑機具有能一次成型外型復(fù)雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件的質(zhì)地密致的塑料制品，被廣泛應(yīng)用于國防、機電、汽車、交通運輸、建材、包裝、農(nóng)業(yè)、文教衛(wèi)生及人們?nèi)粘Ｉ罡鱾€領(lǐng)域。注射成型工藝對各種塑料的加工具有良好的適應(yīng)性，生產(chǎn)能力較高，并易于實現(xiàn)自動化。1948年在注塑機上開始使用螺桿塑化裝置，并于1956年制造出世界上第一臺往復(fù)式螺桿注射成型機，這是注射成型工藝的一大突破，從而使更多的塑料和制件采用注射成型法加工。在塑料工業(yè)迅速發(fā)展的今天，注塑機不論在數(shù)量上或品種上都占有重要地位，其生產(chǎn)總數(shù)占整個塑料成型設(shè)備的一半以上。注塑機的工作原理與打針用的注射器相似，它是借助螺桿（或柱塞）的推力，將已塑化好的熔融狀態(tài)（即粘流態(tài)）的塑料注射入閉合好的模腔內(nèi)，經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過程。注射成型是一個循環(huán)的過程，每一周期主要包括：定量加料一熔融塑化一施壓注射一充模冷卻一啟模取件。取出塑件后又再閉模，進(jìn)行下一個循環(huán)。最近日本的住友電工公司新研發(fā)了全新納米注射機及其相應(yīng)的模具，對塑料產(chǎn)品的加工精度有了更盡一步提高。歐洲注射模具機械的發(fā)展也是有目共睹，例如SermoENGEL等公司展出了多零件、多色、多材料注射模，回轉(zhuǎn)臺注射成型和帶分度板座的注射成型系統(tǒng)。利用這些模具和技術(shù)可實現(xiàn)同一模具中成型多種零件，并且可實現(xiàn)多種顏色、多種材質(zhì)塑料的注射成型。二、 研究目標(biāo)與主要內(nèi)容（含論文提綱）研究目標(biāo)：本次設(shè)計主要針對注射機合模裝置系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，合模具裝置是保證成型模具可靠的閉鎖，開啟并取出制品的部件。一個完善的合模裝置應(yīng)具備下列三個基本條件：（1） 足夠的鎖模力，使模具在熔料壓力（模腔壓力）作用下，不致有開逢現(xiàn)象發(fā)生。（2） 足夠的模板面積，模板行程和模板間的開距，以適應(yīng)不同外形尺寸制品的成型要求。（3）模板的運動速度，應(yīng)是閉模時先快后慢，開模時慢，快，慢，以防止模具的碰撞，實現(xiàn)制品的平穩(wěn)頂出并提高生產(chǎn)力。五十年代以來，螺桿預(yù)塑注射機的出現(xiàn)，使注射成型的發(fā)展進(jìn)入了一個新的歷史階段，相應(yīng)的先進(jìn)的合模裝置研制是注射技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的重要課題之一。合模裝置的種類很多，若按實現(xiàn)鎖模力的方式分，則有機械式、液壓式、和液壓機械組合式、三大類。本次設(shè)計的技術(shù)指標(biāo)：注射重量為100g；注射速率為76g/s，塑化能力為14g/s，注射壓力為120MPa，合模力為800KN，移模行程320mm，螺桿轉(zhuǎn)速5?120r.p.m。為了滿足技術(shù)指標(biāo)要求，盡一步滿足注射機對合模裝置速度和力的要求，本次合模設(shè)計采用液壓一雙曲肘式合模裝置。如果采用其它的合模設(shè)計方式也為嘗不可，如采用充液式合模裝置也可以達(dá)到合模的要求，但充液式合模裝置的油箱設(shè)置在合模裝置的上部，雖然可以便于壓力油的自行流入，加快的充油速度，同時也減少了油泵的供油量和電機的功率損耗。但是模具閉合后，壓力油進(jìn)入增壓油缸，使鎖模缸內(nèi)的油增壓，由于鎖模缸內(nèi)的直徑大，和在高壓的作用下，達(dá)到千噸的鎖模力，其鎖模缸不僅直徑大，而且缸體長，需要的油量也很大，尤其是一個大油箱軒于合模裝置之上，顯得格外笨重。而液壓一雙曲肘合模裝置。它的主要特點是有自鎖功能，當(dāng)油缸活塞后拉動曲肘伸展成直線時，合模鎖緊后，即可自鎖，此時油缸卸載，鎖模力不會自行消失這是其它合模裝置所不具備的功能；有可靠的鎖模力，當(dāng)模具內(nèi)壓力高，脹力大于鎖模力時，這種機構(gòu)有一種附加力，模具仍能可靠鎖牢；高壓不用長時間工作，及時卸載，以減少功率消耗；模板移動速度變化，合模時由快速到慢速，鎖模力很快達(dá)到要求噸位，開模時模板移動速度變化是先慢扣快再慢停止。這種運動速度變化，使模具結(jié)合時不易發(fā)生撞擊現(xiàn)象；傳動機構(gòu)復(fù)雜，運動副多，調(diào)整困難，對零件的加工精度要求高，要經(jīng)常注意觀察各支撐點的潤滑情況，注意保持良好的潤滑條件；對鎖模力的調(diào)整，應(yīng)由小到大逐漸增加一步步調(diào)整，注意液壓系統(tǒng)不允許超過額定的壓力值。這種合模裝置更為經(jīng)濟(jì)，合理，并且完全滿足設(shè)計指標(biāo)的需求。主要內(nèi)容（含論文提綱）：前言1第1章概述1.1注射機的注射成型原理與特點1.2注射機的基本結(jié)構(gòu)1.3注射機的類型和應(yīng)用1.4注射成型工藝過程1.4.1合模與鎖緊1.4.2注射裝置前移1.4.3注射與保壓1.4.4制件冷卻與預(yù)塑化1.4.5注射裝置后退1.4.6開模與頂出制件第2章注射機的主要參數(shù)2.1注射部分的主要參數(shù)2.1.1理論注射量2.2合模部分主要參數(shù)2.2.1合模力2.2.2模具裝配部分主要參數(shù)2.3注射機的綜合性能參數(shù)第3章液壓缸的尺寸與計算3.1液壓缸的尺寸與選擇3.2液壓缸壁厚和外徑的計算3.3液壓缸工作行程的確定3.4缸蓋厚度的確定3.5最小導(dǎo)向長度的確定3.6缸體長度的確定3.7活塞桿穩(wěn)定性的校核第4章合模部分零件結(jié)構(gòu)確定及計算4.1曲肘部分的設(shè)計計算及校核4.1.1鎖模力與活塞推力4.1.2肘桿長度和厚度的確定4.2拉桿的設(shè)計計算4.3模板距離調(diào)節(jié)機構(gòu)4.3.1用拉桿螺母調(diào)節(jié)模板距離4.3.2變動合模油缸位置調(diào)距4.4頂出裝置的設(shè)計4.4.1機械式頂出裝置4.4.2液壓式頂出裝置4.4.3氣動頂出裝置4.5模板的設(shè)計第5章注塑機的液壓系統(tǒng)5.1液壓傳動系統(tǒng)的組成5.2液壓傳動油的選擇及注意事項5.3注塑機對液壓傳動的工作要求5.3.1合模裝置對液壓傳動的要求5.3.2注射座移動對液壓傳動的要求5.3.3注射工作對液壓傳動要求5.4液壓系統(tǒng)圖原理說明5.4.1合模裝置的液壓傳動工作程序是5.4.2塑化注射系統(tǒng)機座前移的液壓傳動工作程序5.4.3注射工作的液壓傳動程序5.4.4塑化注射系統(tǒng)機座后退的液壓傳動程序5.4.5預(yù)塑化中螺桿移動的液壓傳動程序5.4.6開模裝置的液壓傳動程序5.4.7制品頂出裝置的液壓傳動工作要求程序第6章電器系統(tǒng)控制6.1電氣控制系統(tǒng)的特點6.2動作過程6.3二級注射第7章注射機的調(diào)整、操作和安全措施7.1注射機的調(diào)整7.1.1注射壓力7.1.2鎖模力7.1.3注射速度7.1.4合模速度7.1.5循環(huán)時間7.1.6塑化情況7.2注射機的操作7.3注射機的安全措施結(jié)論致謝參考文獻(xiàn)三、擬采取的研究方法、研究手段及技術(shù)路線、實驗方案等研究方法、研究手段：設(shè)計此合模裝置應(yīng)著重從以下幾個方面設(shè)計：（1）模板距離調(diào)節(jié)機構(gòu)；模板距離調(diào)節(jié)機構(gòu)的種類也有很多，如XS-Z-60型注射機采用螺紋肘桿調(diào)節(jié)螺距，使肘桿兩段發(fā)生軸向移位，改變肘桿的長度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)模板距離的目的。這種形式的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)簡單制造容易，但是，螺紋和調(diào)節(jié)螺母要承愛鎖模力，因此只適應(yīng)于小型注射機。另外還有拉桿螺母調(diào)距。合模油缸裝在后模板上，通過調(diào)節(jié)拉桿螺母，便可調(diào)節(jié)合模缸的位置，但四個螺母調(diào)節(jié)必須一致，否則模板會發(fā)生歪斜，所以必須高有聯(lián)動機構(gòu)；考慮到設(shè)計的結(jié)構(gòu)不易復(fù)雜，低成本的原因而且又是采用液壓雙曲肘合模裝置改變兩移動模板距離方式調(diào)距，移動模板有兩塊，中間有螺紋連接，如果轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)］螺母，則兩塊移動模板的距離發(fā)生變化，從而達(dá)到模板距離調(diào)節(jié)的目的。（2） 頂出裝置的設(shè)計；頂出裝置是為頂出模內(nèi)制品而設(shè)計的，各種合模裝置均設(shè)有頂出裝置，頂出裝置可分為機械頂出，液壓頂出和氣動頂出。機械頂出裝置是把頂桿固定在機架上，它本身不移動，開模時移動模板后退，頂出桿穿過移動模板上的孔而達(dá)到模具頂板，將制品頂出。頂出桿的長度可以通過模具的厚度通過螺紋來調(diào)節(jié)，頂桿的數(shù)目，位置，隨合模機構(gòu)的特點，制品的大小而定。液壓式頂出裝置是在移動模板的后面裝一個頂出油缸推動活塞頂出桿工作活塞上有能調(diào)節(jié)頂桿長度的調(diào)節(jié)螺栓開模時模板后移油缸推動活塞即推動頂桿工作。頂出的力量，速度和時間通過液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)?？紤]到脫模時慢快慢的原因，所以頂出裝置采用單作用液壓缸頂出裝置，頂出時速度平穩(wěn)，不易破壞制品。（3） 液壓系統(tǒng)設(shè)計；為了保證注射機按工藝過程預(yù)定要求和動作程序準(zhǔn)確有效平衡地工作，液壓動力部分采用雙聯(lián)泵快慢速回路，大小泵同時或單獨向主油路供油，實現(xiàn)快慢速開模和閉模，移模油缸采用單油路單向節(jié)流閥來調(diào)節(jié)啟模速度，以免啟模過快撕裂制品。合模速度不受單項節(jié)流閥限制。采用遠(yuǎn)程調(diào)壓回路來調(diào)節(jié)注射壓力和保壓壓力。頂出油缸部分采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路。此外液壓系統(tǒng)也應(yīng)設(shè)有安全報警裝置：潤滑油不足時報警，以保證各配合滑動，部位有良好潤滑；液壓油不足時報警，防止吸油量不足，影響液壓工作；油溫過高報警，防止液壓系統(tǒng)元件損壞，保證油路正常暢通；吸油過濾供油不足時報警，防止空氣混入液壓油中，影響液壓系統(tǒng)正常工作。（4） 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計；油泵和預(yù)塑電機啟動回路采用有失壓保護(hù)的按鈕控制啟動回路。料筒加熱回路采用電阻加熱，自動控溫回路、利用熱電偶、調(diào)節(jié)式測溫毫伏計進(jìn)行自動控溫。噴嘴加熱圈單獨用調(diào)壓器控制其電壓大小以控制溫度。信號顯示回路表示動作進(jìn)行的狀況。動作控制回路中其動作的轉(zhuǎn)換主要由行程控制和時間控制來實現(xiàn)，即用限位開關(guān)和時間繼電器來執(zhí)行動作的自動轉(zhuǎn)換，并有連鎖保護(hù)措施。通過操作選擇開關(guān)，可實現(xiàn)調(diào)整（點動，手動，半自動及全自動四種操作方式）。根據(jù)工藝要求，可選擇前加料后加料或固定加料，并由加料選擇控制開關(guān)。（5） 注塑機工作時的安全保護(hù)裝置注塑機在注射塑料制品時，為了操作的人身安全，設(shè)備能長時間運轉(zhuǎn)工作在注塑設(shè)備上，設(shè)置一些護(hù)人身安全、防止設(shè)備損壞和液壓油系統(tǒng)的安全裝置，是非常有必要的。在注射生產(chǎn)中，經(jīng)常遇到兩開合模具間取制件、調(diào)試、清理模具異物。所以在這個開合模部位應(yīng)高有安全門。其作用是安全門關(guān)門才能合模，否則合模不動作。所以在這里設(shè)有行程開關(guān)，只有安全門關(guān)閉，壓合行程開啟合查油缸才能開始工作。模具保護(hù)裝置，模具是注塑制品主要部件，它的結(jié)構(gòu)形狀和制造工藝都比較復(fù)雜造價費用高，模具出現(xiàn)問題，不僅影響制品的生產(chǎn)質(zhì)量，甚至?xí)股a(chǎn)無法進(jìn)行，所以對模具也應(yīng)重點保護(hù)。為了防止模具開關(guān)的沖撞，合開模具時，選種速度要放慢，合模用低壓合模，待兩模具成接觸，碰到微行程開關(guān)，才能升壓高壓合模，如在低壓合模時，二模具間有異物，兩模具不能接觸，解及不到微行程開關(guān)，則不能高壓鎖模，保護(hù)模具不受損壞。我們應(yīng)該抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)，揚長避短，找到本企業(yè)的發(fā)展空間。首先，應(yīng)該確立外向型發(fā)展戰(zhàn)略，大力擴大出口，創(chuàng)造條件使自己的產(chǎn)品進(jìn)軍國際市場，特別是優(yōu)勢產(chǎn)品應(yīng)該加強出口工作力度，提高市場占有率。鼓勵更多的企業(yè)到境外設(shè)研究所，辦企業(yè)，特別是東南亞、中東、非洲、俄羅斯和東歐市場都具有很大的潛力。第二，積極擴大國際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作，大力引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，可以是合資合作，也可以是購買技術(shù)。選擇國際知名品牌的制造商，設(shè)立聯(lián)合的產(chǎn)品開發(fā)研究機構(gòu)。第三，積極推行專業(yè)化生產(chǎn)，改變大而全、缺乏高、精、尖的弱勢，提高關(guān)鍵零件部件的質(zhì)量水平，把創(chuàng)造世界名牌產(chǎn)品作為奮斗的目標(biāo)。確立優(yōu)質(zhì)高效精益求精、至誠服務(wù)、譽滿全球的質(zhì)量方針。跟蹤世界先進(jìn)技術(shù)，通過加大科技投人，加強產(chǎn)、學(xué)、研、相結(jié)合的研究開發(fā)，突出自主的技術(shù)創(chuàng)新加速科技成果的產(chǎn)業(yè)化，加快塑機產(chǎn)品的升級。四、 參考文獻(xiàn)[1]李雙全.塑料機械設(shè)備創(chuàng)新設(shè)計與自動化生產(chǎn)制造使用維護(hù)及質(zhì)量檢驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)用手冊.北京:機械工業(yè)出版社，2004.⑵申開智.塑料模具設(shè)計.北京：中國輕工業(yè)出版社，2002.北京化工學(xué)院，華南工學(xué)院.塑料機械設(shè)計.北京：中國輕工業(yè)出版社，1983.現(xiàn)代模具編委會.塑料注射成型原理與模具設(shè)計.北京：國防工業(yè)出版社，1990.北京化工學(xué)院，天津輕工業(yè)學(xué)院.塑料成型機械.北京：中國輕工業(yè)出版社，1992.耿孝正.塑料機械的使用與維護(hù).北京：中國輕工業(yè)出版社，1998.周殿明.塑料成型與設(shè)備維修.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.BeaumontJ,NagelRetal(2002)Successfulinjectionmolding:process,designandsimulation.Hanser,CincinnatiKazmerDO(2007)Injectionmolddesignengineering.Hanser,Cincinnati五、 研究的整體方案與工作進(jìn)度安排(內(nèi)容、步驟、時間)整體方案：首先查閱各類中外文資料，通過大量的閱讀，并且加入自己的理解和研究，完成外文翻譯、文獻(xiàn)綜述和開題報告這些論文的前期工作。然后在其他人的分析和研制的基礎(chǔ)上，再加以改進(jìn)和研究，從而完成注射機的主要參數(shù)，液壓缸的尺寸，合模部分零件結(jié)構(gòu)的確定與計算，完成注塑機的液壓系統(tǒng)，電器系統(tǒng)控制的設(shè)計。最后進(jìn)行整理和不斷修改完善，完成論文的整體工作。工作進(jìn)度安排：2011年12月20號完成外文翻譯2011年12月31號完成文獻(xiàn)綜述2011年1月15號完成開題報告2011年1月25號完成全部前期工作2011年2月份完成各部位的參數(shù)的