玻璃制品液压压结机设计—模具和送料机构设计

毕业设计说明书题目名称：玻璃制品液压压结机设计 模具和送料机构设计 院系名称： 机 电 学 院 班 级： 机 自 072 学 号： 200700314227 学生姓名： 赵军荣 指导教师： 樊 瑞 2011年 05 月中原工学院毕业设计（论文）说明书1摘要近年来，随着世界各国在机械制造技术方面的高速发展，人们所能够加工制作出的产品质量也越来越高。而相应的，伴随着人们对高品质、高精度产品的需求越来越大，对于这些尖端产品的生产机械要求也就越来越高。本课题就玻璃制品（电连接器）的生产机械，即玻璃制品液压压结机的设计方法进行了讨论分析。采用粉末冶金技术加工生产高品质、高精度的产品，就对模具的设计以及技术要求进行了限制。此次设计课题针对玻璃制品液压压结机的模具以及送料部分的设计进行了分析计算以及总结。本次设计包括了两大块内容： 针对模具部分进行系统的分析，选择最合适的模具来加工产品。 如何在液压机工作时对模具进行合理的送料，并使之能够循环下去关键词：压机；粉末冶金；模具；送料中原工学院毕业设计（论文）说明书2ABSTRACTIn recent years, as the high speed development the high speed development of countries around the world in mechanical manufacturing technology aspects, people can manufacture a product quality more and more high. And the corresponding, with people needing high quality, precision become more and more big, the product demand for these state-of-the-art product production machinery requirements are increasingly high.This topic is glass products (electric connectors) production machinery, namely glass products hydraulic pressure knot machine design methods discussed. The powder metallurgical technology processing production of high quality, precision of the products, mold design and technical requirements for the restrictions.This design task for glass products hydraulic press knot machine mold and the design of feeding section is analyzed and calculated, and summarized. This design includes two bulks content:For mould part systems analysis, to select the most appropriate mould processing products.How of mould in hydraulic press work reasonable feeding, and enable them to recycle .Key words：compressor Powder metallurgy mould feeding中原工学院毕业设计（论文）说明书3目录摘要 .11 绪论 .41.1 概述 .41.2 国内外压机的发展现状 .41.3 液压压机的发展趋势 .61.4 本课题所涉及压机制品的简介 .62 模具部分设计计算 .82.1 玻璃粉末挤压模结构 .82.2 成型部件选择 .82.3 送料部分设计 .92.4 模具中的设计计算 .102.4.1 下料量的计算 .102.4.2 装粉高度的计算 .102.4.3 压制压力的计算 .102.4.4 侧压力和剩余侧压力 .112.4.5 脱模压力 .122.4.6 行程确定 .123 模具各部分尺寸设计以及送料油缸的设计 .133.1 模具各部分尺寸设计 .133.2 送料油缸 .15中原工学院毕业设计（论文）说明书44.1 模具整体布局 .164.2 主要零件的连接方式 .165 本模具的工作过程 .186 本模具的技术特色 .186.1 精度高 .186.2 质量稳定，密度均匀 .186.3 模具合模开模运动平稳，下料流畅 .197 总结 .208 参考文献 .211 绪论1.1 概述液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一。目前,液压机的最大标称压力已达 750 MN,用于金属的模锻成型。随着金属压制和拉伸制品的需求逐年提高,对产品品种的要求也日益增多,另一方面,产品的生产批量也逐渐缩小。为与中小批量生产相适应,需要能快速调整的加工设备,这使液压机成为理想的成型工艺设备。特别是当液压机系统实现具有对压力、行程速度单独调整功能后,不仅能实现对复杂工件以及不对称工件的加工,而且废品率非常低。与机械加工系统相比,有极大的优越性。80 年代以来,随着微电子技术、液压技术等的发展,液压机有了更进一步的发展,其高技术含量增多,众多机型已采用 CNC 或 PC 机来控制,提高了产品的加工质量和生产率。1.2 国内外压机的发展现状中原工学院毕业设计（论文）说明书5液压机的液压系统和整机结构等方面发展已经比较成熟,国内外机型无较大差距 ,主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、 冷却及防止冲击振动方面有明显改善。 在油路结构设计方面 ,国内外都趋向于集成化、 封闭式设计。插装阀、 叠加阀和复合化元件及系统统在液压系统中得到广泛的应用。国外已广泛采用封闭式循环油路设计 ,可有效地防止泄油和污染 ,更重要的是防止灰尘、 空气和化学物质侵入系统 ,延长了机器的使用寿命。由于加工工艺等方面的原因 ,国内采用封闭式循环油路设计的系统还不多见。 在安全性方面 ,国外某些采用微处理器控制的高性能液压机利用软件进行故障的检测和维修 ,产品可实现负载检测、 自动模具保护和错误诊断等功能。 液压机的发展最主要体现在控制系统方面。微电子技术飞速发展为改进液压机的性能、 提高稳定性、 加工效率等方面提供了前提条件。相比之下 ,国内机型虽然种类齐全 ,但技术含量相比较低 ,缺乏高档机型 ,这与机电液一体化和中小批量柔性生产的发展趋势不相适应。当前国内外液压机产品中控制系统分为以下 3 种类型。 以继电器为主控元件的传统型 其电路结构简单 ,技术要求不高 ,成本较低 ,相应控制功能简单 ,适应性不强。主要用于单机工作 ,加工产品精度不高的大批量生产 ,也可组成简单的生产线。现在 ,国内许多液压机厂还以该机型为主 ,国外众多厂家只是保留了对该机型的生产能力 ,而主要面向技术含量高的机型组织生产。 采用可编程控制器(PLC)控制系统 该系统是在继电器控制和计算机控制发展的基础上开发出来的 ,并逐渐发展成为以微处理器为核心 ,将自动化技术、 计算机技术、 通讯技术溶为一体的新型工业自动控制装置。目前 ,该机型广泛应用于各种生产机械和自动化生产过程中。早期的可编程序控制器只能进行简单的逻辑控制 ,随着技术的不断发展 ,一些厂家采用微电子处理器作为可编程序控制器的中央处理单元(CPU) ,不仅可以进行逻辑控制 ,还可以对模拟量进行控制 ,扩大了控制器的功能。可编程控制器有较中原工学院毕业设计（论文）说明书6高的稳定性和灵活性 ,但还是介于继电器控制和工业控制机控制之间的一种控制方式 ,与工业控制机相比还有很大的差距。当前 ,国内有部分厂家采用该控制系统 ,如天津锻压机械厂有 60 %的产品采用 P LC 来提高控制性能和可靠性。国外厂家如丹麦的 STENHQJ 公司采用 STEMENS 的可编程控制器 ,实现对压力和位移的控制。 应用高级微处理机(或工业控制计算机)的高性能控制系统 该控制方式是在计算机控制技术成熟发展的基础上采用的一种高科技含量的控制方式 ,以工业控制机或单片 P 单板机作为主控单元 ,通过外围接口器件(如 AP D 或 DP A 板等 )或直接应用数字阀实现对液压系统的控制 ,同时利用各种传感器组成闭环回路式的控制系统 ,达到精确控制的目的。这种控制方式的主要特点为:具有友好的人机交互性 ,操作简单 ,控制精度高;生产高速化 ,提高生产率;可顺利实现对工作参数(如压力、 速度、 行程等)的单独调整 ,能进行复杂工件、 不对称工件的加工;预存工作模式 ,缩短调整时间 ,与柔性加工要求相适应;可通过软件来消除高速下的换向冲击 ,以降低噪声 ,提高系统的稳定性;在安全方面可利用软件进行故障预诊断 ,并自动修复故障和显示错误。1.3 液压压机的发展趋势 高速化、 高效化、 低能耗。提高液压机的工作效率 ,降低生产成本。 机电液一体化。充分利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系统的完善。 自动化、 智能化。微电子技术的高速发展为液压机的自动化和智能化提供了充分的条件。自动化不仅仅体现在加工 ,应能够实现对系统的自动诊断和调整 ,具有故障预处理的功能。 液压元件集成化 ,标准化。集成的液压系统减少了管路连接 ,有效地防止泄漏和污染。标准化的元件为机器的维修带来了方便。1.4 本课题所涉及压机制品的简介电联接器有插头及插座二部件组成，而插头部件由壳体、玻璃绝缘体（见图中原工学院毕业设计（论文）说明书71） 、插针组成。插座由座壳、针座、玻璃绝缘体组成。当插头插入插座中，此时所有导线通过插针、针座全部各自导通，而各插针之间可通过玻璃高温绝缘(此处，塑料不再用氢气热处理，温度 10501100 ，时 间 l h 。再氧化( 保证 2l 0 丝的氧化层)，温度 700，时间 510min。再排蜡(玻璃粉为了成型须加入石蜡，而产品中不允许有石蜡)，温度 500，时问 24 h。再预烧，温度 780，时间 5-lOmin。最后进行装配，封接，温度 1000，时间 l520 min。而图 1 零件为玻璃制品绝缘体，55 个直径 1.8mm 小孔用于安装 55 根插针，高 10mm，外圆直径为35mm 与插头内孔封接，密度尽可能均匀。 2 模具部分设计计算2.1 玻璃粉末挤压模结构由于玻璃制品的原材料是粉末状的，且没有粘 性，犹如“ 一盘散沙” ， 故成型前应在玻粉中加入石腊，以确保成型。用模具成型件(上模、型芯、下模、型腔) 保证精度。用计量装置保证坯件重量。用振动器保证 密度的均匀性，本精密玻璃模具由模架、动力源部件、集成块部件、油缸执行部件、顶出部件、震荡器、模具成型部件、计量装置 8 大部件组成。 模架。由油箱、4 对导柱导套、5 块模板组成，其作用是固定所有部件且保证各部件的相对位置，保证各部件的运动精度。 动力源部件。由电机、油泵、联轴器、法兰盘滤 油器等组成。其作用是将机械能转化为液压能，从而控制各阀及执行元件，使模具对玻粉有足够的压制力。中原工学院毕业设计（论文）说明书8 集成块部件。由底座、压力块、方向块、速度 块、盖板、油管及管接头等组成。其作用是控制模具合模、开模、顶出的压力大小、速度大小及方向 转换。 油缸部件。由缸筒、端盖、活塞、活塞杆、密封件 、导向体、缓冲件等组成。其作用是将液压能转化为机械能，从而带动模具运动。 顶出装置。由调节杆、活动板、顶杆、顶板组成。其作用是采用二次顶出，绕开震荡器，保证将压制好的玻坯平稳地，可靠地顶出模外。 震荡部件。采用 YZU10-2 型立式振荡电机对料胚进行震荡是原料在下模上分布均匀。 模具成型部件。由上模、型腔、型芯、下模等组成。其作用是保证玻璃制件的形状、位置、尺寸及表面粗糙度值。 计量装置。由料斗、定量计量器、小油缸、定距板等组成。其作用是按时间、 位置要求即定量容积的玻粉加入模具中，以确保质量的稳定性。2.2 成型部件选择根据设计需要，将模具分为上模、型腔、下模及型芯四部分。 （如图 2）图 2、上下模、型腔及型芯安装图其中，上下模及型腔用 45 钢做成，由于工件对精度的要求较高，而下模与上模在型腔内合模，故三者的制造精度要求也随之提高。对于 55 根直径为1.8mm 的型芯，由于其对尺寸精度、表面粗糙度、硬度以及耐磨性等要求较高，选择型芯的材料是 SKD11 模具钢。SKD11 是-种高碳高铬合金工具钢，热处理中原工学院毕业设计（论文）说明书9后具有很高的硬度磨性，并具有淬透性强，尺寸稳定性好的特点，适宜制做高精度长寿命冷作模具及热固成型塑料模具。2.3 送料部分设计送料部分如下图 3 所示，当下模与型腔结合后，送料油缸开始推着接料箱和下滑板一起向前运动，当下滑板运动到极限位置后由于台阶阻挡不再向前运动，送料油缸继续推着接料箱向前运动，当接料箱到达型腔口时开始下料，设定时间为5s，然后油缸拉着接料箱和下滑板开始回退直至初始位置开始