SX-ZY-500A注塑机设计

毕业设计（论文）SX-ZY-500A注塑机设计系、部：学生姓名：指导教师：职称：专业：班级：学号：2008年5月2材料清单1、毕业设计（论文）课题任务书2、指导教师评阅表3、答辩及最终成绩评定表4、毕业设计说明书5、附录材料3任务书指导教师学生姓名课题名称XS-ZY-500注塑机设计内容及任务本毕业设计课题提供所选用类型塑料注射机标准液压系统图，要求课题组成员根据塑料注射量的重量，选择液压执行机构的工作压力，求出液压执行机构的负载和结构尺寸，设计选择组成该液压系统的基本液压回路并说明每个液压元件在液压回路中的作用，设计计算选择液压元件，进行液压系统稳定性校核，绘液压集成系统图及液压集成回路图，设计液压装置和液压集块，编写液压系统设计说明书。拟达到的要求或技术指标使学生充分了解液压系统的性能知识，各种回路的作用及各种阀块的使用性能，要求对各种液压产品有一定的了解。以及会使用各种手册进行液压系统的设计，能在毕业后从事相关的液压设计工作。同时感受到现代模具设计制造业中，设计制造的模具是依靠塑料注射机、压机为主要生产工具才能有消费者心爱的产品上市，而液压系统是现代塑料注射机、压机设计的核心机构。进起止日期工作内容备注4度安排08.2.253.1508.3.163.2208.3.235.1608.5.135.23毕业设计调研集中实习毕业设计答辩时间主要参考资料1何存兴张铁华液压传动与气压传动(第二版)M武汉华中科技大学出版社2000551782北京化工学院华南理工学院塑料机械液压传动M北京轻工业出版社19831042793液压传动设计手册M上海上海科学技术出版社1981.1151244895005685854万贤杞液压课程设计指导书M衡阳湖南建材高等专科学校19854235黎启柏液压元件手册M工业技术出版社20001271452562756冯少如.塑料成型机械M陕西西北工业大学出版社19922237伍建国屈华昌压铸模设计M北京机械工业出版社199543教研室意见年月日系主管领导意见年月日5毕业设计（论文）指导教师评阅表学生姓名学号班级专业模具设计与制造指导教师姓名课题名称XS-ZY-500注塑机设计评语：（包括以下方面，学习态度、工作量完成情况、材料的完整性和规范性；检索和利用文献能力、计算机应用能力；学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力；）是否同意参加答辩：是否指导教师评定成绩分值：指导教师签字：年月日6毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表说明：最终评定成绩a+b，两个成绩的百分比由各系自己确定，但应控制在给定标准的10左右。学生姓名学号班级答辩日期课题名称XS-ZY-500注塑机设计指导教师评定成绩评定分值教师1教师2教师3教师4教师5小计课题介绍思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。30必答题40答辩表现思维敏捷,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确大、深入,知识面宽。自由提问30合计100答辩评分分值：答辩小组长签名：答辩成绩a：40指导教师评分分值：指导教师评定成绩b：60最终评定成绩：分数：等级：答辩委员会主任签名：年月日1摘要本设计通过了解注射机的工作原理及其机构组成，分析其典型零件的组成及动作原理，并通过液压系统的工况分析，初步计算确定其主要技术参数，设计其液压系统，选择合理的液压原件，使油泵电机的转速与注塑机工作所需液压的流量与压力乘积成正比，将传统的定量泵改造成变频变量泵，从而使溢流阀的回油流量降到最小，无高压节流能量损失，进而将传统有高压节流的“耗能型”注塑机升级为无高压节流的“节能型”注塑机.关键词：注射机；液压系统；技术参数；节能2ABSTRACTThisdesignconstitutesthroughworkprincipleanditsorganizationthatunderstandinginjectsmachine,analyzeconstituteofitstypicalmodelsparepartsandactprinciple,andpasstheworkconditionthattheliquidpressessystemanalysis,theinitialcalculationmakesureitmaintechniqueparameter,designitsliquidtopresssystem,chooseareasonableliquidtopressanoriginalpiece,maketheoilpumpturnofelectricalengineeringsoonwithnoteSumachinedischargeandpressureproductthattheliquidpressthatworkneedintoadirectproportion,reformatraditionalmeteredpumpchangethePinchangetomeasureapump,maketooverflowtoflowthereturnofvalveoildischargetodeclinetoleastthus,havenohighpressuretoreduceexpensesenergylossandthenhavetraditiontoconsumeabilitytypethatthehighpressurereduceexpensestonoteSumachinetogetstripeforhavenothehighpressurereduceexpensesofeconomyenergytypenoteSumachine.Keyword:Injectmachine;Theliquidpressessystem;Techniqueparameter;Economizeonenergy3目录1.绪论.11.1注塑机的发展简史及国内外现状.11.2课题设计的目的和意义.32.注塑机的工作原理及机构组成.42.1注塑机的工作原理.42.2注塑机的分类.42.3注塑机的组成结构分析.53.XS-ZY-500塑料注射成型机液压系统的设计计算.113.1主要技术参数.113.2工况分析.123.4油缸工作压力和流量的确定.143.5液压系统方案和工作原理图的拟定.193.6液压元件的选择.233.7压力系统性能的验算.28参考文献.35致谢.36附录.37毕业实习报告.38实习日记.39读书笔记.4011.绪论1.1注塑机的发展简史及国内外现状注射成型是加工热塑性高分子材料的主要方法之一。这种方法能制得外形复杂、尺寸精确和带有金属嵌件的制品，对各种聚合物加工的适应性强，易于实现全自动化生产。目前世界上80%的工程塑料制品采用注射成型加工。注射成型加工的主要设备是注塑机。八十年代以后，随着工程塑料的迅速发展和其应用领域的不断开拓，注塑机正朝着高速、高效、低能耗和高自动化的方向发展。注塑机的发展水平及趋势：随着塑胶制品多样化市场需求越来越大,注塑机设备的升级换代也越来越快。早期的注塑机都是全液压式，由于环保和节能的需要，以及伺服电机的成熟应用和价格的大幅度下降，随着塑胶制品多样化市场需求越来越大,注塑机设备的升级换代也越来越快。早期的注塑机都是全液压式，由于环保和节能的需要，以及伺服电机的成熟应用和价格的大幅度下降，近年来全电动式的精密注塑机越来越多。随着世界各国在环保，如能耗、噪音、泄漏等控制方面日益严格的要求，节能已完成为注塑机电液系统的研究重点，针对阀控电液系统有较大能量损失的不足，德、日等国发展了应用变量泵和电液比例阀结合的负载感应型的注塑机电液控制系统。为进一步降低能耗，减少2噪音，最新一代的注塑机是用转速可调的电动机驱动液压泵为动力源，在保压、冷却及空转工况保持很低转速，以达到节能、降噪的目的，其工作原理简述如下：利用注塑机同步信号及电气控制系统，根据注塑成型的工艺要求，将电液比例控制系统，模拟成负载跟踪控制系统，使油泵电机的转速与注塑机工作所需液压的流量与压力乘积成正比，将传统的定量泵改造成变频变量泵，从而使溢流阀的回油流量降到最小，无高压节流能量损失，进而将传统有高压节流的“耗能型”注塑机升级为无高压节流的“节能型”注塑机，节能型注塑机除了节能功能之主要特性外，依据其节能原理，还具有附加系列的优点：减轻开、锁模冲击，延长机械和模具使用寿命。延长油路系统（密封组件等）使用寿命，减少维修次数、节省维护降低噪音、改善工作环境。系统油温大幅降低，冷却用水量可节省30对电机具有过压、过流、缺相等多种保护。注塑机原有的控制方式及油路不变。将注塑机改造升级为“节能型”注塑机，其投资（主要是变频器）应该在一年内可通过节约的电费或油费收回。总之，开发“节能型”注塑机理论可行，投资小、效益明显，或许在不久的将来，变频节能型注塑机会成为注塑机制造业的新卖点。国内发展水平及方向：目前中国塑料机械产品主要集中在通用的中小型设备上，技术含量低，20世纪80-90年代的低档产品供大于求，机械制造能力过剩，企业效益下降。有的品种特别是超精大型高档产品还是空白，仍需进口。据2001年统计，中国进口塑料机械使用外汇11.2亿美元，而出口塑料机械创汇只有1.3亿美元，进口远大于出口。中国加入世界经贸组织(WTO)后，国外的机械制造业加速对华转移，世界一些知名的塑料机械企业，如德国德马克、克虏伯、巴登菲尔，日本住友重工等公司先后“进驻”中国，有的还进一步设立了技术中心。国外塑料机械制造商的进入给中国塑料机械行业带来了发展活力，同时也使中国塑料机械制造企业充满了机遇与挑战。31.2课题设计的目的和意义注塑机是一种专用的塑料成型机械，它利用塑料的热塑性，经加热融化后，加以高的压力使其快速流入模腔，经一段时间的保压和冷却，成为各种形状的塑料制品本课题研究的重点是设计一台注塑机的液压系统。要完成课题所达到的目的，就要确定液压系统方案，这是本课题的重点，也是问题存在之处。在注塑机液压系统方案确定后，怎样选择液压元件，以及集中阀的设计就是可能出现的问题。问题解决的办法：在熟悉各液压阀及液压回路的作用后，我们就可以逐步确定系统方案了。例如：在设计过程中为了灵活的控制压力控制注射压力和保压压力，注射系统采用两级压力控制。而对于集成阀设计，则只能多查阅相关资料，仿照设计。42.注塑机的工作原理及机构组成2.1注塑机的工作原理注塑成型机简称注塑机。注塑成型是利用塑料的热物理性质，把物料从料斗加入料筒中，料筒外由加热圈加热，使物料熔融，在料筒内装有在外动力马达作用下驱动旋转的螺杆，物料在螺杆的作用下，沿着螺槽向前输送并压实，物料在外加热和螺杆剪切的双重作用下逐渐地塑化，熔融和均化，当螺杆旋转时，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杆的头部，与此同时，螺杆在物料的反作用下后退，使螺杆头部形成储料空间，完成塑化过程，然后，螺杆在注射油缸的活塞推力的作用下，以高速、高压，将储料室内的熔融料通过喷嘴注射到模具的型腔中，型腔中的熔料经过保压、冷却、固化定型后，模具在合模机构的作用下，开启模具，并通过顶出装置把定型好的制品从模具顶出落下。闭模注射座前进注射保压冷却启模制品顶出退回塑化塑化退回固定塑化2.2注塑机的分类按合模部件与注射部件配置的型式有卧式、立式、角式三种（1）卧式注塑机：卧式注塑机是最常用的类型。其特点是注射总成的中心线与合模总成的中心线同心或一致，并平行于安装地面。它的优点是重心低、工作平稳、模具安装、操作及维修均较方便，模具开档大，占用空间高度小；但占地面积大，大、中、小型机均有广泛应用。（2）立式注塑机：其特点是合模装置与注射装置的轴线呈一线排列而且与地面垂直。具有占地面积小，模具装拆方便，嵌件安装容易，自料斗落入物料能较均匀地进行塑化，易实现自动化及多台机自动线管理等优点。缺点是顶出制品不易自动脱落，常需人工或其它方法取出，不易实现全自动化操作和大型制品注射；机身高，加料、维修不便。（3）角式注塑机：注射装置和合模装置的轴线互成垂直排列。根据注射总成中心线与安装基面的相对位置有卧立式、立卧式、平卧式之分：卧立式，5注射总成线与基面平行，而合模总成中心线与基面垂直；立卧式，注射总成中心线与基面垂直，而合模总成中心线与基面平行。角式注射机的优点是兼备有卧式与立式注射机的优点，特别适用于开设侧浇口非对称几何形状制品的模具。2.3注塑机的组成结构分析注塑机根据注射成型工艺要求是一个机电一体化很强的机种，主要由注射部件、合模部件、机身、液压系统、加热系统、控制系统、加料装置等组成。注塑机注射部件塑化部件螺杆料筒螺杆头喷嘴注射座注射油缸座移油缸液压马达合模部件合模装置调模装置顶出装置机身液压系统泵、液压马达、阀蓄能器、冷却器、管路等油路控制加热系统冷却系统控制系统动作程控料筒温度控制液压泵电机控制故障检测报警控制安全保护加料装置。（一）注塑部件的典型结构1注射部件的组成目前，常见的注塑装置有单缸形式和双缸形式，有的厂的注塑机都是双缸形式的，并且都是通过液压马达直接驱动螺杆注塑。因不同的厂家、不同型号的机台其组成也不完全相同，下面就对用的机台作具体分析。立式机和卧式机注塑装置工作原理是：预塑时，在塑化部件中的螺杆通过液压马达驱动主轴旋转，主轴一端与螺杆键连接，另一端与液压马达键连接，螺杆旋转时，物料塑化并将塑化好的熔料推到料筒前端的储料室中，与此同时，螺杆在物料的反作用下后退，并通过推力轴承使推力座后退，通过螺母拉动活塞杆直线后退，完成计量，注射时，注射油缸的杆腔进油通过轴承推动活塞杆完成动作，活塞的杆腔进油推动活塞杆及螺杆完成注射动作。螺杆式塑化部件的工作原理：预塑时，螺杆旋转，将从料口落入螺槽中的物料连续地向前推进，加热圈通过料筒壁把热量传递给螺槽中的物料，固体物料在外加热和螺杆旋转剪切双重作用下，并经过螺杆各功能段的热历程，达到塑化和熔融，熔料推开止逆环，经过螺杆头的周围通道流入螺杆的前端，并产生背压，推动螺杆后移完成熔料的计量，在注射时，螺杆起柱塞的作用，在油缸作用下，迅速前移，将储料室中的熔体通过喷嘴注入模具。螺杆式塑化部件一般具有如下特点：螺杆具有塑化和注射两种功能；螺杆在塑化时，仅作预塑用；6塑料在塑化过程中，所经过的热历程要比挤出长；螺杆在塑化和注射时，均要发生轴向位移，同时螺杆又处于时转时停的间歇式工作状态，因此形成了螺杆塑化过程的非稳定性。（1）螺杆螺杆是塑化部件中的关键部件，和塑料直接接触，塑料通过螺槽的有效长度，经过很长的热历程，要经过3态（玻璃态、黏弹态、黏流态）的转变，螺杆各功能段的长度、几何形状、几何参数将直接影响塑料的输送效率和塑化质量，将最终影响注射成型周期和制品质量。与挤出螺杆相比，注塑螺杆具有以下特点：注射螺杆的长径比和压缩比比较小；注射螺杆均化段的螺槽较深；注射螺杆的加料段较长，而均化段较短；注射螺杆的头部结构，具有特殊形式。注射螺杆工作时，塑化能力和熔体温度将随螺杆的轴向位移而改变。（）、螺杆的分类注塑螺杆按其对塑料的适应性，可分为通用螺杆和特殊螺杆，通用螺杆又称常规螺杆，可加工大部分具有低、中黏度的热塑性塑料，结晶型和非结晶型的民用塑料和工程塑料，是螺杆最基本的形式，与其相应的还有特殊螺杆，是用来加工用普通螺杆难以加工的塑料；按螺杆结构及其几何形状特征，可分为常规螺杆和新型螺杆，常规螺杆又称为三段式螺杆，是螺杆的基本形式，新型螺杆形式则有很多种，如分离型螺杆、分流型螺杆、波状螺杆、无计量段螺杆等。常规螺杆其螺纹有效长度通常分为加料段（输送段）、压缩段（塑化段）、计量段（均化段），根据塑料性质不同，可分为渐变型、突变型和通用型螺杆。渐变型螺杆：压缩段较长，塑化时能量转换缓和，多用于PVC等热稳定性差的塑料。突变型螺杆：压缩段较短，塑化时能量转换较剧烈，多用于聚烯烃、PA等结晶型塑料。通用型螺杆：适应性比较强的通用型螺杆，可适应多种塑料的加工，避免更换螺杆频繁，有利于提高生产效率。常规螺杆名段的长度如下：螺杆类型加料段（L1）压缩段（L2）均化段（L3）渐变型2530%50%1520%突变型6570%155%2025%7通用型4550%2030%2030%（）、螺杆的基本参数螺杆的基本结构主要由有效螺纹长度L和尾部的连接部分组成。ds螺杆外径，螺杆直径直接影响塑化能力的大小，也就直接影响到理论注射容积的大小，因此，理论注射容积大的注塑机其螺杆直径也大。L/ds螺杆长径比。L是螺杆螺纹部分的有效长度，螺杆长径比越大，说明螺纹长度越长，直接影响到物料在螺杆中的热历程，影响吸收能量的能力，而能量来源有两部分：一部分是料筒外部加热圈传给的，另一部分是螺杆转动时产生的摩擦热和剪切热，由外部机械能转化的，因此，L/ds直接影响到物料的熔化效果和熔体质量，但是如果L/ds太大，则传递扭矩加大，能量消耗增加。L1加料段长度。加料段又称输送段或进料段，为提高输送能力，螺槽表面一定要光洁，L1的长度应保证物料有足够的输送长度，因为过短的L1会导致物料过早的熔融，从而难以保证稳定压力的输送条件，也就难以保证螺杆以后各段的塑化质量和塑化能力。塑料在其自身重力作用下从料斗中滑进螺槽，螺杆旋转时，在料筒与螺槽组成的各推力面摩擦力的作用下，物料被压缩成密集的固体塞螺母，沿着螺纹方向做相对运动，在此段，塑料为固体状态，即玻璃态。h1加料段的螺槽深度。h1深，则容纳物料多，提高了供料量和塑化能力，但会影响物料塑化效果及螺杆根部的剪切强度，一般h1（0.120.16）ds。L3熔融段长度。熔融段又称均化段或计量段，熔体在L3段的螺槽中得到进一步的均化，温度均匀，组分均匀，形成较好的熔体质量，L3长度有助于熔体在螺槽中的波动，有稳定压力的作用，使物料以均匀的料量从螺杆头部挤出，所以又称计量段。L3短时，有助于提高螺杆的塑化能力，一般L3=（45）ds。h3熔融段螺槽深度，h3小，螺槽浅，提高了塑料熔体的塑化效果，有利于熔体的均化，但h3过小会导致剪切速率过高，以及剪切热过大，引起分子链的降解，影响熔体质量，；反之，如果h3过大，由于预塑时，螺杆背压产生的回流作用增强，会降低塑化能力。L2塑化段（压缩段）螺纹长度。物料在此锥形空间内不断地受到压缩、剪切和混炼作用，物料从L2段入点开始，熔池不断地加大，到出点处熔池已占满全螺槽，物料完成从玻璃态经过黏弹态向黏流态的转变，即此段，塑料是处于颗粒与熔融体的共存状态。L2的长度会影响物料从玻璃态到黏流态的转化历程，8太短会来不及转化，固料堵在L2段的末端形成很高的压力、扭矩或轴向力；太长则会增加螺杆的扭矩和不必要的消耗，一般L2=（68）ds。对于结晶型的塑料，物料熔点明显，熔融范围窄，L2可短些，一般为（34）ds，对于热敏性塑料，此段可长些。S螺距，其大小影响螺旋角，从而影响螺槽的输送效率，一般Sds。压缩比。=h1/h3，即加料段螺槽深度h1与熔融段螺槽深度h3之比。大，会增强剪切效果，但会减弱塑化能力，一般来讲，稍小一点为好，以有利于提高塑化能力和增加对物料的适应性，对于结晶型塑料，压缩比一般取2.63.0。对于低黏度热稳定性塑料，可选用高压缩比；而高黏度热敏性塑料，应选用低压缩比。（2）螺杆头在注射螺杆中，螺杆头的作用是：预塑时，能将塑化好的熔体放流到储料室中，而在高压注射时，又能有效地封闭螺杆头前部的熔体，防止倒流。螺杆头分为两大类，带止逆环的和不带止逆环的，对于带止逆环的，预塑时，螺杆均化段的熔体将止逆环推开，通过与螺杆头形成的间隙，流入储料室中，注射时，螺杆头部的熔体压力形成推力，将止逆环退回流道封堵，防止回流。螺杆头部开有斜槽，适用于中、低粘度的塑料对于有些高黏度物料如PMMA、PC、AC或者热稳定性差的物料PVC等，为减少剪切作用和物料的滞留时间，可不用止逆环，但这样的注射时会产生反流，延长保压时间。对螺杆头的要求：螺杆头要灵活、光洁；止逆环与料筒配合间隙要适宜，即要防止熔体回流，又要灵活；既有足够的流通截面，又要保证止逆环端面有回程力，使在注射时快速封闭；结构上应拆装方便，便于清洗；螺杆头的螺纹与螺杆的螺纹方向相反，防止预塑时螺杆头松脱。（3）料筒（）、料筒的结构料筒是塑化部件的重要零件，内装螺杆外装加热圈，承受复合应力和热应力的作用。螺孔3装热电偶，要与热电偶紧密地接触，防止虚浮，否则会影响温度测量精9度。（）、加料口加料口的结构形式直接影响进料效果和塑化部件的吃料能力，注塑机大多数靠料斗中物料的自重加料。（）、料筒的壁厚料筒壁厚要求有足够的强度和刚度，因为料筒内要承受熔料和气体压力，且料筒长径比很大，料筒要求有足够的热容量，所以料筒壁要有一定的厚度，否则难以保证温度的稳定性；但如果太厚，料筒笨重，浪费材料，热惯性大，升温慢，温度调节有较大的滞后现象。（）、料筒间隙料筒间隙指料筒内壁与螺杆外径的单面间隙，此间隙太大，塑化能力降低，注射回泄量增加，注射时间延长，在此过程中引起物料部分降解；如果太小，热膨胀作用使螺杆与料筒摩擦加剧，能耗加大，甚至会卡死，此间隙=（0.0020.005）ds。（）、料筒的加热与冷却注塑机料筒加热方式有电阻电热、陶瓷加热、铸铝加热，应根据使用场合和加工物料合理设置，常用的有电阻加热和陶瓷加热，为符合注塑工艺要求，料筒要分段控制，小型机3段，大型机一般5段。冷却是指对加料口处进行冷却，因加料口处若温度过高，固料会在加料口处“架桥”，堵塞料口，从而影响加料段的输送效率，故在此处设置冷却水套对其进行冷却。我厂是通过冷却循环水对加料口进行冷却的。（4）喷嘴（）喷嘴的功能喷嘴是连接塑化装置与模具流道的重要部件，喷嘴有多种功能：预塑时，建立背压，驱除气体，防止熔体流涎，提高塑化能力和计量精度；注射时，与模具主浇套形成接触压力，保持喷嘴与浇套良好接触，形成密闭流道，防止塑料熔体在高压下外溢；注射时，建立熔体压力，提高剪切应力，并将压力头转变成速度头，提高剪切速度和温升，加强混炼效果和均化作用；改变喷嘴结构使之与模具和塑化装置相匹配，组成新的流道型式或注塑系统；喷嘴还承担着调温、保温和断料的功能；减小熔体在进出口的粘弹效应和涡流损失，以稳定其流动；保压时，便于向模具制品中补料，而冷却定型时增加回流阻力，减小或防止10模腔中熔体向回流。（）、喷嘴的基本形式喷嘴可分为直通式喷嘴、锁闭式喷嘴、热流道喷嘴和多流道喷嘴，现阶段我厂用的都是直通式喷嘴。直通式喷嘴是应用较普遍的喷嘴，其特点是喷嘴球面直接与模具主浇套球面接触，喷嘴的圆弧半径和流道比模具要小，注射时，高压熔体直接经模具的浇道系统充入模腔，速度快、压力损失小，制造和安装均较方便。锁闭式喷嘴主要是解决直通式喷嘴的流涎问题，适用于低黏度聚合物（如PA）的加工。在预塑时能关闭喷嘴流道，防止熔体流涎现象，而当注射时又能在注射压力的作用下开启，使熔体注入模腔。2注射油缸其工作原理是：注射油缸进油时，活塞带动活塞杆及其置于推力座内的轴承，推动螺杆前进或后退。通过活塞杆头部的螺母，可以对两个平行活塞杆的轴向位置以及注射螺杆的轴向位置进行同步调整。3推力座注射时，推力座通过推力轴推动螺杆进行注射；而预塑时，通过油马达驱动推力轴带动螺杆旋转实现预塑。4座移油缸当座移油缸进油时，实现注射座的前进或后退动作，并保证注塑喷嘴与模具主浇套圆弧面紧密地接触，产生能封闭熔体的注射座压力。5对注射部件精度要求装配后，整体注射部件要置于机架上，必须保证喷嘴与模具主浇套紧密地接合，以防溢料，要求使注射部件的中心线与其合模部件的中心线同心；为了保证注射螺杆与料筒内孔的配合精度，必须保证两个注射油缸孔与料筒定位中心孔的平行度与中心线的对称度；对卧式机来讲，座移油缸两个导向孔的平行度和对其中心的对称度也必须保证，对立式机则必须保证两个座移油缸孔与料筒定位中心孔的平行度与中心线的对称度。影响上述位置精度的因素是相关联部件孔与轴的尺寸精度、几何精度、制造精度与装配精度。113.XS-ZY-500塑料注射成型机液压系统的设计计算3.1主要技术参数技术参数如下：公称注射量(cm3)500螺杆直径(mm)55螺杆行程(mm)200最大注射压力x106Pa100理论注射容量(cm3)665螺杆速度(r/min)20.25.32.38.42.56.63.89料斗加热功率(KW)14注射座行程(mm)280合模力(KN)3500启模力(KN)135顶出力（KN）30最大注射面积(cm2)100012模板最大开模距离(mm)950拉杆距离(mm)540x440模具最大厚度(mm)450模具最小厚度(mm)300注射总力(KN)345螺杆转动功率(KW)5.5注射最大推力(KN)73快速合模速度(m/s)0.12慢速合模速度(m/s)0.024快速启模速度(m/s)0.130慢速启模速度(m/s)0.028快速注射速度(m/s)0.07注射前移速度(m/s)0.06注射后移速度(m/s)0.08顶出速度(m/s)0.043.2工况分析塑料注射成型机液压系统的特点是在整个动作循环过程中，系统的负载变化和速度变化均较大，在进行工况分析时必须加以考虑。3.2.1合模油缸缸负载合模的工况要求模具闭合过程负载轻，速度由慢快慢的变化,模具闭合后的重载，速度为零。13V=0图2.1XS-ZY-500注射机合模机构1根据合模力确定合模油缸推力XS-ZY-500注射机合模机构采用了液压机械组合形式如图所示2.11/I6.1811PPZ合式中合模油缸为保证模具锁紧所需的油缸推力,牛;Z1模具锁紧所需的合模力,牛.合P有关长度比,如图所示.XS-ZY-500注射机合模机构取=0.79故I1I1为保证模具锁紧力(3500KN)所需的油缸推力为=N2.2ZF13310217.40352空行程油缸推力空行程时油缸推力只需满足克服摩擦力的要求.根据同类型机和实qP1测结果,取=0.14q1Z则:=0.14X233X10=31220N3XS-ZY-500注射机闭模速度较小,因此惯性力很小,可忽略.3启模时油缸缸推力启模时油缸推力需满足启模力和克服油缸摩擦力的需求,即=ZP2ZP214+T=135X10+0.1X135X10=148.5X10N启P3333.3.1注射座整体移动油缸负载注射座整体移动过程中，油缸推动只需要克服各种摩擦力，当喷嘴接qP3触模具浇口时，必须保持注射座油缸的最大推力为73KN,以使注射成型过q3程正常进行.根据类比,取=0.23则=0.23X73X10=16790Nq3Z3Z33.3.2注射液压缸负载在注射过程中，负载是变化的,如图所示.当熔融塑料注入模腔时,注射压力由零逐渐沿AB上升,模腔注满时压力由B点急速上升到C点,当冷却时塑料收缩,压力降低,为防止收缩需补缩保压,其压力为DE曲线所示.图2.2注射过程中模腔压力损失根据最大注射压力和螺杆直径,可确定注射油缸的最大推力为:=ZP41=0.785X5.5X100X10X10=237.5KN2.3注螺pd2264保压过程中油缸负载一般要比注射过程油缸油缸负载小,其值随制品形状塑料品种以及成型工艺条件不同而异.3.3.3顶出油缸负载15顶出油缸的最大推力需满足制品顶出力和克服油缸摩擦力的要求，ZP5即：=+T=30X10+0.1X10=33KN2.4Z5顶333.3.4初算驱动油缸所需的功率根据上述工况分析可知，在注射过程中，系统所需的功率为最大其值为：N=X10=2.5VPmax3KWX8.2018.07527333.4油缸工作压力和流量的确定3.4.1油缸工作压力的确定根据注射成型工艺对压力和速度的要求，结合我国目前生产情况及泵供应情况并参考塑料机械液压设计表7-12和表7-13，初选油缸工作压力为6.5MP3.4.2油缸几何尺寸的确定1根据合模油缸最大推力确定合模油缸内径合模油缸采用单活塞杆油缸,工作腔为无杆腔,油缸内径为:3.1mD209.3.14X652P43max内XS-ZY-500注射机合模油缸内径取为0.2m活塞杆直径取为0.4即:d合合08.24.0合合3.2本机取为0.080m2根据注射座最大推力确定注射座移动油缸内径注射座移动油缸采用单活塞杆油缸,油缸内径为:3.3mXD19.05.61437P43max注座XS-ZY-500注射机注射座移动油缸内径取为0.12516活塞杆直径取为即m本机取d注座D注座05.12.40.Xd注座注座0.05m3根据注射油缸最大推力确定注射油缸内径注射油缸采用单活塞杆油缸,工作腔为无杆腔,油缸内径为3.4mXP216.05.61432743max注本机取为0.25m活塞杆直径取为0.4即本机0.1mD注d.05.4.注注4根据顶出油缸最大推力确定顶出油缸内径顶出油缸采用单活塞杆油缸,工作腔为无杆腔，油缸内径为3.5mXP08.15.64343max顶本机取为0.09m活塞杆直径本机取为0.045mDd3.9.0.顶顶3.4.3根据确定的油缸直径标准值，计算实际使用的油缸工作压力，绘制整个动作循环图表3.1XS-ZY-500注射机各动作循环的油缸工作压力和动作时间工况油腔工作腔压力计算公式油缸工作腔压力（兆帕）时间（秒）闭模空行程221.4X03合DPq1闭模索紧2321Z.合7.13.5注座前移22315.04679XDPq注座1.4注座顶紧223.Z注座6517注射2245.1X037注DPZ4.83保压根据制品形状，塑料品种及成型工艺条件不同而异，一般比注射压力低取416预塑XS-ZY-500注射机的螺杆采用电机经过减速箱而驱动的，故压力为零015冷却冷却阶段各油缸皆不进压力油，故压力为零030启模)08.2.(14X.35)d(422合合DPZ5.6顶出225Z9.顶5.2启模空行程)08.(14.3)(42221XdDPq合合1.24图3.1XS-ZY-500注射机压力循环图3.4.4油缸所需流量的确定表3.2XS-ZY-500注射机各动作循环中油缸所需流量工况油缸所需流量计算公式流量（升/18分）慢速闭模=42minin106XDVQ合4102.3.64X45快速闭模=42maxax合.42226注射座前移=42106XDVQ注座41025.136.4X44注射座后退=4210)(46XdV注座注座410)5.12.0(.38642XX49快速注射=42maxax106DQ注41025.37.64206保压保压是为了补缩，故所需流量很小，一工作情况而定45预塑由螺杆传动，不需供油0冷却冷却阶段各油缸皆不进油，故油缸所需流量为零0快速启模=42maxax10)(46XdDVQ注合合41)80.2.(1.3642X206顶出=42inin合9.42X15慢速启模=4210)(46XdDVQ注座注座410)8.0(1.328.64224419图3.2XS-ZY-500注射机流量循环图3.4.5油缸功率图的绘制XS-ZY-500注射机当采用固定预塑方式时油缸所需功率的计算如表3.3所示.油缸功率如图3.3所示.由图可以看出,注射机在整个动作循环中功率相差很大,油缸所需最大功率位于注射动作循环阶段.表3.3XS-ZY-500注射机各动作循环中油缸所需功率工况油缸所需功率计算公式功率(千瓦)慢速闭模6014510666XXPQN0.75快速闭模2663.8注射018.410666XXPQN16.5保压56663预塑预塑时螺杆传动装置所需功率有单独的预塑电机提供0冷却冷却阶段各油缸皆不进压力油,故油缸所需功率为零0快速启模及顶出本机采用在启模过程中顶出制品故21203.4XS-ZY-500注射机各动作循环中油缸功率图3.5液压系统方案和工作原理图的拟定根据以上工况分析和计算，可初步拟定出液压系统方案。1、根据塑料注射机工作部件速比很大,但又不需要大范围无级调速的特点,本机拟采用流量不同的两个定量油泵并联供油的开式系统,这一方案与单泵供油系统相比,效率较高,系统发热少;而与变量油泵供油系统相比,结构简单,成本低。2、为满足注射速度的调节，选用调速滑进行进口节流调速，其特点是注射油缸回油的阻力小，可以获得较大的注射推力，而且调速范围较大，速度稳定性较好。缺点是油通过调速滑发热后进入注射油缸，造成油缸泄露增大。3、根据塑料的品种，制件的几何形状和模具的浇注系统的不同，注射系统采用了两级压力控制，以便灵活的控制注射压力和保压压力。4、为了便于实现自动循环，系统的换向滑多数采用三位四通电液换向滑和601)52(1.50666XXPQN慢速启模4.60.921电磁换向滑。采用电液换向滑换向过程比较平稳，适用于压力较高及流量较大的场合，但结构较复杂，成本高。三位四通换向滑滑阀中位机能除注射换向滑和控制两级压力动作的电磁换向滑外，皆采用O型，其换向和停止的位置精度较高，且能满足本机并联多油缸油路系统工作的需要。注射电液换向滑和控制两级压力的动作的电磁换向滑采用Y型机能，既满足本机并联多油缸油路系统工作的需要，又分别利用中位Y型机能满足螺杆预塑后退时注射油缸左腔形成中空进行吸油的需要和使控制两级压力大小的远程调压滑阀处于非工作状态位置进行泄荷的需要。5、在启模系统中采用进油节流增加启模阻力，以满足启模过程中实现制品顶出的要求，从而缩短辅助时间，提高生产率。6、本系统除采用时间及电器控制保压和冷却动作外，其余皆采用行程开关控制各油缸可靠地一次动作和进行速度换接。7、为使加工的塑料得到良好的塑化质量，本机在注射系统中采用了背压阀，控制螺杆推出时间，使塑化的塑料比较密实，且有利于分离气体的排出。22图4.1XSZY500注射机液压系统的工作原理表4.1XSZY500注射机动作顺序说明电磁滑动作D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D慢速闭模+快速闭模+注射座整体前移+注射+高压高压+两级注射低压高压+保压+23预塑+注射座整体后退+快速启模+慢速启模+快速启模+制品顶出+慢速启模+启模停止螺杆退回+表4.2XSZY500注射机行程开关作用说明代号作用X1启模停止及“自动”时接通闭模使D断开1X2制品开始自动顶出X3切断D，使启模由快速慢速1X4切断D，使开始闭模时慢速，启模后快速慢速1X5闭模后切断D，大泵卸荷。同时注射座整体前进X6接通D，使启模由慢速快速1X、X78起安全作用X9注射开始X10注射座整体后退停止X1两级注射时起作用高压低压时先接通D，在X脱开后则接通D314低压高压时先接通D，在X脱开后则接通D，切断D431X12预塑停止，启模时间继电器开始计时24图4-1即为所拟定的XS-ZY-500注射机液压系统工作原理图。表4-1和表4-2分别表示XS-ZY-500注射机液压系统中各换向阀电磁铁在各动作循环中的动作顺序和各个行程开关的作用。3.6液压元件的选择3.6.1油泵的选择a.油泵工作压力的确定油泵工作压力为：=P+P5.1PB由于在注射液压系统中,压力所经过的阀的数量较多,故压力损失P亦较大,参照表1-10选取P=0.8MP。注射油缸最大工作压力P可根据表3-1取为7.1MP于是油缸工作压力即为：=7.1+0.8=7.9MPB5.2所选油泵的额定工作压力应为：=1.25=1.257.9=9.9MP5.3p额PBb.油泵流量的确定油泵流量为：K（Q）=1.1206=226.6L/minQBmax5.4XS-ZY-500注射机选用的油泵为YYB-BC192/48B双联叶片油泵c.油泵电机功率的确定注射机在整个动作循环中，系统的压力和流量是变化的，故油泵电机功率应按式ttNNnm21225.5计算（1）慢速闭模小泵工作，大泵缷荷。小泵工作压力等于慢速时合模p1油缸所需压力与闭模液压系统压力损失之和。压力损失取为0.3MP，则=1.3MP。此时流量可根据产品样本用内插法求得为47.5L/min，并取小泵p11Q总效率为0.35。大泵缷荷压力（溢流阀缷荷压力）去为P20.3MP，=194L/min,取为0.3。所以在慢速闭模时油泵所需功率N为：2212562611100QPN=5.6KW2.3.94.35.6047.666（2）快速闭模大、小泵皆工作。油泵工作压力P等于快速闭模时合模油缸所需压力与闭模液压系统压力损失之和。取压力损失为0.5MP，则P=1.5MP，=47.4L/min，=191.4L/min，=0.35。所以快速闭模时油1Q2泵所需功率N为：25.7KWP1.735.06)4197(5.106)(661（3）连杆锁紧大、小泵皆工作，以使连杆迅速到达自锁位置。油泵工作压力P=7.6MP(其中P=0.5MP),=43.6L/min,=176.51Q2QL/min，=0.8,则锁紧时油泵所需功率N35.8KWQPN9.348.060)754(1.760)(6213（4）注射座整体前移小泵工作，大泵卸荷。小泵工作压力=1.7MP(其中P=0.5MP)=47.4L/min，。大泵的卸荷压力p115.1=0.3MP，=176.5L/min，=0.3。所以注射座整体前移时，油泵所需功222率为：4N6261100QP=KW3.7.061943.5.6478.665.9（5）注射大、小泵皆工作。其工作压力P=5.6MP(其中P=0.8MP),=45.14L/min,=182.24L/min，=0.8,所以注射时油缸所需功率N为：1Q2Q5N5KWP.278.061)42145(8.60)(6215.10（6）保压小泵工作，大泵缷荷。小泵的工作压力=4MP(因保压p1时进入注射油缸的流量很小，故取P=0.5MP)，=44.5L/min，。1Q85.026大泵的卸荷压力=0.3MP，=194L/min，=0.3。所以保压时油泵所需功p22Q2率N为：6N=6261100P=KW9.63.06194.35.6465.11（7）预塑大、小泵皆缷荷，其缷荷压力P=0.3MP，=48L/min,1Q=194L/min，=0.3。所以在预塑是油泵所需功率N为：2Q7N7KQP43.061)948(13.06)(6215.12（8）冷却大、小泵皆缷荷，其缷荷压力P=0.3MP，=48L/min,1Q=194L/min，=0.3。所以在预塑是油泵所需功率N为：2Q8N8KWQP43.061)948(13.06)(6215.13（9）连杆解除自锁大、小泵皆工作，以使连杆迅速解除自锁。大、小泵的工作压力P=6.1MP(其中P=0.5MP),=44.6L/min,=181.11Q2QL/min，=0.8,所以连杆解除自锁时油泵所需功率N为:9N9KWQP3.288.06)4(1.60)(6215.14(10)快速启模和顶出大、小泵皆工作。其工作压力P=5.7MP(其中P=0.5MP),=45L/min,=182L/min，=0.8,所以启模和顶出时油缸12所需功率N为：N1010KP278.061)45(17.6)(6215.15(11)慢速启模小泵工作，大泵卸荷。由于进口装有节流阀,虽有利于启模时顶出制品,但增加了启模阻力。此时小泵的工作压力小泵工作压力=1.7MP(其中P=0.3MP)=47.4L/min，。大泵的卸荷压力p11Q35.01=0.3MP，=194L/min，=0.3。所以注射座整体前移时，油泵所需功率22Q2N为：N=166100P=KW6.3.094.35.47.6275.16根据式N=得油泵电机等值功率为：mnttN212N=10.3KW5.171212tt在整个动作循环中注射阶段油泵所需功率为最大，即N=N=