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含图和文档 中型 注塑 机锁模 装置 结构设计 文档

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中型注塑机锁模装置结构设计【含图和文档】,含图和文档,中型,注塑,机锁模,装置,结构设计,文档

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2016届本科生毕业设计任务书题 目： 中型注塑机锁模装置结构设计 专 业： 机械工程及自动化 一、 主要研究内容：本课题为研究中型注射成型锁模机构。合模装置是注塑机最重要的部件，对于注塑机成型制品质量起着关键作用，该课题主要对中型注塑成型设备的锁模机构进行设计。需要采用的结构是机械和液压或机械和电器控制的合模机构。本设计要求学生按照老师提出的技术参数，查阅资料，制定方案，并完成微型注塑机锁模装置的机械和液压部件设计。要求达到的技术指标如下：锁模力150 KN开模力 50 KN开模行程100-350mm工作压强50MPa干循环周期5 秒本课题主要要求学生具备较为扎实的机械设计和机械制图功底以及液压传动方面知识，同时具有塑料加工机械的基础知识。二、 主要任务及目标（1）前期资料准备 学习型塑料注射成型机锁模装置相关知识，了解锁模装置的基本结构和工作原理。查阅文献资料进行英文翻译，并撰写文献综述；（2）运用三维设计软件进行设计 对塑化、注射装置和液压油缸进行设计，完成装配图，并对关键零件进行校核计算； （3）完成工程图 将三维零件和装配图转换为工程图，合理标注尺寸、形位公差、配合等工程图要素； （4）撰写说明书 介绍方案的选择，主要零部件的设计计算与分析，毕业说明书全文不少于20000字。（对于液压系统，请详细设计，可以分几个部分，按照液压的几个运动要求来分别写出系统图如何实现你的要求。需要分小节） （5）准备答辩 准备PPT并完成论文答辩工作。题目学 院：专 业：姓 名：指导老师：机械与车辆学院机械工程及自动化蔡玉清学 号：职 称：100404011047秦雪梅 副教授 中国珠海二一四年五月XX大学XXXX届本科生毕业设计 诚信承诺书本人郑重承诺：我所呈交的毕业论文智能手表触摸屏寿命测试议的设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，论文使用的数据真实可靠。承诺人签名： 日期： 年 月 日智能手表触摸屏寿命测试议的设计摘 要产品可靠性的测试，是验证产品品质流程，对功能、包装各方面性能进行测试，以保证出货产品的质量可靠，是在既定时间内和特定的使用条件（环境）下，执行特定功能，成功完成任务的测试。本设计就是利用可靠性测试技术对手表上的触摸屏进行寿命测试。利用汽缸模拟人手对触摸屏进行敲击，在敲打的次数达到设定值后自动停止报警，再进行开机检查和外观检查。主要内容包括：整体设计方案、气缸的选型设计、单片机的选型设计、控制系统的硬件设计以及控制系统的软件设计、固定夹具的大体造型设计。本设计研究的智能手表触摸屏寿命测试仪将要达到的目的是通过对智能手表的触摸屏进行一定次数的敲击，而得到此触摸屏的可靠性。关键词：气缸、单片机控制、固定夹具、敲击。Smart Watch Display Touch Life Tester DesignAbstractProduct reliability test is the validation process, product quality aspects of function, packaging, performance test, to ensure product quality and reliable delivery. Reliability test is in a given time and under the specific conditions of use (environment), perform a specific function, the successful completion of the task of testing. So this design is use the reliability testing technology to watch display life test. The design is Cylinder mimics the tap on touch screen, automatic stop and alarm after banging on the number of times which will be set data, and then check and inspection the watch. This designs main content includes: the overall design scheme, Type selection design of cylinder, MCU selection design, the hardware design of the control system and the control system software design, the general design of the fixed clamp. This design research of intelligent instrument for testing the life of the watch touch screen to achieve the purpose of a certain number of percussion, and get the reliability of the touch screen.Keywords: Cylinder, SCM control, fixed clamp, percussion目 录1绪论11.1研究的目的、意义及应达到的技术要求11.1.1研究的目的11.1.2研究的意义21.1.3研究应达到的技术要求21.2国内外的发展概况及存在的问题21.3本设计应解决的主要问题22智能手表触摸屏寿命测试仪的设计方案32.1测试参数32.1.1整体设计方案32.2触摸屏寿命测试仪系统需要实现的功能43触摸屏寿命测试仪控制系统的设计53.1控制系统硬件设计54 4.1 4.2 4.3 5结论28参考文献29谢辞30附录一 附图31附录二 文献翻译（英译中） 1 绪论现代触摸屏的应用非常的广泛，这一技术让人们使用产品更灵活与便捷，触摸屏是一种定位设备，也是一种输入设备。触摸屏具有坚固耐用、速度快、空间小、易于使用等许多优点。现已被广泛应用于工业、医疗、通信领域的控制、信息查询及其他方面利用这种技术。如今市场上，很多产品上的触摸屏都存在着各种问题，如硬度低、灵敏度不高、使用寿命短等。在人们对产品的可靠性日趋关注，这些问题都回影响到商家的销售情况，和使商品质量下滑。故可靠性测试这一技术也慢慢地发展起来。可靠性测试在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力，这就是可靠性试验，但它的目的不只是对产品作出接受、拒收或合格、不合格的结论，另一个重要的作用是通过可靠性试验发现产品的可靠性问题，采取有效的措施予以纠正，从而提高产品的可靠性。80年代末，GK.Hobbs,K.A.和GrayL.W.Condra等人研究和发展了两种新的试验方法，高加速寿命试验（HALT）和高加速应力筛选（HASS）。它们是利用人为施加环境应力的方法，快速激出并清除产品的潜在缺陷来达到提高可靠性的目的，因此试验时不仅不求获得通过，反而被激出潜在缺陷越多越好。这两种试验在国外已成为提高电子产品可靠性的主要手段。为了研究这款智能手表上触摸屏是否存在硬度低、触摸寿命短等问题，本设计利用人为施加的环境应力，让智能手表处于一种连续被敲击的情况下测试该触摸屏的可靠性，在众多产品里，筛选出不合格的触摸屏，在进行功能分析后对此进行改良，可以更好的保证产品的质量，也能对消费者负责。本设计符合科技、经济和社会发展的需要，解决实际生活中的问题。1.1 研究的目的、意义及应达到的技术要求1.1.1 研究的目的本毕业设计的目的在于对一款智能手表上的触摸屏进行寿命测试，研究它是否有可靠性不过关等问题，在根据其测试要求的参数下选择气缸、电磁阀、计数器等的器件，并在满足要求的情况下尽量降低成本。同时通过合理的选择器件，设计控制电路，达到测试仪的敲击次数可以进行任意的设定，让测试仪在设定的次数和一定的力度对智能手表的触摸屏进行连续性的敲击，最后观察该款智能手表的触摸屏在规定的次数和力度下是否仍然能正常工作。1.1.2 研究的意义人们对产品性价比的要求越来越高，对于智能产品的需求也是越来越高，智能给人们带来了便捷的享受，但是智能的质量也相当重要，不然就会适得其反。我所设计的“智能手表触摸屏寿命测试仪”通过应用可靠性检验技术，对智能手表这一电子商品的触摸屏进行寿命测试，设计此测试仪，能提供触摸屏最大寿命的参考数据，能了解其产品质量上的不足，并及时采取有效的措施予以修正，让智能手表这一商品的质量得到更好的保证。，此课题符合本学科专业的发展，符合科技、经济和社会发展的需要，解决实际工作中的问题，基本达到科学研究和实践能力培养和锻炼的目的。1.1.3 研究应达到的技术要求本设计应达到的技术要求是根据智能手表的参数和对触摸屏寿命测试参数要求合理的选用气缸、电磁阀，设计控制电路实现敲击次数的任意设定，做到满足各种测试参数要求的次数，也能更好的扩展测试仪的使用范围，同时一个手表的固定夹具能同时适合手表大、中、小号的尺寸，保证手表能被固定不动，提高测试的准确性。1.2 国内外的发展概况及存在的问题提高产品可靠性能获得很高的经济效益。如美国西屋公司为提高某产品的可靠性，曾作了一次全面审查，结果是所得经济效益是为提高可靠性所花费用的100倍。而且产品的可靠性水平的提高可以减少设备的维修费用。苏联也有资料统计，在产品寿命期内下列产品的维修费用与购置费用之比为：飞机为5倍，汽车为6倍，机床为8倍，军事装置为10倍，可见提高产品可靠性水平会大大降低维修费用，从而提高经济效益，只有产品可靠性提高了，才能增强日益激烈的市场竞争能力。中国实行改革、开放的国策，现又面临加入WTO，挑战也是越来越大的。我们面临的是与发达国家的竞争，而我国在可靠性测试的认识还是比较薄弱，很多产品并没有通过可靠性测试，无疑在世界市场中，中国产品的质量还有待提高。如果我国的产品可靠性能提高上去，那就能更好的与世界发达国家进行市场竞争，从而获得更好的经济效益和促进发展民族工业；相反，则会被竞争激烈的市场给排斥，甚至失去一些国内市场，由此可见保证产品的可靠性是非常重要的。1.3 本设计应解决的主要问题(1) 保证测试仪上的气缸的力度能达到参数要求；(2) 保证控制电路能达到测试要求并能任意设定测试次数；(3) 保证固定夹具能适合智能手表的尺寸。2 智能手表触摸屏寿命测试仪的设计方案2.1 测试参数(1）、气缸按照从左往右依次敲击；(2）、3个气缸循环一次计数加1；(3）、气缸要求2.5N的力；(4）、每个气缸之间间隔0.5秒；(5）、测试次数100。2.1.1 整体设计方案本设计中整体的原理图如图2.1所示，系统由电磁阀、控制单元SCM、气缸和固定夹具等组成。系统的设计核心是SCM控制系统的设计、气压传动的设计及气缸部分的选型。旨在合理选用型号适当的气缸来来满足触摸屏可靠性测试参数，合理选用电磁阀、SCM和气压传动回路能够满足测试的要求实现触摸屏可靠性测试要求。1单片机SCM；2计数器；3气源；4电磁阀；5金属板；6固定夹具； 7气缸； 图 2.1 整体设计原理图 该触摸屏测试仪的原理如图2.2所示，计数器读到设定次数，控制电路的程序达到要求次数后反馈给SCM，SCM对程序进行运算处理后向电磁阀和计数器发出指令控制气缸的运动从而达到对敲击次数的调节。系统采用任意次数设定的手动控制方式，可以以实际变化的测试参数进行不同的次数设置，从而实现不同的测试要求的可靠性测试。图2.2 控制装置原理图2.2 触摸屏寿命测试仪系统需要实现的功能在对现有的测试参数进行采用进行研究设定以及对气缸和单片机的技术资料进行分析论证之后，对本系统应该实现的功能制定了一下要求：(1) 单片机可以模拟对电磁阀进行循环动作；(2) 可以通过按键任意设定测试的次数和测试的启停，并且用单片机程序固定测试频率；(3) 气缸的敲击力度应该在测试要求的允许范围内。3 触摸屏寿命测试仪控制系统的设计4附件4：XX大学毕业设计（论文）撰写结构与格式规范一、毕业设计（论文）撰写结构1题目：应简洁、明确、有概括性，字数不宜超过20个字。2摘要：要求中、英文对照，中文摘要不少于200汉字；英文摘要不少于200个单词。3关键词：要求35个最能表达主要内容的词作为关键词，同时有中、英文对照，分别列于中、英文摘要后。4目录：写出目录，标明页码。5正文：（1）毕业论文正文内容：引言是论文的开头部分，主要说明论文写作的目的和现实意义，简述本课题国内外现状及对所研究问题的认识，并提出论文的中心论点等。本论是毕业论文的主体，要求运用各方面的研究方法和实际结果，分析问题，论证观点，尽量反映出自己的科研能力和学术水平。结论是毕业论文的收尾部分，基本的要点是总结全文、简述自己的创新成果或新见解。（2）毕业设计正文内容：前言说明本设计的目的、意义及应达到的技术要求；简述本设计在国内外的发展概况及存在的问题以及应解决的主要问题。本设计是说明设计原理并进行方案选择。给定参数、计算公式计算应选用什么元器件或零部件并进行图纸的绘制等。结论概括设计的情况和价值，分析其优点和特色、有何创新、性能达到何水平，并应指出其中存在的问题和今后改进的方向。6引用：在正文中直接使用的事实以及转述他人的观点。7参考文献：在毕业设计（论文）末列出在正文中参考或引用过的专著、论文及其他资料，所列参考文献应按文中参考或引用的先后顺序排列。 8注释：对论文中所应用的名词术语的解释或是对引用处的说明。9致谢：简述自己做毕业设计（论文）的体会，并应对指导教师和协助完成设计（论文）的有关人员表示谢意。10附录：对于一些不宜放在正文中，但有参考价值的内容，可编入附录中。例如，公式的推演、编写的算法、语言程序、设计图纸等。二、毕业设计（论文）撰写格式1页面： A4（210297mm）标准页面。页边距一律采取：上、下2.5cm，左3.0cm,右2.0cm，行间距取多倍行距（设置值为1.25）。除封面各页均加页眉，采用宋体五号字居中，打印“xx大学XXXX届本科生毕业设计或论文”。页眉线的上边距为2.5cm；页码从正文开始并居中，页脚的下边距为1.8cm。单独页的起始内容应空两行。2封面：由教务处统一印制，封面的打印部分为模板（模板1、模板2）的第一页，为单独页。其中“题目”为一号宋体居中加粗，中间为小三黑体，日期为五号黑体（注：英文论文的“题目”为一号Times New Roman体居中加粗）。3诚信承诺书：作为第二页，单独成页。填写部分为小三宋体，签名部分用手写。4摘要：中英文摘要分别为第三页、第四页，单独成页。题目为小三加粗，其余为小四。中文用宋体，英文用Times New Roman体（注：英文论文中英文摘要页面位置相互对调）。5目录：为单独页，内容部分由学生自己生成，字体为五号宋体。6正文：重新起页，一级标题为小三宋体加粗，二级及以下标题为四号宋体加粗。具体标题层级系统格式如下：（1）毕业论文一级标题：一、 注意标号前空两个汉字，标号后用顿号。二级标题：（一） 注意标号前空两个汉字，标号后无符号。三级标题：1. 注意标号前空两个汉字，标号后用半角点号。四级标题：（1） 注意标号前空两个汉字，标号后无符号。（2）毕业设计一级标题：1 注意标号前无空格，标号后无符号。二级标题：1.1 注意标号前无空格，标号后无符号，数字间用半角点号。三级标题：1.1.1 注意标号前无空格，标号后无符号，数字间用半角点号。四级标题： 注意标号前无空格，标号后无符号，数字间用半角点号。文中的图、表、公式一律采用阿拉伯数字分章编号。如图1.2，表2.3，式4.3。图名置于图之下，表名置于表之上，图表号与图表名之间空一格。公式的编号用圆括号括起写在右边行末，其间不加虚线。引用标注的格式为序号，以上角标形式放在引文或转述观点的最后一个句号之前（见模板）。7参考文献为单独页，内容部分五号宋体。格式及示例如下：a.连续出版物序号 主要责任者文献题名J刊名，出版年份，卷号(期号)：起止页码例如: 1 袁庆龙，候文义Ni-P合金镀层组织形貌及显微硬度研究J太原理工大学学报，2001，32(1)：51-53.b专著序号主要责任者文献题名出版地：出版者，出版年：起止页码例如：3刘国钧，王连成图书馆史研究北京：高等教育出版社，1979：15-18，31 c.论文集序号主要责任者文献题名主编论文集名出版地：出版者，出版年：起止页码例如：4孙品一高校学报编辑工作现代化特征中国高等学校自然科学学报研究会科技编辑学论文集(2)北京：北京师范大学出版社，1998：10-22 d学位论文序号主要责任文献题名保存地：保存单位，年份如：7张和生地质力学系统理论太原：太原理工大学，1998 e报告序号主要责任文献题名报告地：报告会主办单位，年份例如：冯西桥核反应堆压力容器的LBB分析.北京：清华大学核能技术设计研究院，1997f专利文献序号专利所有者专利题名P专利国别：专利号，发布日期.例如：姜锡洲一种温热外敷药制备方案中国专利：881056078，1983-08-12g国际、国家标准序号标准代号，标准名称S出版地：出版者，出版年例如： GB/T 161591996，汉语拼音正词法基本规则S北京：中国标准出版社，1996h报纸文章序号主要责任者文献题名报纸名，出版日期(版次) 例如：13谢希德创造学习的思路人民日报，1998-12-25(10) i电子文献序号 主要责任者电子文献题名文献类型/载体类型电子文献的出版或可获得地址，发表或更新的期/引用日期(任选)例如：21 王明亮中国学术期刊标准化数据库系统工程的EB/OLhttp:/www.cajcd. cn/pub/wml.txt/9808 10-2.html,1998-08-16/1998-10-048. 注释：列在该页的页脚，每页单独排序，左上角用加圆圈数字、标注（见模板）。9谢辞、附录都为单独页，内容部分小四号宋体。10. 关于模版的说明：（1）毕业论文英文模版使用模板1：毕业论文中文模版。但需参见以上第2及4点进行必要的修改。（2）模板仅用来规范毕业设计（论文）的格式，并不用来限定内容。三、毕业设计（论文）装订存档要求毕业设计（论文）按以下顺序左侧装订归档：封面承诺书中、英文摘要（含关键词）目录正文参考文献致谢附录。2 注塑机锁模机构的方案设计注塑机是一种对塑料制品进行注塑成型的设备，一般通常为卧式的居多。图2-1是注塑机的工作程序图。图2-1 注塑机工作程序框图注塑机的构成通常有液压系统、注射系统、合模系统、加热及冷却系统、控制系统、加料装置这些主要部分，注塑机组成示意图见图2-1。图2-2是注塑机组成示意图，从中我们可看出注塑机这种机械是具有较高程度的机电一体化，其中合模系统较为重要，因为它能够提高产品的质量，也能够提高产品的生产量。本次设计主要从合模部件和液压系统这两方面展开具体的结构分析。锁模装置是注塑机的组成部分之一，它的主要功能是在额定的时间内以一定的速度打开和闭合模具；同时在提供的锁模力足够的情况下，在注射时才能将模具锁紧顶出制品，它的结构和机能既能影响机器的生产效率，还能影响制件的质量。因此，对锁模装置有以下要求：1）锁模力要足够大，在保证模具在注射时的情况下，不会因模腔压力的作用下张开从而形成溢边，以至于影响制品精度；2）模板行程，模板间距和模板面积要足够大，以适应成型不同形状和不同尺寸的制品要求；3）开模和闭模速度要较高的，而且在闭模时，应该先快后慢；但开模时，应该先慢后快，而后再慢。以此使制品顶出平稳得到满足，生产效率高得到提高，安全得到保障。图2-2 注塑机组成示意图2.2 锁模机构的选型2.2.1类型选择合模机构按锁模力可可分成三类，分别是全液压合模机构、液压肘杆式合模机构和全电动式合模机构。（1）全液压式全液压式合模机构可分成三类，一是直动式合模机构，二是增压式合模机构，三是充液式合模机构。1）直动式合模机构。直动式合模机构是一种简单的合模机构。它的合模动作是通过合模油作用在活塞从而实现的。这一类合模机构，是早期发明的，所以合模运动相对简单，已不能满足现如今注塑机锁模机构运动特性的需求，而且消耗的能量大，目前基本上已被淘汰。2）增压式合模机构。合模机构的构成有，增压缸、充液阀、合模油缸与稳压油缸这四种零件。这种合模机构液压油力能够影响锁模了，油压加大了，锁模力也随之提高。适合中小型锁模装置。3）充液式合模机构。这种合模机构的特点是，合模时速度是快速低压，锁模时速度是慢速高压，开合模行程长；而且油缸的直径能够通过他来改变； 但是其液压系统复杂庞大、易內泄导致长时间升压、能量损耗大、制造要求高。适合中小或中大型合模装置。 （2）液压肘杆式液压肘杆式合模机构是由两部分构成的，一是对称的曲肘连杆，二是移动液压缸。它之所以能够锁紧模具，是因为它能让液压系统驱动曲肘连杆机构。这种合模机构具有力的放大作用，较小的液压缸推力通过它能够取得很大的锁模力，具有节约能源的功能。在合模和开模的过程中，它的速度是按照慢、快、慢这一过程变化的，这样生产效率能够得到提高的同时也降低了能源的损耗。这种合模机构的功率相对其他合模机构小，锁模力也受到限制。现如今其是注塑机广泛使用的合模机构。但这种方式不足的是：1）合模和开模的精度差、结构庞大；2）高精度的加工要求，对于润滑系统有较高的要求，否则容易加快机械损害，影响机械的使用周期。这种合模机构不能加工成型较为精密的制品。 （3）电动式电动式类型模具的工作原理为:当电动机正方向旋转时,死线材驱动切换机构来促进动态模板向前面运动。电动夹紧机构指的是模具夹紧机制与电动机作为动力源的驱动模板。目前较流行的是所谓的电动肘杆式电动机械夹紧机制。所有电动切换关闭模具与伺服电机滚珠螺杆机制,齿形带和其他组件取代液压系统驱动曲柄连杆机构实现模具打开和关闭和锁定,整个装置可调模,采用伺服电机的执行锁定机制。具有节能、控制精度、重复精度高、效率高和环境保护。但问题是,滚珠丝杆将带来新的问题:1)螺丝的磨损将导致精度下降;2)制造、装配的要求更高,如果两个的准确性是不够的,它将出现在滚珠螺杆附加径向力,从而加速磨损滚珠丝杆;3)当形成面积大,如果在连续切换不完全撑,开始注入,滚珠丝杆承受很大的轴向力,加速滚珠螺杆损坏;4)成本过高,尤其是电气控制系统,在当前注塑机技术,市场占有率低。通过上述几种合模装置的有缺点，再结合这次设计需要是功能，本设计的锁模装置选择液压肘杆式。肘杆式可分为单曲肘及双曲肘式这两种，其中双曲肘机构按照构成曲肘的铰链数可分为五孔型及四孔型两种；肘杆式按照曲肘排列位置可分为直排式及斜排式这两种。现在大多数厂家生产的五孔斜排形式这一种合模装置，又因为双曲肘式的结构对称紧凑，运动特性好，故采用双肘杆式这种锁模装置。机构简图见图2-3，运动行程与各参数解图见图2-4。 图2-3 五孔斜排式双曲肘机构简图 图2-4 运动行程与各参数的图解图2.2.2运动方式选择下面对双曲肘五支铰连杆合模机构的内翻式和外翻式这两种展开分析。（1） 双曲肘内翻式五支铰连杆机构，如图2-5所示。动作原理：在启闭模时，合模油缸1进油，在合模油缸1推力作用下曲肘连杆机构4带动动模板5还有其模具，使得能够启闭模运动；在模具接触的时候，曲肘连杆还未处于伸直状态，在合模油缸1推力作用下曲肘连杆机构产生力较大的作用力，使得曲肘连杆伸直从而自锁。模具接触时，连杆未伸直的程度可以通过合模油缸1和调模装置2来调整。内翻式特点：启模时，结构简单紧凑，双曲肘相对于轴线是向内翻转，比较适合中小型注塑机使用，是现在应用最为较为广泛的合模机构。图2-5双曲肘内翻式1合模油缸；2调模装置；3后模板；4连杆机构；5动模板；6拉杆；7前模板图2-6 双曲肘外翻式1合模油缸；2曲肘连杆机构（2）双曲肘外翻式，如图2-6所示。动作原理：启闭时的运动原理及锁模的原理与内翻式是一样的，不一样的是它们的结构特点，启模时，双曲肘相对于轴线是向内翻转，在前后模板上的支铰比较靠近中心，少了支铰跨度，动模板支承刚性提高，比较适合于大型机使用。通过比较双曲肘内、外翻式的特点，又因为本次设计的注塑机为中型机，故采用双曲肘内翻式合模机构。2.3 动模板行程Sm动模板行程是指动模板移动的最大距离。移动模板行程与成型制品的高度相关，只有动模板行程要大于制品最大高度的2倍才能成功取出制品，如图2-7所示。图2-7 模板最大开距与移动模板行程1-定模板；2-固定阴模；3-制品；4-动模板动模板行程式中 脱模间隙； 料把高度； 最大制品高度。又因为=15mm，=30mm，=150mm，可得=195mm=300mm在生产过程中，为了增加生产量，注射成型时会采取最短的模板行程，故动模板行程为300mm。2.4肘杆机构的尺寸参数确定由双曲肘内翻式结构，绘制出肘杆机构运动简图如下图2-8。图2-8 肘杆机构运动简图L1后连杆长度；L2前连杆长度；L4小连杆长度；L5后连杆上的支杆长度E偏心度，支点A与滑动点C的垂直距离；后连杆转角； 前连杆转角；后连杆上主杆与支杆的夹角，即L1与L5的夹角；斜排角，L1与过A点的水平线夹角；小连杆与过C点的水平线的夹角；最大开模行程的开模转角；合模油缸活塞的行程；动模板的移动行程；以A为原点，建立如图所示的XAY坐标系。合模行程动模板的移动行程B点在合模转任意角度的位置点 （4-1）从上式得出 （4 -2）从而得到其中，称为杆长比，代入四.式得 当合模转角转到极限位置时， 1）当时，L1与L2共线，肘杆合模机构处于锁模状态，有最大值2）当时，现是在合模转角转到一定位置时的值，此时有最小值所以动模板的行程（1）尺寸约束条件从目前市场上的注塑机肘杆机构尺寸可得出相关杆长尺寸和角度。有关角度取值范围：后连杆L1和支连杆L4之间的夹角；斜排角；当回转角为时，支连杆L4的回转角不能超过。有关长度取值范围：；力的放大倍数M约为1622倍。（2）尺寸计算确定根据产品定位和设计要求，已知数据为：锁模力Fm=150KN，动模板的移动行程，Sm=300mm，预计实现力的放大倍数M为20倍 ；确定下斜排角，。 动模板的移动行程代入数值得：解得：偏心度代入数值得：圆整得到E=90。合模油缸活塞的行程代入数值得：解得：动模板的移动行程与合模油缸活塞的行程之比：力的放大倍数M为：代入数值得：达到设计要求，故合模油缸所需提供的力为F0=Fm/M=(150/20)KN=7.5KN根据以上计算得出肘杆尺寸图，如图2-9所示。图2-9 肘杆尺寸图2.5 速度和加速度分析根据生产力要求，合模时间T=5s，且已知合模油缸活塞的行程，则合模油缸活塞的平均速度位置0：合模起点，当合模转角时，如图2-10。图2-10 因为是合模起点，所以速度和加速度。位置1：当合模转角时，如图2-11。图2-11 设定此时合模油缸活塞的速度 位置2：当合模转角时，如图2-12。图2-12 同理可得，位置3：当合模转角时，如图2-13。图2-13 同理可得，位置4：当合模转角时，如图2-14。图2-14 同理可得，位置5：当合模转角时，如图2-15。图2-15 同理可得，位置6：当合模转角时，图略合模终点，所以这时跟合模起点一样，速度和加速度，而动模板刚好走完全部行程，即。根据上述分析，可绘制合模行程、速度以及加速度关于合模角的曲线图， 如图2-162-18所示。图2-16 合模行程曲线图图2-17 动模板速度曲线图图2-18 动模板加速度曲线图通过图2-162-18分析可以看出之前的肘杆尺寸参数的设计是合乎要求的。合模角在，动模板移动速度随着合模角的减小逐渐增大；过了至50缓慢增加；合模角在50后速度又开始迅速减小，过了30后速度下降变慢，直到减至0，这时动模板刚好走完全部行程。2.6 临界角和变形力的计算肘杆,一个可移动的模具,一个固定的模具、固定模板和拉杆组成了一个封闭的框架,夹紧缸通过切换机制促进动态模板,动模和固定模接触时,两个切换不是一条直线延伸,现在称为临界角。切换动作,每个组件产生弹性变形,动态模板,肘杆张力压缩。机制变形力的肘杆机构锁模过程,因为系统弹性变形和实际的锁紧力的形成,根据夹紧变形机制的大小。pre紧缩力形成的封闭框架可以确保塑料融化不是分开的移动和固定模具,产品精度高。变形力的移动载荷气缸死去,夹紧油缸驱动切换机制,机制的强化效果,锁模力克服变形力将模具,这是切换机制正常工作条件。 经计算临界角为5.15。变形力在临界角内的计算值见表2-1，肘杆完全伸直时，变形力等于合模力，即PC=1100 kN, 满足设计要求。临界角 机构变形力 = 表2-1 机构变形力()011.522.533.544.555.15Pc(kN)1100105810069338407265914362606302.7 油缸推力 油缸推力在合模过程中是变化的，开始与最后均为零，在中间有最大值。经计算理论值为67kN，考虑效率和结构设计等缘故，合模油缸拉力最后选定为95 kN。3 注塑机锁模装置结构的设计3.1 注塑机锁模装置总体结构方案注塑机锁模装置主要是由尾板、移动板和固定板以及连杆机构、液压缸等等部件组成，其总体结构方案图如下图3-1所示：图3-1 锁模装置总体结构方案图1-尾板；2-移动板；3-模具；4-固定板；5-拉杆；6-前连杆；7-后连杆图3-1设计了锁模装置的合模、开模时的两种状态的总体结构方案图。由图可以看出注塑机锁模装置的开合是动模板相对于定模板的运动来实现的。下面通过图3-2和图3-3的装配图来观察注塑机锁模装置的合模和开模这两种状态：1）注塑机锁模结构的合模图3-2 注塑机锁模结构合模装配图由图3-2可以看出，合模是动模板向前模板靠拢并锁紧的过程，动模板移动是通过液压缸驱动实现的，合模速度的按慢、快、慢变化。2）注塑机锁模结构的开模图3-3 注塑机锁模结构开模装配图开模过程与合模过程相识，开模速度也是按慢、快、慢变化。3.2 模板的结构设计前、后、动模板是合模部分的重要零件。合模框架是由后模板、前模板通过拉杆构成的。锁模后，在锁模力的作用下，动、定模板将模具锁紧，并且使其产生压缩变形，模板中部产生挠度。模板的材料，结构，尺寸，将会决定合模系统的刚性、强度，从而影响到锁模力。模板通常选取铸铁件或球铁。3.2.1前模板的结构设计图3-4 前模板零件结构图前模板主要是定模用的，安装在锁模装置的右端。其前方接触处于熔融状态的塑料，后方固定模具，承受模具合模的压力。前模板在合模时会受力压缩变形，因此对材料有较高的强度要求。其具体零件结构图如图3-4所示。3.2.2 后模板的结构设计图3-5 后模板零件结构图后模板在注塑机锁模装置中主要作用有两个：其一是起到安装液压缸的作用，其二是连接拉杆，从而形成合模力。其材料为铝合金，具体零件结构图如图3-5所示。3.2.3移动板的结构设计图3-6 动模板零件结构图动模板主要是在液压缸的作用下，在导杆的支撑下来回移动从而来实现合模和开模操作。图3-6是其零件结构图。在注塑机锁模机构中，动模板（移动板）不仅能够设置顶出机构，还能安装模具。合模时，动模板承受绝大部分的压力，会使其受力压缩变形，而且设置了顶出机构，因此我们在对动模板的选材上刚度与强度，以及结构的紧凑性要同时兼顾。动模板失效是由于其在循环工作的压力作用下，超过了其承受能力，从而产生的弯曲疲劳破坏。3.3拉杆的结构设计拉杆是锁模装置的一重要零件。其具体零件图如图3-7所示。它不仅能够与模板构成刚性框架，而且还具有导柱作用，让动模板在其上移动，所以对尺寸精度要求高，还要有较好的耐磨性能、刚度、强度，表面光滑等等，这些因素会对锁模产生影响。拉杆通常选取的材料：40cr或45号钢。图3-7 拉杆零件结构图3.3 其他零件的选择曲肘、连杆、推力座、油缸、活塞杆都是锁模机构的主要受力零件，容易磨损，精度要求高。曲肘在锁模机构做合模、开模时做旋转运动；连杆在锁模机构做合模、开模时做平面运动。它们的受力方向时刻在变化着，并且受到力的作用，使其弯曲变形。为了确保肘杆构件均匀受力，使避免影响注塑机锁模质量，选取的材料通常是刚件、球铁。 液压缸有多种类型。按作用方式可分为单作用式和双作用式两种；按结构形式可分为活塞式、柱塞式、组合式和摆动式四大类。其中，单作用液压缸分为：单活塞杆液压缸、双活塞杆液压缸、柱塞式液压缸、差动液压缸和伸缩液压缸。但是，差动式液压缸和柱塞式液压缸只能单作用而不能双作用。组合液压缸包括：弹簧复位式、齿条式、串联式和增压式四种。摆动液压缸又分为：单叶片式和双叶片式两种。选择普通单型活塞杆单作用气缸。4 液压系统的设计4.1注塑机的动作程序注射机的工作循环为： 合模注射保压 冷却 螺杆预塑进料顶出开模 闭摸动作的工况特点是：模具在闭合时速度有慢、快、慢这一变化；模具闭合后的负载为重载，速度为零。4.2注塑机对液压系统的要求 1）具有足够的合模力； 2）模具的开合速度可挑；3）注射座整体进退； 4）注射压力和注射速度可调；5）保压及压力可调； 6）为了确保制品免遭损坏，制品要平稳顶出。4.3 确定液压系统方案1) 执行机构的确定液压执行元件大体分为液压缸和液压马达，前者实现直线运动，后者完成回转运动。本系统选择双作用单活塞杆液压缸。2) 执行机构的运动控制回路液压执行元件确定后，其运动方向和速度的控制是拟定液压回路的核心问题。由于本系统工作在小流量场合，因此采用适合此流量的方向控制回路，即通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。速度控制的相应调速方式有节流调速、容积调速以及二者结合的容积节流调速。节流调速一般定量泵供油，用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度，这种调速方式结构简单，适用于功率不大的场合，本系统就是采用这种方式。缺点是效率低，发热量交大，但是对于不是频繁工作的系统来说，只要按发热功率计算出合适的油箱即可解决。正是因为其发热量大，所以节流调速一般用开式循环。在开式系统中，液压泵从油箱吸油，压力油经系统释放能量后，再排回油箱。开式回路，结构简单，散热性好，但就是油箱体积大。3) 其它回路因为为了确保整个系统的安全性和可靠性,因此我们必须设置安全锁停止机制。这需要被锁定,即压力保持电路。锁环的主要功能是使液压缸在任何位置,这个位置并不是感动的外部力量,液压控制系统采用锁电路的单向阀门。油压左侧的液体控制单向阀门的液压缸左腔,还通过控制端口开放对液体控制单向阀,正确的液压缸腔循环液体的右侧控制单向阀和换向阀流回油箱,活塞向上运动。相反,活塞向下移动。需要呆在位置,只要方向阀的位置,因为阀在H型函数,所以这两个液压控制单向阀关闭,这样活塞双向锁。因为液压控制止回阀具有良好的密封性能和一些泄漏,锁的精度主要取决于液压缸的泄漏。为了提高安全系数,使用平衡电路和功能机制不起作用。本系统采用平衡电路的液压控制阀系列单向节流阀,锁环是好的,可靠的工作。卸载电路采用M型中间位置函数,和液压影响很小,当开关切换。图4-1 注塑机液压系统原理图A-大流量液压泵；E-小流量液压泵；1、2-电液换向阀；3-电磁换向阀；4、5-电液换向阀；6、21-电磁换向阀；7、8、9-溢流阀；10、11、12-单向阀；13-液控单向阀；14-节流阀；15、16-调速阀；17、18-单向顺序阀；19-行程阀；20-液压马达该注塑机各执行元件的动作循环主要依靠行程开关切换电磁换向阀来实现的。电磁铁动作顺序如表4-1. 表4-1 液压系统原理图电磁铁动作表注：“+”表示电磁铁通电；“-”表示电磁铁断电。为保证安全生产，注塑机设置了安全门，并在安全门下安