塑料注射成型插装阀液压控制系统的设计

塑料注射成型插装阀液压控制系统的设计

1注塑机的结构及性能要求塑料注射成本计算机主要用于塑料的制造和加工。塑料粒被放入注塑机的环中，以承受得非常高的压力和快速的速度流入模具，并在冷却和硬化后形成产品。注塑机在家电,汽车,五金等行业中都能得到广泛应用,特别是大型注塑机,因此,设计适合大型注塑机的插装阀液压控制系统具有积极的意义。注塑机主要包括以下几部分。1)合模部件他是安装模具用的成型部件,主要由定模板、动模板、尾板、合模液压缸等组成。2)注射部件他是注塑机的塑化部件,主要由螺杆料筒、预塑装置、注射油缸等组成。3)液压系统及电气控制系统他是注塑机的动力控制部件,主要由液压泵、各种控制阀、电气控制元件等组成。注塑机的一般工艺是一个按照预定顺序的周期性动作过程,即闭模→注射座前移→注射→保压→冷却/预塑开模→顶出制品→顶退→闭模根据注塑机的工艺,一般液压系统应达到下列要求:1)合模机构对液压系统的要求。在一般的注塑机中,熔融的塑料通常以80～150MPa的高压注射到模具内,因此锁紧模具必须有足够的合模力,故合模液压缸的压力必须满足合模力的要求。另外,液压系统还应满足模具开合时的速度要求,同时考虑模具在开合过程中的缓冲要求,防止损坏模具和制品。2)注射部分对液压系统的要求。在注射成型的过程中,一般塑料制品的原料、制件的形状几何大小,模具的浇注系统等不同,需要的注射压力和速度都不同。例如,(a)注射速度从慢→快→慢,有利于充模过程中模腔内的气体排出,减少制品的内应力,制品壁厚的均匀。(b)注射速度从慢→快,用于成型厚壁制品,避免产生气泡和提高制品外表面的完整。(c)注射速度从快→慢,用于成型薄壁制品,减少制品的内应力,提高制品的尺寸和几何形状精度。根据注射成型的一般工艺条件,注射动作结束后,需要进行保压,保压的功能一是将熔融的料不断地补入模腔,供制品冷却凝固时收缩之用,防止发生充料不足等现象;二是使塑料紧贴模腔壁以获得精确的外形。且保压压力可根据需要进行调节。另外,螺杆的转速和背压,应能根据塑料的特性和熔融粘度等情况可适当调整。2插装阀组成网络由于普通滑阀式结构的液压控制阀其流量有限,一般在大型注塑机液压控制系统中常应用插装阀,主要应用在控制注射部分和机器开合模部分,如图1所示。3注射系统背压控制该液压控制系统能够满足注塑工艺要求,同时具有以下功能:a)注塑机的开模,合模,注射,射退,预塑等动作通过电控设备能方便而可靠地进行控制。b)能够保证机器快速有效地做开合模动作,且不会损坏模具,开合模重复精度较高。b)能够方便地实现快速注射,预塑时螺杆后退,预塑背压调节等功能。现以注射部分控制回路为例,如图2所示,其主要包括插装阀V3,V4,V5,V6,三位四通电磁换向阀V7,二位四通电磁换向阀V8,V9控制注射/射退;插装阀V13和二位四通电磁换向阀V14控制预塑;比例压力阀V11和二位四通电磁换向阀V12控制预塑背压;B1,B2分别表示系统显示压力表和背压显示压力表;P表示压力油;O表示回油;X表示控制油;Y表示泄油。当电磁铁D3,D4,D5失电时,由于V7,V8处于中位,插装阀V3,V4,V5关闭,此时螺杆保持原位。当D3,D5得电时,先导控制油X分别流向V7,V8,最终进入V4,V6的控制腔,使V4和V6关闭;同时,先导回油和V3和V5的控制腔连通,使其打开,压力油P通过V5后进入注射液压缸的有杆腔,从无杆腔排出的油经过V3后和回油O连通,推动活塞杆退回,即实现注射动作。当D4得电时,先导控制油X分别流向V7,V8,使V3和V5关闭;同时,先导回油和V4和V6的控制腔连通,使其打开,压力油P通过V4后进入注射液压缸的无杆腔,从有杆腔排出的油经过V6后和回油O连通,推动活塞杆伸出,即实现射退动作。当电磁铁D9失电时,压力油P通过V14进入V13的控制腔,使其关闭,故此此时液压马达不能旋转,即不能实现预塑动作。当D3,D9得电时,先导回油和V14的控制腔连通,使其打开,压力油P通过V13后进入预塑马达的压力油腔,从回油腔排出的油直接和回油O连通,使马达旋转,即实现预塑动作。同时,分别通过V7和V8,插装阀V4,V5的控制腔和先导控制油连通,使其关闭,而此时插装阀V3,V6的控制腔和先导回油连通,使其打开;由于马达的旋转,使熔融的料不断地流向喷嘴,同时对螺杆产生一个向后退的力,即注射液压缸的活塞杆向后伸出,系统的回油通过阀V3进入注射液压缸的无杆腔,实现补油,而注射液压缸的有杆腔的油就通过阀V6排入到系统回油中,保证预塑的同时,螺杆能后退,缩短预塑时间。一般的注射装置的熔融和混合作用可以通过调节螺杆的转速和当螺杆旋转时在螺杆及熔融料上施加的恒定的背压来控制,这样一来,加进材料的能量保持恒定,使材料在注入模具前密度均匀。在很多情况下,只需非常低的背压控制就能保证有合适的熔融粘稠度。该背压的控制主要通过控制插装阀V6的液控压力来调节,液控压力由比例阀V11和换向阀V12联合控制。在预塑时,当D7,D8失电时,插装阀V6的控制腔通过V8,V12和先导回油连通,V6全部打开,此时压力表B2显示压力为零,即无背压。在预塑时,当D7,D8得电时,插装阀V6的控制腔的液控压力有比例阀V11控制,V6开口度根据D7信号值的大小按比例打开,故此时注射液压缸有杆腔就会产生一定的背压,减慢了螺杆后退的速度,同时,压力表B2显示一定压力值,其值和设定的一致,即所谓的比例背压。一般的注射机注射后,需要做保压动作,保证塑料紧贴模腔壁以获得精确的形状。机器在预塑时,模具内上次注射的塑料已经固化,此零件必须取出,然后才能开始新的注射前进循环。如果在料筒熔融料中有背压时打开模具,塑料将会从喷嘴口射出,故料筒内的熔融料必须先进行释压,然后才能打开模具。该功能通过控制阀V9上的电磁铁D6实现,当保压结束时,D6得电,阀V9换向,使