节能型注塑机合模部分毕业论文

目           录
前言……………………………………………………………………1
第一章  绪论…………………………………………………………3
1.1 用途……………………………………………………….3
1.2 分类……………………………………………………….4
1.3 现状和发展……………………………………………….4
1.4 塑机的组成……………………………………………….5
1.4.1 注射装置…………………………………………..6
    1.4.2 合模装置…………………………………………..6
    1.4.3传动和电气控制装置……………………………...6
1.5 塑机的基本参数………………………………………….6
第二章 塑机的总体设计和方案原理讨论…………………………..7
2.1 概述……………………………………………………….7
2.2 节能原理分析和讨论…………………………………….7
2.3节能型伺服注塑机设计…………………………………..9
2.3.1注塑机结构设计……………………………………...9
2.4注塑机的总体设计和方案讨论…………………………..9
2.4.1注射装置……………………………………………...10
2.4.2合模装置……………………………………………...11
2.4.3调模装置……………………………………………...11
2.4.4顶出装置……………………………………………...12
2.4.5液压系统……………………………………………...12
2.4.6电器控制系统………………………………………...13
     2.4.6.1动作操作………………………………………..13
2.5 HCF168X型机的技术规格表……………………………13
第三章 合模装置的设计、计算和校核……………………………..15
3.1 合模装置………………………………………………...15
  3.1.1合模装置的结构形式……………………………….15
       3.2合模装置各组成部分的设计……………………………18
3.2.1 模板…………………………………………………18
3.2.2 拉杆…………………………………………………19
3.2.3 模板连接装置………………………………………19
3.3调模装置…………………………………………………20
3.4顶出装置…………………………………………………21
  3.4.1顶出机构的设计…………………………………….22
  3.4.2 顶出机构的组成……………………………………22
  3.4.3 顶出杆的结构设计…………………………………24
3.5合模导向机构的设计……………………………………25
  3.5.1 导柱…………………………………………………26
  3.5.2 导套…………………………………………………26
3.6锁模油缸的结构…………………………………………26
3.7连杆机构…………………………………………………29
3.8机械保险装置……………………………………………30
第四章 合模装置中关键受力部件的强度校核……………………..32
  4.1关键受力部件的校核………………………………….32
    4.1.1 四根拉杆………………………………………….32
    4.1.2 顶出活塞杆……………………………………….32
    4.1.3 主、副顶出杆…………………………………….33
    4.1.4 大、小锁轴，锁模活塞杆及锁模油压………….33
  4.2 其它……………………………………………………38
设计总结………………………………………………………….……39
参考文献……………………………………………………………….40
节能型注塑机合模装置的设计
[摘要]：目前，虽然出现了全电动注塑机，但普通液压型注塑机仍然是目前注塑机行业中的主要机型。合模装置又是注塑机的重要组成部分之一，合模装置的结构形式关系到整台注塑机性能的高低和制品质量的优劣。
纯液压型注塑机存在着许多的不足之处，其精度低、噪音大、污染大、而且能耗很高，一些实际工作者曾对液压型注塑机进行过改进，但收效甚微；而全电动注塑机虽然性能好，但由于价格昂贵，所以市场占有率很小。
针对目前大多数液压型合模装置存在的问题，并对注塑机的节能原理进行了分析和讨论，现试设计一种电液混合式注塑机的合模装置，它有别于以往的纯液压型合模装置:斜排五支点曲肘式机构，计算机参数优化设计，模板采用高刚性箱体式设计，最佳的移模速度和扩力倍比尽显其中，宽大的安全防护装置，适应更大模具安装，超灵敏低压保护模功能。其结构简单，传动平稳，装配也很方便，能更好的进行锁模，配合机床的其它部分进行工作。它能大大的降低辅助工段的能耗，节能效果高达50%-60%。


[关键词]：注塑机   节能型   电液混合式   合模装置  
        
The Design Of Energy-Saving Servo Plastic Injection Machine            
[Abstract]: In spite of the advent completely motor-driven Plastic Injection Machines recently, the major type remains the commonness hydroform Plastic Injection Machine in current machine Plastic Injection Machine profession. The clamping unit is one of the most important components of Plastic Injection Machine, whose structure determines the performance of the machine and the quality of its products.
     There are many disadvantages existing in the pure type of hydroform Plastic Injection Machine, such as low precision, high noise, high pollution and great energy consumption. Some actual workers once attempted to improve it, but in vain; Although completely motor-driven Plastic Injection Machine has high-function, for its’ high price, so it has little market share.
     Taking the current problems in most hydroform Plastic Injection Machines’ clamping unit into consideration, after analyzing and discussing the theory of energy-saving of the Plastic Injection Machine, we are now trying to design a clamping unit of mixture of motor-driven and hydraulic, which is different from the old pure type of hydroform clamping unit: The five-point double locking mechanism is optimized designed for the toggle system, the platens apply box structure design with higrigidity, which embodies best clamping speed and magnifying ratio. Spacious safe guard enables to access larger mould, and low pressure mould protection performances in an extreme sensitivity level. Due to its simple structure , stable transmission and convenient assemblage, it can do better at clamping unit、working with the other parts of the machine tool. It can greatly reduce the energy consuming of the auxiliary process, high to 50%～60%.  
[Keywords]: the Plastic Injection Machine, the type of energy-saving,the mixture of motor-driven and hydraulic, clamping unit
前     言

塑料制品现已在工业、农业和人们生活等各方面占有相当的比重，近几年国际国内塑机行业蓬勃发展，日新月异，塑料机械发展的水平日益受到人们的关注。由于节能和环保越来越受到世界各国的高度重视，使得节能型塑料机械成为当前塑料机械的一个重要发展方向。在欧洲节能环保型塑料机械已占市场量的50%以上，我国在1998发布了“节约能源法”对节约能源和能源的有效利用提出了很高的要求。我国是注塑机生产和应用的大国，而且每年以7%～8%的速度快速增长，宁波是我国注塑机行业最发达的地区，生产企业近100家，年产3万台.市场目前生产和使用的注塑机大部分是以普通异步电动机拖动的液压式塑机，它的耗电量存在着相当大的浪费。因此，节能型的塑料机械已成为众多消费者和生产商共同追求的目标，节能型注塑机将是今后市场前景非常广阔的产品。
除了对环保的要求之外，随着注塑技术的发展，人们对塑料制品的精度要求也越来越高，某些精密产品零部件的精密性，不仅对材料有更高的要求，而且对成型技术也提出了相当高的要求。
目前，液压式注塑机不但无法满足高成型技术要求，还存在诸多其他不足：
①各机构动作的控制精度相对较低，传动比不如机械式传动精确；
②油温变化时，油的粘度也会变化，影响系统的稳定性；
③液压系统中的液压油在流经泵、阀和管道时，产生大量热量，导致油温升高，油温过高时将影响液压系统的正常工作，因此，需要通过油冷却器将液压油的热量带出，消耗了大量能量；
④液压系统的噪音大，同时液压油的泄漏也难以避免，给工作环境带来影响；
⑤油冷却器需通冷却水带走液压油中的热量，造成水资源的浪费；
⑥液压油及液压元器件的经常更换使成本增大。
因此，传统的液压驱动正在被其它更为先进的驱动方式所替代。
全电动注塑机，作为新一代高科技机电一体化产品正逐步替代液压驱动注塑机，成为注塑机发展的必然趋势。其显著优点
1、对环境无污染；
2、节水省电；
3、动作速度快；
4、定位精度和生产效率高。
但是，全电动注塑机在作用力、过载能力等方面与液压驱动系统相比还有明显不足。其最大缺点上造价太高，一般中小企业无法承受，目前国内市场尚不成熟。
基于上述情况，国外已研发出电动液压混合式注塑机，并已投入市场。在国内，目前该产品的研发工作还处于初步阶段。
本项目在上述背景情况下，拟开展电动液压混合式的高效伺服注塑机产品的研发工作。不但可使我国注塑机行业技术尽快达到或超过世界先进水平，而且还大大推动了我国注塑机行业的发展，为国民经济的发展起着重大的推动作用。
高效伺服注塑机克服了纯液压注塑机精度低、油温高、易漏油、噪音大、能耗大等缺点，充分体现了该产品的个性化和新技术的具体应用。
由于本人能力有限和时间仓促，设计中难免有不足之处，殷切的希望各位老师和同学加以批评指正。
      
                                               


























第一章    绪论
1.1用途
注塑又称注射成型，是塑料的一种重要成型方法，几乎所有的热塑性塑料和部分热固性塑料（酚醛塑料，氨基塑料等）都用注塑方法成型，注射成型制品约占塑料制品总量的20%~30%，其制品主要是工业配件，各种零部件和壳体等，注射成型能够加工出外形复杂，尺寸精确和带有嵌件的塑料制品。完全有理由完成有理由相信，随着其控制系统的不断完善和加工精度的日益提高，注塑机的发展将迈入一个崭新的发展阶段。
注塑过程是将粒（粉）状塑料从注射机料斗送入已加热的料筒，经加热熔融后，受柱塞或螺杆的推动，熔融塑料通过料筒前端的喷嘴快速注入闭合塑模中，经过冷却（热塑性塑料）或加热（热固性塑料）定型后，开启模具取出制品。上述过程即称为一个模塑周期，时间从几秒到几分不等。视制件大小，注射机类型和原料品种而定。
以螺杆式注塑机为例说明其成型工艺过程，其主要经过以下几个步骤：
1 .加料塑化：粒状或粉状塑料从料斗落入加料口，通过旋转的螺杆曳入料筒，由于料筒外部加热和旋转螺杆的剪切作用，塑料被塑化成熔融状态，螺杆不断旋转，塑料被曳入而塑化，待塑化熔料到达预定量时，螺杆便停止旋转，加料塑化结束。
2.合模、注射：塑化结束，合模部件开始合模，同时注射座向前移动，当喷嘴贴紧模具的浇铸道后，压力油通入注射油缸，使螺杆在一定的速度和压力下向前移动，并将熔料注入模腔。
3.保压、硬化：在注射终了，需要一段时间保压，以便向模腔补料，同时可以防止模腔内熔料的反流，保压结束后进行冷却，使制品硬化定型（在生产中，制品保压后螺杆即开始加料塑化，为成型下一个制品做准备）。
4.开模顶出制品：制品硬化定型后，打开模具，顶出制品。
与其他成型方法相比，注射成型具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精确和带嵌件的制品，对成型各种塑料的适应性强，生产效率高，易于自动化；注射机加单机操作，更换原料及模具均很方便，产品更新快等一系列优点，过塑是一种经济、高效的成型技术，发展迅速。
注塑机和注塑工艺在近年来的进展主要有以下几个方面：
1.向高速化发展——注塑机的高速化主要体现在：加快模板移动速度，由原来10~15m/min提高到25~35m/min，甚至高达60m/min；增大塑化能力，提高注射速率，缩短注射周期，如采用可连续注射的注射装置，合模装置采用回转式多模注射等，注射周期最短可至2s以下。
2.向高度自动化发展——随着电子技术的高速发展，采用电子计算机对注塑全过程实行全自动程序控制和多台机集中控制的自动化生产线，大大提高了注塑成型的自动化，更值得一提的是最近高效伺服全电动塑机的成功推广，无疑加快了其自身的向前发展。
3.超大型和超小型注塑机的发展——目前国产注塑机的最大注射量可达到30000立方厘米，日本名机制作所在1975年即有注射量96000立方厘米的注塑机；美国恩柯公司的专用注塑机的最大注射量可达100000立方厘米，国外有2g小型精密注塑机，其注射压力为500mpa，制品重0.5g，精度可达2.5μm，德国最近报道：采用微型注塑机注塑聚甲醛手表轴承，每只轴仅重0.0000064g。
4.注塑工艺的发展——近年来已经取得实际应用的注塑新工艺有流动注塑成型、注射压缩成型、夹层注塑反应注塑以及气体辅助注塑成型等。同时在计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）和计算机辅助制造（CAM）等方面也有很大的发展。
5.专用注塑机的发展——在通用注塑机发展的同时，近年来还出现了许多新型专用注塑机，如排气式注塑机、多色注塑机、纤维增强塑料注塑机、低发泡注塑机、注射吹塑成型机、热固性塑料机、弹性体塑机等。