塑料注射机液压系统设计毕业论文(设计).doc
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1、 塑料注射机液压系统设计摘要 塑料注射成型机是把各种热塑性塑料加工成各种中小型工业塑料制品的机械设备。现在,随着计算机等自动化设备在现代企业中的不断应用,塑料注射成型机也得到一定程度的发展。本文对塑料注射机的系统设计进行了阐述。本文讨论了塑料注射成型机及其相关设备在国内外的发展情况,并根据现有设备情况,发展速度及经济状况等因素,对主要结构做了合理的选用。例如:锁模部分结构紧凑,占用空间小。我在设计中主要设计了注塑机注射部件的注射油缸的活塞杆的直径的设计、缸体和缸盖厚度的选择,以及用来连接缸体与缸盖的连接件拉杆的选择。油马达与油泵的选择以及驱动油泵所用电机功率的选择。做了液压系统图的设计,以及控
2、制系统PLC的电器气控制方案,对于所使用的油管直径、材料也有一定的设计。此设计主要是通过与同型的各项参数的类比而设计出来的。通过以上工作,塑料注射成型机锁模部分在锁模速度,产品质量等理论上应有一定程度的提高,但需要在实践中不断的提高,但需要在实践中不断改进。关键词: 塑料注射成型,锁模部件,锁模力,注射部件Design of Injection Molding Machine of Plastics Hydraulically Powered AbstractInjection molding machine of plastics is a machine equipment which p
3、rocesses all kinds of thermoplastic plastic material into various medium small scaled industry plastics product.Nowadays,along with applicatins of computer technology ,and atutomation equipmens in modern enterprise,injection molding machine has maked a great developments.This text carries on researc
4、h on the system design of injection molding machine.This text discuesses the injection molding machine of plastics and its related equipments in the domestic and international development circumstance.According to the factors,such as exsiting equipments circumstance,the development speed and economi
5、c condition ,I made a reseanable choice in the use of the main structure.For example:the structure of the clamping unit is assembled securely ,taking up small space.I mainly designed a body and urns of design,the piston diameter of the diameter that the machineof plastics injects the piston pole tha
6、t the parts injects the oil urn covers the thickness in the design of choice ,and connect an urn of body with the conjuction piece that the urn cover pulls the pole of choice,The choice of the oil motor and the oil pump and drive the choice of the electrical engineering power that the oil pump use.I
7、 made the design of the system diagram of the presses of liquid and methods of controlling system of the electrical control project PLC.For the use of pipeline diameter,material ,I also have made a certain design.This design derives from many various similar productsBy the above work , the clamping
8、unit of the injection molding machine of plastics should have a exaltation of the certain degree theoretically on the speed of clamping and the quanity of product etc.,but it is needed to improve continuously in the fulfillment.Key Words :injection molding of plastic, clamping unit, force of clampin
9、g,injection unit 目录1绪论11.1 2009年注塑机的国内市场分析.11.2 2009年国际注塑机市场分析.21.3 注塑机发展方向与节能特性.32注塑成型机技术.6 2.1 工作原理6 2.2 注塑机的分类及其特点.73注塑机的机构.9 3.1.塑化部件.9 3.2 螺旋杆设计.10 3.2.1 螺杆的基本参数.10 3.2.2 注射量.123.2.3 注射压力.123.3螺杆头设计.123.4合模部分.133.4.1锁模力.143.4.2 锁模装置的基本尺寸.143.4.3 其他技术参数.154合模机构17 4.1肘杆式合模装置基本特征.17 4.1.1曲肘机构尺寸设计.
10、174.2合模力.18 4.3合模装置主要零件设计.184.3.1模板184.3.2 拉杆.184.3.3 连杆的强度校核.194.4齿轮的设计及强度校核.204.4.1设定齿轮类型,精度等级,材料及齿数.20 4.4.2按齿面接触强度设计.204.4.3按齿根弯曲强度设计.234.4.4几何尺寸计算.244.4.5 验算.245油缸的设计265.1油缸设计及校核.265.1.1注射座移动缸的设计26 5.1.2注射缸的设计26 5.1.3锁模油缸的设计26 5.1.4顶出油缸的设计27 5.1.5油缸壁厚的计算及校核27 5.2 计算执行元件的实际工作压力和实际所需的流量.285.3液压泵的
11、选择.295.4 油管的选择.315.5油缸的有效容积.315.6滤油器.32 6注塑机液压系统设计346.1注塑机液压系统分析.346.2注塑机液压系统拟定与设计.35结 论.40致 谢.41参考文献.42 1 绪 论 注射成型机(简称注射机或注塑机)是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。 注射成型是通过注塑机和模具来实现的。注塑机具有能一次成型外型复杂、尺寸精确或带有金 属嵌件的质地密致的塑料制品,被广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业、文教卫生及人们日常生活各个领域。注射成型工艺对各种塑料的加 工具有良好的适应性,生产能力较高,并
12、易于实现自动化。在塑料工业迅速发展的今天,注塑机不论在数量上或品种上都占有重要地位,从而成为目前塑料机械中增 长最快,生产数量最多的机种之一。 塑料机械是塑料工业发展的重要支柱,它为塑料行业提供了先进 的技术装备,它的发展是塑料工业发展的基础,也受塑料工业发展的影响。从世界范围看,塑料机械的品种主要由注塑机、挤出机/挤出生产线和吹塑机三大类产品组成,它们占到了塑料机械总产值的80%以上,其中注塑机又占这三类机械总和的一半以上。1.1 2009年注塑机的国内市场分析 由于注塑机前几年发展过快,现在除了大型机,一般规格的注塑机已经供大于求,但是一些科技含量高的注塑机,市场需求却渐渐走强。主要有以下
13、几种机型: 一是全电动、全液压精密类注塑机。这类产品主打市场是电子通讯、音像、家电、汽车等,加工条件要求较高,对注塑机的精密度要求也有所提高,这些产业均为朝阳产业,有很大的发展空间。 二是中空注塑机。这是由于塑料零件在振动状态下的应力破坏问题是汽车全塑化及其他一些工程应用上的大难题,而多种橡塑材料结合应用加上真空注塑技术,可有效改善上述缺陷。 三是带有空气辅助、水辅助装置的新型注塑机。这类新型注塑机有很大的市场,特别是对外观要求较高、使用寿命较长的产品,如家电、汽车、建筑等更有吸引力。 目前其他机械加工企业大部分效益不好,惟独塑料机械发展迅速,而许多过去生产机床和军工产品的企业也开始生产塑料机
14、械,再加上新兴的塑机个体、集体企业 发展迅速,因而在普通型塑料机械中主要是价格战,每一种新产品的开发,一开始都是高附加值,用不上一年就会有同类产品问世,价格下降,但最终是由质量决定 价格,由服务来决定用户。在未来的塑机市场上主要是质量和服务的竞争。从塑机产品数量分析,预计2005年和2010年分别为7.5万台和10万台。其中注塑机约占35、挤出机组约占25、中空成型机约占5、其他塑机约占35。 中外合资企业在行业中数量虽然不多,但具有强大的竞争实力。中外合资企业的工业总产值约占全行业的30以上,在行业前10名企业中,中外合资企业占了56名。原机械工业部所属企业在塑机行业中力量较弱,工业总产值约
15、占全行业的20左右。 从产品出口数量来看:注塑机占60.4、挤出机组占6.8、中空成型机占有11.7、其他塑料机械占21.1。从产品出口创汇来看:注塑机占 74.1、挤出机组占81、中空成型机占8.0、其他塑料机械占9.8。可以看出我国能够打入国际市场的塑机产品中注塑机占很大比例。我国塑料工业长远规划中,20002005年塑料制品的年均增长率约为10%,20062015年的年均增长率将达到8%,2005年塑料制品的产量达到2500万吨,预计2015年塑料制品总产量翻一番,达到5000万吨。 塑料加工工业良好的发展前景仍将是我国塑料机械制造工业高速发展的源动力,预计20012010年,我国对塑料
16、机械需求量的年均增长率为6%左右,预计 至2010年为145亿元。也就是说,我国塑机行业的发展潜力很大,后劲很足,尤其是一些科技含量高、性能好、价格相对适中的机型,如特大型、精密、专用 注塑机,低温、大功率型单螺杆挤出机,用于生产高阻渗性和耐热性包装材料等的多层共挤吹塑机,生产工业制件(汽车配件等)吹塑机械等,都有很好的发展前景。1.2 2009年国际注塑机市场分析 2006年全球注塑机出口总额为54.6亿美元,其中德国注塑机产业规模居世界首位,出口总额占全世界出口总额的20以上,在全球注塑机竞争中处于优势 地位,意大利和日本分列第二、三位。美国的注塑机出口份额逐年下降,由2000年的9.8降
17、至2006年的5.3。日本的电动注塑机在全世界占有重要 地位,其中在北美地区的电动注塑机占有率已经达到30左右。目前这些发达国家的注塑机主要以精密注塑机、大型注塑机等高技术含量高附加值的机型为主。而 在低端注塑机领域,中国经过这几年的技术引进和技术创新,制造水平已经与发达国家相差无几。而中国劳动力价格优势使得中国的低端注塑机出口占据了世界的半壁江山。目前,以德国为主的发达国家注塑机主要以不断的技术创新来夺取市场份额,产品的利润率非常高。而以中国为代表的发展中国家由于产品技术含量低相似度高,主要以低价竞争为主,产品的利润率非常低。1.3注塑机发展方向与节能特性随着塑胶制品多样化市场需求越来越大,
18、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,只有比较两类不同动力源注塑机的特点,才有可能弄清注塑机的技术发展方向。全液压式注塑机在成型精密、形状复杂的制品方面有许多独特优势,它从传统的单缸充液式、多缸充液式发展到现在的两板直压式,其中以两板直压式最具代表性,但其控制技术难度大,机械加工精度高,液压技术也难掌握。 全电动式注
19、塑机有一系列优点,特别是在环保和节能方面的优势,由于使用伺服电机注射控制精度较高,转速也较稳定,还可以多级调节。但全电动式注塑机在使用寿 命上不如全液压式注塑机,而全液压式注塑机要保证精度就必须使用带闭环控制的伺服阀,而伺服阀价格昂贵,带来成本上升。 电动液 压式注塑机是集液压和电驱动于一体的新型注塑机,它融合了全液压式注塑机的高性能和全电动式的节能优点,这种电动-液压相结合的复合式注塑机已成为注塑机 技术发展方向。注塑行业正面临着一个飞速发展的机遇,然而在注塑产品的成本构成中,电费占了相当的比例,依据注塑机设备工艺的需求,注塑机油泵马达耗电占 整个设备耗电量的比例高达50%-65%,因而极具
20、节能潜力,设计与制造新一代“节能型”注塑机,就成为迫切需要关注和解决的问题。 注塑机的工艺过程一般分为锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模等几个阶段,各个阶段需要不同的压力和流量。对于油泵马达而言,注塑过程是处于变化的负载状 态,在定量泵的液压系统中,油泵马达以恒定的转速提供恒定的流量,多余的液压油通过溢流阀回流,此过程称为高压节流。据统计由高压节流造成的能量损失高达 36%-68%。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
21、统。为进一步降低能耗,减少噪音,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,包括:减轻开、锁模冲击,延长
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