注塑機(jī)液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)任務(wù)書姓學(xué)

名：號(hào)：

張

陽(yáng)

注塑機(jī)是一種通用設(shè)備過(guò)它與不同專用注塑模具配套使用夠生產(chǎn)出多種類型的注塑制品。注塑機(jī)主要由機(jī)架，動(dòng)靜模板，合模保壓部件，預(yù)塑、注射部件壓系統(tǒng)氣控制系統(tǒng)等部件組成塑機(jī)的動(dòng)模板和靜模板用來(lái)成對(duì)安裝不同類型的專用注塑模具模保壓部件有兩種結(jié)構(gòu)形式種是用液壓缸直接推動(dòng)動(dòng)模板工作是用液壓缸推動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)再驅(qū)動(dòng)動(dòng)模板工作（機(jī)液聯(lián)合式工作時(shí)，按照其注塑工藝要求，要完成對(duì)塑料原料的預(yù)塑、合模、注射機(jī)筒快速移動(dòng)、熔融塑料注射、保壓冷卻、開(kāi)模、頂出成品等一系列動(dòng)作，因此其工作過(guò)程中運(yùn)動(dòng)復(fù)雜、動(dòng)作多變、系統(tǒng)壓力變化大。

合模注射座前進(jìn)注射保壓冷卻

預(yù)塑注射座后退開(kāi)模頂出制品頂出缸退回合模注塑機(jī)的工作循環(huán)過(guò)程注塑機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的要求是1)具有足夠的合模力熔融塑料以120～200MPa

的高壓注入模腔閉合的模具上會(huì)產(chǎn)生很大的開(kāi)模力以合模液壓缸必須產(chǎn)生足夠的合模力保對(duì)閉合后的模具的鎖緊則注塑時(shí)模具會(huì)產(chǎn)生縫隙使塑料制品產(chǎn)生溢邊現(xiàn)廢品。2)模具的開(kāi)模速度可調(diào)

當(dāng)動(dòng)模離靜模距離較遠(yuǎn)時(shí)合模具為空程時(shí)為了提高生產(chǎn)效率求動(dòng)模快速運(yùn)動(dòng)模時(shí)要求動(dòng)模慢速運(yùn)動(dòng)免沖擊

力太大撞壞模具，并減少合模時(shí)的振動(dòng)和噪聲。因此，一般開(kāi)、合模的速度按慢一快一慢運(yùn)動(dòng)的規(guī)律變化。3)注射座整體進(jìn)退

要求注射座移動(dòng)液壓缸應(yīng)有足夠的推力塑時(shí)注射嘴和模具澆口能緊密接觸，防止注射時(shí)有熔融的塑料從縫隙中溢出。4)注射壓力和注射速度可調(diào)

注塑機(jī)為了適應(yīng)不同塑料品種狀及模具澆注系統(tǒng)的工藝要求，注射時(shí)的壓力與速度在一定的范圍內(nèi)可調(diào)。5)保壓及壓力可調(diào)

當(dāng)熔融塑料依次經(jīng)過(guò)機(jī)筒射嘴具澆口和模具型腔完成注射后要對(duì)注射在模具中的塑料保壓一段時(shí)間保證塑料緊貼模腔而獲得精確的形狀外在制品冷卻凝固而收縮過(guò)程中化塑料可不斷充入模腔，防止產(chǎn)生充料不足的廢品。保壓的壓力也要求根據(jù)不同情況可以調(diào)整。6)制品頂出速度要平穩(wěn)頂出速度平穩(wěn)，以保證成品制品不受損壞。

齒輪料斗增力缸

合模缸

噴嘴

料筒注射座移動(dòng)缸X

5

7YA

13

194推料缸

X

8

9

36

10

2

1

12

143

21

17

11X

7

5

X

6

BA注塑機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖

1、2-電電磁換向、6、21-電磁換向7單向、16-調(diào)速單

該注塑機(jī)各執(zhí)行元件的動(dòng)作循環(huán)主要依靠行程開(kāi)關(guān)切換電磁換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)鐵動(dòng)作順序見(jiàn)下圖為保證安全生產(chǎn)，注塑機(jī)設(shè)置了安全門，并在安全門下裝設(shè)一個(gè)行程閥19加以控制，只有在安全門關(guān)閉、行程閥19上位接入系統(tǒng)的情況下，系統(tǒng)才能進(jìn)行合模運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)工作過(guò)程如下(1)模

合模是動(dòng)模板向定模板靠攏并最終合攏的過(guò)程合模液壓缸或機(jī)液組合機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，合模速度一般按慢一快一慢的順序進(jìn)行。具體如下：1動(dòng)模板慢速模運(yùn)動(dòng)

當(dāng)按下合模按鈕，電磁鐵、l0YA電，電液換向閥4右位接入系統(tǒng)磁閥6上位接入系統(tǒng)壓大流量液壓泵通過(guò)電液換向閥l的M中位機(jī)能卸荷壓小流量液壓泵出的壓力油經(jīng)閥413進(jìn)入合模缸左腔經(jīng)閥4回油箱動(dòng)動(dòng)模板開(kāi)始慢速向右運(yùn)動(dòng)。此時(shí)系統(tǒng)油液流動(dòng)情況為：進(jìn)油路回油路

液壓泵→電液換向閥4（右位）→單向閥13→合模缸左腔；合模缸右腔→電液換向閥4（右位）→油箱2）動(dòng)板快速模運(yùn)動(dòng)

當(dāng)慢速合模轉(zhuǎn)為快速合模時(shí)，動(dòng)模板上的行程擋塊壓一下行程開(kāi)關(guān)電磁鐵5YA電1左位接入系統(tǒng)流量泵不再卸荷，其壓力油經(jīng)單向11、單向順序17與液壓泵B壓力油匯合，共同向合模缸供油，實(shí)現(xiàn)動(dòng)模板快速合模運(yùn)動(dòng)。此時(shí)系統(tǒng)油液流動(dòng)情況為進(jìn)油路（液壓泵A→單向閥11單項(xiàng)順序閥17）＋（液壓B）→電液換向閥4（右位）→單向閥13→合模缸左腔；回油路

合模缸右腔→電液換向閥4（右位）→油箱3）合前動(dòng)模的慢速運(yùn)動(dòng)

當(dāng)動(dòng)?？焖倏拷o模板時(shí)，另一行程擋塊將壓下其對(duì)應(yīng)的行程開(kāi)關(guān)，5YA電、1復(fù)位到中位，A荷，油路又恢復(fù)到以前狀況，使快速合模運(yùn)動(dòng)又轉(zhuǎn)為慢速合模運(yùn)動(dòng)，直至將模具完全合攏。(2)壓鎖模

當(dāng)動(dòng)模板合攏到位后又壓下一行程開(kāi)關(guān)電磁鐵7YA電、5YA電A荷B作液換向閥5右位接入系統(tǒng)力缸開(kāi)始工作，將其活塞輸出的推力傳給合模缸的活塞以增加其輸出推力時(shí)流閥開(kāi)始溢流定泵B出的最高壓力壓力也是最大合模力下對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)最高工作壓力。因此，系統(tǒng)的鎖模力由溢流閥定，動(dòng)模板的鎖緊由單向閥10證。此時(shí)系統(tǒng)油液流動(dòng)情況為進(jìn)油路回油路

液壓泵→單向閥10→電磁換向閥5（右位）→增壓缸左腔；液壓泵→電液換向閥4（右位）→單向閥13→合模缸左腔；增壓缸右腔→油箱；合模缸右腔→電液換向閥4（右位）→油箱。

(3)注射座體快進(jìn)

注射座的整體運(yùn)動(dòng)由注射座移動(dòng)液壓缸驅(qū)動(dòng)。當(dāng)電磁鐵YA通電時(shí)，電磁閥位接入系統(tǒng)，液壓泵的壓力油經(jīng)閥、閥入注射座移動(dòng)缸右腔，左腔油液經(jīng)節(jié)流閥14回油箱。此時(shí)注射座整體向左移動(dòng)，使注射嘴與模具澆口接觸。注射座的保壓頂緊由單向閥實(shí)現(xiàn)。此時(shí)系統(tǒng)油液流動(dòng)情況為：進(jìn)油路回油路(4)射

液壓泵→單向閥12→注射座移動(dòng)缸右腔；注射座移動(dòng)缸左腔→電磁換向閥3（右位）→節(jié)流閥14→油箱。當(dāng)注射座到達(dá)預(yù)定位置后，壓下一行程開(kāi)關(guān)，使電磁鐵、5YA通電，電磁換向2右位接入系統(tǒng)，1左位接入系統(tǒng)。于是，A壓力油經(jīng)閥11經(jīng)閥17而來(lái)的液壓泵B壓力油匯合起經(jīng)閥218進(jìn)入注射缸右腔腔油液經(jīng)閥2回油箱射缸活塞帶動(dòng)注射螺桿將料筒前端已經(jīng)預(yù)塑好的熔料經(jīng)注射嘴快速注入模腔。注射缸的注射速度由旁路節(jié)流調(diào)速的調(diào)速閥15調(diào)節(jié)。單向順序閥18預(yù)塑時(shí)能夠產(chǎn)生一定背壓，確保螺桿有一定的推力。溢流閥8起調(diào)定螺桿注射壓力作用。此時(shí)系統(tǒng)油液流動(dòng)情況為進(jìn)油路（泵→閥11）＋（→單向順序閥17）→電磁換向（左位）→單向順序閥18→注射缸右腔；回油路

注射缸左腔→電磁閥2（左位）→油箱。(5)注射保

當(dāng)注射缸對(duì)模腔內(nèi)的熔料實(shí)行保壓并補(bǔ)塑時(shí)，注射液壓缸活塞位工作移量較小少量油液即可鐵5YA電1處于中位，使大流量泵A荷，小流量B續(xù)單獨(dú)供油，以實(shí)現(xiàn)保壓，多余的油液經(jīng)7溢回油箱。(6)壓(氣)、再增先讓電磁鐵1YA失，電磁YA電；后讓、7YA通電，2YA失電，使動(dòng)模板略松一下后，再繼續(xù)壓緊，以排放盡模腔中氣體，保證制品質(zhì)量。(7)塑進(jìn)料

保壓完畢后，從料斗加入的塑料原料隨著裹在機(jī)筒外殼上的電加熱器對(duì)其的加熱和螺桿的旋轉(zhuǎn)將加熱熔化混煉好的熔塑帶至料筒前端螺桿頭部逐漸建立起一定壓力力足以克服注射液壓缸活塞退回的背壓阻力時(shí)桿逐步開(kāi)始后退不斷將預(yù)塑好的塑料送至機(jī)筒前端螺桿后退到預(yù)定位置螺桿頭部熔料達(dá)到所需注射量時(shí)桿停止后退和轉(zhuǎn)動(dòng)下一次向模腔注射熔料做好準(zhǔn)備此同時(shí)經(jīng)注射到模腔內(nèi)的制品冷卻成型過(guò)程完成。注塑機(jī)壓系統(tǒng)原理電磁鐵作表

動(dòng)程

5YA7YA9YA10YA11YA

注＋表電鐵電－”示磁斷。預(yù)塑螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)由液壓馬達(dá)過(guò)一對(duì)減速齒輪驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。這時(shí)，電磁鐵6YA電，1右位接入系統(tǒng)，A壓力油經(jīng)閥1進(jìn)入液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)回油直通油箱達(dá)轉(zhuǎn)速由旁路調(diào)速閥16調(diào)節(jié)流閥9為安全閥桿后退時(shí)，閥2處于中位，注射缸右腔油液經(jīng)閥18和閥回油箱，其背壓力由閥18調(diào)節(jié)。同時(shí)活塞后退時(shí)射缸左腔會(huì)形成真空時(shí)依靠閥的Y型位機(jī)能進(jìn)行補(bǔ)油。此時(shí)系統(tǒng)油液流動(dòng)情況為液壓馬達(dá)回路：進(jìn)油路回油路

泵→閥1右位→液壓馬達(dá)20進(jìn)油口；液壓馬達(dá)20回油口→閥1右位→油箱。液壓缸背壓回路：注射缸右腔→單項(xiàng)順序閥→調(diào)速閥15→油箱。(8)射座后

當(dāng)保壓結(jié)束，電磁鐵8YA電，閥位接入系統(tǒng)，泵的壓力油經(jīng)閥、閥3入注射座移動(dòng)液壓缸左腔，右腔油液經(jīng)閥3、閥油箱，使注射座后退。泵A閥1卸荷。此時(shí)系統(tǒng)油液流動(dòng)情況為進(jìn)油路回油路(9)模

泵→閥→閥3（左位）→注射座移動(dòng)缸左腔；注射座移動(dòng)缸右腔→閥3（左位）→節(jié)流閥14→油箱。開(kāi)模過(guò)程與合模過(guò)程相似一般歷經(jīng)慢一快一慢的過(guò)程。1)速開(kāi)模

電磁2YA電左位接入系統(tǒng)泵6的壓力油經(jīng)閥4入合模液壓缸右腔，左腔的油經(jīng)液控單向閥13、閥油箱。泵經(jīng)閥卸荷。2)速開(kāi)模

此時(shí)電磁鐵YA和YA通電、B兩個(gè)液壓泵匯流向合模

液壓缸右腔供油，開(kāi)模速度提高。(10)出

模具開(kāi)模完成后下一行程開(kāi)關(guān)電磁鐵YA電泵B來(lái)的壓力油，經(jīng)過(guò)單向10，電磁換向21位，進(jìn)入推料缸的左腔，右腔回油經(jīng)閥21的上位回油箱。推料頂出缸通過(guò)頂桿將已經(jīng)注塑成型好的塑料制品從模腔中推出。(11)料缸回

推料完成后，電磁閥11YA失電，從泵B的壓力油經(jīng)閥21下位進(jìn)入推料缸油腔，左腔回油經(jīng)過(guò)閥21位后回油箱。(12)統(tǒng)卸

上述循環(huán)動(dòng)作完成后，系統(tǒng)所有電磁鐵都失電。液壓經(jīng)閥1卸荷壓泵B經(jīng)先導(dǎo)式溢流閥6卸荷此塑機(jī)一次完整的工作循環(huán)完成。三、系性能分析1)于該系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)中，合模缸和注射缸等液壓缸的流量變化較大模和注射后又系統(tǒng)有較長(zhǎng)時(shí)間的保壓合理利用能量系統(tǒng)采用雙泵供油方式，液壓缸快速動(dòng)作（低壓大流量）時(shí)，采用雙液壓泵聯(lián)合供油方式；液壓缸慢速動(dòng)作或保壓時(shí)，采用高壓小流量泵B供油，低壓大流量泵A卸荷供油方式。2)由于合模液壓缸要求實(shí)現(xiàn)快、慢速開(kāi)模、合模以及鎖模動(dòng)作，系統(tǒng)采用電液換向閥換向回路控制合模缸的運(yùn)動(dòng)方向保證足夠的鎖模力統(tǒng)設(shè)置了增力缸作用合模缸的方式通過(guò)機(jī)液復(fù)合機(jī)構(gòu)完成合模和鎖模此模缸結(jié)構(gòu)較小、回路簡(jiǎn)單。3)由于注射液壓缸運(yùn)動(dòng)速度較快，但運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求不高，故系統(tǒng)采用調(diào)速閥旁路節(jié)流調(diào)速回路于預(yù)塑時(shí)要求注射缸有背壓且背壓力可調(diào)以在注射缸的無(wú)桿腔出口處串聯(lián)一個(gè)背壓閥。4)由于預(yù)塑工藝要求注射座移動(dòng)缸在不工作時(shí)應(yīng)處于背壓且浮動(dòng)狀態(tài)統(tǒng)采用中位機(jī)能的電磁換向閥，順序閥18生可調(diào)背壓，回油節(jié)流調(diào)速回路等措施，調(diào)節(jié)注射座移動(dòng)缸的運(yùn)動(dòng)速度，以提高運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。5)預(yù)塑時(shí)螺桿轉(zhuǎn)速較高，對(duì)速度平穩(wěn)性要求較低，系統(tǒng)采用調(diào)速閥旁路節(jié)流調(diào)速回路。6)由于注塑機(jī)的注射壓力很大最大注射壓力達(dá)153MPa)，為確保操作安全，該機(jī)設(shè)置了安全門下端裝一個(gè)行程閥液閥的控制油路上，控制合模缸的動(dòng)作有當(dāng)操作者離開(kāi)模具安全門關(guān)閉時(shí)壓下行程閥后液換向閥才有控制油進(jìn)入能實(shí)現(xiàn)合模運(yùn)動(dòng)作者的人身安全。7)由于注塑機(jī)的執(zhí)行元件較多，其循環(huán)動(dòng)作主要由行程開(kāi)關(guān)控制，按預(yù)定順序完成。這種控制方式機(jī)動(dòng)靈活，且系統(tǒng)較簡(jiǎn)單。8)系統(tǒng)工作時(shí)，各種執(zhí)行裝置的協(xié)同運(yùn)動(dòng)較多、工作壓力的要求較多、壓力

ww的變化較大，分別通過(guò)電磁溢流閥，溢流閥、9，和單項(xiàng)順序閥、18聯(lián)合作用，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中不同位置、不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的不同壓力控制。液壓執(zhí)元件載荷力載荷轉(zhuǎn)計(jì)算各壓的荷計(jì)FW

4

d

2

ppF1進(jìn)液馬載轉(zhuǎn)計(jì)TW

P3796N23.14

Wm

838N液系主參計(jì)初系工壓

)計(jì)液缸主結(jié)尺

4FppD

43.14

mmD

d1)d

0.2m55Dy

4F

44

md

Ds

4F

421.346

0.204m計(jì)液馬的量

M

2p0.951

/r0.8m/r計(jì)液執(zhí)元實(shí)工壓計(jì)液執(zhí)元實(shí)所流制定系方案和擬定壓系統(tǒng)制系方

擬液系圖液壓元的選擇液泵選

pppp是

pq≥

q電機(jī)率確

p

pPP2

2P的

液閥選液馬的擇，油內(nèi)計(jì)確油的效積aq。液壓系性能驗(yàn)算驗(yàn)回中壓損20

4q2

42.7

3.36/svd27

39812300

0.3164R0.251

0.31640.256

0.03MPa，2

3,1

0.30.21900.230.88MPa的

0.340.230.65MPa