液压系统课程报告

多级注塑成型液压系统设计分析摘要：本文通过对注塑机工作原理和结构，多级注塑液压系统的工作原理，多级注塑成型液压系统，多级注塑成型工作过程，液压系统的特点等多方面来分析多级注塑成型液压系统的设计和分析。关键字：注塑机 成型工作过程 多级注塑成型 液压系统（一）注塑机结构组成和工作原理注塑机的结构组成：1） .合模装置合模装置是安装模具用的成型部件。主要由定模板、动摸板、合模机构、合模缸和顶出装置等组成。2） .注射装置注射装置是注塑机的塑化部件。主要由加料装置、料筒、螺杆、喷嘴、预塑装置、注射缸和注射座移动缸等组成。3）驱动装置驱动装置的主要作用有二：一是使注塑机按工艺要求进行动作时提供所要求的动力；二是满足运动部件在运动时所需力和速度的要求。现在使用的驱动装置多为液压驱动装置。通常由控制系统压力和流量的主回路和由各执行机构的分回路所组成。组成回路的元件主要有：泵、过滤器、流

量阀、压力阀、方向闽、调速阀、行程阀、蓄能器、指示仪表、开关元件等。.液压传动及电气控制系统液压传动及电气控制系统安装在机身内外腔上，是注塑机的动力和操纵控制部件。主要由液压泵、液压阀、电动机、电气元件及控制仪表等组成。注塑机的工作原理：注塑成型机简称注塑机。注塑成型是利用塑料的热物理性质，把物料从料斗加入料筒中，料筒外由加热圈加热，使物料熔融，在料筒内装有在外动力马达作用下驱动旋转的螺杆，物料在螺杆的作用下，沿着螺槽向前输送并压实，物料在外加热和螺杆剪切的双重作用下逐渐地塑化，熔融和均化，当螺杆旋转时，物料在螺槽摩擦力及剪切力的作用下，把已熔融的物料推到螺杆的头部，与此同时，螺杆在物料的反作用下后退，使螺杆头部形成储料空间，完成塑化过程，然后，螺杆在注射油缸的活塞推力的作用下，以高速、高压，将储料室内的熔融料通过喷嘴注射到模具的型腔中，型腔中的熔料经过保压、冷却、固化定型后，模具在合模机构的作用下，开启模具，并通过顶出装置把定型好的制品从模具顶出落下。1.1).合模注射.保压.螺杆预塑.制品顶出2•其中所包含的4个阶段及注意事项：.填充阶段：填充是整个注塑循环过程中的第一步，时间从磨具闭合开始注塑算起，到模具型腔填充到大约95%为止。理论上，填充时间越短，成型效率越高，但实际中，成型时间或注塑速度要受到很多条件的制约。.保压阶段：保压阶段的作用是持续施加压力，压实熔体，增加塑料密度，以补偿塑料的收缩行为。由于在保压阶段，塑料受模壁冷却固化加快，熔体粘度增加也很快，因此模具型腔内的阻力很大。在保压的后期，材料密度持续增大,塑件也逐渐成型，保压阶段要一直持续到浇口固化封口为止，此时保压阶段的模腔压力达到最高值。.冷却阶段：在注塑成型模具中，冷却系统的设计非常重要，这是因为成型塑料制品只有冷却固化到一定刚性，脱模后才能避免塑料制品因受到外力而产生变形。由于冷却时间占整个成型周期约70%到80%，因此设计良好的成型系统可以大幅缩短成型时间，提咼生产率，降低成本。.脱模阶段：脱模阶段是注塑成型循环中的最后一个环节，虽然制品已经冷固成型，蛋脱模还是对制品质量有很重要的影响。脱模方式不当可能会导致产品在脱模时受力不均，顶出是引起产品变形等缺陷。(三)•设计多级注射成型液压系统：1•注塑机对液压系统的要求：.要有足够的合模力熔融的塑料通常以4~15MPa的高压注入模腔，因此合模缸必须有足够的合模力，否则在注射时导致模具离缝而产生塑料制品的溢边现象。.开、合模的速度可调节在开、合模过程中，要求合模缸有慢快慢的速度变化，其目的是为了缩短空程时间，提高生产率和保证制品质量，并避免产生冲击。.足够的注射座移动液压缸推力目的是为了保证喷嘴与模具浇口紧密接触。.注射压力和速度可以调节这是为了适应不同的塑料品种、注塑成型制品几何形状和模具浇注系统的要求。.保压功能其目的是为了是塑料注满紧贴模腔获得精确形状，另外在冷却凝固收缩过程中，熔融塑料可不断外补入模腔，避免产生废品。另外，根据需要保压压力可以调节。.预塑过程可调节

在模腔熔体冷却凝固阶段，在料斗内的塑料颗粒通过筒内螺杆的回转卷入料筒，连续向喷嘴方向推移，同时加热塑化、搅拌和挤压为熔体。在注塑成型加工中，通常将料筒每个小时塑化的重量作为生产力指标。当料筒的结构尺寸确定后，随塑料的熔点、流动性和制品不同，要求螺杆转速可以改变，以便使预塑过程的塑化能力可以调节。7).顶出制品顶出制品出了要求有足够的顶力外，还要求顶出速度平稳、可调。2•液压系统的工作原理：该注塑机液压系统多种速度是靠双联泵和节流阀组合而获得的；多级压力是靠电磁阀与远程调压阀组合获得的！注塑机液压系统图：动模板定模板5-合模缸料筒顶出缸注射座移动缸I i3YAjr毂安全门一关6YAW1/XT1IIJIYA/、注射缸、15*)(10X灯A2YAV7~动模板定模板5-合模缸料筒顶出缸注射座移动缸I i3YAjr毂安全门一关6YAW1/XT1IIJIYA/、注射缸、15*)(10X灯A2YAV7~■XN厂、I.,)►816 1 -y 1rj2OrJ19rJ18i L i品1721XLUVWYA1X1图8.12SZ-25OA型注塑机液压系统图明细列表:工作原理如下：.关安全门行程阀6恢复常位，合模缸才能动作，开始整个动作循环。.合模动模板慢速启动、快速前移，接近定模板时，转为低压、慢速控制。在确认模具内无异物存在，系统转为高压使模具闭合。这里采用了液压一机械式合模机构。2Y+、3Y+，泵1卸载，泵2供油，实现慢速合模，此时若14Y+，泵2压力则由远程调压阀18控制，实现低压合模，若14Y―,泵2压力由高压溢流阀4控制,高压合模并有连杆牢固锁紧模具；1Y+、2Y+、3Y+，双泵供油，则实现快速合模。.注射座前移2Y+、7Y+，注射座前移使喷嘴与模具接触。.注射注射螺杆以一定压力和速度将料筒前端的熔料经喷嘴注入模腔。分慢速注射和快速注射。慢速注射:2Y+、7Y+、10Y+、12Y+，注射速度由单向节流阀14调节，远程调压阀20起定压作用。快速注射：1Y+、2Y+、7Y+、8Y+、10Y+、12Y+，两个泵同时供油，远程调压阀20起安全作用。.保压2Y+、7Y+、10Y+、13Y+,注射缸对模腔内的熔料实行保压并补塑，泵1卸载，泵2供油，多余油液经阀4溢回油箱，保压压力由远程调压阀19调节。.预塑1Y+、2Y+、7Y+、11Y+，保压完毕，从料斗加入的物料随着螺杆的转动被带到料筒前端，进行加热塑化，并建立起一定压力。当螺杆头部熔料压力到达能克服注射缸活塞退回的阻力时，螺杆开始后退，注射缸右腔的背压力由阀16控制，注射缸左腔产生局部真空，油箱油液在大气压的作用下经阀11中位进入其中。螺杆退到预定位置，即停止转动和后退，准备下一次注射。与此同时,在模腔内的制品冷却成形。.防流涎2Y+、7Y+、9Y+，采用直通开敞式喷嘴时，预塑加料结束，要使螺杆后退一小段距离，防止喷嘴端部物料流出。一方面由注射座缸使喷嘴与模具接触，一方面由注射缸使螺杆强制后退。.注射座后退2Y+、6Y+，泵1卸载，泵2压力油使注射座后退。.开模开模速度一般为慢 快——慢。慢速开模：2Y+或1Y+、4Y+,快速开模：1Y+、2Y+、4Y+.顶出顶出缸前进：2Y+、5Y+，泵1卸载，泵2供油，运动速度由单向节流阀7调节，溢流阀4为定压阀。顶出缸后退：2Y+，泵2压力油使顶出缸后退。（四）注塑机液压系统特点：本机器液压系统的主要特点是采用一个恒压控制变量叶片泵，一方面能保证合模装置在大部分工作时间内恒压力的要求；另一方面组成压力匹配回路、流量匹配回路及差动回路等，可减少能量损失，系统的油液发热很少。1•动力装置本机器属于超小型注塑机，液压缸直径较小，故只采用一个高压变量叶片泵供油。该泵为V4型变量叶片泵。其为双叶片结构。配流盘具有端面压力补偿装置，减少了端面泄漏。最高压力可达16Pa。为了保证合模机构在大部分工作时间内保持恒定的合模压力，故采用恒压控制。恒压变量机构的工作原理如图所示。圆形定子环2夹在两个活塞3和4之间，。弹簧5使定子环处在最大偏心位置。只要系统一产生压力。两个活塞就处于系统压力之下，油液经阀芯7的中心孔到达活塞4的右端把定子环保持在一定的偏心位置上。由阀芯7弹簧6及阀体等零件组成的压力控制器有两个作用。一是用弹簧6调节泵的最咼工作压力；另一一作用是控制定子环2的偏心量，使泵的输出流量总与节流阀9的调节流量相匹配如果这时节流阀9关小，则节流阀前压力升高，F增加，阀7克服弹簧6的力向下移动。阀芯7上的台肩8与阀体环形槽形成的开口量加大，活塞4右端的液压力下降，活塞3推动定子环2右移。偏心量减小。泵输出流量减小。直到与节流阀2的开口量相匹配，阀芯7处于新的平衡状态。阀芯子上的台肩8与阀体环形槽所形成的开口量大小，使活塞4上的液压力可从泵压力（当开口量为零时）至接近油箱压力（当开口量最大时）变化。当注塑机处于保压工作状态时，作用在阀芯1上的液压力克服弹簧力。使台肩8处的开口量最大，定子环2在小活塞3的作用下右移，直到与转子1几乎对中为止，泵刚好维持保压压力，输出流量实际上为零，仅补充泄漏量。恒压变量泵的工作特性曲线如图3所示。从图中看出，泵在低压工作时，处于最大排量情况。随着泵的工作压力升高，其容积效率降低，因而输出流量略有减小，使特性曲线略向下斜。当泵的工作压力达到由压力控制器中弹簧6调定的额定值时，泵输出流量按照前面所述规律变化。由于阀芯7的位移量很小，所以Q-P特性曲线基本垂直于横坐标，恒压误差在额定压力的2~3%以内。如上所述，这种泵既能保持系统恒定的工作压力，又使输出流量及与系统所需流量相匹配,减少了功率损失和液压油的发热,恰好满足注塑机的工作性能要求。2.合模与锁模液压回路对这个回路的要求是合模开始时动模快速前进,当接近定模时开始降速，两模合实、锁紧。锁模力量需要很大，因此合模液压缸！的直径较其它液压缸的直径大。又由于快速合模的要求，输入合模液压缸A腔的流量应该较大,为了不增加泵的排量，将A、B腔差动连接。快速合模的速度，可通过调节逻辑阀LG1的开口量来调节。锁模时，合模液压缸1的BC腔均与油箱连通（S1及S2带电），增压油缸切向A腔供高压油，并且在B腔的回油路上设置一个1・8的阻尼孔，以提高锁模过渡过程的稳定性。3.注射液压回路注射液压缸的前进与后退速度由节流阀DRV1及DRV2调节。在注射时油泵供油压力必须保证锁模所需的压力。而注射及保压的压力都低于锁模压力。故在