《注塑机设计中的合模机构设计案例》4400字

注塑机设计中的合模机构设计案例综述目录TOC\o"1-2"\h\u197001.1合模装置简述 1156971.2合模类型的确定 1155001.3肘杆机构设计方案 2123081.1.1肘杆机构的运动分析 26980各个肘杆受力 3317541.1.2肘杆机构力的放大倍 4224401.1.3机构变形力及其与机构移模力之间的关系计算 4235911.4对合模装置进行工况分析 65394（1）合模油缸负载 612749（2）顶出油缸负载 629979（3）油缸几何尺寸的确定 6201981.5顶出装置 717876（3）力量足够，速度适中。 717865（1）机械顶出 7672（2）液压顶出 754151.6主要零件的设计校核 7176261.6.1模板强度计算 7308771.6.2拉杆的设计与校核 10273101.6.3拉杆螺母 11109111.7调模装置 12117321.7.1调模装置的结构选择 1227631.7.2链条的设计计算 121.1合模装置简述合模装置可以保证模具的开合和闭合，并且可以使注塑成型的制成品从模具上被顶出脱落。所以，合模装置决定着制成品的质量。一个合格的合模装置，对力、速度和安装模具等方面有很高的要求1.2合模类型的确定合模部分是注塑机系统的重要组成部分，一般是由定模具、动模具，和顶出装置组成的。定模具与料筒相连是固定不动的。动模具依靠电机带动，在注射进行的过程中，先由动模具与定模具相结合形成密闭的模具腔室，然后注射融化的物料进入腔室中在高压的作用下形成成品雏形。然后经过保温降压、降温保压等一系列过程形成成品。合模装置大致可以分为三种而每一种又能够分成多种形式。一个好的和睦合模装置需要有一定的硬度和刚度保证在注射过程中自身不会被损坏并且要保证有良好的密闭性保证在高压下融化的物料不会沿着缝隙溢出。模具装着还要有相当的路程来使得定模具可以来回运动。在运动过程与注射过程相互配合。即在动模具开始的行动时速度要快，然后再注射过程中的速度要缓慢，而后脱模时速度要快，形成快慢快的运动行进形式。1.3肘杆机构设计方案1.1.1肘杆机构的运动分析（1）肘杆机构尺寸的确定=1\*GB3①定L2为430mm。②连杆机构设计，因为其主要承受压力及其拉力，所以按拉压强度设计，材料选用ZG50Mn2连杆受力如下图所示Pe×cosβ=Pm/2选=3°～6°取Pm考虑进行受力分析，故Pm取最大值等于Pcmpecosβ为使载荷不偏心，计算方便，可先假定考L1,L2,L3相同，截面积都为A式中为材料抗压强度许用应力为材料屈服极限=45kgf/mm2.取n=4σ与同类机器相比，可选h1=95mmL1>29.6/9.5=1.1cm从制造安装的误差，以及载荷偏心等考虑，L1应要加大L1=5cmL2=6.5cmL3=5cml′、l″,l′要由肘杆设计决定；d1由销轴设计确定，销轴承受外力时产生的形变是弹性形变，其规律遵循的是胡克定律，要能满足：pcm式中Pcm——最大合模力E——销轴的弹性模量E=200（查常用金属弹性模量表）d——销轴的直径L——销轴受力的接触长度ε——销轴受力产生的形变计算销轴直径时：1．销轴的受力面积的长度为销轴四倍直径。即：L=4d2．从强度和变形方面考虑，销轴收到力而产生的形变量大于0.003，即;ε≤0.003由以上各式可得销轴直径的计算公式：d=所以d2=7.2cmd2由抗拉强度决定，这是因为开模式肘杆承受拉力。（开模力为合模力的10%）所以p开。为材料拉伸许用应力（3-3）Ad2=A（2）肘杆设计取材料为45号钢肘杆同连杆一样，主要承受压应力，为设计方便，可认为四个肘杆受力情况相同（上下对称各2个）各个肘杆受力p1=pe∴取n=4σp=（3-4）L′-肘杆的宽度。L′≥pd′d′同连杆d，d故d′=72mmd′=120mm（3）小连杆的设计类比法取小连杆长为172mm材料45号钢1.1.2肘杆机构力的放大倍（1）双曲轴机构数力的放大倍数肘杆机构对力有放大特性，用力的放大倍数M来表示移模力Pm与推力Po之间的关系。M=p亦可以用这种方法来计算曲肘机构力的放大倍数。设杆的水平交角为，则值取弧度值带入。（3-6）放大倍数的大小直接反应放大能力的高低。1.1.3机构变形力及其与机构移模力之间的关系计算变形力的计算：C−1C1C2C4（3-11）取K=1.45（3-12）C−1=1=0.09弧度（3-13）Pc由上式可得，机构在合紧的过程中，机构的变形力成二次抛物线形式。模具刚接触的时候，变形力为Pc=0，最后合紧的时候。此时变形力最大，即为机构的合模力（Pcm=Pcmax）。（2）工作状态下肘杆机构状态在油缸推力下，对已定的肘杆机构预调，会出现三种情况。①（P与Pm线相割与AB）；在肘杆的工作过程中，出现了是机构移动的机构模力小于机构因为弹性形变而产生的阻力（Pm<Pc）。移动模具的力太小不足以继续推动克服形变阻力而停在了处，所以使得合模力达到Pca而不能达到Pcm②（Pc-2与Pm相切于a）处出现Pm=Pc,这表示行至点处有可能停下，由于进行的是纯理论计算，只能达到。③（Pc-m于Pm线不相交、不相切）：此机构说明（Pm>Pc）因此能达到要求的合模力这就是为什么肘杆设计时必须保证Pm>Pc，这是它的正常工作条件。（3）移模油缸推力的计算变形力与α角之间是二次抛物线的关系，移模力与α之间是双曲线的关系，油箱的负载是变形力，在合模力的成型过程中要克服变形力而且油缸的动力大小随着机构的放大能力变化。机构再从到区间内，P随减小而增大。油缸推力由0逐渐增大。由时，P减小，直至为0（因），因此在合模过程实际所需油缸推力为变值，有极大值此值就在和切点相对应的′处。令Pm=Pc,则Pc当和时，油缸的推力都是零，∵时，变形力Pc=0，,则以上各式中可得出Pc,M，又可求出P最终得出p0max=3.4×103kgf。1.4对合模装置进行工况分析（1）合模油缸负载①.根据合模力确定推力已在前面求出②.空行时的油缸推力p0=0.14×33.35空行过程中油缸的推力只需要克服摩擦力。实测可取系数为0.14（2）顶出油缸负载顶出油缸的最大推力.（3-17）（3）油缸几何尺寸的确定①．油缸的最大直径的确定需要依据油缸运动时所需要产生的推力决定的。合模油缸的单活塞杆油缸，工作腔是无杆腔，油缸内径为：D考虑到摩擦和各种制造安装精度，取②.根据顶出油缸的最大推力来确定顶出油缸的内径取（3-18）取1.5顶出装置为了取出合模内的制成品，各种注塑机的合模装置上面都有顶出装置的存在。顶出装置对制成品的质量和产量很大影响。所以顶出装置的要求要：操作方便。行程可以调、可多次顶出，直到将制成品顶出到制品落下位置。（3）力量足够，速度适中。1.5.1顶出形式顶出形式主要是：气压、机械、液压顶出等。（1）机械顶出定模装置固定不动，动模装着在电机的带动下来回沿着轴线来回的移动使得成型的制成品可以从模具上脱落下来达到机械顶出的目的。（2）液压顶出液压顶出是在动模装置上进行的，在动模装置移动的过程中，由液压缸牵动液压杆进行运动，经过液压杆的带动使得装置发生顶出作用将成型品从模具上顶出脱落下来。本设计采用液压顶出。1.5.2顶出速度和顶出力影响顶出力的大小的因素有很多，顶出装置液压缸的液压系数，液压力和模具装置的摩擦系数等都或多或少的在影响着顶出力的大小所以顶出力的大小需要经过实验的测算。顶出速度的大小也跟顶出力有着一定的关系，但由于合模装置和顶出装置的性能和运动方式的差异顶出速度也存在着一定的差异。但现有的注塑机的顶出速度经过系统的测算和统计来说顶出速度的大小一般在2m/s左右。1.6主要零件的设计校核合模装置是是由定模装置、动模装置、和脱模系统组成的密闭装置。其中很多部件需要承受很大的液压和冲击力。所以这些零件要具有高强度和高刚度，来保证合模装置工作的可靠性。1.6.1模板强度计算模板是起到固定的作用的，也为系统提供了坐标基准。其主要收到弯曲力的作用。所以，模板的制造精度和模板结构以及刚度都影响着机器的实用性能。（1）前模板强度计算前模板承受全部的合模力与拉杆相连。形成剪力和弯矩，其最大弯矩为：（3-19）、—中心界面的最大弯矩（公斤力厘米）—合模力（合模力）—拉杆中心距（厘米）—允许安装的最小模具尺寸。一般是取0.5B左右。M危险界面处的最大弯曲应力及其强度条件(3-20)Y—应力至截面重心轴X的距离（厘米）Jx—计算截面对重心轴X的惯性矩（cm4）—弯曲许用应力，对ZG45可取为5800kgf/cm2(3-21)—矩形面积—矩形面积的高度（cm）—矩形面积的宽度（cm）—矩形面积的重心对O轴的距离（cm）—计算截面的重心轴X对轴O的距离（cm）Y=205-85.5=119.5mm=11.95cm计算惯性力矩Jx，根据移轴定理得：式中为i的截面对平行O轴的自身中心轴的惯性矩Jx=<(2)前模板的挠度计算（3-22）总挠度为（3-23）Bf=模板总挠度：对于中小型注射取0.1—0.15mm对大型可采用=（0.12-0.2）由于98T属小型机。所以选用0.1—0.15mm<即0.0053mm<0.1—0.15mm满足要求。1.6.2拉杆的设计与校核拉汗装置在合模系统中承担受力和支撑的重要作用，并且引导着动模板的移动。所以拉杆在硬度和刚度方面有很高的要求，拉杆表面要保证高精度、高光洁度和一定的硬度。（1）拉杆的形状结构与要求。①使用两端轴肩的定位形式，但是装拆不方便，常用于小型机上。②使用一端轴肩定位，另一端螺母固定的形式。这种形式主要用在肘杆是合模装置。③使用一端轴肩定位，另一端使用固定螺母即是调模装置与调节螺母联动的形式。④使用一端轴肩定位，另一端使用对开的套环定位结构形式。主要用于大中型机器之上。⑤使用两端都使用套环定位形式。（1）拉杆强度的计算按纯度拉伸计算，初选拉杆直径[34]—合模力（公斤力）—拉杆直径（cm）（3-27）Z—拉杆根数—对40Cr，选用750kgf/mm2选用=110mm拉杆疲劳强度计算拉伸应力σt压应力（取开模力P=）σ=材料超载时的强度若取材料的屈服极限35kgf/mm2=3500kgf/cm2,n=1.8超载系数为1.4.则拉杆的最大拉应力：（3-29）满足＜的强度条件要求。1.6.3拉杆螺母拉杆螺母承受的力很大，所以安装之前必须要拧紧拉杆螺母。（1）螺母结构。螺母有整体螺母和分开螺母，两种形式的螺母在结构上基本上是一致的。但是对开式的螺母可以承受的力要比分开式的螺母所能承受的力要大很多，所以对开式螺母一般应用在大型的注塑机上面。关于螺纹形状，公制的三角型螺纹由于承受的应力水平较低所以被应用于小型注塑机上，相应的锯齿型的螺纹承受的应力水平较高，一般用于大型注塑机。所以，本设计选用整体螺纹，齿形选用梯形螺纹。材料45号钢.（2）拉杆螺母的螺纹强度计算拉杆螺母是最重要的受力工件之一，螺母的螺纹强度需要进行多方面的分析和计算，例如螺纹的形状，螺距的大小，螺纹挤压度强等。螺纹挤压度强：(3-30）作用在单圈螺纹上的力。式中—合模力—螺纹工作圈Z—拉杆根数。P0螺纹的抗剪强度：S—螺距P—螺纹牙型系纹（3-31）—0.63～0.68，取0.65τ=1.53×螺纹弯曲强度σb所以符合使用要求。1.7调模装置1.7.