【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的模具價(jià)格十分昂貴，鎖模裝置應(yīng)盡量減少對(duì)模具的損害；鎖模力的大小直接影響模具的變形程度，從而影響制品的精度。這要求動(dòng)模板和定模板都要具有足夠的剛性，對(duì)于精密注塑成型，一般要求動(dòng)定模板與模具接觸面的變形≤ ，甚至更小。 (3)鎖模機(jī)構(gòu)的工作效率要高，開(kāi)合模速度要 快（一般達(dá)到 40m/min 左右）。為了達(dá)到這個(gè)目的，要求鎖模結(jié)構(gòu)更加合理，在滿足結(jié)構(gòu)剛性的條件下，盡量減少運(yùn)動(dòng)部件及其質(zhì)量，減少運(yùn)動(dòng)慣性，有利于實(shí)現(xiàn)高速開(kāi)合模，降低能耗。 二板式 注塑機(jī)的分類和特點(diǎn) 二板式注塑機(jī)發(fā)展 中國(guó)注塑機(jī)制造業(yè)從 20 世紀(jì) 60 年代開(kāi)始發(fā)展至今，已有近 50 年的歷史。從最古老的人力手動(dòng)注塑機(jī)，到液壓手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)，到油電復(fù)合，再到今天的全電動(dòng)注塑機(jī)，中國(guó)注塑機(jī)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。如今，從通用注塑機(jī)、精密注塑機(jī)到專用注塑機(jī)的不同品種，中國(guó)都有生產(chǎn)，并在全球注射制 造業(yè)占據(jù)著舉足輕重的位置 [7]。 二板機(jī)在歐洲的出現(xiàn)已經(jīng)有了一段比較長(zhǎng)的時(shí)間。進(jìn)人 80 年代，日本的一些廠家不斷推出改進(jìn)后的二板機(jī) ， 有些廠家如東芝、三菱、日精等成功地打 入 中國(guó) 市 場(chǎng) ； 5 在中大型機(jī)中占有較大比例。日本在二板機(jī)的發(fā)展上主要集中在鎖模力 8 000 KN 以上的大型機(jī)，合模結(jié)構(gòu)主要以閉式或開(kāi)式的液壓型為主，在 5000KN 以下的中小型機(jī)基本上不采用。進(jìn)入 90 年代，由于加工 CD， DVD 等光盤(pán)及精密制品的需要，二板機(jī)的優(yōu)越性得到充分的顯示，其模具封閉力線短，拉桿受力均衡是其它結(jié)構(gòu)所不能取代的。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家已有近 10 個(gè)廠家生產(chǎn)形式各異的系列二板機(jī)。目前，歐洲兩類二板機(jī)的應(yīng)用趨勢(shì)是，在鎖模力 8 000 KN 以上大型機(jī)采用復(fù)合型二板式，少數(shù)廠家采用外循環(huán)直壓型。鎖模力 800 KN 以下小型機(jī)則幾乎都為無(wú)循環(huán)直壓型。 我國(guó)二板機(jī)的發(fā)展起步較早，早在 70 年代就已經(jīng)推出了第一臺(tái)鎖模力為 3 500 KN 的復(fù)合型二板機(jī)。 80 年代初，我國(guó)從原東德進(jìn)口了復(fù)合型二板機(jī)，在 80 年代中期仿制并有小批量生產(chǎn)，取得可喜成績(jī)。 80 年代末順德市秦川恒利塑機(jī)有限公司開(kāi)發(fā)了四缸差動(dòng)注塑機(jī)及雙動(dòng)模精密注塑機(jī)，這是世界上第一臺(tái)外循環(huán)直壓型二板機(jī)的雛 型，其后他們?cè)谠械幕A(chǔ)上成功地開(kāi)發(fā)出全液壓四缸直鎖二板式注塑機(jī)，它的誕生，標(biāo)志著我國(guó)注塑機(jī)的整體技術(shù)水平上了一個(gè)新臺(tái)階。該注塑機(jī)采用了世界首創(chuàng)的合模結(jié)構(gòu)及液壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鎖模力與注射壓力的自適應(yīng)和模具定位的自適應(yīng)，使產(chǎn)品具有明顯的節(jié)能、精密可靠、運(yùn)行平穩(wěn)、應(yīng)用范圍廣等一系列突出優(yōu)點(diǎn)，完全可以替代進(jìn)口精密注塑機(jī)。目前，已有鎖模力 300— 5000 KN 的全液壓四缸直鎖二板式注塑機(jī)供應(yīng)市場(chǎng)。 二板式注塑機(jī)分類及特點(diǎn) 二板式注塑機(jī)是指合模裝置為二板式的注塑機(jī)，其鎖模力僅作用在固定模具的二塊模板 (頭板、 二板 )上。二板機(jī)在歐洲的出現(xiàn)已經(jīng)有比較長(zhǎng)的時(shí)間，二板式注塑機(jī)的應(yīng)用趨勢(shì)是，在鎖模力 8000KN 以上大型機(jī)采用復(fù)合型二板式，少數(shù)廠家采用外循環(huán)直壓型 ； 鎖模力 800KN 以下小型機(jī)則幾乎都為無(wú)循環(huán)直壓型。 20 世紀(jì) 80 年代，日本的一些廠家推出改進(jìn)后的二板機(jī)，如東芝、三菱、日精等。日本在二板機(jī)的發(fā)展上主要集中在鎖模力 8000KN 以上的大型機(jī)，合模結(jié)構(gòu)主要以閉式或開(kāi)式的液壓型為主，在 5000KN 以下的中小型機(jī)基本上不采用。 20 世紀(jì) 90 年代，由于加工 CD， DVD等光盤(pán)及精密制品的需要，二板機(jī)的優(yōu)越性得到充分的顯示，其模具 封閉力線短，拉桿受力均衡是其它結(jié)構(gòu)所不能取代的。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家已有近 10 個(gè)廠家生產(chǎn)形式各異的系列二板機(jī)，如美國(guó)的 HBM 公司、德國(guó)的 krauss— maffei 公司、意大利的 Sandatto公司和加拿大的 Husky 公司等，噸位從 250 噸到幾千噸 ； 高壓鎖模有在頭板的，也有在二板的。 二板式主要有兩類 [8]： 一類是復(fù)合型二板式，又稱機(jī)械液壓型二板式，它必須經(jīng)過(guò)機(jī)械轉(zhuǎn)換即二次動(dòng)作，才能鎖模。另一類是直壓型二板式，又稱全液壓型二板式，它不需機(jī)械轉(zhuǎn)換，即不需二次動(dòng)作，直接高壓鎖模 。 6 與傳統(tǒng)的單缸液壓式、肘桿式鎖模裝置和新 發(fā)展起來(lái)的全電動(dòng)式鎖模裝置相比，四缸直鎖二板式鎖模裝置有很多優(yōu)勢(shì) ，從而 能滿足精密注塑的要求 。四缸直鎖二板式鎖模裝置 具有以下的特 點(diǎn)： (1) 在 鎖模力形成方式 上， 鎖模油缸壓力經(jīng)壓力傳感器直接將信號(hào)傳給電腦，不受環(huán)境因素等影響 ，因此開(kāi)合模精度高； (2) 在 拉桿受力剛性 上， 4 根拉桿 將模具 均勻拉 緊，受力零件少，剛性好 ， 減少疲勞損壞 ； (3) 在 模具受力均衡性 上 ，模具受力均勻，并以模具 分型面為定位，鎖模力隨注射壓力反饋控制，既節(jié)能又能有效保護(hù)模具。 (4) 在 模具自適應(yīng)性 上， 若模具有適量平行度誤差 ， 則模具剛合上時(shí) ， 沒(méi)完全合模的拉桿上的油缸 會(huì)繼續(xù)往前壓 ， 直至模具完全合上 ， 結(jié)構(gòu)在間隙范圍內(nèi)會(huì)有適度的擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng) ； （ 5） 在 低壓護(hù)模方面 ，由于 不存在力的放大區(qū)，低壓護(hù)模區(qū)的大小可以通過(guò)電腦給定，沒(méi)有系統(tǒng)液壓式結(jié)構(gòu)內(nèi)泄漏及吸真空造成的爬行現(xiàn)象，有效實(shí)現(xiàn)低壓護(hù)模 ； （ 6）對(duì)產(chǎn)品 質(zhì)量的 影響 ，由于 在注射保壓結(jié)束后，鎖模力隨注射壓力的降低而降低至原來(lái)的 30%左右，開(kāi)模前降至零，大大縮短了模具受高壓的時(shí)間 ， 避免了開(kāi)模時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)，保證制品的光潔度，在出現(xiàn)系統(tǒng)超載時(shí)，模板會(huì)自動(dòng)后退，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)和模具產(chǎn)生損害。 隨著塑料注塑制品 的廣泛應(yīng)用，精密注塑技術(shù)在當(dāng)代注射中具有巨大的機(jī)遇和希望，精密注塑技術(shù)帶來(lái)的工藝變化必須由適當(dāng)?shù)臋C(jī)械技術(shù)支持。目前國(guó)外主要設(shè)備廠商都已在機(jī)臺(tái)和模具技術(shù)方面取得了突破，國(guó)內(nèi)注射技術(shù)也有了進(jìn)一步的提高和改善。對(duì)精密注塑制品的質(zhì)量、成本要求都在日益提高。因此，精密注塑制品除了要實(shí)現(xiàn)指定的多種功能，更重要的是要盡可能地縮短生產(chǎn)周期以降低成本。 通過(guò) 以上的分析 ， 新型二板式注塑機(jī)的優(yōu)勢(shì)非常明顯 ， 正在被注塑機(jī)用戶和生產(chǎn)廠家逐步認(rèn)識(shí)。四缸直鎖二板式注塑機(jī)以高檔精密為特點(diǎn)。目前它在精密成型、深腔及復(fù)雜塑料制品的制造上具有絕對(duì) 的優(yōu)勢(shì) ， 傳統(tǒng)肘桿式無(wú)法與其匹敵。 隨著塑料工業(yè)的發(fā)展 ， 塑料制品的要求越來(lái)越高 ， 二板式注塑機(jī)替代肘桿式注塑機(jī)只是個(gè)時(shí)間問(wèn)題。目前 ， 全國(guó)有上百家注塑機(jī)生產(chǎn)廠在生產(chǎn)肘桿式注塑機(jī) ， 基本上都有銷路 ， 可見(jiàn)市場(chǎng)是非常巨大的。 塑料機(jī)械發(fā)展的趨勢(shì) [9] 注塑機(jī)的控制技術(shù)將朝著高速、高效、高精度、高質(zhì)量、自動(dòng)化、節(jié)能以及低噪音的方向發(fā)展。主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行： 7 （ 1） 越來(lái)越多的注塑機(jī)將采用計(jì)算機(jī)數(shù)字化控制和程序化控制，閉環(huán)控制技術(shù)日趨完善，監(jiān)測(cè)元件和監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展，進(jìn)一步提高注射成型工藝的穩(wěn)定性以及塑件 的精度。 （ 2） 實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)的智能化控制，強(qiáng)化人機(jī)界面和人機(jī)對(duì)話，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，同時(shí)以監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)、控制一體化并用機(jī)械手、機(jī)器人輔助，達(dá)到智能化自動(dòng)控制。 （ 3） 實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化控制，采用有線或無(wú)線信息傳遞控制技術(shù)，采用局域或遠(yuǎn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)、指令、信息通訊，以控制注塑機(jī)生產(chǎn)。 （ 4） 更多的工廠采用聯(lián)機(jī)群控的生產(chǎn)與管理模式，建立自動(dòng)化的注塑車間。采用成組技術(shù)，使注塑機(jī)和輔機(jī)按成組單元排列，實(shí)施注塑成型過(guò)程群控，確保對(duì)生產(chǎn)組織、成型加工、檢驗(yàn)和運(yùn)輸?shù)冗M(jìn)行統(tǒng)一管理和控制。 （ 5） 加強(qiáng)對(duì)全 液壓式注塑機(jī)、機(jī)械液壓式注塑機(jī)、電動(dòng)液壓式注塑機(jī)的節(jié)能控制系統(tǒng)研究，如變頻控制系統(tǒng)等，開(kāi)發(fā)新型節(jié)能注塑機(jī)。 （ 6） 對(duì)注塑機(jī)的操作控制與維修更加容易、方便，勞動(dòng)條件改善。 （ 7） 研究開(kāi)發(fā)新型注塑機(jī)如全電動(dòng)注塑機(jī)、快捷式注塑機(jī)、高精密注塑機(jī)等控制系統(tǒng)。 （ 8） 加強(qiáng)對(duì)控制線路、控制元件的新技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，使控制系統(tǒng)模塊化、集成化，不斷增加控制精度和可靠性。 （ 9） 進(jìn)一步提高注塑機(jī)光、機(jī)、電一體化控制水平，通過(guò)計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)、光電磁動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、機(jī)器人 輔助操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化、自動(dòng)化生產(chǎn)。 通過(guò)對(duì)世界上精密注塑先進(jìn)技術(shù)的考察 ， 發(fā)現(xiàn)精密注塑成型制品已經(jīng)滲透到了我們生活中的每個(gè)角落 ， 在 21 世紀(jì)里精密注塑成型必將繼續(xù)不斷地發(fā)展和完善。計(jì)算機(jī)模擬與仿真設(shè)計(jì)的精密注塑成型技術(shù)將向著更加高速、超精密、微型化及智能化方向發(fā)展。目前世界上先進(jìn)的精密注塑技術(shù)主要集中在德國(guó)、日本、美國(guó)以及其他一些西歐國(guó)家 ， 東南亞一些國(guó)家和地區(qū) ， 如韓國(guó)、新加 坡 ， 還有我國(guó)的香港和臺(tái)灣地區(qū)發(fā)展也較迅速。我國(guó)大陸的精密注塑技術(shù)近幾年也取得了較快的發(fā)展 ， 但是與一些發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定的差距 ， 這 就需要我們的科技人員不斷努力 ， 爭(zhēng)取早日達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平 [10]。 小結(jié) 隨著塑料注射制品的廣泛應(yīng)用， 精密注塑 技術(shù)在當(dāng)代注射中具有巨大的機(jī)遇和希望。與普通注射技術(shù)相比， 精密注塑 技術(shù)在設(shè)計(jì)、觸覺(jué)和功能上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。盡管 精密注塑所需要的成本高，設(shè)計(jì)復(fù)雜 ，但是 精密注塑 技術(shù)和其它特殊注射工藝的結(jié) 8 合具有更廣闊的發(fā)展前景。 精密注塑 技術(shù)帶來(lái)的工藝變化必須由適當(dāng)?shù)臋C(jī)械技術(shù)支持。目前國(guó)外主要設(shè)備廠商都已在機(jī)臺(tái)和模具技術(shù)方面取得了突破，國(guó)內(nèi)注射技術(shù)也有了進(jìn)一步的提高和改善。對(duì) 精密注塑 技制品的質(zhì)量、成本要 求都在日益提高。因此， 精密注塑 制品除了要實(shí)現(xiàn)指定的多種功能，更重要的是要盡可能地縮短生產(chǎn)周期以降低成本。這也是目前國(guó)內(nèi)外對(duì) 精密注塑 技術(shù)的研究重點(diǎn)。本 論文 也是在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一個(gè)適合 精密注塑 機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)，以滿足提高成型制品質(zhì)量和縮短生產(chǎn)周期的要求 。 9 第二章 方案論證 總體方案選擇 根據(jù)本題目 “（ 800KN）二板式精密注射成型機(jī)鎖模裝置的設(shè)計(jì) ”的 要求 ， 分析精密注塑機(jī)和二板式注塑機(jī)的各種類型和特點(diǎn) ， 先要確定鎖模的形式，然后根據(jù)鎖模的形式來(lái)的確定具體的鎖模方案。 對(duì)于 800KN 的鎖模力，根據(jù)注射機(jī)的分 類，可以先確定此注射成型為小型機(jī)。應(yīng)該根據(jù)小型機(jī)的特點(diǎn)及要求來(lái)選擇鎖模裝置。 二板式分為 機(jī)械液壓型二板式 和 全液壓型二板 式。而 機(jī)械液壓型 二板式的特點(diǎn)，表明它主要用于 8000KN 以上鎖模力的大型機(jī)，因此可以排除。對(duì)于 全液壓型 二板機(jī)，又分為 無(wú)循環(huán)型 ， 內(nèi)循環(huán)型和外循環(huán)型三種 。根據(jù)各類的特點(diǎn)，選擇 800KN 的外循環(huán)型的液壓鎖模裝置。 液壓鎖模有多種設(shè)計(jì)思路，有用四個(gè)鎖模油缸進(jìn)行鎖模，也有用單個(gè)油缸進(jìn)行鎖模，無(wú)論哪種設(shè)計(jì)，都必需要獲得足夠的鎖模力，并且能夠控制鎖模力的大小隨模腔壓力變化而變化，提高制品的精度。 在移模方 面，合模的過(guò)程的移動(dòng)速度應(yīng)該是“慢 —— 快 —— 慢”的變化，從而提高開(kāi)合模的效率及保護(hù)模具。為此一般設(shè)計(jì)小直徑的移模油缸，這樣可以獲得快迅的移模速度，而且容易保證模具在接近定模板壓力為低壓。 經(jīng)上述分析， 總的來(lái)說(shuō)，本設(shè)計(jì)的總體方案 為四缸直鎖二板式鎖模結(jié)構(gòu)， 簡(jiǎn)圖如下 所示 ： 四缸直鎖二板式鎖模結(jié)構(gòu)的四根鎖?；钊麠U穿過(guò)動(dòng)模板，并固定在定模板和后支架上，活塞固定在活塞桿上，四個(gè)油缸套在活塞桿上并固定在動(dòng)模板上，兩個(gè)移模油缸安裝在動(dòng)模板與后支架之間，移模油缸使動(dòng)模板作開(kāi)合模動(dòng)作，高壓油一起進(jìn)入四個(gè)油缸完成高壓鎖模動(dòng)作。 方案論證 二板式主要有兩類 :一類是復(fù)合型二板式，又稱機(jī)械液壓型二板式，它必須經(jīng)過(guò)機(jī)械轉(zhuǎn)換即二次動(dòng)作，才能鎖模。另一類是直壓型二板式，又稱全液壓型二板式，它不需機(jī)械轉(zhuǎn)換，即不需二次動(dòng)作，直接高壓鎖模。 復(fù)合型二板式具如下優(yōu)點(diǎn) ： (1)更短的結(jié)構(gòu)和更輕的質(zhì)量 ； (2)更高的剛性 ； (3)更快的速度 (鎖模力 27 000 KN，啟閉模速度為 m/min，需時(shí)間 秒 ，升 10 壓時(shí)間 1 秒 )。 但 由于需要二次動(dòng)作 ， 如果用于噸位小的機(jī)器上，一方面會(huì)增加成本，另一方面，因?yàn)橹行⌒蜋C(jī)要求開(kāi)合模速度很高，二次動(dòng)作會(huì) 影響效率，所以這種結(jié)構(gòu)主要用于鎖模力 8 000 KN 以上的大型機(jī)。 根據(jù)設(shè)計(jì)題目的要求，本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè) 800KN 的鎖模力的鎖模裝置，因此復(fù)合型二板式不適合。 全液壓型二板式 (直壓式二板注塑機(jī) )根據(jù)合模油缸回油在油缸中的流動(dòng)情況又可分為無(wú)循環(huán)型 ， 內(nèi)循環(huán)型和外循環(huán)型三種。 無(wú)循環(huán)型注塑機(jī)由于合模油缸在推動(dòng)時(shí)左右腔中的油不連通 ， 靠油泵直接供油 ，因此 ， 移模速度受油泵排量制約 ， 移模速度不宜太高 ， 但合模性能穩(wěn)定可靠。這種類型適用于小型精密注塑機(jī) ， 用于生產(chǎn)光盤(pán)等薄類精密制品最為適宜。 內(nèi)循環(huán)型注塑機(jī)的合模油缸左右腔中的油 在移模時(shí)相互連通 ， 移模速度較快 ， 其結(jié)構(gòu)緊湊。但油缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜 ， 制造要求很高 ， 一旦出現(xiàn)內(nèi)部泄漏 ， 處理十分困難。內(nèi)循環(huán)型注塑機(jī)主要用于中大型注塑機(jī) ， 目前較少有廠家生產(chǎn)。 外循環(huán)型注塑機(jī)的合模油缸左右腔中的油在移模時(shí)通過(guò)外部液壓閥連通。因此 ，移模速度較快 ， 其結(jié)構(gòu)緊湊 ， 油缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單 ， 制造成本也不高。 直壓型內(nèi)循環(huán)二板式，主要用于鎖模力 8 00016 000 KN 的直壓型二板式中大型結(jié)構(gòu) ； 直壓型外循環(huán)二板式 (即四缸直鎖二板式 )它是在四缸差動(dòng)合模結(jié)構(gòu)上演變而來(lái)的，主要用于鎖模力 5008