《注塑機(jī)設(shè)計(jì)中的合模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)案例》4400字

注塑機(jī)設(shè)計(jì)中的合模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)案例綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u197001.1合模裝置簡(jiǎn)述 1156971.2合模類型的確定 1155001.3肘桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 2123081.1.1肘桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 26980各個(gè)肘桿受力 3317541.1.2肘桿機(jī)構(gòu)力的放大倍 4224401.1.3機(jī)構(gòu)變形力及其與機(jī)構(gòu)移模力之間的關(guān)系計(jì)算 4235911.4對(duì)合模裝置進(jìn)行工況分析 65394（1）合模油缸負(fù)載 612749（2）頂出油缸負(fù)載 629979（3）油缸幾何尺寸的確定 6201981.5頂出裝置 717876（3）力量足夠，速度適中。 717865（1）機(jī)械頂出 7672（2）液壓頂出 754151.6主要零件的設(shè)計(jì)校核 7176261.6.1模板強(qiáng)度計(jì)算 7308771.6.2拉桿的設(shè)計(jì)與校核 10273101.6.3拉桿螺母 11109111.7調(diào)模裝置 12117321.7.1調(diào)模裝置的結(jié)構(gòu)選擇 1227631.7.2鏈條的設(shè)計(jì)計(jì)算 121.1合模裝置簡(jiǎn)述合模裝置可以保證模具的開合和閉合，并且可以使注塑成型的制成品從模具上被頂出脫落。所以，合模裝置決定著制成品的質(zhì)量。一個(gè)合格的合模裝置，對(duì)力、速度和安裝模具等方面有很高的要求1.2合模類型的確定合模部分是注塑機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，一般是由定模具、動(dòng)模具，和頂出裝置組成的。定模具與料筒相連是固定不動(dòng)的。動(dòng)模具依靠電機(jī)帶動(dòng)，在注射進(jìn)行的過(guò)程中，先由動(dòng)模具與定模具相結(jié)合形成密閉的模具腔室，然后注射融化的物料進(jìn)入腔室中在高壓的作用下形成成品雛形。然后經(jīng)過(guò)保溫降壓、降溫保壓等一系列過(guò)程形成成品。合模裝置大致可以分為三種而每一種又能夠分成多種形式。一個(gè)好的和睦合模裝置需要有一定的硬度和剛度保證在注射過(guò)程中自身不會(huì)被損壞并且要保證有良好的密閉性保證在高壓下融化的物料不會(huì)沿著縫隙溢出。模具裝著還要有相當(dāng)?shù)穆烦虂?lái)使得定模具可以來(lái)回運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程與注射過(guò)程相互配合。即在動(dòng)模具開始的行動(dòng)時(shí)速度要快，然后再注射過(guò)程中的速度要緩慢，而后脫模時(shí)速度要快，形成快慢快的運(yùn)動(dòng)行進(jìn)形式。1.3肘桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案1.1.1肘桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析（1）肘桿機(jī)構(gòu)尺寸的確定=1\*GB3①定L2為430mm。②連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，因?yàn)槠渲饕惺軌毫捌淅?，所以按拉壓?qiáng)度設(shè)計(jì)，材料選用ZG50Mn2連桿受力如下圖所示Pe×cosβ=Pm/2選=3°～6°取Pm考慮進(jìn)行受力分析，故Pm取最大值等于Pcmpecosβ為使載荷不偏心，計(jì)算方便，可先假定考L1,L2,L3相同，截面積都為A式中為材料抗壓強(qiáng)度許用應(yīng)力為材料屈服極限=45kgf/mm2.取n=4σ與同類機(jī)器相比，可選h1=95mmL1>29.6/9.5=1.1cm從制造安裝的誤差，以及載荷偏心等考慮，L1應(yīng)要加大L1=5cmL2=6.5cmL3=5cml′、l″,l′要由肘桿設(shè)計(jì)決定；d1由銷軸設(shè)計(jì)確定，銷軸承受外力時(shí)產(chǎn)生的形變是彈性形變，其規(guī)律遵循的是胡克定律，要能滿足：pcm式中Pcm——最大合模力E——銷軸的彈性模量E=200（查常用金屬?gòu)椥阅Ａ勘恚ヾ——銷軸的直徑L——銷軸受力的接觸長(zhǎng)度ε——銷軸受力產(chǎn)生的形變計(jì)算銷軸直徑時(shí)：1．銷軸的受力面積的長(zhǎng)度為銷軸四倍直徑。即：L=4d2．從強(qiáng)度和變形方面考慮，銷軸收到力而產(chǎn)生的形變量大于0.003，即;ε≤0.003由以上各式可得銷軸直徑的計(jì)算公式：d=所以d2=7.2cmd2由抗拉強(qiáng)度決定，這是因?yàn)殚_模式肘桿承受拉力。（開模力為合模力的10%）所以p開。為材料拉伸許用應(yīng)力（3-3）Ad2=A（2）肘桿設(shè)計(jì)取材料為45號(hào)鋼肘桿同連桿一樣，主要承受壓應(yīng)力，為設(shè)計(jì)方便，可認(rèn)為四個(gè)肘桿受力情況相同（上下對(duì)稱各2個(gè)）各個(gè)肘桿受力p1=pe∴取n=4σp=（3-4）L′-肘桿的寬度。L′≥pd′d′同連桿d，d故d′=72mmd′=120mm（3）小連桿的設(shè)計(jì)類比法取小連桿長(zhǎng)為172mm材料45號(hào)鋼1.1.2肘桿機(jī)構(gòu)力的放大倍（1）雙曲軸機(jī)構(gòu)數(shù)力的放大倍數(shù)肘桿機(jī)構(gòu)對(duì)力有放大特性，用力的放大倍數(shù)M來(lái)表示移模力Pm與推力Po之間的關(guān)系。M=p亦可以用這種方法來(lái)計(jì)算曲肘機(jī)構(gòu)力的放大倍數(shù)。設(shè)桿的水平交角為，則值取弧度值帶入。（3-6）放大倍數(shù)的大小直接反應(yīng)放大能力的高低。1.1.3機(jī)構(gòu)變形力及其與機(jī)構(gòu)移模力之間的關(guān)系計(jì)算變形力的計(jì)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，機(jī)構(gòu)在合緊的過(guò)程中，機(jī)構(gòu)的變形力成二次拋物線形式。模具剛接觸的時(shí)候，變形力為Pc=0，最后合緊的時(shí)候。此時(shí)變形力最大，即為機(jī)構(gòu)的合模力（Pcm=Pcmax）。（2）工作狀態(tài)下肘桿機(jī)構(gòu)狀態(tài)在油缸推力下，對(duì)已定的肘桿機(jī)構(gòu)預(yù)調(diào)，會(huì)出現(xiàn)三種情況。①（P與Pm線相割與AB）；在肘桿的工作過(guò)程中，出現(xiàn)了是機(jī)構(gòu)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)模力小于機(jī)構(gòu)因?yàn)閺椥孕巫兌a(chǎn)生的阻力（Pm<Pc）。移動(dòng)模具的力太小不足以繼續(xù)推動(dòng)克服形變阻力而停在了處，所以使得合模力達(dá)到Pca而不能達(dá)到Pcm②（Pc-2與Pm相切于a）處出現(xiàn)Pm=Pc,這表示行至點(diǎn)處有可能停下，由于進(jìn)行的是純理論計(jì)算，只能達(dá)到。③（Pc-m于Pm線不相交、不相切）：此機(jī)構(gòu)說(shuō)明（Pm>Pc）因此能達(dá)到要求的合模力這就是為什么肘桿設(shè)計(jì)時(shí)必須保證Pm>Pc，這是它的正常工作條件。（3）移模油缸推力的計(jì)算變形力與α角之間是二次拋物線的關(guān)系，移模力與α之間是雙曲線的關(guān)系，油箱的負(fù)載是變形力，在合模力的成型過(guò)程中要克服變形力而且油缸的動(dòng)力大小隨著機(jī)構(gòu)的放大能力變化。機(jī)構(gòu)再?gòu)牡絽^(qū)間內(nèi)，P隨減小而增大。油缸推力由0逐漸增大。由時(shí)，P減小，直至為0（因），因此在合模過(guò)程實(shí)際所需油缸推力為變值，有極大值此值就在和切點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的′處。令Pm=Pc,則Pc當(dāng)和時(shí)，油缸的推力都是零，∵時(shí)，變形力Pc=0，,則以上各式中可得出Pc,M，又可求出P最終得出p0max=3.4×103kgf。1.4對(duì)合模裝置進(jìn)行工況分析（1）合模油缸負(fù)載①.根據(jù)合模力確定推力已在前面求出②.空行時(shí)的油缸推力p0=0.14×33.35空行過(guò)程中油缸的推力只需要克服摩擦力。實(shí)測(cè)可取系數(shù)為0.14（2）頂出油缸負(fù)載頂出油缸的最大推力.（3-17）（3）油缸幾何尺寸的確定①．油缸的最大直徑的確定需要依據(jù)油缸運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要產(chǎn)生的推力決定的。合模油缸的單活塞桿油缸，工作腔是無(wú)桿腔，油缸內(nèi)徑為：D考慮到摩擦和各種制造安裝精度，?、?根據(jù)頂出油缸的最大推力來(lái)確定頂出油缸的內(nèi)徑取（3-18）取1.5頂出裝置為了取出合模內(nèi)的制成品，各種注塑機(jī)的合模裝置上面都有頂出裝置的存在。頂出裝置對(duì)制成品的質(zhì)量和產(chǎn)量很大影響。所以頂出裝置的要求要：操作方便。行程可以調(diào)、可多次頂出，直到將制成品頂出到制品落下位置。（3）力量足夠，速度適中。1.5.1頂出形式頂出形式主要是：氣壓、機(jī)械、液壓頂出等。（1）機(jī)械頂出定模裝置固定不動(dòng)，動(dòng)模裝著在電機(jī)的帶動(dòng)下來(lái)回沿著軸線來(lái)回的移動(dòng)使得成型的制成品可以從模具上脫落下來(lái)達(dá)到機(jī)械頂出的目的。（2）液壓頂出液壓頂出是在動(dòng)模裝置上進(jìn)行的，在動(dòng)模裝置移動(dòng)的過(guò)程中，由液壓缸牽動(dòng)液壓桿進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)液壓桿的帶動(dòng)使得裝置發(fā)生頂出作用將成型品從模具上頂出脫落下來(lái)。本設(shè)計(jì)采用液壓頂出。1.5.2頂出速度和頂出力影響頂出力的大小的因素有很多，頂出裝置液壓缸的液壓系數(shù)，液壓力和模具裝置的摩擦系數(shù)等都或多或少的在影響著頂出力的大小所以頂出力的大小需要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的測(cè)算。頂出速度的大小也跟頂出力有著一定的關(guān)系，但由于合模裝置和頂出裝置的性能和運(yùn)動(dòng)方式的差異頂出速度也存在著一定的差異。但現(xiàn)有的注塑機(jī)的頂出速度經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的測(cè)算和統(tǒng)計(jì)來(lái)說(shuō)頂出速度的大小一般在2m/s左右。1.6主要零件的設(shè)計(jì)校核合模裝置是是由定模裝置、動(dòng)模裝置、和脫模系統(tǒng)組成的密閉裝置。其中很多部件需要承受很大的液壓和沖擊力。所以這些零件要具有高強(qiáng)度和高剛度，來(lái)保證合模裝置工作的可靠性。1.6.1模板強(qiáng)度計(jì)算模板是起到固定的作用的，也為系統(tǒng)提供了坐標(biāo)基準(zhǔn)。其主要收到彎曲力的作用。所以，模板的制造精度和模板結(jié)構(gòu)以及剛度都影響著機(jī)器的實(shí)用性能。（1）前模板強(qiáng)度計(jì)算前模板承受全部的合模力與拉桿相連。形成剪力和彎矩，其最大彎矩為：（3-19）、—中心界面的最大彎矩（公斤力厘米）—合模力（合模力）—拉桿中心距（厘米）—允許安裝的最小模具尺寸。一般是取0.5B左右。M危險(xiǎn)界面處的最大彎曲應(yīng)力及其強(qiáng)度條件(3-20)Y—應(yīng)力至截面重心軸X的距離（厘米）Jx—計(jì)算截面對(duì)重心軸X的慣性矩（cm4）—彎曲許用應(yīng)力，對(duì)ZG45可取為5800kgf/cm2(3-21)—矩形面積—矩形面積的高度（cm）—矩形面積的寬度（cm）—矩形面積的重心對(duì)O軸的距離（cm）—計(jì)算截面的重心軸X對(duì)軸O的距離（cm）Y=205-85.5=119.5mm=11.95cm計(jì)算慣性力矩Jx，根據(jù)移軸定理得：式中為i的截面對(duì)平行O軸的自身中心軸的慣性矩Jx=<(2)前模板的撓度計(jì)算（3-22）總撓度為（3-23）Bf=模板總撓度：對(duì)于中小型注射取0.1—0.15mm對(duì)大型可采用=（0.12-0.2）由于98T屬小型機(jī)。所以選用0.1—0.15mm<即0.0053mm<0.1—0.15mm滿足要求。1.6.2拉桿的設(shè)計(jì)與校核拉汗裝置在合模系統(tǒng)中承擔(dān)受力和支撐的重要作用，并且引導(dǎo)著動(dòng)模板的移動(dòng)。所以拉桿在硬度和剛度方面有很高的要求，拉桿表面要保證高精度、高光潔度和一定的硬度。（1）拉桿的形狀結(jié)構(gòu)與要求。①使用兩端軸肩的定位形式，但是裝拆不方便，常用于小型機(jī)上。②使用一端軸肩定位，另一端螺母固定的形式。這種形式主要用在肘桿是合模裝置。③使用一端軸肩定位，另一端使用固定螺母即是調(diào)模裝置與調(diào)節(jié)螺母聯(lián)動(dòng)的形式。④使用一端軸肩定位，另一端使用對(duì)開的套環(huán)定位結(jié)構(gòu)形式。主要用于大中型機(jī)器之上。⑤使用兩端都使用套環(huán)定位形式。（1）拉桿強(qiáng)度的計(jì)算按純度拉伸計(jì)算，初選拉桿直徑[34]—合模力（公斤力）—拉桿直徑（cm）（3-27）Z—拉桿根數(shù)—對(duì)40Cr，選用750kgf/mm2選用=110mm拉桿疲勞強(qiáng)度計(jì)算拉伸應(yīng)力σt壓應(yīng)力（取開模力P=）σ=材料超載時(shí)的強(qiáng)度若取材料的屈服極限35kgf/mm2=3500kgf/cm2,n=1.8超載系數(shù)為1.4.則拉桿的最大拉應(yīng)力：（3-29）滿足＜的強(qiáng)度條件要求。1.6.3拉桿螺母拉桿螺母承受的力很大，所以安裝之前必須要擰緊拉桿螺母。（1）螺母結(jié)構(gòu)。螺母有整體螺母和分開螺母，兩種形式的螺母在結(jié)構(gòu)上基本上是一致的。但是對(duì)開式的螺母可以承受的力要比分開式的螺母所能承受的力要大很多，所以對(duì)開式螺母一般應(yīng)用在大型的注塑機(jī)上面。關(guān)于螺紋形狀，公制的三角型螺紋由于承受的應(yīng)力水平較低所以被應(yīng)用于小型注塑機(jī)上，相應(yīng)的鋸齒型的螺紋承受的應(yīng)力水平較高，一般用于大型注塑機(jī)。所以，本設(shè)計(jì)選用整體螺紋，齒形選用梯形螺紋。材料45號(hào)鋼.（2）拉桿螺母的螺紋強(qiáng)度計(jì)算拉桿螺母是最重要的受力工件之一，螺母的螺紋強(qiáng)度需要進(jìn)行多方面的分析和計(jì)算，例如螺紋的形狀，螺距的大小，螺紋擠壓度強(qiáng)等。螺紋擠壓度強(qiáng)：(3-30）作用在單圈螺紋上的力。式中—合模力—螺紋工作圈Z—拉桿根數(shù)。P0螺紋的抗剪強(qiáng)度：S—螺距P—螺紋牙型系紋（3-31）—0.63～0.68，取0.65τ=1.53×螺紋彎曲強(qiáng)度σb所以符合使用要求。1.7調(diào)模裝置1.7.