密致的金属合金制品,被广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业、文教卫生及人们日常生活各个领域。
在金属合金工业迅速发展的今天,压铸机不论在数量上或品种上都占有重要地位,其生产总数占整个金属合金成型设备的 20%--30%,从而成为目前金属合金机械中增长最快,生产数量最多的机种之一。
据有关资料统计,1996--1998 年我国出口压铸机 8383 台(套),进口压铸机 42959台(套),其中 1998 年我国压铸机产量达到 20000 台,其销售额占塑机总销售 5额的 42.9% 。
我国金属合金加工企业星罗其布,遍布全国各地,设备的技术水平参差不齐,大多数加工企业的设备都需要技术改造。
这几年来,我国塑机行业的技术进步十分显著,尤其是压铸机的技术水平与国外名牌产品的差距大大缩小,在控制水平、产品内部质量和外观造型等方面均取得显著改观。
选择国产设备,以较小的投入,同样 也能 生 产出 与 进口 设备 质 量相 当 的产 品。
这 些为 企业 的 技 术改 造创 造 了条件。
液压传动:它是以液压油为工作介质,通过动力元件油泵将原动机的机械能变为液压油的压力能,再通过控制元件,然后借助执行元件油缸或油马达将压力能转换为机械能,驱动负载实现直线或回转运动,且通过对控制元件遥控操纵和对流量的调节,调定执行元件的力和速度。
当外界对上述系统有扰动时,执行元件的输出量一般要偏离原有调定值,产生一定的误差。
液压控制:和液压传动一样,系统中也包括动力元件、控制元件和执行元件,也是 6通过油液传递功率 。
二者不同之点是液压控制具有反馈装置,反馈装置的作用是执行元件的输出量位移、速度、力等机械量反馈回去与输入量可以是变化的,也可以是恒定的进行比较,用比较后的偏差来控制系统,使执行元件的输出随输入量的变化而变化或保持恒定。
它是一种构成闭环回路的液压传动系统,也叫液压随动系统或液压伺服系统。
液压传动系统中用的是通断式或逻辑式控制元件,就其控制目的,是保持被调定值的稳定或单纯变换方向,也叫定值和顺序控制元件。
液压控制系统中用的是伺服控制元件,具有反馈结构,并用电气装置进行控制,有较高的控制精度和响应速度,所控制的压力和流量常连续变化。
输出功率可放大。
比例控制是介于上述二者之间的一种控制,所用比例控制阀是在通断式控制元件和伺服控制元件的基础上发展起来的一种新型的电――液控制元件,兼备了上述两类元件的一些特点,用于用手调的通断式控制不能满足要求,但也不需要伺服阀对液压系统那样严格的污染控制要求的场合。
在目前四大类传动方式机械、电气、液压和气压中,没有一种动力传动是十全十美的,而液压传动具有下述极其明显的优点:1从结构上看,其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率在四类传动方式中是力压群芳的,有很大的力矩惯量比,在传递相同功率的情况下,液压传动装置的体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、布局灵活。
2从工作性能上看,速度、扭矩、功率均可无级调节,动作响应性快,能迅速换向和变速,调速范围宽,调速范围可达 100:l 到 2000:1;动作快速性好,控制、调节比较简单,操纵比较方便、省力,便于与电气控制相配合,以及与 CPU计算机的连接,便于实现自动化。
3从使用维护上看,元件的自润滑性好,易实现过载保护与保压,安全可靠;元件易于实现系列化、标准化、通用化。
(4)所有采用液压技术的设备安全可靠性好。
(5)经济:液压技术的可塑性和可变性很强,可以增加柔性生产的柔度,和容易对生产程序进行改变和调整,液压元件相对说来制造成本也不高,适应性比较强。
6液压易与微机控制等新技术相结合,构成“机-电-液-光”一体化已成为世界发展 7的潮流,便于实现数字化 。
2 压铸机的组成及工作循环2.1 压铸机的组成 压铸机是将金属合金加热融化后压铸到模腔、保压成型设备,主要包括压铸装置 和合模装置两部分。
2.1.1 压铸装置 压铸装置的主要任务是使金属合金均匀地以足够的压力和速度将熔料注入模腔。
压铸装置又包括俗话部件包括坩埚、传动装置、压铸缸、压铸座移动缸等。
其中压铸 缸。
压铸座移动缸和注射等由液压传动来实现。
2.1.2 合模装置 合模装置是保证成型模具可靠地闭合、实现模具开闭动作以及顶出制品的部件、合模装置主要由固定模具的定模板、动模板、合模缸及顶出缸组成。
动模板与合模板可以是直接连接,也可以是通过连杆机构谅解。
合模缸和顶出缸也有液压传动来实现。
金属合金压铸成型机的工作循环为: 合模----压铸---保压---冷却---开模---顶出;合模的动作又分为:快速合模、慢速合模。
锁模。
锁模的时间较长,直到开模前这段时间都是锁模阶段3 热室压铸机对液压系统的要求及有关设计参数3.1 对液压系统的要求 1合模运动要平稳,两片模具闭合时不应有冲击。
2当模具闭合后合模机构要保持压力,以防压铸时积极昂模具冲开。
压铸开始后压铸机构应保持压铸压力,使金属合金充满型腔。
3进料时,射料时间不能太短,否则容易造成充填不足或产生回抽。
8 4为保证安全生产,系统应有安全连锁装置 。
3.2 设计参数 表 1 设计参数 Table 1 Design parameters项目 数值 项目 数值项目 数值 项目 数值锁模力 FK 862.4KN 锁模行程 S 280mm射料行程 s1 130mm 快速锁模速度 ubG 0.1m / s顶出力 Fd 51.94KN 慢速锁模速度 ubm 0.02m / s 3马达功率 PM 11.19KW 坩埚容量 55dm顶出行程 S3 60mm 压铸速度 u z 0.07 m / s4 液压执行元件载荷和载荷转矩计算4.1 各液压缸的载荷力计算4.1.1 合模缸的载荷力 合模缸在模具闭合过程中是轻载,其外载荷主要是动模及其连动部件的起动惯性力和导轨的摩擦力。
锁模时,动模停止运动,其外载荷就是给定的锁模力。
开模时,液压缸除要克服给定的开模力外,还克服运动部件的摩擦阻力。
4.1.2 压铸缸的载荷力 射注缸在射料过程中,同样要克服金属融液自身重力和阻尼引起的摩擦力。
4.1.3 顶出缸载荷力 注射缸的载荷力在整个注射过程中是稳定的。
计算时,只须根据锁模力来当作最大载荷力。
取液压缸机械效率η0.9,则各液压缸工作负载如下表所示: 表2 各液压缸的载荷力 Table 2 Various hydraulic cylinders loading force 液压缸名称 液压缸外载荷(KN) 实际载荷(KN) 锁模缸 862.40 958.22 射注缸 65.66 73.00 抽芯缸 51.94 57.70 顶出缸 51.94 57.704.2 液压马达载荷转矩计算 Pc 11190 TW 796 N m 2πn 2 × 3.14 × 60 / 60 (1) 取液压马达的机械效率为 0.95,则其载荷转矩 TW 796 T 838 N m (2) ηm 0.955 液压系统的参数设计5.1 初定系统工作压力 液压缸包括锁模缸、顶出缸和射料缸。
其外负载包括锁模力、顶出力和射料力,由锁模缸为例本次设计的给定的参数来看,选择锁模液压缸的最大外负载(锁模力)为 F862.4KN实际锁模载荷 F958.22KN。
确定液压系统的工作压力,系统的工作压力一般按机器设备的功率大小选择。
小功率(<15KW)的工作压力可选 6.3—7.0MPa, 大功率可选 7.0—31.5MPa,参考机械常用系统压力表 29-8,结合国内同类液压机的使用情况,初步确定系统工作压力为P125MPa。
顶出缸和抽芯缸的工作负载不是很大,根据顶出缸的负载初选抽芯系统和顶出系统的工作压力为 P215MPa。
5.2 计算液压缸的主要结构尺寸5.2.1 确定合模缸的活塞机活塞杆直径合模缸最大载荷时,为锁模工况,其载荷力为 958.22kN,工作在活塞杆受压状态。
活塞直径为 4F D πP 3求得合模缸的活塞直径
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