液压课程设计简易注塑机液压系统设计.doc

海 南 大 学课 程 设 计 课程名称 液压与气压传动 题目名称 简易注塑机液压系统设计 学 院 机电工程 专业班级 机械电子 2班 学 号 学生姓名 指导教师 李 粤 目录说明书4一、液压原理图的设计6二 、液压原理图设计的基本要求.6 三 、液压原理图的设计步骤.63.1工艺分析7 3.2 确定系统流重.8 3.3.实现机器快速运动回路的决定.10 3.4换向回路的决定.11 3.5.液压泵的选择计算.12 3.6阀类元件的选择.12 3.7液压系统的温升验算 .13 3.8. 其它辅助回路的决定.13 四、液压系统原理图 14 4.1系统工作原理.14五、集成块设计5.1 制做液压元件样板155.2 决定通道的孔径155.3 集成块上液压元件的布置165.4 集成块上液压元件布置程序16六、 心得体会.16七、参考文献.17说明书动作顺序要求及工作参数(一)准备工作料斗加料，螺旋机构将一定的数量的物料送人料筒，由筒外电加热器加热预料，合上安全门。工作循环具体动作如下：1.模运动缸快速前进，闭模，行程L1，负载F1，速度V1。2.慢速闭模，行程开关切换。3.注塑缸前进，注射，行程L2，负载力F2，速度V2。4.用液压马达转动螺杆进行塑化，注射缸自动退回，负载扭矩T，转速N。5.模运动缸快速退回，开模。6.慢速开模，行程开关切换。设计参数如下：学号F1(T)F2(T)T(m.N)(mm/s)(mm/s)N(r/s)L1(mm)L2(mm)622016380304051000200（三）设计内容，要求1.液压系统设计根据设备的用途，特点和要求，利用液压传动的基本原理进行工况分析，拟定合理液压系统原理图，电磁铁通断表，再经过必要的计算确定液压有关参数，然后按照所得参数，选择液压元件，相关设备的规格型号。2. 液压装置包括集成成块，液压站等，进行结构设计时应考虑元件布局合理，紧奏，美观，外连管道少，装卸，调试方便，集成块中的油路尽可能简单，短，交叉少，加工容易，加上工作量尽可能少。(四) 液压注塑图 简易注塑机液压系统设计摘要:本课题完成简易注塑机的液压系统设计。塑料注射成型机是热塑性制品的成型加工设备，它将塑料颗粒加热熔化，高压注入型腔，一定时间保压、冷却后成型为塑料制品。本次设计主要完成以下内容:注射成型原理及注射成型工艺过程分析；液压系统方案设计，绘制液压系统方案原理图，进行液压回路的选择和组合，研究进、回油路线的变换与联接，并对电磁铁动作进行分析和比较，绘制出电磁铁动作顺序表；液压元件选型设计，根据所选定的液压系统方案，对所需液压元件进行选型设计，要求既满足机械的用途、功能和工艺要求，又满足机构运动规律及机构位移、速度和加速度等运动参数的要求；液压工作性能参数设计，在液压系统方案设计的基础上，根据设计要求确定系统的最大工作载荷、运动速度、压力和流量等参数，并进行校核。【关键字】液压 注塑成型 磨具Abstract:The design of the hydraulic system of the simple injection molding machine is completed in this paper.Plastic injection molding machine is the forming process of thermoplastic products,It will heat the plastic particles melt, high pressure injection mold cavity,A certain time to protect the pressure, the cooling molding for plastic products.This design is mainly to complete the following: principles of injection molding and injection molding process analysis; hydraulic system design, drawing schematic diagram of the hydraulic system, selection and combination of hydraulic circuit, research, transformation and connection of oil line, and carries on the analysis and comparison of the action of the electromagnet, draw out the electromagnet action sequence; hydraulic components selection and design, according to the selected scheme of hydraulic system, hydraulic components for design and selection, both to meet the mechanical use, function and process requirement.And meet the requirements of mechanism motion principle and mechanism of displacement, velocity and acceleration of motion parameters; hydraulic performance parameter design, in the design of hydraulic control system based on, according to the design requirements to determine the system maximum working load, velocity, pressure and flow rate parameters and check.Key words hydraulic injection molding tool(一)液压原理图的设计一台液压传功的机器, 其性能的好坏首先取决于液压原理图的设计水平。如设计得不好或有所疏漏, 严重者会影响机器的工作性能,满足不了工艺的要求, 影响到产品的质量和生产的安全, 轻者也会造成系统效率低、装机功率过大, 降低了技术经济指标和影响机器的土常工作与寿命。为了顺利地进行液压原理图的设计, 除了熟悉机器的工艺要求外, 必须对各种液压元件的原理、结构、性能充分了解, 同时, 对一些液压机常用的液压基本回路, 例如实现快速运动的回路、实现油泵空负荷循环的卸荷回路、平稳卸压的回路、换向一与顺序动作的回路等也应当热悉。这样, 在设计时才能灵活机动地将它们组合在一起, 设计出满足机器工艺性能要求的液压原理图来。并且, 在一长期的生产过程中通过反复修改、调试, 使之更为合理和完善。(二）液压原理图设计的基本要求液压机液压原理图的设计首先应能满足机器加零件在工艺上所提出的加工原理、动作程序与动作性能的要求。还必须考虑以下问题:1. 压机沿块能停在任意位置。这是压机在调整模具和行程开关位置、压制零件时都需要的工作性能, 并且在压机紧急停车或突然失电时, 也要求压机各运动部件能就地停走或返回原始位置, 以免造成事故。2. 能无级调节工作压力。压机加工不同零件时需要的工作压力也不会一样, 按负载调节压力既可节省功率、避免系统发热, 文能延长压机与液压元件的使用寿命。3. 在空载下启动和停止油泵或机器不工作时, 油泵应卸荷。4. 有可靠的安全装置, 防止机器超载。5. 多缸工作时有可靠的联锁, 避免误动作引起机件碰撞造成事故。6. 能满足机器对运动速度的要求。另外, 尚需考虑系统换向、卸压的平稳性, 系统的效率要高, 油温不得超过50 60 ,维修方便, 尽量采用标准液压元件等。(三) 液压原理图的设计步骤在设计液压原理图时, 首先要进行工艺分析, 明确机器对整个液压系统的基本要求。然后以此为前提, 确定液体的工作压力和系统的流量, 并决定实现机器快速运动回路、系统动力机构与安全卸荷回路、换向回路及其他辅助回路。最后, 选择泵、阀等液压元件。现分述如下:1. 工艺分析工艺分析的目的是明确系统的使用条件与工艺对机器动作的要求; 滑块运动速度的要求; 油缸是否需要保压; 顶出器的设置与是否需要具有液压垫灼作用, 辅助机构如工作台移动, 夹料、送料装置等是否采用液压传动等。通过分析从而确定液压执行机构( 油缸或油马达) 的数量与结构( 活塞式缸还是柱塞式缸)以及动作程序。假如机器公称压力不是事先已知的, 则需要通过计算及工艺试验确定机器各运动部件需要的公称压力。这些是整个液压系统原理图设计的前提条件。如不首先定下这些条件, 在设计过程中再增加或减少液压执行机构或提出新的动作程序要求, 则势必要对已设计好的系统原理图作重大修改, 延误设计进程，因此, 工艺分析是进行系统原理图设计时首先必须进行的,它直接关系到系统设计的好坏。2.确定系统流重工作压力P可以根据负载大小以及机器的类型来初步确定，参考机械设计手册5P104表4，初选液压缸的工作压力为P1=22MPa。 首先确定油缸的活塞、尺寸。油缸活塞所需面积 =22.1cm （1）活塞杆腔的直径=14.1cm （2） 式中 一油缸所需公称压力( 公斤) ； 一液体工作压力(公斤/厘米)。按式( 2 ) 求出活塞直径后, 应按JB826一66规定的液压元件用柱塞、滑阀和活塞杆外径系列参数选取实际活塞直径。但因该标准在尺寸较大时挡子过大, 有时与计算值相差较大, 这时也可参照有关密封件的直径标准进行选取。此时实际活塞面积为: =156.1cm （3） 活塞杆腔所需面积： =78.3（厘米） （4）式中 所需的回程力（公斤）。活塞杆面积 =77.8（厘米）活塞杆直径：=6.74（厘米） （5）如前所述, 按式( 5 ) 计算出活塞杆直径后应按有关标准选取实际采用的活塞杆直径。此时实际活塞杆的面积为：=120.41（厘米） （6）快速空程前进时油缸活塞腔所需流量：=28.098(升/分) （7）快速空程前进时油缸活塞杆腔排除流量：=21.674(升/分) （8）工作行程活塞杆腔排出流量：=28.898(升/分) (9)快速回程时活塞杆腔所需流量：=14.45(升/分) (10)快速回程是活塞腔排出流量：=14.401（升/分） (11) 转动液压马达排量： （12） 液压马达所需流量： （13）假定系统的散热状况一般，取K=15W/(m.C)，油箱的散热面积A为 ：系统的温升为： （14）设环境温度T2=25度验算表明系统的温升在许可范围内。3.实现机器快速运动回路的决定经过以上计算, 得知压机各工作阶段各油缸的进排流量, 这对如何构思液压回路来满足运动速度的要求是很重要的, 因而大流量的回路与小流量的回路的设计方案是截然不同的。例如>500 1000升/ 分以上时, 靠油泵供油来满足的要求是不经济的, 用充液回路才比较合理。获得液压机滑块高速空程向下的办法一般有以下三种:(1) 加大供液量A、 采用大流量变量泵或高低压泵组。这时整个系统的泵阀元件、管道都需按系统最大流量来选择, 尺寸庞大。因而, 只适于小型液压机。B、采用蓄能器或低压充液罐。这种办法回程背压较大, 多用于大中型液压机上, 它需要控制最高与最低液位, 使得系统控制较为复杂。(2) 利用滑块自重, 充液快速下行在立式液压机中可利用滑块、活塞、模具等运动部分的重量, 克服导向、密封装置的摩擦阻力及管道的流动阻力后, 自动下滑, 同时通过油箱、充液阀向油缸充液而获得快速下行。这种回路只在充液阀与充液油箱之间通过大流量的工作液体, 而换向阀和其它液压元件、管道均无需通过大流量的工作液体, 因而系统简单, 结构紧凑。这种办法既不需增加油泵的流量, 也不消耗功率, 成木低、经济性好, 是大中型液压机广泛采用的一种获得高速空程下行的手段。其缺点是下滑速度不稳定,不易严格控制。因而, 在动作节拍要求较严的液压机采用时应慎重考虑。同时, 如果充液阀结构设计和尺寸不当, 下滑时吸由不充分, 将使升压速度缓慢, 失掉了高速下行的好处。(3) 减小油缸有效作用而积 在卧式或上移式液压机中, 无法采用自重下滑的办法获得高速空程前进, 这种办法便被广为采用。同时一, 为了克服上述自重下滑的缺点, 这种办法在立式液压机也被广为采用。A、采用差动回路差动回路是利用活塞杆腔排出的油量返回到活塞腔来加大供液量, 以提高运动速度, 其实质仍是减小汕缸的有效作用面积。这种方法只有在活塞杆直径和活塞直径相差较大时才能取得较大的增速效果。差动回路活塞空程前进速度为:*1000（毫米/秒）式中Q 一油泵流量( 升/ 分) ,A一活塞杆截面积(厘米)。差动回路多应用于小型液压机, 因为一般小型液压机不采用充液的办法来提高运动速度。当 ， 时可获得的运动速度, 但是差动回路的压力损失较大。差动回路的基木形式如图1所示。电磁阀通电换向后, 液压油同时进入油缸左右腔, 但因两腔有效面积不同, 活塞向左运动,左腔的排油再经换向阀进人右腔, 借以加快活塞运动速度。但是, 它不能实现全压前进压制工件。4. 换向回路的决定前面所述各项决定后, 在液压系统中就有了执行机内以及满足它快速运动的回路和动力机构与安全、卸荷回路, 即有了系统的两端,这就较易于着手从中再加土实现执行机构油缸往复运动的换向回路。_三位四通换向阀常用的各种机能见图了。有时为了简化系统成使之具有可靠的联锁与顺序动作, 需要设计一些专用的换向阀, 本设计主要采用了三位四通的换向阀。 5.液压泵的选择计算由最大压制力和液压主机类型，初定上液压泵的工作压力为25MPa，考虑到进出油路上阀和管道的压力损伤为1MPa（含回由路上的压力损失折算到今有腔），则液压泵的最高工作压力为：=（25+1）*106=26MPa，为系统静态压力，根据实际设计需要，泵正常工作压力为其额定压力的80%左右，因此选泵的额定压力为=26/0.8=31.25MPa。 液压泵的最大流量应为：，式中为液压泵的最大流量，为系统泄漏系数，一般取=1.11.3，现取=1.1，为同时动作时各执行所需流量之和的最大值，另外加上溢流阀的最小流量23L/min。=1.1*（70.65+2.5）=80.465L/min。根据上面计算选择63YCY14-1B泵，其排量为63mL/r，额定压力为32MPa，额定转速为1500r/min，驱动功率为59.2KN，容积效率>=92% 。6.阀类元件的选择电液换向阀、液控单向阀、充液阀等液压控制切换动作的阀均需有控制油源。在这次课程设计中选择节流阀和节流阀组合在回路中控制电路流量的快慢。利用节流阀控制溢流阀主阀芯开启速度来控制卸压速度的回路。溢流阀主阀芯的开启随着压力的降低而开大, 但节流阀的压力损失会使系统压力降到某一数值后不再降低。为直接利用电磁换向阀与节流阀组成的卸压回路,了流日不能随压力变化而自动变化。这两种卸压回路都不能直接由卸压自动转化为回程动作, 需经其它元件测出压力降低值后再指令换向阀换向回程。7.液压系统的温升验算 一般情况下， 工进时做功的功率损失大，因此压起热量较大，所以只考虑工进时的发热量。当v=600mm/min时，*0.32*0.32*0.6=48*10m/min 即q=48L/min，此时泵的效率为0.9，泵的出口压力为26MPa，则有： p=KW=23KW P=Fv=1470000*10KW=14.7KW此时的功率损失为：=pp=（23.714.7）=8.3KW8. 其它辅助回路的决定在一个液压系统原理冈中, 有了以上的两端及中间的换向回路, 就构成了整个液压原理图的骨架, 但它仍不是一个完善的系统。滑阀式的换向阀是不能实现保压要求的, 为此需加上液控单向阀来闭锁油缸活塞腔的油路。为了使液压机滑块能稳定地停留在某一位置, 系统中必须增加支承阀。还有电液换向阀及其它阀的先导控制系统回路, 卸压回路, 系统的冷却与过滤问题的考虑。为了实现臼动工作循环与功作转换所必需的发i只元件, 如行程开关、时间继电器、压力继电器( 或电接汽压力表) 等,以及压力表的安设等等, 这些辅助回路和元件都添加进去后才能使整个液压系统原理图完善起来表1 液压元件明细表（四）液压系统原理图 4.1系统工作原理： 第一步，启动液压泵，8YA得电，系统处于调压状态，手动控制1YA得电，换向阀6工作在左位，开闭模液压缸无杆腔进油，开闭模液压缸工作，进行快速闭模。第二步，碰到行程开关1，6YA得电，系统转为慢速闭模。第三步，碰到行程开头2，1YA、6YA失电，同时4YA得电，注塑液压缸无杆腔进油，注塑液压缸前进，进行注塑。第四步，碰到行程开头3，4YA失电，同时5YA得电，转动液压马达工作，塑化。第五步，时间继电器计时到，5YA失电，同时3YA得电，注塑液压缸有杆腔进油，注塑缸退回。第六步，碰到行程开关4，3YA失电，同时2YA得电，开闭模液压缸退回，进行快速开模。1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8YA快速闭模+慢速闭模+注塑+马达转动+注塑缸退回+快速开模+停止五集成块设计集成块油路图设计，如图设计过程如下：5.1 制做液压元件样板制作液压元件样板。根据产品样本，对照实物绘制液压元件顶视图轮廓尺寸，虚线绘出液压元件底面各油口位置的尺寸，依照轮廓线剪下来，便于工作是液压元件样板。若产品样本与实物有出入，则以实物为准。若产品样本中的液压元件配有底板，则样板可按底板所提供的尺寸来制做。若没有底板，则要注意，有的样本中提供的是元件的府视图，做样板时应把产品样本中的图翻转180°。5.2 决定通道的孔径集成块上的公用通道，即压力油孔P，回油孔T，泄漏孔L及四个安装孔。压力油孔由液压泵流量决定，回油孔一般不得小于压力油孔。直接与液压元件连接的液压油孔由选定的液压元件规格确定。孔与孔之间的连接孔（即工艺孔）用螺塞在集成块表面堵死。与液压油管连接的液压没孔可采用米制细牙螺纹或英制管螺纹。本设计中采用的是米制细牙螺纹。5.3 集成块上液压元件的布置把做好的液压元件样板放在集成块各视图上进行布局，有的液压元件需要连接板，则样板应以连接板为准。 电滋阀应布置在集成块的前，后布，要避免电磁换向阀两端的电磁铁与其它部分相碰。液压元件的布置应以在集成块上加工的孔最少为好。孔道相通的液压元件尽可能布置在同一水平面，或在直径D的范围内，否则要钻垂直中间油孔，不通孔道之间的最小壁厚H必须进行强度校核。 液压元件在水平面上的孔道若与公共油孔相通，则应尽可能地布置在同一垂直位轩或在直径D范围，否则要钻中间孔道，集成块前后与左右连接的孔道应互相垂直，不然也要钻中间孔道。设计专用集成块时，要注意其高度应比装在其上的液压元件的最大横向尺寸大2mm，以避免上下集成块上的液压元件相碰，影响集成块紧固。 5.4 集成块上液压元件布置程序电磁换向阀布置在集成块的前面和后面，先布置垂直位置，后布置水平位置，要避免电磁换向阀的固定螺孔与阀口通道，集成块固定螺孔相通。液压元件泄漏孔可考虑与回油孔合并。水平位置孔道可分三层进行布置。根据水平孔道布置的需要，液压元件可以上下移动一段距离。溢流阀的先导阀部分可伸出集成块外，有的元件如单向阀，可以横向布置。六、 心得体会在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了运筹帷幄，学会了理解，也学会了做人与处世。 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程.”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义.我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础. 通过这次模具设计，本人在多方面都有所提高。通过这次模具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。 在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。 在此感谢我们的老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪; 同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。 由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。参考文献：课本：液压与气压传动液压机液压系统的设计