毕业设计(论文)热室压铸机液压系统设计(含全套CAD图纸).doc
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1、由于部分原因,说明书已删除大部分,完整版说明书,CAD图纸等,联系153893706热室压铸机液压系统设计学 生: 指导老师: 摘 要:首先明确热室压铸机对液压系统的要求,然后通过给定的技术参数表里的液压系统设计参数,确定液压执行元件的载荷力、系统工作压力以及液压缸的主要结构尺寸,制定系统方案,拟定液压系统图,然后进行液压元件的选择,最后对系统性能进行验算。在具体的结构设计中,主要是针对液压系统设计,系统中涉及到的阀类元件的安装,油路板的设计等。关键词:液压系统;工作压力;液压元件;液压系统图; Design of Hot Chamber Die-Casting Hydraulic Syste
2、m Student: Tutor: (Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract:First make it clear the requirements of the hot chamber die-casting to hydraulic system,then according to the technical parameters of a given table of the hydraulic system design paramet
3、ers and determine the loading force of Hydraulic actuators,working pressure of system and the size of the main structure of the hydraulic cylinder, and work out system solutions and study out the diagram of hydraulic system, then make the selection of hydraulic components. Finally,check the system p
4、erformance, in the specific structural design, primarily for the design of hydraulic system , the installation of valve components which are involved in the system and the design of Principal board and so on. Key words:fluid department;working pressure;hydraulic element;hydraulic scheme1 前言 热室压铸机液压系
5、统是一个压力和流量都较大的负载,在合模、锁模、射注、保压、冷却、开模、顶出等不同工作阶段,其压力和流量都要发生有规律的变化。热室压铸机的工作原理与打针用的压铸器相似,它是借助柱塞的推力,将金属融液压铸入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程。压铸成型是一个循环的过程,每一周期主要包括:合模施压压铸充模冷却启模取件。取出塑件后又再合模,进行下一个循环。分别进行压铸过程动作、压铸压力、压铸速度、顶出型式的选择,各段温度的监控,压铸压力和背压压力的调节等。热室压铸机目前都是全液压控制。其基本工作原理是:将融合金属在高压通过射料缸推进到模型器中,在此之前,合模机构已将模具闭合,当物料在推进过程
6、中形成一定压力时,压铸机开始将液状料高压快速压铸到模具型腔之中,经一定时间的保压冷却后,开模将成型产品顶出,便完成了一个动作循环。压力铸造简称压铸,它是将融合金属在高压、高速条件下充型并在高压下冷却凝结固成形的一种精密铸造方法。热压室压铸机压射部分与金属融化部分连为一体,并浸在金属液中,是发展较快的一种少无切削加工制造金属制品的方法。同时,由于压铸压力很高,相应地在模腔中产生很高的压力(模腔内的平均压力一般在2045MPa之间),因此必须有足够大的合模力。由此可见,压铸装置和合模装置是压铸机的关键部件。对压铸制品的评价主要有三个方面,第一是外观质量,包括完整性、颜色、光泽等;第二是尺寸和相对位
7、置间的准确性;第三是与用途相应的物理性能、化学性能、电性能等。这些质量要求又根据制品使用场合的不同,要求的尺度也不同。制品的缺陷主要在于模具的设计、制造精度和磨损程度等方面。但事实上,金属合金加工厂的技术人员往往苦于面对用工艺手段来弥补模具缺陷带来的问题而成效不大的困难局面1。 压铸机通常由压铸系统、合模系统、液压传达动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。(1)压铸机系统压铸系统的作用:压铸系统是压铸机最主要的组成部分之一,一般有柱塞式、螺杆式、螺杆预塑柱塞压铸式3种主要形式。目前应用最广泛的是柱塞式。其作用是,在压铸机的一个循环中,能在规定的时间内将一定数量的金
8、属加热融化后,在一定的压力和速度下,通过压注液压系统将熔融金属注入模具型腔中。压铸结束后,对压铸到模腔中的熔料保持定型。压铸系统的组成:压铸系统由坩埚和动力传递装置组成。动力传递的装置包括压铸油缸、压铸座移动油缸以及螺杆驱动装置(熔胶马达)2。(2)合模系统合模系统的作用:合模系统的作用是保证模具闭合、开启及顶出制品。同时,在模具闭合后,供给予模具足够的锁模力,以抵抗熔融金属进入模腔产生的模腔压力,防止模具开缝,造成制品的不良现状。 合模系统的组成:合模系统主要由合模装置、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动模板、合模油缸和安全保护机构组成。(3)液压系统液压传动系统的作用是实现压铸机按工艺
9、过程所要求的各种动作提供动力,并满足压铸机各部分所需压力、速度、温度等的要求3。它主要由各自种液压元件和液压辅助元件所组成,其中油泵和电机是压铸机的动力来源。各种阀控制油液压力和流量,从而满足压铸成型工艺各项要求。(4)电气控制系统电气控制系统与液压系统合理配合,可实现压铸机的工艺过程要求(压力、温度、速度、时间)和各种程序动作。主要由电器、电子元件、仪表、加热器、传感器等组成。一般有四种控制方式,手动、半自动、全自动、调整。(5)加热、冷却系统加热系统是用来加热金属合金使得金属合金成为流体状,压铸机料一般在喷嘴采用电热圈为了更好的注入时充满整个模腔,安装在料筒的外部,并用热电偶分段检测。热量
10、通过筒壁导热为物料融化提供热源;冷却系统主要是用来冷却油温,油温过高会引起多种故障出现所以油温必须加以控制。另一处需要冷却的位置在料管下料口附近,防止原料在下料口熔化,导致原料不能正常下料。(6)润滑系统润滑系统是压铸机的动模板、调模装置、连杆机铰等处有相对运动的部位提供润滑条件的回路,以便减少能耗和提高零件寿命,润滑可以是定期的手动润滑,也可以是自动电动润滑4;(7)安全保护与监测系统 压铸机的安全装置主要是用来保护人、机安全的装置。主要由安全门、液压阀、限位开关、光电检测元件等组成,实现电气机械液压的联锁保护。监测系统主要对压铸机的油温、料温、系统超载,以及工艺和设备故障进行监测,发现异常
11、情况进行指示或报警。生产过程中工艺的调节是提高制品质量和产量的必要途径。由于压铸周期本身很短,如果工艺条件掌握不好,废品就会源源不绝。在调整工艺时最好一次只改变一个条件,多观察几回,如果压力、温度、时间统统一起调的话,很易造成混乱和误解,出了问题也不知道是何道理。调整工艺的措施、手段是多方面的。例如:解决制品注不满的问题就有十多个可能的解决途径,要选择出解决问题症结的一、二个主要方案,才能真正解决问题。此外,还应注意解决方案中的辨证关系。比如:制品出现了凹陷,有时要提高料温,有时要降低料温;有时要增加料量,有时要减少料量。要承认逆向措施的解决问题的可行性。压铸机具有能一次成型外型复杂、尺寸精确
12、或带有金属嵌件的质地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额的42.95。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
13、,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
14、,系统中也包括动力元件、控制元件和执行元件,也是通过油液传递功率6。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
15、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
16、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
17、成为世界发展的潮流,便于实现数字化7。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
18、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。 (4)为保证安全生产,系统应有安全连锁装置8。3.2 设计参数表1 设计参数Table 1 Design param
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