立式注塑机液压系统优化设计研究

发布日期：2014/9/5 14:34:20

        近年来，随着新型合成材料的不断涌现，使用塑料的范围越来越广，对节能和环保的要求越来越高，塑料材料在企业生产中的作用越来越明显。因此，加强对立式注塑机的开发改进充满商机。笔者参与某企业500g注塑机液压系统设计开发，对液压系统作了改进，希望对同行专家有所帮助。
        1．立式注塑机应用领域
        立式注塑机专门用于小型、精密的单色或多色零件的注塑，节省模架，占地少，能耗低。其独特的注射单元可将普通注塑机改造成双色机或三色机。注塑机成本低，也可安装在自动生产线上进行流水线生产。
        2．加工零件对液压系统的要求
        （1）根据工艺要求，塑料注射成型机液压系统在整个动作循环过程中，执行闭模空行程、闭模锁紧、注射前移、注射顶紧、注射、保压、预塑、冷却、启模、顶出、启模空行程、螺杆运动。
        （2）注塑机必须具有足够的合模力，开模、合模速度可调。空程时要求快速，以提高生产效率；合模时要求慢速，以免撞坏模具和制品，并减少振动和噪音。系统工作时负载变化和速度变化均较大。
        （3）注射座整体进退。注射座移动液压缸应有足够的推力，以保证注塑时喷嘴和模具浇口紧密接触。
        （4）注射压力和速度可调。这是为了适应不同塑料品种，制品形状及模具浇注系统的不同要求而提出来的。
        （5）保压及其压力可调。塑料注射完毕后，需要保压一段时间，以保证塑料紧贴模腔而获得精确的形状，另外在制品冷却凝固而收缩过程中，融化塑料可不断充入模腔，防止产生充料不足的废品。保证压力根据不同情况可以调整。
        （6）制品顶出速度要平稳。顶数速度平稳，以保证制品不受损伤。
        3．系统性能分析
        （1）由于该系统在整个工作循环中，工作部件速比大，但不需要大范围无级调速，合模缸和注射缸等液压缸的流量变化较大，锁模和注射后系统有较长时间的保压。为合理利用能量，系统采用双泵供油方式。液压缸快速动作（低压大流量）时，采用双液压泵联合供油方式；液压缸慢速动作或保压时，采用高压小流量泵供油，低压大流量泵卸荷供油方式。
        （2）由于合模液压缸要求实现快、慢速开模、合模以及锁模动作，系统采用电液换向阀换向回路控制合模缸的运动方向。为保证足够的锁模力，系统设置了增力缸作用合模缸的方式，再通过机液复合机构完成合模和锁模。因此，合模缸结构较小、回路简单。
        （3）满足注射速度的调节，选用调速阀进行进口节流调速。其特点是注射油缸回油的阻力小，可以获得较大的注射推力，而且调速范围较大，速度稳定性较好。为使加工的塑料得到良好的塑化质量，在注射系统中采用了背压阀，可防止液压缸前冲而提高其稳定性。由于塑料的品种、制件的几何形状和模具的浇注系统的不同，注射系统采用了两级压力控制，以便灵活的控制注射压力和保压压力。
        （4）为了便于实现自动循环，系统的换向控制阀多采用三位四通电液换向阀和电磁换向阀，采用电液换向阀换向过程比较平稳。
        （5）三位四通换向阀滑阀中位机能除注射电液换向阀和控制两级压力动作的电磁换向阀外，皆采用O型，其换向和停止的位置精度要求较高，且能满足本机并联多油缸油路系统工作的需要。注射电液换向阀和控制两级压力动作的电磁换向阀采用Y型机能，能满足本机并联多油缸油路系统的工作需要，又分别利用中位Y型机能满足螺杆预塑后退时注射油缸左腔形成真空进行吸油的需要和使控制两级压力大小的远程调压阀处于非工作状态位置进行卸荷的需要。
        （6）在启模系统中采用进油节流增加启模阻力，以满足启模过程中实现制品顶出的要求，从而缩短辅助时间，提高生产效率。
        （7）系统除采用时间继电器控制保压和冷却动作外，还采用行程开关控制各油缸可靠地依次动作和进行速度换接。
        （8）分析电液比例控制系统的特点，结合工艺控制要求，选择计算机控制液压比例技术控制系统。
        立式注塑机具有很大的市场潜力，其开发研究是一个很大的课题。作为生产系统的核心动力设备，液压系统的优劣决定产品的市场竞争力。小型注射机液压系统在应用中具有高效节能的特点，通过对液压系统的优化设计，实现智能、节能、高效，更能满足加工工艺要求。

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