內(nèi)循環(huán)二板式精密注塑機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、塑料注射成型裝備是保證成型制品精密程度的關(guān)鍵因素。根據(jù)對精密注射成型原理的分析和合模機(jī)構(gòu)對精密注射成型制品質(zhì)量的影響研究，以及對現(xiàn)有合模技術(shù)的總結(jié)歸納，以專利“內(nèi)動直鎖雙模板式合模機(jī)構(gòu)”為指導(dǎo)思想，本課題創(chuàng)新研發(fā)了一種快速響應(yīng)的開關(guān)閥式的內(nèi)循環(huán)鎖模油缸結(jié)構(gòu)及其液控系統(tǒng)，成功制得一種新型內(nèi)循環(huán)二板式注塑機(jī)。該新型注塑機(jī)的特殊之處在于合模機(jī)構(gòu)，主要由兩塊模板、兩個移模油缸、四條拉桿、四個創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)循環(huán)鎖模油缸、一套調(diào)模機(jī)構(gòu)和一套頂出機(jī)構(gòu)組

2、成，核心特點為四缸直鎖、二板調(diào)模和液壓油內(nèi)循環(huán)。拉桿與鎖模油缸活塞桿合二為一，移模油缸與鎖模油缸的缸筒分別與定模板連接，活塞桿分別與動模板連接;調(diào)模機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)安裝在動模板上。移模油缸驅(qū)動動模板移動時，鎖模油缸的內(nèi)循環(huán)功能開啟，使其左右腔連通，由此實現(xiàn)移模過程鎖模油缸內(nèi)液壓油的內(nèi)部循環(huán)和置換，從而達(dá)到節(jié)能的目的;移模到達(dá)設(shè)定位置時，鎖模油缸的內(nèi)循環(huán)功能關(guān)閉，從而可以進(jìn)行增壓鎖模動作。新型四缸直鎖內(nèi)循環(huán)二板式合模機(jī)構(gòu)在秉承傳統(tǒng)二板式合模

3、機(jī)構(gòu)性能優(yōu)勢的同時，解決了它能耗大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題。以新型注塑機(jī)的產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，本課題研究了內(nèi)循環(huán)二板式合模機(jī)構(gòu)的系列關(guān)鍵技術(shù)，并取得了一些階段性的研究成果:
　　 (1)內(nèi)循環(huán)二板式合模機(jī)構(gòu)理論模型的研究。分別建立了內(nèi)循環(huán)二板式合模機(jī)構(gòu)的鎖模剛度模型和移模階段的能耗模型，探討了鎖模剛度的影響因素和合模機(jī)構(gòu)的節(jié)能機(jī)理。結(jié)果表明，合模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸、材料和液壓油性能等都是影響系統(tǒng)剛度的主要因素;與外循環(huán)二板式合模機(jī)構(gòu)相比，內(nèi)循環(huán)二

4、板式合模機(jī)構(gòu)移模階段無充液能耗，阻力能耗小，由此成就了內(nèi)循環(huán)二板式合模機(jī)構(gòu)優(yōu)異的節(jié)能特性。
　　 (2)內(nèi)循環(huán)二板式合模機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的性能仿真及優(yōu)化。利用工程分析軟件AMESim模擬研究了內(nèi)循環(huán)二板式合模機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的工作性能，得到了模板運動的位移曲線、鎖模油缸壓力曲線和泄壓閥流量曲線，由此發(fā)現(xiàn)了鎖模油缸瞬時大流量泄壓是造成物理樣機(jī)CHH200運行不平穩(wěn)的主要原因。提出了采用節(jié)流閥泄壓的液壓系統(tǒng)改進(jìn)方案和節(jié)流閥通徑的確定方法，使

5、液壓系統(tǒng)的運行效率和平穩(wěn)性都得到提高。
　　 (3)內(nèi)循環(huán)鎖模油缸工作機(jī)理的研究。借助計算流體力學(xué)軟件FLUENT模擬研究了移模過程中鎖模油缸的工作過程。研究結(jié)果表明，在內(nèi)循環(huán)鎖模油缸活塞運動方向前方液壓油壓力較大，這對移模過程表現(xiàn)為阻力，與能耗模型中的阻力能耗對應(yīng)，其隨活塞運動速度的增加而增大，但即使在最高移模速度時，阻力能耗也很小;在后方壓力較低，甚至形成負(fù)壓;在內(nèi)循環(huán)鎖模油缸活塞附近液壓油速度場明顯，最高速度出現(xiàn)在活塞孔內(nèi)

6、，活塞后方湍流運動明顯，有利于內(nèi)循環(huán)鎖模油缸內(nèi)部液壓油與外界的熱交換，維持油溫恒定。
　　 (4)內(nèi)循環(huán)二板式合模機(jī)構(gòu)鎖模特性的研究。分別采用模擬與實驗的方法研究了內(nèi)循環(huán)二板式合模機(jī)構(gòu)的鎖模均勻性和鎖模重復(fù)性。在研究鎖模均勻性時，創(chuàng)新性地提出以模具型腔應(yīng)變?yōu)殒i模性能評價指標(biāo)，區(qū)別于現(xiàn)有文獻(xiàn)中以模板撓度變形為評價指標(biāo)，與制品成型密切相關(guān)，更能反映精密注射成型的要求。研究結(jié)果表明，內(nèi)循環(huán)二板式合模機(jī)構(gòu)的鎖模特性優(yōu)于與三板肘桿式合模機(jī)

7、構(gòu)。
　　 (5)精密塑料注射成型標(biāo)準(zhǔn)的研究。根據(jù)以上對精密注射成型技術(shù)的研究，分析了現(xiàn)行塑料注射成型機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀與局限性，制定了《精密塑料注射成型機(jī)》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)對注塑機(jī)的性能要求主要分為單項性能要求和綜合性能要求，其中綜合性能要求為制品重量重復(fù)精度，為評價注塑機(jī)是否精密的必要條件，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為1‰。
　　 通過以上研究，研制了內(nèi)循環(huán)二板式注塑機(jī)的物理樣機(jī)CHH200和CHH90，根據(jù)《精密塑料注射成型機(jī)》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)