喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2014屆 2000KN冷室壓鑄機(jī)合模裝置設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 某某某 學(xué) 號 0XXXXXXXXX 系 別 工程與技術(shù)系 專業(yè)班級 機(jī)自1000 指導(dǎo)教師 某某某 完成日期 2014-00-00 2000KN冷室壓鑄機(jī)合模裝置設(shè)計(jì) 摘要 本次設(shè)計(jì)是對2000KN冷室壓鑄機(jī)合模裝置的設(shè)計(jì)。在這里主要包括: 三大模板、鎖模機(jī)鉸、調(diào)模部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，鎖模和頂針油缸尺寸的確定校核。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對設(shè)計(jì)工作的基本技能的訓(xùn)練，提高了分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進(jìn)行一般機(jī)械的設(shè)計(jì)創(chuàng)造了一定條件。 整機(jī)結(jié)構(gòu)主要由油缸產(chǎn)生動(dòng)力通過鎖模機(jī)鉸將需要的動(dòng)力傳遞到動(dòng)模板上，動(dòng)模板帶動(dòng)絲桿螺母，從而帶動(dòng)合模裝置運(yùn)動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動(dòng)化水平。更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。 本論文研究內(nèi)容： (1) 2000KN冷室壓鑄機(jī)合模裝置總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 (2) 2000KN冷室壓鑄機(jī)合模裝置工作性能分析。 (3) 鎖模機(jī)鉸的設(shè)計(jì)。 (4) 調(diào)模部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 (5)對設(shè)計(jì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算分析和校核。 (6)繪制裝配圖及重要部件裝配圖和設(shè)計(jì)零件的零件圖。 關(guān)鍵詞 冷室壓鑄機(jī)， 油缸，鎖模機(jī)鉸 The design of model 2000KN cold chamber die casting machine ABSTRACT This design is the design of 2000KN cold chamber die casting machine clamping device. Here mainly includes: the structure design of three large formwork, mould locking machine hinge, adjustable die parts, check to determine the mode locking and the ejector oil cylinder size. The graduation design on the design of the basic skills training, enhancing the analysis and to solve engineering problems, and create a certain condition for general mechanical design. The structure is mainly composed of a cylinder power through the locking machine hinge will need to transfer the power to the movable template, dynamic template driven screw nut, which drives the clamping device movement, improve labor productivity and automation level of production. But also show its superiority, there are broad prospects for the development. The research of this thesis: (1) into 2000KN cold chamber die casting machine general structure design of equipment. (2) analysis of model 2000KN cold chamber die casting machine device performance. (3) design of locking machine hinge. (4) structure design of adjustable die components. (5) the design of components for the design calculation and check. (6) assembly drawing and parts assembly diagram and parts diagram design. Cylinder Keywords：cold chamber die casting machine, molding machine, lock II 目錄 摘要 I ABSTRACT II 1 緒論 1 2 冷室壓鑄機(jī)合?？傮w方案分析 7 3 合模部分結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 24 4 系統(tǒng)的調(diào)試和功能實(shí)現(xiàn) 34 結(jié) 論 38 參考文獻(xiàn) 39 致 謝 40 1 緒論 1.1 壓鑄機(jī)定義 壓鑄機(jī)就是在壓力作用下把熔融金屬液壓射到模具中冷卻成型，開模后得到固體金屬鑄件的一系列工業(yè)鑄造機(jī)械，最初用于壓鑄鉛字。隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步，尤其是隨著汽車、摩托車以及家用電器等工業(yè)的發(fā)展，又從節(jié)能、節(jié)省原材料諸方面出發(fā)，壓鑄技術(shù)已獲得極其迅速的發(fā)展。 壓鑄的起源眾說不一，但據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，最初用于壓鑄鉛字。早在1822年，威廉姆?喬奇（Willam Church）博士曾制造一臺日產(chǎn)1.2～2萬鉛字的鑄造機(jī)，已顯示出這種工藝方法的生產(chǎn)潛力。1849年斯圖吉斯（J.J.Sturgiss）設(shè)計(jì)并制造成第一臺手動(dòng)活塞式熱室壓鑄機(jī)，并在美國獲得了專利權(quán)。1885年默根瑟勒（Mersen-thaler）研究了以前的專利，發(fā)明了印字壓鑄機(jī)，開始只用于生產(chǎn)低熔點(diǎn)的鉛、錫合金鑄字，到19世紀(jì)60年代用于鋅合金壓鑄零件生產(chǎn)。壓鑄廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)還只是上世紀(jì)初，應(yīng)用于現(xiàn)金出納機(jī)、留聲機(jī)和自行車的產(chǎn)品生產(chǎn)中。1904年英國的法蘭克林（H．H．Franklin）公司開始用壓鑄方法生產(chǎn)汽車的連桿軸承，開創(chuàng)了壓鑄零件在汽車工業(yè)中應(yīng)用的先例。1905年多勒（H．H．Doehler）研制成功用于工業(yè)生產(chǎn)的壓鑄機(jī)、壓鑄鋅、錫、銅合金鑄件。隨后瓦格納（Wagner）設(shè)計(jì)了鵝頸式氣壓壓鑄機(jī)，用于生產(chǎn)鋁合金鑄件。 1927年捷克工程師約瑟夫?波拉克（Jesef Pfolak）設(shè)計(jì)了冷壓室壓鑄機(jī)，由于貯存熔融合金的坩鍋與壓射室分離，可顯著地提高壓射力，使之更適合工業(yè)生產(chǎn)的要求，克服了氣壓熱壓室壓鑄機(jī)的不足 之處，從而使壓鑄技術(shù)向前推進(jìn)了一大步。鋁、鎂、銅等合金均可采用壓鑄生產(chǎn)。由于整個(gè)壓鑄過程都是在壓鑄機(jī)上完成，因此，隨著對壓鑄件的 質(zhì)量、產(chǎn)量和擴(kuò)大應(yīng)用的需求，已對壓鑄設(shè)備不斷提出新的更高的要求，而新型壓鑄機(jī)的出現(xiàn)以及新工藝、新技術(shù)的采用，又促進(jìn)壓鑄生產(chǎn)更加迅速地發(fā)展。例如， 為了消除壓鑄件內(nèi)部的氣孔、縮孔、縮松，改善鑄件的質(zhì)量，出現(xiàn)了雙沖頭（或稱精、速、密）壓鑄；為了壓鑄帶有鑲嵌件的鑄件及實(shí)現(xiàn)真空壓鑄，出現(xiàn)了水平分型 的全立式壓鑄機(jī)；為了提高壓射速度和實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)增加壓射力以便對熔融合金進(jìn)行有效地增壓，以提高鑄件的致密度，而發(fā)展了三級壓射系統(tǒng)的壓鑄機(jī)。又如，在壓鑄 生產(chǎn)過程中，除裝備自動(dòng)澆注、自動(dòng)取件及自動(dòng)潤滑機(jī)構(gòu)外，還安裝成套測試儀器，對壓鑄過程中各工藝參數(shù)進(jìn)行檢測和控制。它們是壓射力、壓射速度的顯示監(jiān)控 裝置和合型力自動(dòng)控制裝置以及電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用等。 近40年，隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步，尤其是隨著汽車、摩托車以及家用電器等工業(yè)的發(fā)展，又從節(jié)能、節(jié)省原材料 諸方面出發(fā)，壓鑄技術(shù)已獲得極其迅速的發(fā)展。壓鑄生產(chǎn)不僅在有色合金鑄造中占主導(dǎo)地位，而且已成為現(xiàn)代工業(yè)的一個(gè)重要組成部分。近年來，一些國家由于依靠 技術(shù)進(jìn)步促使鑄件薄壁化、輕量化，因而導(dǎo)致以往用鑄件產(chǎn)量評價(jià)一個(gè)國家鑄造技術(shù)發(fā)展水平的觀念改變?yōu)橛眉夹g(shù)進(jìn)步的水平作為衡量一個(gè)國家鑄造水平的重要依 據(jù)。例如我國的較好的壓鑄機(jī)品牌就有“震高”等。 1.2 壓鑄機(jī)組成 壓鑄機(jī)由下列各部分組成。 （1）合模機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)壓鑄模進(jìn)行合攏和開啟的動(dòng)作。當(dāng)模具合攏后，具有足夠的能力將模具鎖緊，確保在壓射填充的過程中模具分型面不會(huì)脹開。鎖緊模具的力即稱為鎖模力（又稱合型力），單位為千牛（kN），是表征壓鑄機(jī)大小的首要參數(shù)。 （2）壓射機(jī)構(gòu) 按規(guī)定的速度推送壓室內(nèi)的金屬液，并有足夠的能量使之流經(jīng)模具內(nèi)的澆道和內(nèi)澆口，進(jìn)而填充入模具型腔，隨后保持一定的壓力傳遞給正在凝固的金屬液，直至形成壓鑄件為止。在壓射動(dòng)作全部完成后，壓射沖頭返回復(fù)位。 （3）液壓系統(tǒng) 為壓鑄機(jī)的運(yùn)行提供足夠的動(dòng)力和能量。 （4）電氣控制系統(tǒng) 控制壓鑄機(jī)各機(jī)構(gòu)的執(zhí)行動(dòng)作按預(yù)定程序運(yùn)行。 （5）零部件及機(jī)座 所有零部件經(jīng)過組合和裝配，構(gòu)成壓鑄機(jī)整體，并固定在機(jī)座上。 6）其他裝置先進(jìn)的壓鑄機(jī)還帶有參數(shù)檢測、故障報(bào)警、壓鑄過程監(jiān)控、計(jì)算機(jī)輔助的生產(chǎn)信息的存儲(chǔ)、調(diào)用、打印及其管理系統(tǒng)等。 （7）輔助裝置 根據(jù)自動(dòng)化程度配備澆料、噴涂、取件等裝置。 圖1-1 臥式冷室壓鑄機(jī)構(gòu)成圖 冷室壓鑄機(jī)合模裝置 合型（模）裝置主要起到實(shí)現(xiàn)合、開模動(dòng)作和鎖緊模具、頂出產(chǎn)品的作用。它主要由定型（模）座板、動(dòng)型（模）座板、拉杠、曲肘機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)、調(diào)模機(jī)構(gòu)、安全門等組成。圖2-2為合模裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2-2 合模裝置結(jié)構(gòu)簡圖 1- 調(diào)模液壓馬達(dá) 2- 尾板 3- 曲肘組件 4- 頂針液壓缸 5- 動(dòng)模座板 6- 導(dǎo)柱 7- 定模座板 8- 螺母 9- 導(dǎo)柱壓板 10- 合模液壓缸 11- 調(diào)節(jié)螺母 12- 調(diào)節(jié)螺母壓板 13- 動(dòng)模座板滑腳 14- 襯套 15-調(diào)模大齒輪 1．液壓雙曲肘合型（模）裝置的工作特點(diǎn)： 1.1增力作用：通過曲肘連桿系統(tǒng)，可以將合型（模）液壓缸的推力放大16—26倍，與液壓式合型裝置相比，高壓油消耗減小、合型液壓缸直徑減小、泵的功率相應(yīng)減小。 1.2 合、開型（模）運(yùn)動(dòng)速度為變速：如圖2-3所示，在合型（模）過程中，動(dòng)型座板移動(dòng)速度由零很快升到最大值，以后又逐漸減慢，隨著曲肘桿逐漸伸直至終止時(shí)，合型速度為零，機(jī)構(gòu)進(jìn)入自鎖狀態(tài)（鎖型狀態(tài)）。在開型過程中，動(dòng)型座板移動(dòng)由慢速轉(zhuǎn)至快速，再由快速轉(zhuǎn)慢至零。非常符合機(jī)器整個(gè)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)要求。 圖2-3 曲肘部分結(jié)構(gòu)簡圖 1-鎖模液壓缸 2-鉤鉸 3-長鉸 4-動(dòng)型模板 1.3 當(dāng)壓鑄型合緊且肘桿伸直成一直線時(shí)，機(jī)構(gòu)處于自鎖狀態(tài)，此時(shí)，可以撤去合型（模）液壓缸的推力，合型（模）系統(tǒng)仍然會(huì)處于合緊狀態(tài)。 1.4 合開型（模）運(yùn)動(dòng)的三要素為力、速度、行程和位置，所涉及的幾個(gè)概念解釋如下： 合型（模）力：合模過程中，克服動(dòng)型模板的阻力而使其運(yùn)動(dòng)的力。 鎖型（模）力：克服合金液注入模具型腔時(shí)欲使模具分開的力。 移模速度：在合開型（模）運(yùn)動(dòng)中，動(dòng)型座板和動(dòng)模運(yùn)動(dòng)的速度。移模速度是一個(gè)變速過程，運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)是慢 — 快 — 慢的變化過程。這樣既能使模具運(yùn)行安全，鑄件能平穩(wěn)頂出，又能提高機(jī)器的循環(huán)次數(shù)。 2.1頂針液壓缸組件 它是依據(jù)液體的壓力來帶動(dòng)推桿（頂針）運(yùn)動(dòng)，使鑄件從壓鑄模中頂出。目前，普遍采用的液壓頂出裝置，其頂出力和時(shí)間都可以通過液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)。如圖2-4所示為力勁機(jī)械廠有限公司生產(chǎn)的臥式冷室壓鑄機(jī)頂針液壓缸組件結(jié)構(gòu)簡圖，在機(jī)器開模后，通過頂針液壓缸活塞桿的相對運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)推桿（頂針）的頂出運(yùn)動(dòng)。采用雙液壓缸能使推桿的受力更均勻，運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn)，使頂針孔的分布更為合理。 圖2-4 頂針液壓缸組件結(jié)構(gòu)簡圖 1-三通法蘭 2-頂針雙缸套 3-頂針活塞連桿 4-頂針前蓋 5-連接桿 6-動(dòng)型座板 2.2調(diào)模機(jī)構(gòu) 壓鑄機(jī)在設(shè)計(jì)過程中，需要設(shè)置調(diào)模機(jī)構(gòu)以適用在一定范圍內(nèi)的各種壓鑄模，在機(jī)器技術(shù)參數(shù)中，應(yīng)確定最大模具厚度尺寸Hmax和最小模具厚度尺寸Hmin作為機(jī)器使用者選定壓鑄機(jī)的參數(shù)。這個(gè)最大與最小模具厚度的調(diào)整量是通過調(diào)模機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。調(diào)模機(jī)構(gòu)是用調(diào)模液壓馬達(dá)或調(diào)模電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使合模機(jī)架的尾板和動(dòng)型座板沿導(dǎo)柱作軸向運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到增大或縮小動(dòng)、定模座板之間間距的目的。 2.3曲肘潤滑系統(tǒng) 曲肘是壓鑄機(jī)十分重要的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件。為了使其運(yùn)動(dòng)副的磨損減小，必須在運(yùn)動(dòng)副表面保持適當(dāng)?shù)那鍧嵉臐櫥湍?，而過量供油與供油不足同樣有害，會(huì)產(chǎn)生附加熱量、污染和浪費(fèi)。力勁機(jī)械廠有限公司生產(chǎn)的壓鑄機(jī)曲肘部分的潤滑采用的是集中潤滑系統(tǒng)。所謂集中潤滑系統(tǒng)，是由一個(gè)油泵提供一定排量、一定壓力的潤滑油，為系統(tǒng)中所有主、次油路上的分流器供油，而由分流器將油按所需油量分配到各潤滑點(diǎn)；同時(shí)，由控制器完成潤滑時(shí)間、次數(shù)和對故障報(bào)警、停機(jī)等功能。以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)潤滑的目的。 41 2 冷室壓鑄機(jī)合模總體方案分析 2.1 合模機(jī)構(gòu)的類型和選擇 合模機(jī)構(gòu)是壓鑄機(jī)的重要部件之一，其功能是實(shí)現(xiàn)啟閉運(yùn)動(dòng)，使模具閉合產(chǎn)生系統(tǒng)彈性變形達(dá)到鎖模力，將模具鎖緊。對于一個(gè)比較好的合模機(jī)構(gòu)應(yīng)該具備三個(gè)方面的特性： 1）足夠的鎖模力和系統(tǒng)剛性，保證模具在熔料壓力作用下，不會(huì)產(chǎn)生開縫溢料現(xiàn)象； 2）模板要有足夠的模具安裝空間及模具開啟行程； 3）快速的移模速度及較慢的合緊模具速度，移模時(shí)要具備慢-快-慢的運(yùn)動(dòng)特性。 現(xiàn)按鎖模力的實(shí)現(xiàn)方式討論全液壓式、液壓肘桿式和電動(dòng)式合模機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。 （1）全液壓式 全液壓式合模機(jī)構(gòu)可分為直動(dòng)式、增壓式和充液式。1）直動(dòng)式合模機(jī)構(gòu)。其特點(diǎn)是啟閉模動(dòng)作和合模力的產(chǎn)生都由合模油缸直接完成，這是一種非常簡單的合模機(jī)構(gòu)。合模機(jī)構(gòu)的合模動(dòng)作由液壓油作用在活塞上來實(shí)現(xiàn)，鎖模動(dòng)作由液壓油升壓來完成。這種合模機(jī)構(gòu)不滿足合模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性，耗能大，精度低，目前已經(jīng)很少應(yīng)用。2）增壓式合模機(jī)構(gòu)。由合模油缸、充液閥、穩(wěn)壓油缸和增壓缸組成。此類合模機(jī)構(gòu)的鎖模力受液壓系統(tǒng)和密封的限制，固增壓有限，主要用于中小型壓鑄機(jī)。3）充液式合模機(jī)構(gòu)。這種開合方式模精度高、模板受力均衡、不需調(diào)模、不需加油潤滑、磨損較少、開合模行程長；但容易內(nèi)泄造成升壓時(shí)間長、爬行、甚至讓模、速度慢、漏油、能耗高、容易造成液壓沖壓、液壓系統(tǒng)復(fù)雜、成本高、大油缸加工困難。 （2）液壓肘桿式 液壓肘桿式合模機(jī)構(gòu)由移模液壓缸和曲肘連桿兩部分串聯(lián)而成，是通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)曲肘連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)模具的啟閉和鎖緊。它可以用很小的液壓缸推力，通過肘桿機(jī)構(gòu)的力的放大作用來獲得較大的鎖模力。在開合模過程中，這種機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)慢-快-慢的運(yùn)動(dòng)過程，提高了合模速度，節(jié)約了能耗并提高了效率。在輸入功率相同的情況下，肘桿式合模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度優(yōu)于其它形式的合模機(jī)構(gòu)，如在相同的尺寸和運(yùn)動(dòng)速度下，肘桿式合模的輸入功率比全液壓式約節(jié)省10%-20%。另外，肘桿式合模機(jī)構(gòu)的開模力通常是有限的，這一點(diǎn)在小噸位機(jī)器上更為明顯。液壓肘桿式是目前使用最為普遍的合模機(jī)構(gòu)。但這種方式不足的是： 1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易磨損、開合模精度差； 2）加工精度要求極高，在成型過程中使得模板受力不均，不能成型精密產(chǎn)品；需要復(fù)雜的調(diào)模結(jié)構(gòu)和潤滑系統(tǒng)，開合模行程短，而且銷軸等磨損后造成的受力不均，會(huì)加速機(jī)器損壞，例如：銷軸和導(dǎo)柱斷裂、模板開裂、調(diào)模螺母咬死等。 （3）電動(dòng)式 電動(dòng)式合模機(jī)構(gòu)指用電機(jī)作動(dòng)力源來驅(qū)動(dòng)模版移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)合模、鎖模的合模機(jī)構(gòu)。目前，較流行的是全電動(dòng)肘桿式即所謂電動(dòng)機(jī)械式合模機(jī)構(gòu)。全電動(dòng)肘桿式合模機(jī)構(gòu)使用伺服電機(jī)配以滾珠絲杠、齒形帶等元件替代液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)曲肘連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)模具的啟閉和鎖緊，整個(gè)裝置的調(diào)模、頂出均采用伺服電機(jī)來執(zhí)行的合模機(jī)構(gòu)。具有節(jié)能、控制精度和重復(fù)精度高、效率高和環(huán)保清潔等優(yōu)點(diǎn)。但不足的是滾珠絲杠會(huì)帶來新的問題： 1）滾珠絲杠的磨損會(huì)導(dǎo)致精度下降； 2）對制造、裝配的要求較高，若兩者的精度不夠，則會(huì)在滾珠絲杠上出現(xiàn)附加的徑向力，從而加速滾珠絲杠的磨損； 3）當(dāng)成型面積較大時(shí)，如果在肘桿未完全撐直時(shí)就開始注射，滾珠絲杠要承受很大的軸向力，加速滾珠絲杠損壞； 4）成本太高，特別是電氣控制系統(tǒng)，在目前壓鑄機(jī)技術(shù)條件下，市場普及度較低。 表1-2為全液壓式和肘桿式（液壓肘桿式和全電動(dòng)肘桿式）合模機(jī)構(gòu)的性能對比。綜述以上三種類型合模裝置的對比分析，本設(shè)計(jì)選擇液壓肘桿式合模裝置。 表1-2 全液壓 肘桿式 移模速度 速度較慢，在整個(gè)移模行程中，速度可設(shè)定為常數(shù) 速度較快，在整個(gè)移模行程中是變化的，并處于較高的速度狀態(tài)，效率較高 移模力、 鎖模力 在整個(gè)行程范圍內(nèi)，移模力和鎖模力均為常數(shù) 與構(gòu)件的材料、尺寸精度、質(zhì)量、速度有關(guān)，對鎖模力有放大作用 對模具適應(yīng)性 對不同高度的模具易于適應(yīng)，因施力于模具中心且均勻，模具的使用壽命長 調(diào)整要求高，合模力的調(diào)整與顯示較復(fù)雜 系統(tǒng)剛度 合模狀態(tài)液壓剛性較弱，難以產(chǎn)生追加合模力，超載時(shí)制品易形成飛邊 合模狀態(tài)機(jī)械系統(tǒng)剛性較好，在脹模力作用下，產(chǎn)生追加合模力，允許適量短時(shí)間的超載工作 自鎖性 不能自鎖，一般要繼續(xù)供應(yīng)液壓油，能耗較大 合模后曲肘連桿進(jìn)入自鎖，液壓油可卸掉，節(jié)能 噪音 在合模穩(wěn)壓時(shí)，易產(chǎn)生流體噪音 開合模時(shí)，易產(chǎn)生啟動(dòng)的機(jī)械噪音 2.2 液壓合模機(jī)構(gòu)的常見形式和選擇 下面主要以雙曲肘五支鉸連桿合模機(jī)構(gòu)展開論述計(jì)算，其主要結(jié)構(gòu)為內(nèi)翻式和外翻式兩種。 （1）雙曲肘內(nèi)翻式五支鉸連桿機(jī)構(gòu)，如圖2- 1所示。 圖2- 1雙曲肘內(nèi)翻式 1—合模油缸；2—調(diào)模裝置；3—后模板；4—連桿機(jī)構(gòu)；5—?jiǎng)幽０澹?—導(dǎo)柱；7—前模板 動(dòng)作原理：啟閉模時(shí)，合模油缸1進(jìn)油，推動(dòng)雙曲肘連桿機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)動(dòng)模板5及其模具實(shí)現(xiàn)啟閉模運(yùn)動(dòng)；模具接觸時(shí)，曲肘連桿處于未伸直狀態(tài)，在合模油缸1推力作用下曲肘連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生力的放大作用，使合模系統(tǒng)發(fā)生變形，直至曲肘連桿伸直進(jìn)入自鎖為止。模具接觸時(shí)連桿未伸直的程度是通過調(diào)模裝置2與合模油缸相配合，按工藝所要求的鎖模力來調(diào)整的。 其特點(diǎn)是，啟模時(shí)，雙曲肘相對于軸線向內(nèi)翻轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)較外翻式簡單、緊湊，較適用于中小型機(jī)，是比較有代表性的，是目前應(yīng)用最為普遍的合模機(jī)構(gòu)。 （2）雙曲肘外翻式五支鉸連桿機(jī)構(gòu)，如圖2-2所示。 圖2-2雙曲肘外翻式 1—合模油缸；2—曲肘連桿機(jī)構(gòu) 動(dòng)作原理：啟閉運(yùn)動(dòng)原理和鎖模原理與外翻式相同，所不同的是結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在后模板和前模板上的支鉸靠近中心布置，啟模時(shí)雙曲肘相對于軸線向外翻轉(zhuǎn)，減小了支鉸跨度，增加了動(dòng)模板的支承剛性，減小了撓度，較適用于大型機(jī)。 綜上所述，比較雙曲肘內(nèi)、外翻式的特點(diǎn)，結(jié)合本壓鑄機(jī)為小型機(jī)，所以選擇雙曲肘內(nèi)翻式合模機(jī)構(gòu)。 2.3合模機(jī)構(gòu)的參數(shù)和尺寸計(jì)算 2.3.1合模力的確定 合模力也稱鎖模力，其含義為合模機(jī)構(gòu)鎖模后，熔料注入模腔時(shí)，模板對模具形成的最終鎖緊力。.液壓肘桿式合模機(jī)構(gòu)的合模力是通過合模油缸產(chǎn)生的推力借助曲肘連桿機(jī)構(gòu)的傳遞和放大，作用在動(dòng)模板上，然后使模具產(chǎn)生合模的力。 具體原理是，當(dāng)模具剛接觸時(shí)（還未產(chǎn)生明顯的彈性變形），由于曲肘連桿尚未完全伸直，即在圖-3中L1與水平線的夾角（合模角）接近3°時(shí)，產(chǎn)生曲肘鎖模角及連桿角，開始進(jìn)入鎖模狀態(tài)。此時(shí)繼續(xù)油缸施加推力，那么整個(gè)合模機(jī)構(gòu)就要發(fā)生彈性變形，產(chǎn)生變形力。最大變形力是曲肘連桿機(jī)構(gòu)在伸直后進(jìn)入自鎖狀態(tài)下發(fā)生的，此時(shí)進(jìn)入鎖模狀態(tài)的鎖模力等于變形力。 2.3.2 模板尺寸及導(dǎo)柱間距 模板是用來固定模具的，模板尺寸，導(dǎo)柱間。制品的最大成型面積決定了模板尺寸和導(dǎo)柱間距，而導(dǎo)柱間距決定了模具的尺寸。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，定模板尺寸=680×685mm，導(dǎo)柱間距=460×460mm， 2.3.3 動(dòng)模板行程Sm 動(dòng)模板行程是指動(dòng)模板能夠移動(dòng)的最大距離，用 (mm)表示。移動(dòng)模板行程一般與成型制品的高度有關(guān)，為了制品能夠順利地取出，動(dòng)模板行程要大于制品最大高度的2倍，如圖2-4所示。 圖2-4模板最大開距與移動(dòng)模板行程 1-定模板；2-固定陰模；3-制品；4-動(dòng)模板 動(dòng)模板行程的關(guān)系可用下式表示 式中 ——脫模間隙； ——料把高度； ——最大制品高度。 2.4 肘桿機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)確定 根據(jù)雙曲肘外翻式的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，繪制出運(yùn)動(dòng)簡圖如下圖2-5： 圖2-5肘桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 L1—后連桿長度； L2——前連桿長度； L4—小連桿長度； L5—后連桿上的支桿長度 E—偏心度，即十字頭上的滑動(dòng)點(diǎn)C與支點(diǎn)A的水平線垂直距離； —后連桿轉(zhuǎn)角，也稱合開模轉(zhuǎn)角； —前連桿轉(zhuǎn)角； —后連桿上主桿與支桿的夾角，即L1與L5的夾角； —斜排角，即L1與L2共線時(shí),L1與過A點(diǎn)的水平線的夾角； —小連桿與過C點(diǎn)的水平線的夾角； —鎖模狀態(tài)下，小連桿與過C點(diǎn)的水平線的夾角； —開模到最大行程的狀態(tài)下，小連桿與過C點(diǎn)的水平線的夾角； —開模到最大行程的狀態(tài)下的開模轉(zhuǎn)角； S1—合模油缸活塞的行程； S2—?jiǎng)幽０宓囊苿?dòng)行程； 以A為原點(diǎn)，建立如圖所示的XOY坐標(biāo)系。 2.4.1運(yùn)動(dòng)特性分析 （1）合模行程——?jiǎng)幽０宓囊苿?dòng)行程 當(dāng)合模轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)到任意角度時(shí)，B點(diǎn)所處的位置點(diǎn)為 （4-1） 從上式得出 （4 -2） 從而得到 其中，稱為桿長比，代入四.<1>式得 下面分析合模轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，的值 ① 當(dāng)時(shí)，，即L1與L2共線時(shí)，肘桿合模機(jī)構(gòu)處于鎖模狀態(tài)，有最大值 ② 當(dāng)時(shí)，即L1處于坐標(biāo)系XOY的第四象限，理論值是在L5與L4共線 狀態(tài)下，但是這是不可能達(dá)到的，現(xiàn)是在合模轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)到一定位置時(shí)的值，即達(dá)到 鎖模行程380mm的設(shè)計(jì)要求的值，此時(shí)有最小值 所以動(dòng)模板的行程 （2）合模油缸活塞的行程 由圖-7所知，當(dāng)十字頭滑塊從初始位置（開模起始點(diǎn)），變化到終點(diǎn)位置（開模終點(diǎn)）時(shí)，可得到合模油缸活塞的行程 偏心度 （4-3） 2.4.2力學(xué)特性分析 圖-8 力的特性分析 ——小連桿（二力桿）上的C點(diǎn)受到得桿向力； ——支點(diǎn)A到小連桿的距離； ——前連桿（二力桿）上的F點(diǎn)受到得桿向力； ——支點(diǎn)A到前連桿的距離。 （1）力的放大倍數(shù)M，即動(dòng)模板的合模力與合模液壓缸的推力的比值 其中 ——合模油缸的推力 ——?jiǎng)幽０宓暮夏ＡΓㄦi模力） 若不計(jì)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中的摩擦力、自重、慣性力等因素的影響，可根據(jù)以圖2-6的力學(xué)分析和靜力平衡關(guān)系求得M （因?yàn)閮烧叩霓D(zhuǎn)矩相等） 其中、的關(guān)系式可以通過幾何分析得到 由式4.<2>得 由式4.<3>得 從而得到力的放大倍數(shù)M （4-4） 2.4.3肘桿機(jī)構(gòu)自鎖及正常運(yùn)動(dòng)條件 根據(jù)式得到合模油缸的推力 （4-5） 根據(jù)式4.<5>及摩擦圓理論（轉(zhuǎn)動(dòng)副的自鎖條件為驅(qū)動(dòng)力位于摩擦圓之內(nèi)）可確定肘桿機(jī)構(gòu)自鎖條件： (假設(shè)值) 即肘桿機(jī)構(gòu)正常運(yùn)動(dòng)條件： 從而得到最大合模角 2.4.4肘桿機(jī)構(gòu)的速度分析，如圖2-7 （1）肘桿機(jī)構(gòu)的速度傳動(dòng)比 圖2-7 肘桿機(jī)構(gòu)速度分析 根據(jù)圖-9的幾何關(guān)系得 (由得到) 所以動(dòng)模板的移動(dòng)速度與合模油缸活塞的移動(dòng)速度之比 化解整理得到 3.1<1> 比較分析式3.1<1>與式2.1<1>，這結(jié)果與通過力的特性分析的得到的結(jié)果是一致的。 下面在對式3.1<1>進(jìn)行分析，分子分母同乘以，則的表達(dá)式可以表達(dá)為的形式： 其中前一部分表達(dá)式 為與之比，即 后一部分表達(dá)式 為與之比，即 所以總的速度傳動(dòng)比可以表示為兩個(gè)分速度傳動(dòng)比之積，即 其中 ——驅(qū)動(dòng)速度，即合模油缸活塞的移動(dòng)速度； ——后連桿上的D點(diǎn)以半徑L5繞支點(diǎn)A的絕對速度； ——的水平分量； ——后連桿上的F點(diǎn)以半徑L1繞支點(diǎn)A的絕對速度； ——合模速度，即動(dòng)模板的移動(dòng)速度； ——前連桿上的B點(diǎn)以半徑L2相對于F點(diǎn)的相對轉(zhuǎn)動(dòng)速度。 （2）速度傳動(dòng)比的特性分析 從上面的表達(dá)式分析可得出以下結(jié)論： a. 總的速度傳動(dòng)比i主要由后連桿的長度L1與其支桿長度L5所決定的，要提高移模速度，應(yīng)盡可能加大L1的及減小L5。 b. 在合模轉(zhuǎn)角很小的范圍內(nèi)，總的速度傳動(dòng)比i是由式3.1<1>中的所決定的。cos函數(shù)在從80°趨向于90°的范圍內(nèi)，曲線的斜率很大，函數(shù)值下降率很快，例如，從80°變化到85°，cos的函數(shù)值增長了近2倍。所以在合模角很小的范圍 內(nèi)， 總的速度傳動(dòng)比式3.1<1>中的所決定的。因?yàn)橄鄬τ诤秃艽螅?dāng)合模轉(zhuǎn)角趨近于0時(shí)，，，，，此時(shí)有 即此時(shí)總的速度傳動(dòng)比已經(jīng)沒有，這非常符合合模終點(diǎn)，模具剛好被鎖緊時(shí)防止速度過快模具被沖擊的條件。當(dāng)然上述分析是理想狀態(tài)下，實(shí)際效果是，當(dāng)主肘桿在伸展位置時(shí)，分速度傳比中的分子表達(dá)式趨向于0，分速度傳比在這種情況下趨向于一個(gè)很小的值，但是一個(gè)有限的值，總的速度傳動(dòng)比i在這種情況下同理趨向于一個(gè)很小的值。 c. 在合模轉(zhuǎn)角很大時(shí)，總的速度傳動(dòng)i比是由式3.1<1>分母中的所決定的。開模趨向于終點(diǎn)時(shí)，即（）趨向于1800，趨向于零，總的速度比趨向于無窮大。但這只有當(dāng)后連支桿L5和小連桿L4共線的情況下，即開模行程結(jié)束時(shí)位伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。一般在設(shè)計(jì)的肘桿系統(tǒng)中，不會(huì)有這種情況出現(xiàn)。根據(jù)前面肘桿機(jī)構(gòu)自鎖及正常運(yùn)動(dòng)條件，即（）要小于155°。 （3）影響速度傳動(dòng)比的主要參數(shù) a. 夾角的變化對速度傳動(dòng)比的影響 是影響分速度傳動(dòng)比的主要因素，既影響速度傳動(dòng)比的最大值和最小值，也影響合模轉(zhuǎn)角的極限值的位置。速度傳動(dòng)比的最大值隨著的增大而減小，并移向較大的開模轉(zhuǎn)角；而相反，最小值的提高并在較小的開模轉(zhuǎn)角時(shí)達(dá)到。通過改變角，改變分速度傳動(dòng)比來達(dá)到調(diào)節(jié)總的速度傳動(dòng)比，使其不超過所要求的極限值。一般選取。 b. E在角為定值情況下的變化對速度傳動(dòng)比的影響 若，則合模時(shí)，在L5和L4間的伸展位置的分速度傳動(dòng)比在合模開始時(shí)遞減，當(dāng)傳動(dòng)半徑L5達(dá)到回轉(zhuǎn)角（）=90°時(shí)，小連桿L4在這點(diǎn)上改變了轉(zhuǎn)向，也涉及到C點(diǎn)，并作純移動(dòng)運(yùn)動(dòng)。就是說，絕對驅(qū)動(dòng)速度與繞A點(diǎn)的D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的水平分量是一致的。然后，分速度傳動(dòng)比繼續(xù)降低，直至趨近于極限，即設(shè)計(jì)要求的一個(gè)很小的值。 若，則合模時(shí)，小連桿L4就繞C點(diǎn)的軌跡回轉(zhuǎn)，就是說，小連桿L4的回轉(zhuǎn)角在負(fù)范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)L4在C點(diǎn)的軌跡上回轉(zhuǎn)時(shí)，分速度傳動(dòng)比在到達(dá)轉(zhuǎn)折點(diǎn)前經(jīng)過一個(gè)最小值。在（）＞90°范圍內(nèi)，總的速度傳動(dòng)比小于1；總的速度傳動(dòng)比最大值在（）＜90°范圍內(nèi)，且分速度傳動(dòng)比大于1時(shí)出現(xiàn)?？偟乃俣葌鲃?dòng)比在（）＞90°范圍內(nèi)，在分速度傳動(dòng)比以下獲得其最小值；而在（）＜90°范圍內(nèi)，在分速度傳動(dòng)比以上獲得其最大值。 2.4.5肘桿機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)確定 （1）尺寸約束條件 根據(jù)目前市場上的壓鑄機(jī)肘桿機(jī)構(gòu)尺寸和廣泛采用的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)即有關(guān)可得出相關(guān)桿長尺寸和角度。有關(guān)角度取值范圍：后連桿L1和支連桿L4之間的夾角；斜排角；；；當(dāng)支連桿L4在回轉(zhuǎn)角時(shí)，支連桿L4的回轉(zhuǎn)角不能超過，以防止干涉。有關(guān)長度取值范圍：動(dòng)模板的移動(dòng)行程與合模油缸活塞的行程之比為1.3～1.4；；；；力的放大倍數(shù)M約為16~22倍。 參考同類型的壓鑄機(jī)初步假設(shè) （2）尺寸計(jì)算確定 根據(jù)產(chǎn)品定位和設(shè)計(jì)要求，已知數(shù)據(jù)為：鎖模力，動(dòng)模板的移動(dòng)行程，預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)力的放大倍數(shù)M為20倍 ；確定下斜排角，，。 動(dòng)模板的移動(dòng)行程 代入數(shù)值得： 解得： 偏心度 合模油缸活塞的行程 代入數(shù)值得： 解得： 所以得到動(dòng)模板的移動(dòng)行程與合模油缸活塞的行程之比： 力的放大倍數(shù)M為： 代入數(shù)值得： 圓整可得到，即達(dá)到設(shè)計(jì)要求，從而得到合模油缸所需提供的力為 根據(jù)以上計(jì)算得出肘桿尺寸圖，如圖2-8所示 圖2-8 機(jī)鉸尺寸圖 2.5肘桿機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度校核 后連桿的靜強(qiáng)度校核 當(dāng)在鎖模狀態(tài)下時(shí)，肘桿所受的力最大，所以只校核肘桿在此狀態(tài)下的強(qiáng)度。后連桿的橫截面積 材料為45調(diào)質(zhì)（840°C淬火，600°C回火），查表得： ， 當(dāng)后連桿與前連桿共線進(jìn)入鎖模狀態(tài)時(shí)，在其二力桿方向受的力為 因?yàn)橹鈼U機(jī)構(gòu)為完全上下對稱結(jié)構(gòu)，則后連桿受到的正應(yīng)力 而許用應(yīng)力 式中為材料安全系數(shù)，取值為1.5。顯然，即校核通過。 2.6鉸軸的剪切強(qiáng)度校核 由于鉸軸設(shè)計(jì)時(shí)尺寸受限，工作條件較惡劣，制造與安裝精度、潤滑條件等對其壽命影響較大，所以它是肘桿合模機(jī)構(gòu)中最容易損壞的部件。當(dāng)承受較大載荷時(shí)，常用的結(jié)構(gòu)是采用多剪切面的鉸軸。多剪切面的鉸軸可使結(jié)構(gòu)緊湊、接觸面上的負(fù)荷分布均勻，對摩擦面的工作條件也有較大改善。 根據(jù)所設(shè)計(jì)的鎖模機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，選擇鉸軸的材料為40Cr，直徑為60mm。鉸軸的強(qiáng)度主要決定于剪切應(yīng)力，而彎曲應(yīng)力因影響較小，在計(jì)算中給予適當(dāng)?shù)男拚涂梢?。因此，鉸軸的強(qiáng)度可按純剪切考慮，設(shè)計(jì)為6個(gè)剪切面。 也是當(dāng)后連桿與前連桿共線進(jìn)入鎖模狀態(tài)時(shí)，剪切應(yīng)力為 而許用應(yīng)力 顯然，即校核通過。 3 合模部分結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 3.1 鎖模油缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)上節(jié)的計(jì)算得到合模油缸所需提供的力為 根據(jù)任務(wù)書要求系統(tǒng)工作壓力14Mpa, 液壓缸的機(jī)械效率 3.1.1 液壓缸缸徑的計(jì)算 內(nèi)徑D可按下列公式初步計(jì)算： 液壓缸的負(fù)載為推力 =97.8mm 式（3-1） 式中 —液壓缸實(shí)際使用推力100（KN）； —液壓缸的總效率，一般取=07～09；計(jì)算=0.8； —液壓缸的供油壓力，一般為系統(tǒng)壓力（MPa） 本次設(shè)計(jì)中液壓缸已知系統(tǒng)壓力=14MPa； 根據(jù)式（3-1）得到內(nèi)徑：=100mm 查缸筒內(nèi)徑系列/mm(GB/T 2348-1993)可以取為100mm。 表4.1 液壓缸內(nèi)徑系列 mm 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 活塞桿外徑： 查《液壓傳動(dòng)與控制手冊》根據(jù)桿徑比d/D，一般的選取原則是：當(dāng)活塞桿受拉時(shí)，一般選取d/D=0.3-0.5，當(dāng)活塞桿受壓時(shí)，一般選取d/D=0.5-0.7。本設(shè)計(jì)我選擇d/D=0.7，即d=0.7D=0.7×100=70mm。根據(jù)活塞桿直徑標(biāo)準(zhǔn)取d=70mm. 表3-1 活塞桿直徑系列 活塞桿直徑系列/mm (GB/T 2348-1993) 4、5、6、8、10、12、16、18、20、22、25、28、32、36、40、45、50、56、63、70、80、90、100、110、125、140、160、180、200、220、250、280、320、360 3.1.2活塞寬度的確定 由于活塞在液壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊，也不能間隙過大。配合過緊，不僅使最低啟動(dòng)壓力增大，降低機(jī)械效率，而且容易損壞缸筒和活塞的配合表面；間隙過大，會(huì)引起液壓缸內(nèi)部泄露，降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計(jì)性能。 活塞的寬度一般取=（0.6-1.0） 即=（0.6-1.0）×100=（60-100）mm 取=350mm 3.1.3 缸體長度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部的長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞寬度的和。缸體外部尺寸還要考慮到兩端端蓋的厚度，一般液壓缸缸體的長度不應(yīng)大于缸體內(nèi)徑的20-30倍。 3.1.4缸筒壁厚的計(jì)算 在中、低壓系統(tǒng)中，液壓缸的壁厚基本上由結(jié)構(gòu)和工藝上的要求確定，壁厚通常都能滿足強(qiáng)度要求，一般不需要計(jì)算。但是，當(dāng)液壓缸的工作壓力較高和缸筒內(nèi)徑較大時(shí)，必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。 當(dāng)時(shí)，稱為薄壁缸筒，按材料力學(xué)薄壁圓筒公式計(jì)算，計(jì)算公式為 式（3-2） 式中，—缸筒內(nèi)最高壓力； —缸筒材料的許用壓力。=, 為材料的抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，當(dāng)時(shí)，一般取。液壓缸缸筒材料采用45鋼，則抗拉強(qiáng)度： σb=600MPa 安全系數(shù)n按《液壓傳動(dòng)與控制手冊》P243表2—10，取n=5。 則許用應(yīng)力[δ]==120MPa 當(dāng)時(shí),按式（3-3）計(jì)算 (該設(shè)計(jì)采用45鋼管) 式（3-3） 根據(jù)缸徑查手冊預(yù)取=50 此時(shí) =0.1 最高允許壓力一般是額定壓力的1.5倍，根據(jù)給定參數(shù)，所以： =141.5=21MP =9.85 滿足要求，就取壁厚為10mm。 3.1.5 活塞桿強(qiáng)度和液壓缸穩(wěn)定性計(jì)算 A.活塞桿強(qiáng)度計(jì)算 活塞桿的直徑按下式進(jìn)行校核 式中，為活塞桿上的作用力； · 為活塞桿材料的許用應(yīng)力，=,n一般取1.40。 （3-4） 式中 ————許用應(yīng)力；（Q235鋼的抗拉強(qiáng)度為375-500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即活塞桿的強(qiáng)度適中） =39.9mm d取70 mm大于39.9 mm 滿足要求. B.液壓缸穩(wěn)定性計(jì)算 活塞桿受軸向壓縮負(fù)載時(shí)，它所承受的力不能超過使它保持穩(wěn)定工作所允許的臨界負(fù)載，以免發(fā)生縱向彎曲，破壞液壓缸的正常工作。的值與活塞桿材料性質(zhì)、截面形狀、直徑和長度以及液壓缸的安裝方式等因素有關(guān)。若活塞桿的長徑比且桿件承受壓負(fù)載時(shí)，則必須進(jìn)行液壓缸穩(wěn)定性校核?；钊麠U穩(wěn)定性的校核依下式進(jìn)行 式中，為安全系數(shù)，一般取=2~4。 a.當(dāng)活塞桿的細(xì)長比時(shí) b.當(dāng)活塞桿的細(xì)長比時(shí) 式中，為安裝長度，其值與安裝方式有關(guān)，見表1；為活塞桿橫截面最小回轉(zhuǎn)半徑，；為柔性系數(shù)，其值見表3-2； 為由液壓缸支撐方式?jīng)Q定的末端系數(shù)，其值見表1；為活塞桿材料的彈性模量，對鋼取；為活塞桿橫截面慣性矩；為活塞桿橫截面積；為由材料強(qiáng)度決定的實(shí)驗(yàn)值，為系數(shù)，具體數(shù)值見表3-3。 表3-2液壓缸支承方式和末端系數(shù)的值 支承方式 支承說明 末端系數(shù) 一端自由一端固定 1/4 兩端鉸接 1 一端鉸接一端固定 2 兩端固定 4 表3-3 、、的值 材料 鑄鐵 5.6 1/1600 80 鍛鐵 2.5 1/9000 110 鋼 4.9 1/5000 85 c.當(dāng)時(shí),缸已經(jīng)足夠穩(wěn)定，不需要進(jìn)行校核。 此設(shè)計(jì)安裝方式中間固定的方式，此缸已經(jīng)足夠穩(wěn)定，不需要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。 3.2頂針油缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 頂針油缸由于任務(wù)書沒給具體數(shù)據(jù)，所以參考市場上2000KN（200T）的壓鑄機(jī)型號。 頂針油缸F=80KN 3.2.1液壓缸缸徑的計(jì)算 內(nèi)徑D可按下列公式初步計(jì)算： 液壓缸的負(fù)載為推力 =76.6mm 式（3-1） 式中 —液壓缸實(shí)際使用推力80（KN）； —液壓缸的總效率，一般取=07～09；計(jì)算=0.8； —液壓缸的供油壓力，一般為系統(tǒng)壓力（MPa） 本次設(shè)計(jì)中液壓缸已知系統(tǒng)壓力=14MPa； 根據(jù)式（3-1）得到內(nèi)徑：=80mm 查缸筒內(nèi)徑系列/mm(GB/T 2348-1993)可以取為80mm。 表4.1 液壓缸內(nèi)徑系列 mm 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320 400 500 活塞桿外徑： 查《液壓傳動(dòng)與控制手冊》根據(jù)桿徑比d/D，一般的選取原則是：當(dāng)活塞桿受拉時(shí)，一般選取d/D=0.3-0.5，當(dāng)活塞桿受壓時(shí)，一般選取d/D=0.5-0.7。本設(shè)計(jì)我選擇d/D=0.7，即d=0.7D=0.7×80=56mm。根據(jù)活塞桿直徑標(biāo)準(zhǔn)取d=56mm. 表3-1 活塞桿直徑系列 活塞桿直徑系列/mm (GB/T 2348-1993) 4、5、6、8、10、12、16、18、20、22、25、28、32、36、40、45、50、56、63、70、80、90、100、110、125、140、160、180、200、220、250、280、320、360 3.2.2 活塞桿強(qiáng)度和液壓缸穩(wěn)定性計(jì)算 A.活塞桿強(qiáng)度計(jì)算 活塞桿的直徑按下式進(jìn)行校核 式中，為活塞桿上的作用力； · 為活塞桿材料的許用應(yīng)力，=,n一般取1.40。 （3-4） 式中 ————許用應(yīng)力；（Q235鋼的抗拉強(qiáng)度為375-500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即活塞桿的強(qiáng)度適中） =35.69mm d取56 mm大于35.69 mm 滿足要求. 1. 液壓缸缸體厚度計(jì)算 缸體是液壓缸中最重要的零件，當(dāng)液壓缸的工作壓力較高和缸體內(nèi)經(jīng)較大時(shí)，必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。缸體的常用材料為20、25、35、45號鋼的無縫鋼管。在這幾種材料中45號鋼的性能最為優(yōu)良，所以這里選用45號鋼作為缸體的材料。 式中，——實(shí)驗(yàn)壓力，MPa。當(dāng)液壓缸額定壓力Pn5.1MPa時(shí)，Py=1.5Pn，當(dāng)Pn 16MPa時(shí)，Py=1.25Pn。 []——缸筒材料許用應(yīng)力，N/mm。[]=，為材料的抗拉強(qiáng)度。 注：1.額定壓力Pn 額定壓力又稱公稱壓力即系統(tǒng)壓力，Pn=14MPa 2.最高允許壓力Pmax Pmax1.5Pn=1.2514=17.5MPa 液壓缸缸筒材料采用45鋼，則抗拉強(qiáng)度：σb=600MPa 安全系數(shù)n按《液壓傳動(dòng)與控制手冊》P243表2—10，取n=5。 則許用應(yīng)力[]==120MPa = =5.83mm 取液壓缸厚度6mm。 取液壓缸缸體外徑為92mm。 3.3調(diào)模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 調(diào)模裝置是用來調(diào)整動(dòng)模板與定模板之間距離，其作用是適應(yīng)不同厚度的注塑成型模具?？紤]合模力大小和機(jī)構(gòu)的適應(yīng)性，選擇拉桿螺母調(diào)距。此結(jié)構(gòu)是通過改變后后模板的位置來實(shí)現(xiàn)調(diào)整的。結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)小齒輪，小齒輪帶動(dòng)大內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，大齒圈再帶動(dòng)四個(gè)調(diào)模螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，而調(diào)模螺母內(nèi)孔與拉桿為螺旋傳動(dòng)，同時(shí)調(diào)模螺母固定在后固定模板上，它既轉(zhuǎn)動(dòng)又移動(dòng),從而使整個(gè)肘桿機(jī)構(gòu)前后移動(dòng)，達(dá)到調(diào)模的目的。大齒圈可使四個(gè)調(diào)節(jié)螺母同步調(diào)節(jié)。 調(diào)模部分計(jì)算 先根據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行假設(shè)，然后再進(jìn)行驗(yàn)證 初步擬定齒輪幾何尺寸見下表 齒輪 調(diào)模小齒輪齒輪Z1 調(diào)模大齒輪Z2 調(diào)模螺母齒輪Z3 齒數(shù) 25 250 75 分度圓直徑 50 500 150 齒頂圓直徑 54 504 154 齒根圓直徑 45 495 145 齒寬 45 45 45 按基本組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB～206HB，平均取260HB，大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB～206HB，平均取240HB。計(jì)算如下： ① 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算： 接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為 彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為： 式中 N----傳遞的額定功率（kW），這里取N為電動(dòng)機(jī)功率，N=5kW; -----計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）. =960（r/min）; m-----初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=2（mm）; B----齒寬（mm）;B=20（mm）; z----小齒輪齒數(shù)；z=25; u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=1.26; -----壽命系數(shù)； = ----工作期限系數(shù)； T------齒輪工作期限，這里取T=15000h.; -----齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =500（r/min） ----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取=，彎曲載荷取= m----疲勞曲線指數(shù)，接觸載荷取m=3；彎曲載荷取m=6; ----轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，查【5】2上，取=0.60 ----功率利用系數(shù)，查【5】2上，取=0.78 -----材料強(qiáng)化系數(shù)，查【5】2上， =0.60 -----工作狀況系數(shù)，取=1.1 -----動(dòng)載荷系數(shù)，查【5】2上，取=1 ------齒向載荷分布系數(shù)，查【5】2上，=1 Y------齒形系數(shù)，查【5】2上，Y=0.386； ----許用接觸應(yīng)力（MPa）,查【4】，表4-7，取=650 Mpa； ---許用彎曲應(yīng)力（MPa），查【4】，表4-7，取=275 Mpa； 根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得： =635 Mpa =78 Mpa 4 系統(tǒng)的調(diào)試和功能實(shí)現(xiàn) 一、 將模具預(yù)熱到工作溫度，一般220℃左右。 二、 初步設(shè)定各工藝參數(shù)。 1. 儲(chǔ)能時(shí)間：一般設(shè)定在3S，在自動(dòng)時(shí)觀察儲(chǔ)能時(shí)間（盡可能?。┙Y(jié)束時(shí)，總壓表顯示壓力能達(dá)到設(shè)定壓力，儲(chǔ)能時(shí)間設(shè)定即為合適。 2. 打料時(shí)間：冷室壓鑄機(jī)一般在2S以上，產(chǎn)品較厚實(shí)的，重量較大的，慢速較長，產(chǎn)品對氣孔要求嚴(yán)格的，需要較緊密組織的可以適當(dāng)延長打料時(shí)間至3S以上。 3. 開模時(shí)間：根據(jù)產(chǎn)品的大小，冷卻狀況不同，一般DCC280冷室機(jī)設(shè)定在2-4S。一 般開始時(shí)可以略為設(shè)長一點(diǎn)，若模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜切勿設(shè)定太長，否則會(huì)出現(xiàn)鑄件抱死型芯，不易開模等故障。注意先開模，后開門，防止未完全凝固的料柄爆裂燙傷工作人員。 4. 頂出延時(shí)：在產(chǎn)品冷卻條件較好的情況下，一般開模后延時(shí)0.1S即可，主要是減少?zèng)_擊，在產(chǎn)品冷卻條件較差的情況下，一般可以適當(dāng)設(shè)長，以保證鑄件被頂出時(shí)有足夠的強(qiáng)度不被頂變形。 5. 頂回延時(shí)；一般延時(shí)到能順利地取出產(chǎn)品即可。 6. 錘頭潤滑次數(shù)和間隔：視錘頭潤滑的狀況而設(shè)定打油的次數(shù)。 7. 爐上待機(jī)和爐中待機(jī)時(shí)間的設(shè)定：機(jī)械手回到爐上等待到再次汲湯之間的時(shí)間間隔的長短，要求調(diào)節(jié)到料溫降低最小，灼子又不會(huì)在爐內(nèi)停留很久而過早損壞。 8. 二速吉掣位置的調(diào)整：一般根據(jù)產(chǎn)品的厚薄，對鑄件表面的要求，對氣孔的限制程度，前后慢慢調(diào)節(jié)，注意觀察鑄件的變化。 9. 料溫的設(shè)定：鋁合金熔煉溫度在620-680℃之間，一般薄壁鑄件取上限，厚壁鑄件取下限。 10. 模溫的控制：鋁合金模具壓鑄溫度一般控制在220℃左右（指噴涂后到下次合模時(shí)的溫度），根據(jù)所啤鑄件的成形狀況適當(dāng)增大或減少冷卻水的流量調(diào)節(jié)模具的溫度。對模腔內(nèi)尖角突出部分、熱量集中的部位要適當(dāng)多噴一點(diǎn)脫模劑，以降低該部分的溫度，避免粘模。 11. 澆注量的控制，一般將料柄控制在15-20mm.合金液的舀取量要穩(wěn)定，其不僅是控制最終壓力傳遞，也是控制合金液的填充流態(tài)，鑄件重量等的重要參數(shù)。 12. 壓射速度的調(diào)定。 壓射速度指沖頭在每秒鐘時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離，分為三級速度即慢壓射，快壓射，增壓。 （1） 慢壓射指自沖頭運(yùn)動(dòng)開始，將壓射室內(nèi)合金液向型腔慢慢推進(jìn)，直至合金液推到內(nèi)澆口的前進(jìn)速度，這一級速度的選擇原則： a、 使注入壓射室的合金液推至內(nèi)澆口時(shí)的熱量損失為最小。 b、 盡量避免沖頭前進(jìn)時(shí)合金液不產(chǎn)生翻滾，涌浪卷氣現(xiàn)象。 （2） 快壓射：指沖頭推送合金液由內(nèi)澆口至充滿型腔時(shí)的速度，一般此級速度的選擇原則為： a、 合金液在充滿型腔前必須具有良好的流動(dòng)性。 b、 保持合金液呈理想有序地充滿型腔，并把型腔中氣體排出。 c、 不形成高速金屬流沖刷型腔型芯，避免粘模。一般情況均按從低速向高速逐步調(diào)節(jié)，在不影響鑄件質(zhì)量的情況下，以較低的充填速度為宜。因高速會(huì)加快模具型芯，型腔的老化。 （3） 三級速度的調(diào)節(jié)：三級速度即增壓，在整個(gè)壓鑄過程中所占時(shí)間極短，充填速度有限，一般觀察打料壓力表上顯示壓力呈一斜線均勻上升即可，對鑄件較大，較厚，要求組織細(xì)密的鑄件要求使用增壓。 13. 總壓的設(shè)定，一般是總壓拔碼設(shè)在90-99之間，在保證壓鑄機(jī)正常壓鑄的條件下，盡量設(shè)定低些，以延長機(jī)械使用壽命，降低能源消耗。 14. 開模壓力的設(shè)定，一般開模壓力撥碼設(shè)定在70左右，保證開模運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無沖擊、震動(dòng)即為合適。 15. 鎖模壓力的設(shè)定，一般開模壓力撥碼設(shè)定在75左右，保證鎖模運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無沖擊、震動(dòng)即為合適。 16. 鎖模低壓的設(shè)定，一般設(shè)定在3-5之間，低壓撥碼為個(gè)位控制，低壓主要作用是保護(hù)模具，當(dāng)模具動(dòng)定?？煲佑|時(shí)轉(zhuǎn)換為低壓合模，可以減輕接觸面的沖擊。 17. 頂針壓力的設(shè)定，頂針壓力一般設(shè)定在30-50之間，能順利頂出產(chǎn)品即為合適。 18. 調(diào)模壓力的設(shè)定，調(diào)模壓力一般設(shè)定在50-60之間，不要太高，避免用高壓高速調(diào)模，造成機(jī)械損傷。在進(jìn)行調(diào)模動(dòng)作時(shí)不可操作其它扭掣。 19. 開鎖模吉掣盒的吉掣位置調(diào)整。 （1）開模終止吉掣一般設(shè)定在開模時(shí)動(dòng)定模之間的距離可以順利取出產(chǎn)品，且方便噴涂脫模劑的位置上，視模腔的深度來定。 （2） 開?？燹D(zhuǎn)慢吉掣一般設(shè)定在距終止吉掣60mm左右，保證開模經(jīng)過快轉(zhuǎn)慢至終點(diǎn)時(shí)沒有沖擊，震動(dòng)即可。 （3） 鎖模低壓吉掣的調(diào)整，一般低壓吉掣設(shè)定在鎖模高壓吉掣前40mm左右，即模具的動(dòng)定模面接觸到之前的40mm處，保證動(dòng)定模接觸時(shí)無沖擊即可。 （4） 鎖模高壓吉掣的設(shè)定，高壓吉掣的位置應(yīng)設(shè)定在動(dòng)定模剛剛接觸到的位置。 （5） 鎖模終止吉掣及終止確認(rèn)吉掣的調(diào)整，此兩吉掣配合使用，起到安全聯(lián)鎖作用，一般鎖模終止吉掣位置設(shè)定在機(jī)鉸可以完全伸直的位置即可，鎖模終止確定吉掣調(diào)整在鎖模終止時(shí)剛好能被吉掣桿壓住。 20. 頂針限位吉掣的調(diào)整：頂回限應(yīng)在頂針回到位，但頂針活塞不撞擊油缸底部的位置，頂前限視不同的產(chǎn)品決定，頂前位置能順利取出產(chǎn)品即可。 合模部分的調(diào)整與緊固防松 由于壓鑄機(jī)運(yùn)行速度快,鎖模力大,工作頻繁,所以壓鑄機(jī)柱架部分的相關(guān)部件可能出現(xiàn)松動(dòng),裝配精度逐漸發(fā)生變化,達(dá)不到壓鑄機(jī)的工作要求,每隔半年需對柱架部分的相關(guān)零部件進(jìn)行調(diào)整和緊固防松。 1．調(diào)整動(dòng)定型座板工作面的平行度 動(dòng)定型座板工作面的平行度,是衡量壓鑄機(jī)工作性能的一項(xiàng)重要技術(shù)指針,如果平行度誤差超差太大,將嚴(yán)重影響壓鑄機(jī)的正常工作和產(chǎn)品質(zhì)量,可能出現(xiàn)飛料,產(chǎn)品飛邊大,甚至可能出現(xiàn)由于哥林柱受力不均,造成哥林柱拉斷。 2．調(diào)整中板滑腳 設(shè)計(jì)中板滑腳,是為了使中板的部分重量支承在鋼帶上,減小哥林柱承受的中板重力,從而降低中板銅司和哥林柱的磨損,延長其使用壽命。中板滑腳的調(diào)整松緊要適當(dāng),調(diào)得太松時(shí),滑腳失去了應(yīng)有的作用.調(diào)得太緊時(shí),摩擦阻力將顯著增大,嚴(yán)重影響開鎖模運(yùn)動(dòng)。（見圖2-22）。 3．定期緊固頂針油缸聯(lián)