1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 鞋底注射模具驱动机构的设计 所在学院 专业班级 械设计制造及其自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I 摘 要 本次毕业设计的内容为鞋底注射模具的驱动机构的设计。对比与目前所拥有的各种驱动机构之中液压驱动的方式有着很大的优势。所以本次设 计采用的是液压驱动的方式。驱动机构分为边模和楦模的驱动装置。对于边模的开合采用水平方向直线型的运动方式。对于楦模则采用竖直方向的直线型运动方式。为了生产安全。为工作效率则又需尽量使模具开合变小。所以需要确定很多比较理想的数据。这些数据的确定需要根据液压缸的受力情况以及液压油的压力来确定。本文就是
2、为了确定最理想的各个数据而进行的研究演算及推理。 关键词： 驱动机构，液压，鞋底，模具 II Design of Drive Mechanism for Sole Injection Mold Abstract The graduation project for the sole content of the drive mechanism of injection mold design. Compared with the current drive mechanism has a variety of ways among the hydraulic drive has a great
3、 advantage. Therefore, this design uses a hydraulic-driven approach. Driving mechanism into the side mode and the last mode Side mode is responsible for controlling the size of the sole responsible for controlling the thickness of the last model. The side mode with the opening and closing movement o
4、f the horizontal are linear way. The last mode is used the vertical linear movement. In order to produce safe, mold opening and closing as possible. It required for the efficient as possible so that the mold opening and closing smaller. So a lot of data need to determine the ideal data. According to
5、 these data identify the forces the cylinder and the hydraulic oil pressure to determine. This is to determine the optimal study conducted by the various data calculation and reasoning. Keywords: Drive mechanism, Hydraulic, Soles, Mold III 目录 摘 要 . I Abstract . II 1 绪论 . 1 1.1课题的来源 . 1 1.2课题的意义 . 1
6、1.3液压驱动技术国内外发展现状 . 2 1.3.1 液压驱动和模具研究现状 . 2 1.3.2 注射工艺的发展现状 . 3 1.4课题研究的主要内容 . 3 2设备方案设计与总体设计 . 4 2.1液压驱动设备的方案设计 . 4 2.2液压驱动设备的总体设计 . 5 3设计计算和校核 . 6 3.1液压驱动设备系统计算 . 6 3.2液压驱动设备系统校核 . 7 3.3总装图及工作原理 . 10 4设计说明 . 11 4.1安装与维修的说明 . 11 4.1.1 安装调试注意事项 . 11 4.1.2 维护、保养 . 11 4.2技术要求的说明 . 11 4.2.1 缸体的技术要求 . 11
7、 4.2.2 缸盖的技术要求 . 12 4.2.3 活塞的技术要求 . 12 4.3密封装置的说明 . 12 5 总结与展望 . 13 参考文献 . 14 致谢 . 错误 !未定义书签。 附录 . 16 鞋底注射模具驱动机构设计 1 1 绪论 1.1 课题的来源 本人对注射模具设计非常感兴趣。目前注射我国在注射模具的发展还是很不错的，尤其 是 鞋底注射模具，考虑到这可能有利于自己以后的发展，在学习科目中自己对于液压设计又比较在行。并毫不犹豫的选了这个题目，然后在与另一个选了这题目的同学协商后，选了注射模具的传动机构设计这部分 1。 1.2 课题的意义 塑料注射模具是塑料模具行业广泛使用的生产设
8、备，了解和设计塑料模具，可以使大家对模具行业有一个深刻的认识。 Pro E 是当今模具设计制造业中先进的技术， 模具方向的人 学习和掌握该软件的使用，会对 今后的工作有很大 的帮助。 通过鞋底塑料注射模具的设计过程，可以提高大家利用专业知识思考和解决问题，将机械理论与实践相结合的能力，同时也有助于大家创新意识和创新能力的提高。 当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声，经久耐用，高度集成化等各项要求方面都取得了重大的发展，在完善比例控制，伺服控制，数字控制等技术上也有许多新成就。此外，在液压元件和液压系统的计算机辅助设计，计算机仿真和优化以及微机控制等开发性工作方面，日益显示出显
9、著的成绩。 今天，为了和最新技术的发展保持同步，液压技术必须不断创新，不断地提高和改进元 件和系统的性能，以满足日益变化的市场需求，体现在如下一些比较重要的特征上： 提高元件性能，创制新型元件，体积不断缩小。为了能在尽可能小的空间内传递尽可能大的功率，液压元件的结构不断地在向小型化方向发展。 高度的组成化、集成化和模块化。液压系统由管式配置经板式配置，箱式配置、集成块式配置发展到叠加式配置、插装式配置，使连接的通道越来越短，这种组合件不但结构紧凑、工作可靠，而且使用简便，也容易维护保养。模块化发展也是非常重要的方面，完整的模块以及独立的功能单元，对用户而言，只需要简单地进行组装即可投入使用，这
10、样 不仅可以大大节约用户的装配时间，同时用户也无须配备各种经专门培训的技术人员。 和微电子结合，走向智能化。汇在一起的联接体只要一收到微处理机或者微型计算机处送来的信息，就能实现预先规定的任务。 综上所述可以看到，液压工业在国民经济中的作用实在是很大的，它常常可鞋底注射模具驱动机构设计 2 以用来作为衡量一个国家工业水平很重要标志之一。与世界上主要的工业国家相比，我国的液压工业还是相当落后的，标准化的工作有待于继续做好，优质化的工作须形成声势，智能化的工作则刚刚在准备起步，为此必须奋起直追，才能迎头赶上。 1.3 液压驱动技术国内外发展现状 1.3.1 液压驱动和模具研究现状 随着塑料制品的广
11、泛应用及其产量的迅猛增长，塑料机械已成为建材、包装、电子电气、汽车、石化、机械等行业的重要技术设备。目前我国塑料机械工艺技术水平不高直接影响到国产塑料机械的价格，平均售价只有欧美、日本等同家和地区产同类产品的 1/4甚至 1 6 当然，同产塑料机械品质与同外产品虽有差距但无论质量还是技术并没有差到价格所反映的那种程度关键是国产塑料机械的高端产品太少一与旧外相比我国的产品主要集中在通用的中小型设备上超精大型注塑机的生产能力还很弱。国外注塑机的精度可达 0.1 0.6 p.m(超精密度 )，而国内目前多数为 l0 30 p m：在机电一体化、控制水平、产品性能和外观造型上与围外的差距也非常明显 国
12、外设备基本上是以感应元件替代继电器大大提高了注塑精度、稳定性和可靠性 在挤出机方面目前我国生产的挤出机及辅机基本停留在较低档次，主要表现在品种少、转速低、能耗高、控制水平低性能不稳定等方面一就双螺杆挤出机而言，目前周内市场上的产品基本上是仿制围外 20世纪 80年代的产品，在整体技术水平螺杆与机筒的加工精度、性能和外观质量上均较差规范化和系列化程度也不尽如人意 螺杆直径大于 300 mm 的大型、高速、高效单螺杆挤出机目前还处于空白；相当一部分挤出机不好用这里既有工艺调节问题，也有设备技术性能问题一由于挤出机技术性能和辅机监控技术的落后使得一些生产线的开发也相应受到限制。塑料机械正朝着自动化、
13、智能化、集成化方向发展欧美 日本等先进塑料机械制造业已出现了微型化与大型化、柔性化与灵捷化并存，自动化与智能化 网络化与虚拟化、个性化与规模经营相辅相成的新趋势一我周塑料机械业若想在同际上取得应有的地位必须跟上这一潮流。 塑料作为高分子化学和材料学发展的重要成果，早已成为 人类不可缺少的重要生产资料。塑料制品制件在工业生产和日常生活中得到了越来越广泛的应用。现在，塑料 产品 一般采用模具成型方法生产，因而塑料模具作为一种重要的工艺装备，在工业生产、消费品、汽车、飞机、制造等部门中，显示出越来越重要的作用。工业产品 零件 粗加工的 75%，精加工的 50%及塑料零件的 90%将由模具完成。我国模
14、具产业发展迅速，模具制造业产值念平均增长 14%， 2006 年增长 35%。但是，我国技术含量低的模具已供大于求。塑料模具设计和制造的传统方法早已鞋底注射模具驱动机构设计 3 满足不了现代生产发展的需要，对计算机在设计中的应用提出了迫切 的要求。由此产生了与注塑制品设计相关的专家系统，对注塑模具设计进行前期分析，大幅度提高了设计质量和效率。 塑料成型就是将各种形态的塑料原料 (粉料、粒料、溶液或分散体 )制成所需形状的制品或坯件的过程。塑料成型的方法很多，如注射、吹塑、挤出等。而塑料注射成型以其成型高尺寸精度、高复杂性的制品和高效率在塑料成型中占有重要一席。注射成型在整个塑料制品的生产中占有
15、十分重要的地位。除少数几种塑料外，几乎所有的塑料都可以采用注射成型的方法来生产制品。据估计，注射成型的制品约占所有模具塑料制品总产量的三分之一，注射模约占塑 料成型模具数量的二分之一以上。 1.3.2 注射工艺的发展现状 注射工艺是通过对原材料（塑料、橡胶）连续加热、加压，使其塑化而成粘流态（熔融态）后，再注入模具型腔，冷却固化后形成所需要的产品。随着塑料工业的发展，注射成型已成为制作各种制品的一种重要方法，目前使用十分广泛。 1.4 课题研究的主要内容 本次设计主要研究的内容为关于鞋底注射模具的驱动机构。按传动方式可分为机械式、气动式和液压式三种。机械传动的模压机由于存在运动不平稳、冲击力较
16、大、合模不准确等缺陷，已经基本被淘汰。气动模压机由于气源工作压力较低，使机器体积大而且笨重，目前也已较少应用。液压模压机由于具有工作压力高、控制方便、运行平稳、机器体积小等优点而被广泛使用。所以本次设计采用液压驱动的方式。 对于边模我们需要确定边模的运动方式以及所需的力的大小以及运动速度。 对于楦模机构楦模升降机构在设计时，为了可以方便，就利用前面边模开合模机构液压缸的设计，所以这里同样采用单杆活塞式液压缸，活塞与活塞杆用螺纹连接，并且用止动销固死，由于螺纹连接装卸方便，连接可靠，适用范围广。但是在加工和装配时要用可靠的方法将螺母锁紧。缸盖和缸筒通过法兰连接。为了提高密封 性能并减少摩擦力，在
17、活塞与缸筒之间，活塞杆与导向环之间，导向环与前缸盖之间，前后缸盖与缸筒之间装有各种动、静密封圈。鞋底注射模具驱动机构设计 4 2 设备方案设计与总体设计 2.1 液压驱动设备的方案设计 按照机器的结构特点，模压机可分为悬臂式、 天平式（也称挑担式）和横梁式三种，如图所示。悬臂式模压机的楦模安 装在可上下移动的悬臂上（图 A） ,由于垂直锁模力较大， 滑动 导轨不可避免地存在间隙，悬臂的刚度不足， 使锁模力受到影响，因此这种结构较少使用。天平 式模压机的楦模安装在横梁的两边（图 B），横梁的 中间 是可上下 滑动 的导轨和立柱。它可用于一双鞋同 时硫化成型，因而所需的锁模力较大，所以横梁和立 柱
18、的强度较高，机器笨重。更重要的是两边模具同时运动，机器精度和鞋帮厚 度不可能完全一致，难以保证稳定的硫化条件，产品质量不易保证。横梁式模 压机的楦模分别装在两个滑动横梁上（图 C），形成两个独立的龙门结构，两只鞋的硫化 成型分别进行，而且横梁的强度高，操作方便，运行平稳，多数液压 模压机都采用这种结构。 图 2-1 模压机结构形式 1-边模 2-悬臂式楦架 3-楦模架操作手柄 4-天平横梁 5-升降立柱 6-楦架 7-边模 8-滑动横梁 9-回转楦架 10-边模 楦模驱动机构的选取 升降机构一般由立柱、底梁（下横梁）、楦模等组成。工作时，底缸活塞推动下横梁下降，下横梁通过立柱使转轴带着楦模下降
19、加压硫化。楦模跟模架之间用螺钉连接。而模架跟上横梁之间则用焊接连接。 边模驱动机构的选取 边模为左右两个半块，装在边模框内，两边模框可合拢与分开，生胶料放入由边模和底模组成的空腔内，本次设计采用边模模架和活塞杆之间用一块板连接。板跟活塞杆之间为焊接连接而板跟模架之间采用螺 钉连接。活塞杆跟模架直接连接起来在 压力油的驱动下左右合拢与分开。 鞋底注射模具驱动机构设计 5 2.2 液压驱动设备的总体设计 （ 1）总体设计的内容 液压系统的设计 步骤 如下： 1)液压系统的工况分析，得知形腔内压强的大小从而确定液压缸的取材及大小。并求得边模合上时的压力位多大。 2)模拟 液压系统 原理图，确定活塞塞
20、跟模具的结合方式。和导轨运行距离等。 3) 液压系统 的计算和选择液压元件，如根据运行距离算出导轨的运行路径及柱塞的长度。根绝工作压力的大小确定液压缸缸体跟缸盖的厚度等。 4)对 液压系统 进行验算，如液压缸是否能满足所需要的压强。柱塞是否能提供足够大的力。活塞杆跟活 塞之间密封是否到位。螺纹及螺钉出是否超出需用应力？ （ 2）总体布置设计 总体布置为 边模 水平方向运动。而楦模则是上下运动。两者都采用单杆作用液压缸。 （ 3）总体主要参数的确定 表 2 - 1 常见模压机主要技术参数X6021 型 X6011 型 X6041 型工作介质 30# 工业机械油 压缩空气 30# 工业油工作表压
21、/MPa 2 月 10 日 0.4 - 0.8 4底模行程 /mm 30 50 - 70 180楦模行程 /mm 65 50 30边模行程 /mm 90 80 76压鞋时间 / （ min/ 双 ） 15 - 20 15 - 20 15 - 18这里选择第一种（ X602型）模压机。所以边模液压缸的杆长为 90mm。楦模液压缸的杆长为 65mm。工作台为 830*500mm 的规格而楦模的传动机构高度确定为 505mm。至此总长、宽、高都已得出。 鞋底注射模具驱动机构设计 6 3 设计计算和校核 3.1 液压驱动设备系统计算 根据注射材料我们 可选定注射压力为 100MP。 又合模力 F应大于
22、等于 F KPA 式中， P-注射压力，（ MPa） A-制品在模具分型面上的投影面积，（ cm2） K-压力损失系数，一般取 0.4 0.7。 这里取压力损失系数为 0.5。 本次设计的鞋底尺寸为长 270mm，宽 96.5mm，高 35mm。所以，边模的受力面积 A1 为 LH，楦模的受力面积 A2 为 LM，边模受力应 F1 0.5*100*106*A1 =4725N 此次设计采用单活塞杆式液压缸 这里推力 F1 取 4800N。由此可知液压缸负载为 4800N所以液压缸的工作压力选为 6MPa。 设计回油路基本直接回油箱，所以回油的背压约等于 0。 由于是鞋底模具的驱动机构，所以系统压力选择 10MPa 图 3-1 液压缸示意图 简图如图 3-1所示，由于 P1=6MPa。由受力平衡可得： P1D=F1/ 。 式中 =0.90.95 我们这里取 0.93。 可以 得出 D=66mm。根据液压传动设计手册 D取 70mm。这里 d我们取 25mm。 楦模受力 F2 0.5*100*106*A2=12960N。同样的我们采用单活塞杆式液压缸这里 F2我们取值为 13000N。液压缸的负载为 13000N。由表 6-1 6-2 我们可选工作压力为 6MP。 系统背压约为 0。 由受力平衡可得 P2D=F2/
