模压成型液压机的性能参数

    液压机的主要性能参数有压力参数、速度参数、尺寸参数等。由于在压制时SMCBMC具有良好的流动性和迅速固化的特点,因此,为能满足其压制成型工艺的要求,液压机的压力参数和速度参数的选择和确定是很重要的。现以图6-45所示的上压式液压机为例来说明液压机的压力参数和运行速度参数。
   压力参数
     (1)公称压力  就是液压机铭牌或说明书中所述的压力,是液压机的大计算压力值。       
      
式中  Pc ――公称压力,kN;
      P0 ――油缸中油液的大工作压力,MPa;
      D  ――活塞直径,cm
     (2)大使用压力   大使用压力是液压机实际施加于压模的压力。
      Ps=Pc+W1-F1               (6-19)
      Ps ――大使用压力,kN;
      W1 ――动横梁和安装在其上的工艺装备全部质量,kN;
      F1 ――执行机构移动时产生的摩擦力,kN。
      (3)液压机效率

式中   f ――液压机效率,一般说来f在80%-90%之间。
     (4)大回程力   大回程力就是液压机的油缸活塞回程时能提供的大力
      方程式
式中   Pw --大回程力,kN;
        d ――活塞杆直径,cm。
    Pw一般为Pc〔公称压力)的20%--60%,在没有设置顶出油缸的液压机中,常用活动横梁的回程运动来顶出制品,因此,此时的回程力还应包括顶出制品的力。
    (5)大顶出力   大顶出力是液压机顶出机构能达到的大力,当利用液压机回程力带动顶出机构时,有:
                                  P(T)=Pw-W2-F2      (6-22)
式中  P(T)――大顶出力,kN;
      W2  ―――顶出机构的全部质量,kN;
      F2  ―――顶出机构移动时的摩擦力,kN,
    (6)液压机的大、小成型压力  液压机所能产生的大成型压力,是随制品受压投影面积的减少而增加的。理论上可为无穷大。实际上不允许成型压力过大,以免损坏模具和压机的工作台面。一般液压机的大成型压力不允许超过80MPa。
    小成型压力是考核液压机性能的一项指标,它亦是受液压机的台面大小和公称压力所制约的。
    方程式 
    式中  Pm(mm) ――小成型压力,MPa;
    l1、l2   ――液压机台面的两个边长,m;
     k   ――常数,一般取0.1-0.3m。[-page-] 
  速度参数
    现以图6-45所示的上压式液压机为例,说明其运行速度参数。


    (1)动横梁下行运行速度
      方程式 
     (4)动横梁运行速度的调节   空负荷运行时要求液压机的速度要快,以提高生产效率模具要闭合时,要求其运行速度慢,使模压料较好的流动;模压时,要求液压机不动作,以便在一定的时间内保持一定的成型压力(保压)。这些要求,主要是靠调控进入压制油缸的油流量来达到的。通常要绘制如图6-46所示的时间-活塞行程动作曲线图,以及如图6-47所示的行程-运行速度及相应压力的负荷曲线图,作为设计和选定压机的依据。[-page-]


升压时间
    所谓升压时间,就是将液压机的压力在一定的时间内升高到所需值(设定值)时所需的时间。在热固性模塑料的模压过程中,当模压料处于黏度低、流动性好的状态时,如能在此时对其施于所需要的高压力,这对保证物料完全充模、并使制品获得良好的致密性和表面质量,是非常有意义的,对于BMC模塑料来说也是如此。
    液压机的升压时间虽然在一些液压机的性能参数中未列出,但它却是一项比较重要的技术指标,在选用和设计液压机时都必须十分重视。实际上要求液压机所需的升压时间很短,一般说来,如500t以下的塑料液压机,要求其升压时间是在10s以内。
  液压机其他技术参数
    除了上述的技术参数以外,液压机还有一些其他技术参数,如活动横梁与工作台(下横梁)之间的大距离、工作台尺寸、活塞(柱塞)的大行程等等。

机身结构
    液压机工作时,机身要承受全部的工作载荷,同时还要兼作活动横梁的运动导向之用,因此,机身应该有足够的刚度、强度和制造精度。
    (1)上横梁及其与工作油缸的连接方式   上横梁位于立柱的上部,用以安装工作油缸(对于上压式机型),承受工作油缸的反作用力。对于中小型液压机,其结构主要有铸造和焊接两种形式。
    上横梁与工作油缸的连接方式,常见有两种。
     ①依靠圆螺母固定油缸。
     ②依靠法兰盘固定工作油缸。
    这两种方法都是采用连接零件来固定油缸的位置。当油缸加压时,油缸台肩传递反作用力于上横梁,连接零件不受反作用力的作用。只有当油缸回程工作时,回程力才作用于连接零件上,因此连接零件的强度只需满足回程力要求即可。
    除此之外,还有一种是上横梁与油缸是铸成整体的形式。这种结构简单,但加工较复杂。
   (2)工作台及其与顶出缸连接方式   工作台(下横梁)的台面是用于固定模具(下压模),也可安装顶出油缸。工作时,工作台承受机器本身的质量和全部载荷。工作台的结构形式与上横梁相同。
    工作台与顶出油缸的连接方式:对于中小型液压机,因其顶出力不大,常采用的结构如图6-48所示。它由工作台、顶出油缸、螺母等组成。顶出缸的结构多采用活塞式,优点是其结构简单,安装方便;缺点是顶出力会集中在顶出活塞端面的很小面积内,顶出较大制件时,易产生变形或破裂。


    (3)立柱   立柱是四柱式液压机重要的支承件和受力件,同时又是活动横梁的导向件。因此,立柱应有足够的强度和刚度,导向表面应有足够的精度、光洁度和硬度。[-page-] 
    立柱与上横梁、工作台(下横梁)的连接方式是立柱结构的主要特征。常用结构形式有如图6-49所示的以下几种。
    ①其上、下横梁都是用立柱的台肩支承,用锁紧螺母上下锁紧,如图6-49〔a)所示;
    ②上、下横梁都用调节螺母支承,用锁紧螺母上下锁紧,如图6-49 (b)所示;
    ③上横梁用立柱的台肩支承,调节螺母安装在工作台面上,两端用锁紧螺母锁紧,如图6-49(c)所示;
    ④上横梁用调节螺母支承,立往的台肩支承在工作台面上,两端用锁紧螺母锁紧,如图6-49 (d)所示。


    在这四种结构中,种结构,上横梁与工作台的间距是由立柱的台肩尺寸来保证的,其结构简单,装配方便,但装配后机器不能调整。因此,仅在低精度要求的小型简易液压机中采用。第二种结构,组成零件多,由于调节螺母起到立柱台肩的支承作用,且可调整两梁之间的支承距离,因此对立柱有关轴向尺寸要求不严格,较容易紧固,但对立柱螺纹精度以及调节螺母的精度要求较高,精度的调整较麻烦第三种和第四种结构基本相同,精度调整和加工也不复杂,应用较多。
    (4)框架式机身结构   液压机的框架式机身结构是用两条槽钢作“墙板”与不同厚度的钢板焊接而成,如图6-50所示。机身的左右内侧面装有两对可调节的导轨,它由紧固螺母、调紧螺钉、墙板(槽钢)、导轨、固定螺钉等组成,作活动横梁上下运行的导向之用,活动横梁的运动精度则由导轨来保证。


    框架式结构的主要特点,是容易获得较高的刚度,活动横梁大多采用45°斜面导轨导向,导向精度较高。因此,在塑料液压机中得到广泛应用。