绩效技术指导注塑机定模板铸件结构的优化设计.pdf

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1、Design＆App

2、．cation设计与应用绩效技术指导注塑机定模板铸件结构的优化设计卢亭玉(南充职业技术学院，四川南充637100)摘要：简述了全液压注塑机重要零部件一定模板铸件的结构及其工作状态。分析了原定模板结构存在的问题：壁厚设计不合理、预埋钢管结构及其位置不正确、加强筋结构不合理、铸造工艺孔大小及其位置不合适等诸多不足；阐述了运用绩效技术等新理念设计出的定模板铸件的结构特征，及其预埋钢管镶铸可靠、铸件合格率高等优点。其设计理念可推广于其类似铸件之结构设计过程中。关键词：绩效技术；液压铸件；定模板；预埋钢管；铸造

3、工艺孔中图分类号：TG21+3；文献标识码：A；文章编号：1006—9658(2016)04—0095—03DOI：10．396影j．1ssn．1006—9658．2016．04．027随着社会的发展，塑料制品已经广泛地应用于人们的日常生活及各行各业的生产中，并且将更大规模地替代金属制品。而注塑机则是塑料制品最为主要的成型设备，本文研究的注塑缸定模板铸件便是全液压注塑机上的一个极为重要的基础零件。全液压注塑机的定模板上通常装配锁紧油缸及其活塞杆、开合模油缸及其活塞杆、以及其它液压管件，因而该零件上通常承载数百公斤至数吨的设

4、备静载荷，及数吨至数十吨、上百吨的动载荷。若定模板结构强度、刚性偏弱，便易使注塑缸产生变形，从而降低设备的运行精度，加速相关零部件的磨损，增大设备的维修工作量，更为重要的是壁厚等结构设计的不合理，会使铸件产生裂纹导致设备漏油。原定模板铸件结构(如图1所示，铸铁材料一般为OT500—7)在多年生产实践中已经多次出现了诸如上述的问题，为了解决这一现状，我们采用绩效技术等新理念重新设计和改进了定模板铸件结构。为讨论方便本文以锁模力200t的全液压注塑机定模板为例进行探讨。1定模板原结构的不足1．1壁厚不合理收稿日期：2016-0

5、l—11稿件编号：160l一1201作者简介：卢亭玉(1975一)，女，讲师．主要研究方向为机械设计与制造的教学与研究．中国铸造装备与技术4／2016oFMT95图l所示的锁模力200t的全液压注塑机定模板原结构，在结构设计方面主要考虑的因素，一方面是定模板结构的刚性一足够的刚性以期在200t的锁模力状态下定模板尽可能少的变形；另一方面是机械加工工艺性一以求机械加工工艺简化。由此，使得定模板原结构铸件壁厚的合理性考虑不够。定模板原结构壁厚的设计是不合理的，主要表现在包融预埋钢管(钢管的壁厚一般为4—7mm)的壁厚最薄处只有

6、10～13mm，而10～13mm的壁厚和主体50mm的壁厚悬差太大，因此一方面会使得铁液凝固和冷凝过程中应力过大，致使包融预埋钢管处的薄壁与厚壁交界处易产生收缩裂纹，从而易使铸件产生液压油的渗漏；另一方面对于10～13mm的薄壁结构，铸造厂为使铸件获得较高的铸件合格率，把本应“低温浇注”的厚壁球铁件采用了“高温浇注”工艺(以避免薄壁处产生浇不足、冷隔类铸造缺陷)，而“高温浇注”则又使得铸件易产生更大的收缩缺陷和预埋钢管被“融化”及钢管内的芯砂被烧结的缺陷。这两方面的缺陷都是定模板铸件技术要求不允许出现的。1．2预埋钢管结构

7、及位置不合理在定模板原结构中，预埋钢管的结构及位置也不合理。之所以说预埋钢管结构不合理，主要是指预埋钢管(如图2．a所示，通常采用无缝钢管)与铸铁的镶铸直接使用的是光面结构。众所周知，钢的收缩系数(亦即膨长系数)与铸铁的收缩系数相差较大，其相互间很难做到很好的“融合”，必然会在设计与应用Design＆AppIIcation’嚣窿霹嚣啊-。。22’严4。”。'臼I[三三E三]l畦鉴于上述定模板原结构存在的诸多不足，我们运用绩效技术、美学及黄金分割原理等新理念【1叫来指导该铸件的结构设计。重新改进设计出了图3所示的锁模力200

8、t的注塑机定模板的优化结构。经过该铸件(及其同类铸件)成功的生产实践证明，改进后的定模板结构具有如下一些特点。煎鳍蒋茸图3锁模力200t的全液压注塑机定模板改进后结构简图(a)外表光面结构(非优化结构)(b)两端凹凸结构(优化结构)图2预埋钢管的两种不同结构简图预埋钢管位置不合理，主要是指预埋钢管与定模板的四个主侧面所构成的壁厚(最小处)上侧面为22mm，左右两侧面仅为13mm。这种位置既会如前所述易使铸件产生收缩缺陷，又使得四个工作状态相同的钢管，其包融的壁厚尺寸相差过大，影响结构的外观。1．3加强筋结构不合理定模板原结

9、构的加强筋结构设计不合理，主要是指定模板原结构的四角上的锁模油缸孑L之对角线上四个斜向加强筋(以下简称：四个斜筋)的尺寸只设计了40mm壁厚，而这四个斜筋正好是四个锁模油缸传递锁模力的主要结构的重要组成部分；正对四个边的正“十字筋”(以下简称：四个辅筋)不是主要传递锁模力的结构却设计成了50mm壁厚。由