模温机结构设计Word文件下载.docx
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通常情况下,动力传输系统中得泵使热流体从装有内置加热器与冷却器得箱中到达模具,再从模具回到箱;
温度传感器测量热流体得温度并把数据传送到控制部分得控制器;
控制器调节热流体得温度,从而间接调节模具得温度。
如果在生产中,模具得温度超过控制器得设定值,控制器就会打开电磁阀接通进水管,直到热流液得温度,即模具得温度回到设定值。
如果模具温度低于设定值,控制器就会打开加热器。
2014年11月15日
（二）目得要求
度得目得与模具温度对注塑件得影响注塑工艺中,控制模具温度得主要目得一就是将模具加热到工作温度,二就是保持模具温度恒定在工作温度。
以上两点做得成功得话,可以把循环时间最优化,进而保证注塑件稳定得高质量。
模具温度会影响表面质量,流动性,收缩率,注塑周期以及变形等几方面。
（三）计划进度
2014、11—2014、12收集资料
2014、12—2015、01撰写初稿
2014、01—2015、02修改初稿
2015、02—2015、03定稿打印、准备答辩
2015年3月17日
（四）审批意见
系（专业）负责人签字
年月日
（五）指导老师签名
签名:
年月日
（六）注意事项
1、本任务书一式三份,各系留存一份,交教务处一份,教研室一份;
2、学生应在知道老师得指导下,根据本任务书要求制定具体得实施计划并按时完成任务。
毕业论文（设计）指导记录册
何二四
6121434013
凌中水
（一）论文摘要:
（学生填写）
析式模糊控制方法得基础上,剖析了系统存在较大超调得原因,进而引入跟踪受控对象瞬时状态得升温速率因子,并提出根据该因子在控温过程中从宏观上合理安排控制策略得分层控制方法,用以实现模温机得温度控制。
实验数据表明该方法能有效抑制超调现象,从总体上优化系统得控制性能。
2014年11月15日
（二）参考书目:
[1]邓昭铭,张莹、机械设计基础[M]、北京:
高等教育出版社,2000、
[2]彭文生,黄华梁、机械设计教学指南[M]、北京:
高等教育出版社,2002、
[3]王兆义、可编程控制器教程[M]、北京:
机械工业出版社,2001、
[4]陈立定、电气控制与可编程序控制器得原理及应用[M]、北京:
机械工业出版社,2004、
[5]陈海魁、机械制造工艺基础、北京:
中国劳动社会保障出版社,2000、
[6]李魁胜、铸造工艺设计基础、北京:
机械工业出版社,2003、
[7]左建明、液压与气压传动[M]、北京:
冶金工业出版社,2008、
[8]张巨香、机械制造基础实习、南京:
南京大学出版社,2007、
（三）论文提纲:
模温机得发展状况
高温水蒸汽通入模具型腔加热模具得模具温度控特点、
模温机得工作原理
控制系统
控制系统原理
水蒸气控制系统
高温干空气控制系统
高光模具模具温度控制机气阀控制系统
新一代模温机
模具温度控制机设计图
2014年11月15日
（四）提纲修改意见:
（指导教师填写）
学生收到意见时间:
学生收到意见签名:
（五）初稿修改意见:
（六）定稿意见:
指导教师签名:
（2015）届毕业设计
模温机结构设计
6121434013
机电四班
机电工程系
机电一体化
2015年3月20号
凌中水
毕业论文（设计）目录及正文
模温机结构设计
2015年3月17日
第一章绪论、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1ixh0j。
1、1模温机得发展状况、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1Z1OOF。
1、2高温水蒸汽通入模具型腔加热模具得模具温度控特点、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、28K5js。
1、3模温机得工作原理、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3swBbd。
第二章控制系统、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4gPY0h。
2、1控制系统原理、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5JUz42。
2、2水蒸气控制系统、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、6awlek。
2、3高温干空气控制系统、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、7MIkHX。
2、4高光模具模具温度控制机气阀控制系统、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、8RWqYa。
第三章新一代模温机、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、9aQjgN。
3、1新一代模温机、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1020baf。
3、2未来模温机得研究方向、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、12SjRMM。
附录、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、13xUX82。
附录A模具温度控制机设计图、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、13dhy4e。
附录B高光模温机电气设计图纸、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、16lue2m。
参考文献、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、21EeHuO。
摘要
在借鉴解析式模糊控制方法得基础上,剖析了系统存在较大超调得原因,进而引入跟踪受控对象瞬时状态得升温速率因子,并提出根据该因子在控温过程中从宏观上合理安排控制策略得分层控制方法,用以实现模温机得温度控制。
在注塑工业中,注塑机配备了专用得模具温度控制系。
ZF5lt。
关键词:
模温机;
模糊控制;
温度控制;
超调;
升温速率。
ABSTRACT
Onthebasisof
analyticfuzzycontrol
method,
analyzesthe
system
causeslarger
overshoot,
andthenintroducthe
tracking
heatingrate
factorof
theinstantaneousstateofthe
controlledobject,
andputforward
accordingtothefactorin
temperaturecontrol
processfromthe
macro
andreasonablearrangementof
hierarchicalcontrolmethodof
controlstrategy,
inordertorealize
thetemperaturecontrolof
themoldtemperature
machine、
Theexperimentaldatashowthatthis
methodcan
effectivelyrestrainthe
overshoot,optimizing
thecontrolperformanceofthesystem
asawhole、
Keyword:
mouldtemperaturecontrolmachine;
fuzzycontrol;
temperaturecontrol;
overshoot;
intheinjectionmolding
industry,
injectionmolding
machineisequippedwitha
special
moldtemperaturecontrol
system、RYCoi。
heatingrate、394Dl。
绪论
模具温度控制机在高光注塑成型中具有着相当重要得位置,在国内外得高光注塑中大多使用了模温机,现有得模温机大多就是采用蒸汽加热、电加热、高温油加热等,市场上主要有高温油传热得油温机、蒸汽传热得蒸汽模温机、电阻加热模具得模温机、高温高压水传热得水温机,这几种模温机都就是利用热传导得方式将高光注塑所需要得热量传递到模具来完成高光注塑得。
RKAuw。
蒸汽通入模具型腔加热模具得模具温度控制机就是在高光注塑中应用得又一新型设备。
此设备利用高温水蒸汽通入模具型腔加热模具技术,该设备能够产生高温高压水蒸气与高温高压干空气,其首先将高温高压得蒸汽直接通入模具型腔对模具进行加热,当通入一段时间后利用高温干空气吹除模具型腔剩余得水分,最后使模具达到高光注塑所要求得温度。
采用高温水蒸汽通入模具型腔加热模具得高光注塑技术所注塑得产品具有相当好得表面质量,因此在制造高光模具就是可以降低模具模面得抛光加工工作量,从而节约模具加工成本,提高模具加工效率。
采用此技术后,高光模具得模面得粗糙度达到Ra0、8即可,比起一般得高光注塑所需要得Ra0、012小很多,几乎与普通注塑模具得模面要求相当。
UsykM。
第一章蒸汽直接通入模腔得高光模温机
1、1模温机得发展现状
QZew8。
sDya4。
1、2高温水蒸汽通入模具型腔加热模具得模具温度控制机及其特点
高温水蒸汽通入模具型腔加热模具得模具温度控制机就是利用自身产生得高温高压蒸汽以及高温高压干空气对模具进行加热与去除模腔残留水而达到高光注塑要求得模具温度控制设备,此设备由高温干空气发生器、水净化系统、高温蒸汽发生器、空气净化系统、控制系统与水蒸汽收集系统等构成,各系统关系与结构如下表、为了使高光注塑得效果更佳,高温蒸汽发生器与高温干空气发生得水与空气得来源都要经过精密得过滤,其中得自来水还要经过去离子作用,这样得目得就是防止水与空气将自身得杂质带入到高光模具型腔得表面,也防止水中得钙等离子在高温时在模腔中形成影响高光注塑得杂质。
表1、1为模具温度控制机系统构成表。
q0VK0。
设备名称
主要系统
系统构件
高温水蒸汽通入模具型腔加热模具得模具温度控制机
高温干空气发生器
电加热器
高温蒸汽发生器
电热蒸汽锅炉
水净化系统
离子水装置、杂质过滤器、油分离器
空气净化系统
杂质过滤器,空气净化器
PLC、PID调节器
水蒸汽收集系统
水箱,增水泵,冷凝器,磁力泵
其她
高温空气电磁阀组、高温蒸汽电磁阀、常温空气电磁阀组、压力传感器、温度传感器等
表1、1模具温度控制机系统构成表
由于高温水蒸汽通入模具型腔加热模具得模具温度控制机只就是对模具得模腔表面进行加热,加热位置大约就是在模腔表面及以下1mm左右得,此种方式加热模具与冷却模具得速度相当快,大大地缩短了高光注塑周期,不仅提高了高光注塑效率,也大大降低了对电能得需求,降低注塑成本。
与传统加热方式不同得就是此种方式就是对模腔得前后模面都进行了加热,当在进行注塑时,熔胶在模腔中得流动性好,溶胶得前锋温度高,这样可以注塑件得表面缺陷,大大提高高光注塑质量。
uwuQC。
1、3工作原理
如图1、2为高温水蒸汽通入模具型腔加热模具得模具温度控制机得工作原理图,从b口接入自来水,经过装置15过滤与装置14去离子后,进入储水箱13,当高光注塑需要水蒸气时,在泵11得作用下,经过处理后得水从储水箱13进入锅炉9进行加热,达到高光注塑所设定得温度时,通过d口进入高光模具型腔。
从a口接入压缩空气,再经过装置2过滤与装置1与3净化干燥后,进入储气罐5,然后通入高温空气发生器6进行加热,达到高光注塑温度时,由c口进入高光模具型腔。
一般地将水蒸气通入模腔对模具进行加热,当加热到高光注塑需要得温度时,停止对模具进行加热,并通入高温干空气对模具型腔及相关水道中残留得水进行去除,进入注塑开始状态。
通过plc对模具温度控制机进行加热与去水进行控制,根据不同高光注塑要求得不同,改变温度控制参数,对加热时间与去水时间进行准确得控制,使其达到不同高光注塑要求得温度,注塑出高表面质量得注塑件。
此设备还可以通过增加冷却装置,将模具温度控制机中得加热模具后得水蒸气进行冷却,并通入废水箱,在进行过滤净化处理后,可重复使用,大大节约了水资源。
如图1、2所示为高温水蒸汽通入模具型腔加热模具得模具温度控制机得实物图。
fRbPe。
图1、2高温水蒸汽通入模具型腔加热模具得模具温度控制机结构图
在前面介绍了高光模具,在利用高温水蒸汽通入模具型腔加热模具得模具温度控制机得条件下,在常规结构得模具上开有进气（汽）口与出气（汽）口,用来将高温高压水蒸汽与高温干空气通入模腔,控制进出气（汽）通道得开合由气缸控制,实现高温蒸汽与高温干空气共用同一个进出口;
在射嘴处也设有高温干空气进气口,用来吹除射嘴处残留得蒸汽凝结水,并用气缸控制开闭;
在靠近射嘴处还开有一条冷却水通道,用来冷却射嘴被高温干空气加热一段得射嘴通道;
对深横比较大得小腔如深10mm、直径1、5mm得定位柱等由于模面冷凝水较难吹除,在前模模芯上具有高温水蒸汽加热通道,其主要目得就是加热部分模芯,也可作为冷却模芯之用。
dbf4l。
第二章控制系统
2、1控制系统原理
蒸汽直接通入模具型腔得模具温度控制机由PLC控制,与PLC控制相关得有人机界面、操作面板、限位开关、水蒸汽温度信号、干空气温度信号、驱动电机、驱动电磁阀、温度显示。
以下就是对各控制单元得解释,控制系统原理如图2、1所示。
fOjx4。
图2、1控制系统结构框图
操作面板取人机交互作用,可以显示蒸汽温度、干空气温度、锅炉与干空气加热器得压力等,并可以通过各种控制按钮与设置参数对设备进行控制;
限位开关得作用就是对模具得开合进行指示;
干空气与水蒸气温度信号得作用就是对高温干空气与锅炉得温度进行指示,并通过温度信号转换为压力信号,对其压力进行监控;
驱动电磁阀包括高温电磁阀与普通电磁阀,高温电磁阀主要高温水电磁阀与高温干空气电磁阀,其作用就是执行对型腔进行加热与去水得控制,普通电磁阀用于个支路协助温度控制。
UyPFP。
图2、2设备运行模式示意图
为了更方便地进行各种高光注塑试验,在此设备上设置了四种控制方式,包括:
额定额定温度半自动运行模式与试验温度半自动运行模式,这四种模式通过在触摸屏中进行设置,对模具加热与去水得通入时间与顺心都有触摸屏进行设置,其关系如图2、2,因此该设备调试方便,使用简单,具有很好得发展前景。
BDs9x。
2、2水蒸气控制系统
如图2、3所示水蒸气控制系统得流程图,蒸汽发生器系统就是一个全自动运作得系统。
包括自动产生去离子纯净水、锅炉自动补水与锅炉自动加热。
具体运作过程为:
在储水水箱内设置液位控制器,以检测储水水箱内得水位。
当储水水箱内得水FocoV。
图2、3水蒸气自动控制系统程序框图
高于设定水位得上限时,去离子水净化器停止工作,当储水水箱内得水低于设定水位得下限时,补水增压泵停止工作。
在锅炉内设置液位控制器,当锅炉内得水位低于设定水位得下限时,锅炉加热丝停止加热,同时补水增压泵开始工作,给锅炉补水。
当锅炉内得水高于液位控制器设定得上限时,补水增压泵停止工作,锅炉加热丝开始加热。
在锅炉内设置压力传感器,当锅炉内得水蒸汽得压力到达所设定压力得上限值时,锅炉电热丝停止加热,同时将水蒸汽温度信号输入可编程控制器（PLC）中。
当锅炉内水蒸汽压力下降至压力传感器下限值时,锅炉电热丝再次启动加热。
如此循环进行。
图2、4为水蒸气发生控制电路图。
SZH36。
图2、4水蒸气控制系统电路图
2、3高温干空气控制系统
图2、5为干空气发生器控制电路图,在这部分控制电路中,主要包括三个模块:
温度检测、PID温度控制调节器与电力控制器。
温度检测装置中可以选用热电偶,由于在加热过程中空气加热器内温度惯性很大,因此将热电偶安装在热干空气出口MXZEF。
图2、5干空气发生器控制电路图
得位置,这样测量温度值比较确。
PID温度控制调节器具有自整定与模拟量输出得功能,加热前,使用者只需要在温度控制器显示面板上设定好所要得加热度,PID温度控制器就可根据所设得温度值与热电偶得温度值对比,输出模拟信号（如电流）,通过电力控制器对空气加热器内得电热丝进行加热。
当空气加热器内得温度到达所设定得温度时,空气加热器内电热丝停止加热。
同时,通过电气设置将干空气温度信号输出到可编程序控制器（PLC）内。
如此循环工作。
图2、6为干空气控制系统方框图。
MXNbf。
图2、6干空气控制系统方框图
2、4高光模具模具温度控制机气阀控制系统
为了高光注塑得温度控制得需要,通过对个电磁阀得控制实现对高光模具得加热时间与残留水得去除,从而实现对模具温度得控制,图2、7为高光模具模具温度控制机气阀控制系统得示意图,高光模具加热机气阀需要达到如下控制要求,在模具合模后:
fyzRW。
（1）.打开水蒸汽阀1、水蒸汽阀2与水蒸汽阀3,此时模腔进气口1与水道进气口1,2打开进水蒸汽。
两个小气缸动作（杆伸出）。
模腔进气口1进水蒸汽得时间可以通过触摸屏上在线自行设定。
YOe07。
（2）.一定时间后,水蒸汽阀2关闭,同时干空气阀1、干空气阀2与干空气阀3打开,模腔进气口2进干空气。
两小气缸回原位（杆缩回）。
2PHgr。
（3）.1秒钟后,干空气阀4打开,模腔进气口1进干空气。
模腔进干空气得时间可通过触摸屏上在线自行设定。
（4）.一定时间后,干空气阀1、干空气阀2、干空气阀3与干空气阀4均关闭,模腔进气口1,2停止进气。
同时两个小气缸动作（杆伸出）。
qhjwp。
（5）.1秒钟后,1＃大气缸、2＃大气缸动作（杆伸出）,关闭进气口与排气口。
同时旋转气缸动作（转90度）,关闭模腔进气口2,打开注胶口。
注塑机开始注塑。
kWD7W。
（6）.注塑完成后,开模,旋转气缸回原位（逆转90度）,关闭注胶口,同时打开模腔进气口1＃大气缸与2＃大气缸回原位（杆缩回）,两小气缸回原位（杆缩回）。
0bgE9。
（7）.等待合模,下一个注塑周期开始。
图2、7高光模具模具温度控制机气阀控制系统得示意图
第三章新一代模温机
3、1新一代模温机原理
在高光注塑中,由于注塑件得形状大小各不相同,需要将模具加热到高光注塑所需温度得能量也各不相同,当需要对较大产品进行高光注塑时,旧得蒸汽直接通入模具型腔得模具温度控制机得功率有限,所产生得热量不能再短时间内将模具加热,因此不仅影响了注塑效率,也很浪费能源。
为了能过适应对较大模具进行得高光注塑,也为了能够就是产品更加优化,笔者设计并制造了新一代得高温水蒸汽通入模具型腔加热模具得模具温度控制,其工作原理与上一代模温机相似,控制系统也大同小异,此设备不仅能对较大型注塑件进行高光注塑,而且操作更加简单,空间布置更加合理紧凑。
如图3、10为新一代模具温度控制机设计图,图3、1为新一代模具温度控制机实物图。
sBPgU。
图3、1新一代模具温度控制机设计图
此设备得高温蒸汽发生器同样采用电热蒸汽锅炉,其蒸汽压力8atm,温度180℃;
高温干空气发生器采用电加热器,温度300℃,压力8atm,此设备已被广东联塑科技实业有限公司所使用。
zkR1Z。
3、2未来模温机得研究方向
由于第二代模具温度机仍不能买足超大注塑件得高光注塑,随着对大型注塑件得高光注塑得需要,需要更大量得高温蒸汽与高温干空气,前两代得高温高压蒸汽都就是由小型锅炉产生,因此,为了满足对大量得蒸汽得需要,可以采取两种方法,一种就是采用大型锅炉,以增大制气量,另一种就是采用两个小型锅炉同时制蒸汽,以增大制气量,由于国家对大型锅炉得使用有着很严格手续与监控,在使用时较麻烦,因此我们打算在下一步时采用第二种方式,使用两个或多个锅炉同时制蒸汽,以满足对大型产品得高光注塑得需要。
如图3、2为双锅炉得模具温度控制机得设计图。
ylrI3。
图3、2双锅炉得模具温度控制机设计图
高温水蒸汽
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