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東華注塑機合模機構簡介

2018-01-15 14:31:26 PVC注塑機-東華機械 閱讀

合模機構是注塑機的重要部件之一,其功能是實現啟閉運動,使模具閉合產生系統彈性變形達到鎖模力,將模具鎖緊。對于一個比較好的合模機構應該具備三個方面的特性: 

(1)足夠的鎖模力和系統剛性,保證模具在注射成型的過程中,不會產生開縫溢料現象;

(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,移模時要具備慢-快-慢的運動特性。

能夠滿足上述三方面基本要求的合模結構有很多。按其工作原理可分為全液壓式、液壓肘桿式和電動式三大類,現分別討論此三大類合模結構的有缺點。

一、全液壓式 

全液壓式合模機構可分為直動式、增壓式和充液式。

(1) 直動式合模機構。其特點是啟閉模動作和合模力的產生都由合模油缸直接完成,這是一種非常簡單的合模機構。合模機構的合模動作由液壓油作用在活塞上來實現,鎖模動作由液壓油升壓來完成。這種合模機構不滿足合模機構的運動特性,耗能大,精度低,目前已經很少應用。

(2)增壓式合模機構。由合模油缸、充液閥、穩壓油缸和增壓缸組成。此類合模機構的鎖模力受液壓系統和密封的限制,固增壓有限,主要用于中小型注塑機。

(3)充液式合模機構。這種開合方式模精度高、模板受力均衡、不需調模、不需加油潤滑、磨損較少、開合模行程長;但容易內泄造成升壓時間長、爬行、甚至讓模、速度慢、漏油、能耗高、容易造成液壓沖壓、液壓系統復雜、成本高、大油缸加工困難。

二、液壓肘桿式 

液壓肘桿式合模機構由移模液壓缸和曲肘連桿兩部分串聯而成,是通過液壓系統驅動曲肘連桿機構來實現模具的啟閉和鎖緊。它可以用很小的液壓缸推力,通過肘桿機構的力的放大作用來獲得較大的鎖模力。在開合模過程中,這種機構能實現慢-快-慢的運動過程,提高了合模速度,節約了能耗并提高了效率。在輸入功率相同的情況下,肘桿式合模機構的運動速度優于其它形式的合模機構,如在相同的尺寸和運動速度下,肘桿式合模的輸入功率比全液壓式約節省10%-20%。但這種結構也存在明顯的不足之處:

(1)受力狀態不理想。由于肘桿式注塑機主要是靠拉桿變形獲得鎖模力, 拉桿不能太粗。拉桿太粗, 剛性太高, 會造成增力曲線在合緊處上升太陡, 變化太敏感, 造成調模困難, 或者鎖模力不夠, 或者合模力太高而造成拉桿、拉桿螺母、模板或肘桿銷軸損壞。由于制造或裝配調整誤差, 會使個別零件或零件局部受力不均, 加劇零件損壞的可能性。

(2)鎖模力不穩定。加工精度、裝配精度、機械磨損等因素都會造成鎖模力的變化。溫度變化引起拉桿長度變化也會造成鎖模力發生變化。

(3)開模時沖擊很大。由于肘桿式注塑機主要是靠拉桿變形獲得鎖模力的, 開模時, 當肘桿轉出自鎖范圍時, 肘桿合模機構的系統變形力回復, 快速反推移模油缸, 造成機械和液壓沖擊。

雖然液壓肘桿式合模機構具有以上缺點,但其仍以其節能,抗漲模等優異的特能占據著目前主流的注塑機市場。在注塑機合模機構的三大類型中,肘桿式合模機構是應用最為廣泛的一種結構形式,但其機構的設計也最為復雜。并且設計的好壞將很大程度上影響的合模系統的性能。一個好的肘桿機構應該具有高移模速度、平穩的速度變換和合適的放大比,如圖所示,這些要求都與機構的幾何尺寸有著密切的關系。對該機構進行運動和力學分析我們不難得出以下幾點:

(1)Hc,Hd關系到機板的尺寸及受力狀況,其值選取較小時,對機板重量及受力是有利的,但是卻難以得出較優的運動曲線(平穩的速度變換);反之,取值較大時,不利于機板的經濟性。

(2)臨界角(α0)取大值時,影響系統剛性;取值過小,會使操作者調整困難。

(3)速度比與力的放大比的目標追求;追求速度比時,可獲得較大的模板行程和較快的移模速度并使合模機構的軸向尺寸有效縮短,適用中小型機;追求力的放大比時,可用較小的油缸推力獲得較大的合模力,但機構的軸向尺寸會加長,一般適用中大型機。

綜上可知,我們想在各個參數上都獲得最優解實際上是不可能的,它們之間是存在著矛盾或相互制約的關系。因此,如何進行參數的選擇和各性能間的協調,使我們進行肘桿機構設計的首要問題。

三、電動式 

電動式合模機構指用電機作動力源來驅動模版移動而實現合模、鎖模的合模機構。目前,較流行的是全電動肘桿式即所謂電動機械式合模機構。全電動肘桿式合模機構使用伺服電機配以滾珠絲杠、同步帶等元件替代液壓系統驅動曲肘連桿機構來實現模具的啟閉和鎖緊,整個裝置的調模、頂出均采用伺服電機來執行的合模機構。具有節能、控制精度和重復精度高、效率高和環保清潔等優點。但不足的是滾珠絲桿會帶來新的問題: 

(1)滾珠絲桿的磨損會導致精度下降; 

(2)對制造、裝配的要求較高,若兩者的精度不夠,則會在滾珠絲杠上出現附加的徑向力,從而加速滾珠絲杠的磨損; 

(3)當成型面積較大時,如果在肘桿未完全撐直時就開始注射,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,在目前注塑機技術條件下,市場普及度較低。


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