專利名稱：曲肘合模裝置注射機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種曲肘式合模裝置注射機(jī)，特別是一種負(fù)后角雙曲肘式合模裝置注射機(jī)，它屬于橡膠類加工設(shè)備。
一般橡膠類注射成型機(jī)由曲肘式合模裝置1底座2，可前進(jìn)或后退的注射機(jī)3構(gòu)成。(見


圖1)曲肘式合模裝置1的主要作用是啟閉和夾緊模具，它的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。當(dāng)需要合模時(shí)，首先向移模油缸10中通入壓力油，使活塞桿8帶動(dòng)十字頭7自左向右推進(jìn)，進(jìn)而使中間桿13驅(qū)動(dòng)由DBE三點(diǎn)構(gòu)成的剛性三角形的后桿12繞鉸接點(diǎn)D逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直至使與后桿12E點(diǎn)鉸接的前桿14向外擴(kuò)展，并推動(dòng)與前桿14鉸接的動(dòng)模板6沿套裝在動(dòng)模板6四角上的四根拉桿15自左向右平行移動(dòng)，直至最終將模具5夾緊，在模具5合緊時(shí)，后桿12與前桿14呈直線排列。前固定模板4和后固定桿模板9的四角通過(guò)鎖母11與四根拉桿15的兩端固定，剛性三角形后桿12由合模初始位置Ⅰ移至合模終止位置Ⅱ，開模過(guò)程正好與合模過(guò)程相反，即剛性三角形后桿12由Ⅱ位置順時(shí)針轉(zhuǎn)至Ⅰ位置。(見圖2)。
圖2中各角及標(biāo)號(hào)含義及范圍如下α－擺角0≤α≤120°θ－斜排角θ為3－5°αmax－最大擺角。
e－D點(diǎn)對(duì)A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軸線距離。
φ－中間桿AB與水平線交角，稱推力角。
φ0－閉模始點(diǎn)時(shí)推力角。
φmax－閉模終點(diǎn)時(shí)推力角，φmax為80－90°。
ψ－合模起始運(yùn)動(dòng)角ψ∠150°So－油缸行程。
Sm－模板行程。
在注射機(jī)合模裝置的設(shè)計(jì)中，總希望它有較大力的放大作用，以實(shí)現(xiàn)用較小的油缸推力而得到較大的合模力，這樣不僅使合模裝置結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小而重量輕，還可以使較低的油壓而獲得較大的油缸推力，使油壓系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)更節(jié)能。其次還希望用相同的油缸行程So獲得較大的模板行程Sm。第三希望動(dòng)模板6在運(yùn)動(dòng)中有較好的運(yùn)動(dòng)特性，即實(shí)現(xiàn)慢、快、慢的自然變速開閉模過(guò)程，以減少開閉模終了時(shí)的沖擊和振動(dòng)。第四希望有較短的軸向尺寸，以減少機(jī)器重量和占地面積。但圖2所示的現(xiàn)有雙曲肘式合模裝置在以上四點(diǎn)上難以取得較好的統(tǒng)一。特別是裝置的力的放大特性和運(yùn)動(dòng)特性較難得到較好的效果。這可從合模裝置力的理論放大比M的公式(1)和行程比W的公式(2)及推動(dòng)角φ的計(jì)算式(3)中明顯看出，(由于W的(2)式太繁，故只給出該式影響因素較大的前半部分，以上各式均由華南理工大學(xué)和北京化工學(xué)院合編統(tǒng)編教材“塑料機(jī)械設(shè)計(jì)”一書中查到)。
M＝ (DB)/(DE) (Sin(α＋γ＋θ＋φ))/(Sin(α－θ－β)) (Cosβ)/(Cosφ) (1)W＝ (Sm)/(So) ＝ ((DE－EC)Cosθ－DECos(αmax＋θ))/(DBCos(γ＋θ)－Cos(αmax＋γ＋θ)) (2)φ＝Sin (e－DBSin(α＋γ＋θ))/(AB) (3)
由于以上各式中各角度值一般均是給定的，而各段桿長(zhǎng)及各邊長(zhǎng)度則成為設(shè)計(jì)的主要變量，考慮到機(jī)器總長(zhǎng)不能過(guò)長(zhǎng)和模板尺寸的限制，因此DE及EC長(zhǎng)度受到制約，故只剩下后桿12的DB邊長(zhǎng)度問(wèn)題，從式(1)可以看出，當(dāng)DB加長(zhǎng)后，M值增加，這是好的，但從式(2)又看出當(dāng)DB長(zhǎng)度增加后，So值變大，行程比W又下降導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)特性的變差又是不好的，因此(1)式和(2)式是相互矛盾的，較難達(dá)到都好的效果。另外從式(3)看出，由于γ角是以正值代入(3)式的，使得油缸最大推力時(shí)的φ角度減小，再由式(1)可知，由于φ角變小，式中分母項(xiàng)Cosφ變大，而分子項(xiàng)Sin(α－γ－θ＋φ)又變小，故使M減小是不好的。
在圖2中我們是以鉸接點(diǎn)D點(diǎn)為軸心，以DE邊為橫坐標(biāo)X，并設(shè)定以擺角α開模運(yùn)動(dòng)時(shí)象限為第一象限，因此處于DE邊內(nèi)側(cè)的后角γ為正值，若后角γ位于DE邊的外側(cè)則為負(fù)后角－γ，因此圖2所示合模裝置也稱作正后角雙曲肘合模裝置。
本實(shí)用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺點(diǎn)和不足，而提供一種力的放大比M和行程比W均較大而速度特性又好的負(fù)后角雙曲肘合模裝置注射機(jī)。
本實(shí)用新型的基本原理是把三角形后桿反向180°，并使延長(zhǎng)的中間桿AB與三角形后桿的鉸接點(diǎn)B位于三角形后桿最長(zhǎng)邊DE的外側(cè)，使后角γ原在DE邊的內(nèi)側(cè)正后角改變?yōu)樵贒E邊外側(cè)的負(fù)后角。
圖1是正后角曲肘合模裝置注射機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖圖2是
圖1合模裝置部分簡(jiǎn)化后的原理圖圖3是本新型負(fù)后角曲肘式合模裝置部分的簡(jiǎn)化的原理圖圖4是
圖1所示注射機(jī)合模裝置油缸作功圖圖5是圖3所示注射機(jī)合模裝置油缸作功圖圖6是
圖1所示注射機(jī)合模裝置速度特性曲線圖7是圖3所示注射機(jī)合模裝置速度特性曲線下面將結(jié)合附圖3至7對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行描述本實(shí)用新型的主要特點(diǎn)是把原三角形后桿反向180度構(gòu)成性能不同的新三角形后桿16，見圖3，由于三角形后桿16與延長(zhǎng)后的中間桿17的鉸接點(diǎn)B位于三角形后桿16最長(zhǎng)邊DE的外側(cè)，所以以鉸接D為軸心，DE邊為橫坐標(biāo)的坐標(biāo)系的外側(cè)后角γ為負(fù)值，即－γ、中間桿17的長(zhǎng)度應(yīng)使三角形的后桿16的最長(zhǎng)邊DE與其斜邊DB間夾角γ保證在－5至－20度范圍內(nèi)。(見圖3)三角形后桿16與中間桿17的鉸接點(diǎn)B處于DE邊的運(yùn)動(dòng)方向的外側(cè)、后角γ位于以DE為模坐標(biāo)軸、以擺角α為起始點(diǎn)的第四象限內(nèi)，γ值最好在－5至－10度范圍內(nèi)選取。
這樣的一種新設(shè)計(jì)不僅從理論上使力的放大比M增加，而又使合模裝置保持較大行程比W和較好運(yùn)動(dòng)特性，即用較小油缸或較低油壓而獲得較大的合模力，這個(gè)結(jié)果可由前邊的分析即式(1)至式(3)中看出，因?yàn)棣媒且载?fù)值代入(3)式后，(3)式分子項(xiàng)中的Sin(α＋γ＋θ)值變小，故分子變大，雖分母中于中間桿18長(zhǎng)度的變長(zhǎng)，使式中分母也變大，但分子項(xiàng)變大量要比AB變大量大許多，因而最后結(jié)果是使φ角變大。再由式(1)可知，如將較大的φ角值和負(fù)后角(－γ)值代入(1)式則可使其分子項(xiàng)增大，而分母項(xiàng)同時(shí)減小，故可得到最大的力的放大比。另外以(2)式可知，由于新結(jié)構(gòu)的各變化量與W中各參量關(guān)系不大，因?yàn)?2)式的分子項(xiàng)與中間桿長(zhǎng)度AB、φ、(－γ)無(wú)關(guān)，而分母項(xiàng)中雖有γ角影響，但影響很小，因此，可使行程比基本保持不變，仍保持著原有的較大的模板行程Sm。此外從圖3可看出，如各自的起始運(yùn)動(dòng)條件都相同，即起始運(yùn)動(dòng)角ψ相同，該負(fù)后角的合模裝置則可通過(guò)增大αmax值，使圖3中a點(diǎn)向左移至a′處，因而可使模板C點(diǎn)也左移到C′處，而使模板行程Sm有所增加，使得模具有更大的開距和換裝空間。我們還可通過(guò)圖6和圖7兩個(gè)運(yùn)動(dòng)特性曲線明顯看出本實(shí)用新型較現(xiàn)有技術(shù)有較大的優(yōu)越性，圖6圖7中的縱坐標(biāo)表示速度v，橫坐標(biāo)表示模板6的行程，圖6是現(xiàn)有正后角雙曲肘合模裝置運(yùn)動(dòng)特性圖，由圖6可看出其行程的中段的速度比圖7本負(fù)后角雙曲肘合模裝置速度慢，因而本新型較現(xiàn)有合模裝置注射機(jī)有更高的運(yùn)動(dòng)速度和較高的生產(chǎn)效率。而圖6運(yùn)動(dòng)終了時(shí)速度曲線處于上升趨勢(shì)，這說(shuō)明閉模時(shí)有慣性沖擊和振動(dòng)，而圖7越接近運(yùn)動(dòng)終了時(shí)速度越慢，因而更符合慢、快、慢的運(yùn)動(dòng)特性，這是由于在相同行程比條件下，負(fù)后角合模裝置起始運(yùn)動(dòng)角ψ較小，而起始推力較大的原因。(見圖3)。
從上述分析結(jié)果中我們知道通過(guò)變成負(fù)后角合模裝置以后，裝置有最大力的放大比M，這個(gè)結(jié)論可從實(shí)測(cè)的油缸作功曲線圖4和圖5更明顯看出，圖4和圖5的橫坐標(biāo)表示油缸行程So縱坐標(biāo)表示所需油缸推力，其所圍曲線面積就是其作功圖。從圖5本負(fù)后角合模裝置與圖4現(xiàn)有正負(fù)后角合模裝置作功圖相比更省力，而更節(jié)能，即可用較小的油缸直徑或較低的油壓獲得較大的油缸推力。這樣可使油缸尺寸減小、油壓系統(tǒng)簡(jiǎn)化，使能耗最低而效果顯著。
這些結(jié)果可以從本負(fù)后角合模裝置和現(xiàn)有正后角合模裝置各實(shí)測(cè)對(duì)比數(shù)據(jù)中得到更充分驗(yàn)證。見下表
從表中可看出在相同注射量、合模力及模板行程的前提下，本負(fù)后角合模裝置注射機(jī)力的放大比M較現(xiàn)有同規(guī)格機(jī)臺(tái)大許多，因而達(dá)到相同的合模力1000KN情況下油缸總推力可減小1／3左右，這也意味著油缸尺寸、油壓可有較大的減小和降低。而本新型的起始力大可使開模容易而開模后速度增加。開模最終速度小則可使閉模終了時(shí)無(wú)慣性沖擊而運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn)。所以說(shuō)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、曲線與前面的理論分析是完全吻合的，這說(shuō)明了本負(fù)后角雙曲肘合模裝置注射機(jī)較現(xiàn)有正后角合模裝置注射機(jī)在各方面均有較大改善和提高，是一種可節(jié)能30％以上的高速、高效的新型注射機(jī)。
權(quán)利要求1.一種雙曲肘合模裝置注射機(jī)，它由底座、安裝于底座上的曲肘式合模裝置和注射機(jī)構(gòu)組成，曲肘式合模裝置又由油缸及與活塞桿鉸接的十字頭和與十字頭連接的并與前桿鉸接的剛性三角形后桿組成，三角形后桿及前桿又分別與靠拉桿及鎖母固定的后固定模板和前固定模板連接，動(dòng)模板套裝于4根拉桿之上，其特征在于三角形的后桿反向180°與延長(zhǎng)后的中間桿鉸接，其鉸接點(diǎn)B位于三角形后桿最長(zhǎng)邊DE的外側(cè)，三角形后桿最長(zhǎng)邊DE與其斜邊DB間夾角γ處于以鉸接點(diǎn)D為軸心、DE長(zhǎng)邊為橫坐標(biāo)的外側(cè)第四象限內(nèi)呈負(fù)角。
2.按照權(quán)利要求1所述的雙曲肘合模裝置注射機(jī)，其特征在于中間桿的長(zhǎng)度應(yīng)使與中間桿鉸接的三角形后桿最長(zhǎng)邊DE與后固定模板鉸接的斜邊DB間夾角γ處于－(5－20)°之間，最好γ在－(5－20)°之間選取。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種負(fù)后角曲肘式合模裝置注射機(jī)，其原理是將現(xiàn)有注射機(jī)合模裝置的三角形的后桿反向180°，使中間桿與后桿的鉸接點(diǎn)位于后桿最長(zhǎng)邊的外側(cè)，這樣不僅使合模裝置力的放大比有較大提高，同時(shí)其運(yùn)動(dòng)特性也有較大的改善，即用減小的油缸直徑或較低的油壓而獲得較大的合模力，是一種可節(jié)能30％以上的，速度快而平穩(wěn)的負(fù)后角曲肘式合模裝置注射成型機(jī)。
文檔編號(hào)B29C45/67GK2063873SQ9020058
公開日1990年10月17日 申請(qǐng)日期1990年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月20日
發(fā)明者楊兆福, 王克堅(jiān) 申請(qǐng)人:北京化工學(xué)院