CN1003116B - 肘杆式合模装置 - Google Patents

Abstract

一种用于压力机、塑料注射成型机和压铸机的肘杆式合模装置，其特征在于一组肘杆机构通过导向装置与锁紧油缸连接构成一个独立的锁紧单元，一个或几个锁紧单元组成锁紧装置。各锁紧单元各自独立，彼此不用传统的十字头连接，减少了磨损，避免了合模中的卡死现象，方便加工和装配。在相同合模力及合模行程下，具有长度短、重量轻等优点。另外，具有二个活塞的移模油缸，不但可移模，还用于调模及发泡制品的二次开模。

Description

肘杆式合模装置

本发明涉及压力机、塑料注射成型机和压铸机的合模装置。

众所周知，传统的单曲肘合模装置虽然结构比较简单，但运动不平稳，磨损严重，模板行程和锁模力受到限制。传统的双曲肘合模装置使用两组肘杆机构，肘杆机构之间用十字头连接。十字头由锁模驱动器驱动，并在两根导柱上滑动，在工作过程中，为了避免卡死，肘杆机构和十字头必须高精度加工和装配。由于上述传统装置的锁模驱动器将力作用于十字头，十字头通过肘杆将力放大后传递到动模板上，所以在运动过程中，特别在开模极限位置或前连杆接近垂直位置时，磨损十分严重，会导致机械性能下降，传统的双曲肘合模装置锁模油缸与十字头连接，突出在整机后部，使整机长度增加。为了使锁模油缸既能快速推动十字头并能产生较大的合模力，因此油缸内径较大，所需液压油也较多，这样既增加液压元件，又多耗能量，并且传统的肘杆合模装置需要专门的调模机构。调模费时费力。比较麻烦。

美国专利US4276013公开了一种经过改进的肘杆式合模装置。该装置的合模动作分别由两种油缸驱动，由于这两种油缸都装在机器内部，从而减少了整机长度，相对增大了起程，并可低压锁模，保护模具，但该专利仍未解决肘杆机构十字头加工困难，调模不方便的问题。并且，由于十字头上既要装肘杆，又要装锁紧油缸，又要与移模油缸作耦合运动，这就增加了十字头加工和装配的难度。如果加工、装配精度不高，或者由于磨损造成精度下降，必然影响两组肘杆的同步运动，导致卡死现象。此外，由于锁紧油缸的活塞杆固定在定模板的中心位置，该处通常是安装顶出装置的，这就增加了顶出装置安装的难度，而且后连杆既受到安装在机器中心的活塞杆的限制，又受到模板高度的限制，后连杆的长度不得不减短，从而减少合模行程，如果后连杆长度不变，则必须加大后定模板的高度。已有技术的另一个缺点是肘杆作用于动模板的力的作用点远离机器中轴线，为了减少动模板变形，必须增加动模板厚度。在开模过程中为了避免顶出装置与十字头相碰撞，不得不增加动模板上安装前连杆的轴承座的高度，从而增大机器的长度。此外，尽管开模时十字头后退行程较大，即后连杆可向后转较大角度，但必须增加后定模板上安装后连杆的轴承座的高度，致使机器长度增加，这一方面抵消了增加开模行程带来的好处，另一方面使机器刚性下降，制造难度也增加。

本发明的目的是克服上述已有技术的不足之处，提供一种制造方便，调模简单的肘杆式合模装置。

本发明的装置包括：前后两块定模板及一块动模板安装在几根平行拉杆上，一对剖分模具分别装在动模板和前定模板上。移模油缸装在动模板和后定模板之间（或装在动模板和前定模板之间），它推动动模板移向或移离前定模板作合模或开模运动。其特征在于：一组肘杆机构通过导向装置与锁紧油缸连接构成一个独立的锁紧单元，一个或几个锁紧单元组成整个锁紧装置，装在动模板和后定模板之间，每个锁紧单元各自独立，彼此不再用传统的十字头连接，其布置方式可排成多边形，每边代表一个锁紧单元。合模动作分两步进行，首先，移模油缸推动动模板向前定模板靠拢，同时带动肘杆机构使前后连杆拉成近似直线，在此过程中，锁紧油缸两端接零位油路，锁紧活塞在油缸内浮动。接着，锁紧油缸起锁紧作用的工作腔接通压力油路，锁紧活塞（或油缸）通过导向装置推动短连杆将前后连杆撑成一直线，或近似直线。由于肘杆机构等产生的变形，形成最终合模力。本申请的导向装置用二根拉杆（或导向杆）及一块导向板组成。导向板是一条形部件，两端各有一套筒轴承，分别套装在拉杆上。导向板既与锁紧油缸的活塞杆固定连接，又与一组肘杆机构中的短连杆铰接，并在拉杆上导向滑动。也可以采用其它形式的导向装置，但应使导向装置与短连杆铰接点的运动轨迹平行于机器中轴线。本申请的锁紧单元中的肘杆机构可采用常用的三连杆五铰点、三连杆四铰点或采用短连杆铰接在前连杆上的三连杆五铰点等。本申请的移模油缸中的活塞杆装有一个固定活塞和一个浮动活塞，固定活塞与活塞杆一端连接，装在靠近密闭缸底一端，主要用于移模。浮动活塞套装在活塞杆上，并在靠近缸盖一端的油缸中浮动，所述的移模油缸除了缸底一端和缸盖一端有进出油口外，在两个活塞之间，在浮动活塞的运动极限位置前方附近设置另一进出油口。当缸底和缸盖两端分别接通压力油路而另一进出油口接零位油路时，应使作用在浮动活塞靠近缸盖一端的推力大于作用在固定活塞靠近密闭缸底一端的推力。为此，浮动活塞与固定活塞工作面的面积差应根据油缸两端油路工作压力决定。例如，本申请的一个实施例，固定活塞与浮动活塞均安装在一个有两段不同直径内腔的缸体内，固定活塞装在密闭缸底一端，直径较小，浮动活塞装在活塞杆伸出的缸盖一端，直径较大，其面积差应保证在相同油压下，作用在浮动活塞靠近缸盖一端的推力大于固定活塞靠近缸底一端的作用力。如果使用均一直径的油缸，即浮动活塞与固定活塞外径相同，应使接通靠近活塞杆伸出缸盖一端的压力油路的压力大于靠近缸底一端的压力。以保证当两端同时进高压油时，浮动活塞可推动固定活塞。在缸盖一端设有一个调节装置，利用一个移距机构与浮动活塞连接起来，使活塞相对于缸盖的浮动行程可精确设定。在本申请的一个实施例中，浮动活塞上的外伸空心轴（即套筒，可与浮动活塞做成一体，也可分成二体）伸出缸盖，伸出部分有螺纹。套筒与一微调螺母就组成一个移距机构。套筒与浮动活塞成一体在活塞杆上浮动，本申请的微调螺母与套筒外表面螺纹连接，旋转微调螺母可使它与浮动活塞的距离改变，用一位置检测装置（可装在移模油缸或微调螺母上）检测上述距离变化，以精确控制浮动活塞的行程。通过浮动活塞行程的变化可控制固定活塞在合模终了阶段的位置，从而调节锁模力。还可用以进行调模，也可用于某些发泡制品的二次开模，以便排气。

下面结合附图对本申请的实施例进行详细描述。

图1是具有二个锁紧单元的肘杆式合模装置主视图。

图2是该装置在开模状态时的示意图。

图3是该装置在模具已经闭合，但锁紧装置尚未发挥作用时的示意图。

图4是该装置在锁紧装置发挥作用并将模具锁紧的示意图。

图5是图3沿5-5平面的剖视图。

图6是图2沿6-6平面的剖视图。

图7、图8分别是图6在调模过程中不同状态的剖视图。

本实施例为二个锁紧单元，其中二组肘杆机构为三连杆五铰点外翻式，即开模时后连杆绕动模板离机器中轴线向外转动。锁紧单元的使用数目，布置方式，各组肘杆机构使用连杆数量及肘杆机构的翻转方向均可根据实际需要进行选择。

参阅图1、图2，前定模板1，后定模板2及动模板4安装在四根平行拉杆3上，动模板4可沿拉杆3在前定模板1与后定模板2之间滑动。动模板4与后定模板2之间装有锁紧装置。本实施例的锁紧装置由二个锁紧单元组成，每个锁紧单元由一个锁紧油缸14（包括活塞15，活塞杆16）和一块导向板5及一组肘杆机构组成。肘杆机构包括：后连杆6通过销轴7与后定模板2上的凸出部分（即轴承座2a）相铰连，并通过销轴8与前连杆9铰连，前连杆9通过销轴10与动模板4上的凸出部分（即轴承座4a）铰连，短连杆11通过销轴12与导向板5铰连，并通过销轴13与后连杆6铰连，导向板5在二根拉杆3上滑动。锁紧油缸缸体14安装在动模板4上，活塞15与活塞杆16连接，活塞杆16与导向板5连接。移模油缸安装在动模板与后定模板之间，参阅图6，移模油缸缸体17安装在后定模板2上，固定活塞18与活塞杆19连接，活塞杆19与动模板4连接，浮动活塞20套装在活塞杆19上，并可在上面滑动。微调螺母21装在浮动活塞20的外伸空心轴（即套筒20b）上，一对剖分模具的一半22装在前定模板1上，另一半23装在动模板4上。参阅图5，对称布置了二个锁紧单元和一个移模油缸，对运动平稳性要求较高时，可采用两个对称布置的移模油缸。如果机器的合模力较大，当短连杆运动到合模极限位置的某一点，作用短连杆11上的反作用力较大，可能会使拉杆3产生较大弯曲变形，为了防止这种变形，可在导向板5合模极限位置前方附近，再设置左、右两根撑杆，分别将上下两根拉杆浮动或固定连接起来，使上下拉杆上所受方向相反的力彼此抵消。

合模过程：参阅图2、图3、图4、图6，本申请包括两种不同功能的油缸，它们依次先后发挥作用，当机器处于图2状态时，移模油缸进出油口17a进高压油，活塞18及活塞杆19推动动模板4带动肘杆机构一起向右运动，此时，锁紧油缸两端接零位油路，活塞15在锁紧油缸缸体14内滑动。当机器处于图3状态，即模具开始闭合，但尚未锁紧时，锁紧油缸有杆腔进高压油，推动活塞15，将短连杆11绕销轴13向前定模板1方向转动，并带动前后连杆撑成直线，或近似一直线。此时，机器从图3状态向图4状态过渡，肘杆机构变形产生最终锁模力，将模具合紧。开模过程则与上述合模过程相反，先使锁紧油缸无杆腔进高压油，模具略打开后，即迅速转换为移模油缸进出油口17c进高压油，推动动模板4到开模极限位置，此过程锁紧油缸两端接零位油路。

调模过程：使浮动活塞处于图6状态，然后旋转微调螺母，使移模油缸17e与微调螺母21a的距离等于所需锁模力下对应连杆、拉杆的综合变形量及制造误差的总和。然后，移模油缸进出油口17a进高压油，推动动模板4至闭模状态后，用紧固装置将动模板4固定（如果动模板4运动到闭模极限位置时，仍不能使模具闭合，应先将后定模板2前移一距离后固定下来，以便动模板4能将模具完全闭合为准）。然后松开后定模板2与各拉杆的固定装置。移模油缸进出油口17a和17d同时进高压油，由于固定活塞及动模板已被固定，故压力油推动移模油缸17并带动后定模板2向左方向运动。当浮动活塞20a碰到固定活塞18b而移模油缸17不再运动时，后定模板2停止运动，将后定模板2与拉杆3用固定装置固定，松开动模板4的紧固装置，油缸进出油口17d接零位油路，调模结束。

发泡制品的二次开模过程：模具合紧及含有发泡剂的塑料制品注射进模腔后，锁紧油缸两端接零位油路，移模油缸进出油口17d接高压油，进出油口17a接零位油，可将模具略微打开，然后转换为进出油口17d接零位油，进出油口17a接高压油，将模具合紧，此过程可多次重复。

综上所述，本申请有下列效果和优点：

1.由于动模板在开合运动的主要行程中，它的运动由移模油缸推动，肘杆机构是被动模板拖着运动的，动模板在拉杆上滑动并导向，这时，各锁紧油缸的两端进出口均接零位油，锁紧油缸对肘杆不施加作用力，故不存在各锁紧油缸的不同步问题，当移模到位，锁紧油缸发挥作用时，由于锁紧油缸的活塞推动肘杆机构运动距离很短，故即使有些不同步，但对最终形成锁模力影响不大。（如果使用多个移模油缸或多个锁紧油缸，为保证各油缸的协调运动，可将各油缸的进油口与进油口联接，出油口与出油口联接）。因此，各锁紧单元实际上是各自独立的，彼此不用传统的十字头连接，便于加工和装配。

2.在肘杆机构被动模板拖着运动阶段，即使各组肘杆机构间有一定误差，也不会影响动模板的运动，而到了锁紧阶段，各组肘杆机构的误差，最多只是略微改变各锁紧单元中锁紧活塞的位置及各锁紧单元施加到动模板上的作用力，这可通过分别控制各锁紧油缸的工作压力得到协调，克服了传统肘杆合模装置一定的误差会使十字头在运动过程中卡死，或产生很大的磨损，或达不到预定锁模力的缺点。

3.本发明的锁紧单元是各自独立的，可根据实际需要选用一个、二个或多个锁紧单元，组合成具有不同锁模力的合模装置，有利于机械零件的通用化，特别是可将多个锁紧单元用于要求大锁模力，但不需大开模行程的制品加工。此外，各锁紧单元的布置方式可根据需要选用最佳布置方式，以使肘杆机构产生的锁模力的作用点尽量接近合模反力作用点，有利于改善动模板的受力状况，以减少动模板的厚度。这对于加工某些特殊制品尤为重要。如加工汽车保险杠这类长条状制品，可采用三个锁紧单元，一线排列。对于一些合模反力作用点分布不均衡的模具，则可采用相应的排列，如可排成、等多边形式（其中每一条边代表一个锁紧单元）。而且，各锁紧单元的前后连杆可选用最合理的翻转方向，使后连杆的长度不受后模板面积的限制，可充分利用前后连杆的长度，使之获得最大的合模行程。由此可见，使用本申请可在保证相同合模行程前提下，减小机器的体积和重量。

4.本申请给顶出装置腾出了空间，动模板，后定模板上的轴承座高度也可减小，从而有利于缩短整机长度、提高机器刚性、减轻重量。

5.本申请的各锁紧油缸如果使用各自的油压系统控制工作压力，可改变动模板上各作用点的受力，达到控制动模板变形，改善制品质量的目的。

6.利用本申请的移模油缸中的浮动活塞，调模和调整合模力时操作简便，节省时间，克服已有技术调模困难的问题，还适用于发泡、排气等特殊需要的多次开模。

Claims (5)

1、一种用于压力机、塑料注射成型机和压铸机等的肘杆式合膜装置，该装置包括前后两块定模板及一块动模板安装在几根平行拉杆上，一个或几个移模油缸装在动模板和后定模板之间（或动模板与前定模板之间），推动动模板移向或移离前定模板，一对剖分模具分别装在动模板和前定模板上，在后定模板与动模板之间装配着肘杆机构，锁紧油缸通过肘杆机构使动模板与前定模板锁紧在一起，其特征在于一组肘杆机构通过导向装置与锁紧油缸连接构成一个独立的锁紧单元，一个或几个锁紧单元组成锁紧装置，装在动模板与后模板之间，每个锁紧单元各自独立，移模油缸中的活塞杆上装有一个固定活塞和一个浮动活塞。

2、根据权利要求1所述的肘杆式合模装置，其特征在于所述的导向装置既与锁紧油缸的活塞杆固定连接，又与一组肘杆机构中的短连杆铰连，短连杆可以绕导向装置转动，导向装置与短连杆的铰接点的运动轨迹平行于机器中轴线。

3、根据权利要求1所述的肘杆式合模装置，其特征在于移模油缸中的固定活塞与活塞杆一端连接，装在靠近密闭缸的一端，浮动活塞套装在活塞杆上，并在靠近缸盖一端的油缸中浮动，所述的移模油缸除了缸底一端和缸盖一端有进出油口外，在两个活塞之间，在浮动活塞的运动极限位置前方附近设置另一进出油口，一个调节装置与浮动活塞连接。

4、根据权利要求1、3所述的肘杆式合模装置，其特征在于在移模油缸缸盖一端设有一个调节装置，即利用一个使活塞相对于缸盖的浮动行程可以精确设定的移距机构与浮动活塞连接起来。

5、根据权利要求1、2所述的肘杆式合模装置，其特征在于所述的锁紧油缸的一端与动模板连接，活塞杆的伸出端与导向板连接。

Images