CN100586695C - 双传动功能电动式注射成型系统及其成型方法 - Google Patents

双传动功能电动式注射成型系统及其成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种双传动功能电动式注射成型系统，包括一电动双传动功能装置、一塑化装置、一注射机构、一射台移动压合装置、一导向机架和一底座；所述电动双传动功能装置与塑化装置和注射机构连接，所述导向机架与电动双传动功能装置和注射机构连接，所述电动双传动功能装置、塑化装置、注射机构、射台移动压合装置和导向机架安装在整体的底座上；本发明同时提供一种由上述系统实现的双传动功能电动式注射成型方法。本发明明显简化了现有电动注射成型机的结构，不但使设备结构紧凑，而且降低造价、节省材料、降低能耗、降低运行成本，同时提高了设备的可靠性，易于推广应用，具有明显的社会效益和经济效益。

Description

双传动功能电动式注射成型系统及其成型方法
技术领域
本发明涉及注射成型机，特别涉及一种塑料、橡胶等高分子材料电动式注射成型机，具体地说是同一套电机-减速箱传动装置可同时实现塑化传动功能和注射传动功能的双传动功能电动式注射成型系统及其成型方法。
背景技术
长期以来，高分子材料注射成型机一般采用液压技术，即塑化、注射和合模等均采用液压传动。近年来，电动式注射成型机(即采用电动代替传统的液压传动)发展相当迅速。与液压式注射成型机比，电动式注射成型机具有对注射压力和速度等的控制精度较高、响应较快，能耗和噪音较低等优点。但现有电动式注射成型机的结构基本上是塑化操作和注射操作均分别单独采用一套电动式传动装置，而且一般采用同步带传动(见图1)。这种电动式注射成型机主要存在如下的缺点：(1)塑化操作和注射操作均需单独的传动装置，使结构庞大和复杂，增加制造成本；(2)采用同步带传动，不但结构庞大，增加制造成本，而且会影响精度等；(3)电机频繁启停会导致其发热，影响其使用寿命，使压力不易稳定，滚珠丝杆不断启停会使其承受冲击力而加速磨损。
发明内容
本发明在于克服现有电动式注射成型机塑化和注射操作需要两套传动装置，即一套电机-减速传动装置实现塑化功能、另一套电机-减速传动装置实现注射功能，而且要采用同步带传动尤其是电机和滚珠丝杆要频繁启停的缺点，提供一种采用一套电机-减速箱传动装置可同时实现塑化传动功能和注射传动功能的双传动功能电动式注射成型系统。
本发明的另一目的在于提供一种由上述系统实现的双传动功能电动式注射成型方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种双传动功能电动式注射成型系统，包括一电动双传动功能装置、一塑化装置、一注射机构、一射台移动压合装置、一导向机架和一底座；所述电动双传动功能装置与塑化装置和注射机构连接，所述导向机架与电动双传动功能装置和注射机构连接，将所述的电动双传动功能装置、塑化装置、注射机构、射台移动压合装置和导向机架安装在整体的底座上，构成一种双传动功能的电动式注射成型系统。
优选地，所述电动双传动功能装置包括电机、减速箱、塑化用电磁离合器、注射用电磁离合器、主轴、螺杆轴套和顶杆；减速箱的输入轴与电机联接；减速箱输出轴一端与塑化用电磁离合器的定端联接，塑化用电磁离合器的动端通过键与螺杆轴套联接；减速箱输出轴另一端与注射用电磁离合器的定端联接，注射用电磁离合器的动端与注射机构的滚珠丝杆的螺母的端面联接。
优选地，所述塑化装置包括螺杆、机筒、喷嘴和联接法兰；将联接法兰安装在联接电动双传动功能装置的减速箱箱体的连接盘端面，塑化装置的螺杆穿过安装在塑化用电磁离合器动端的螺杆轴套中，带有导键的螺杆尾部可在螺杆轴套上做前后移动。在塑化用电磁离合器和注射用电磁离合器的合或离的工作状态配合下，可对螺杆分别产生旋转以使物料塑化并同步后退的工作状态和在注射机构滚珠丝杆的推动下进行注射的工作状态。
优选地，所述注射机构包括滚珠丝杆及其螺母、轴套和轴承座；将滚珠丝杆的螺母通过轴套和轴承座与导向机架相连，滚珠丝杆穿过螺母伸入注射用电磁离合器，在注射用电磁离合器离或合的工作状态下，可使滚珠丝杆分别产生无自锁的后退工作状态和产生前推的注射工作状态。
优选地，所述导向机架由左机架、右机架、前导柱和后导柱构成一个封闭的结构，采用联接套筒把电动双传动功能装置的减速箱与注射机构联成一体并安装在导向机架的前、后导柱上，使电动双传动功能装置能自如地在导向机架上做前后移动，为了提高装置前后移动的平稳性，在电动双传动功能装置的减速箱底部的前后侧设置有滚动直线导轨的支座。
优选地，将射台移动压合装置安装在导向机架的左机架和滚动直线导轨的支座板上；所述射台移动压合装置包括带减速箱的电机、滚珠丝杆及其螺母、轴承箱和测力箱；滚珠丝杆上带联接键的尾部穿入轴承箱的联轴套上；滚珠丝杆的螺母安装在测力箱体内，在螺母的左侧安装有弹簧，弹簧与测力传感器接触，在螺母外表面设有导向滑键，它既能实现螺母在工作过程中产生向前压紧作用，又能避免螺母转动。
一种由上述系统实现的双传动功能电动式注射成型方法，包括下述步骤：(1)启动射台移动压合装置的电机，带动塑化装置向模具方向移动，使喷嘴贴紧模具；(2)启动电动双传动功能装置的电机，使塑化用电磁离合器得电，带动螺杆转动并做同步后退运动，完成塑化过程；(3)注射用电磁离合器得电，注射机构的滚珠丝杆往前做轴向推进，使螺杆轴向推进而产生注射动作，之后注射用电磁离合器失电，注射过程结束。
所述步骤(1)具体可为：当电动双传动功能装置处于起始位置时，塑化装置的螺杆的头部处于机筒最前端，注射机构的滚珠丝杆退至最右端的极限位置，顶杆顶住螺杆的尾端，此时塑化用电磁离合器和注射用电磁离合器均处在失电状态；启动射台移动压合装置的电机，带动塑化装置向模具方向移动，使塑化装置的喷嘴贴紧模具，在压合力逐渐增大至设定的吨位时，射台移动压合装置的电机停止转动，压合过程结束。
所述步骤(2)具体可为：压合过程结束时，启动电动双传动功能装置的电机，使塑化用电磁离合器得电，电动双传动功能装置的主轴转动带动塑化用电磁离合器的定端和动端同步转动，进而通过螺杆轴套产生转动带动螺杆转动，在螺杆转动下物料不断往前输送并被塑化，此时机筒前端的压力逐渐提高，使螺杆受到轴向力作用而做同步后退运动，当螺杆后退至预定位置时，控制装置发出信号，塑化过程结束。
所述步骤(3)具体可为：塑化过程结束时，塑化用电磁离合器失电，螺杆停止转动和后退，而注射用电磁离合器得电，带动注射机构的螺母和电动双传动功能装置的主轴同步转动，注射机构的滚珠丝杆往前做轴向推进，通过顶杆作用到螺杆的尾端，使螺杆轴向推进而产生注射动作，把塑化的定量物料注射入模具型腔，此时注射用电磁离合器失电，注射过程结束。在经过规定的时间后，射台移动压合装置的电机做反方向转动，喷嘴退出与模具接触，使射台移动压合装置退至预定位置。至此，完成了一个塑化-注射周期，并可按以上操作进入下一工作过程。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：本双传动功能电动式注射成型系统将现有电动式注射成型机或液压式注射成型机的塑化和注射所需要的两套传动装置简化成了一套电动式传动装置，消除了现有电动式注射成型机的塑化用传动装置和注射用传动装置必须一对一的传动方式；同时消除了现有电动式注射成型机间接传动方式所需的同步带，而直接采用主轴传动方式；尤其是避免了现有电动式注射成型机的电机和滚珠丝杆要频繁启停的工作方式。由此本发明具有以下显著的优点：
(1)结构简单、紧凑，节省材料，制造成本比较低，适合在工业生产中大规模地推广应用。
(2)作业流程合理，节能降耗，操作简单，工作可靠，明显提高电机和滚珠丝杆等的使用寿命。
(3)生产过程稳定，提高制品的精度和性能。
附图说明
图1是现有电动式注射成型机的结构示意图。
图2是本发明双传动功能电动式注射成型系统的结构示意图。
图3是图2所示双传动功能电动式注射成型系统的俯视图。
图4是图2所示系统的电动双传动功能装置的结构示意图。
图5是图2所示系统的塑化装置的结构示意图。
图6是图2所示系统的射台移动压合装置的结构示意图。
图7是图2所示系统的导向机架的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
图2和图3示出了本发明双传动功能电动式注射成型系统的具体结构。由图可见，本双传动功能电动式注射成型系统包括电动双传动功能装置1、塑化装置2、注射机构3、射台移动压合装置4、导向机架5和底座6。
如图4所示，电动双传动功能装置1包括蜗轮蜗杆减速箱7，减速箱7上安装有电机8，电动双传动功能装置1中空的主轴9穿过减速箱7，主轴9的左端安装有塑化用电磁离合器10，通过螺钉14、连接板12和键11使电磁离合器10的定端13与主轴9的左端联接成一体，电磁离合器10的动端15通过键16与螺杆轴套17联接，带有滑键18的螺杆19的尾部插入螺杆轴套17内；主轴9的右端安装有注射用电磁离合器20，电磁离合器20通过键21与连接板22联接，电磁离合器20的定端23用螺钉24与主轴9右端联接成一体，电磁离合器20的动端25通过螺钉27与注射机构3的螺母40联接，注射机构3的滚珠丝杆28可以自由通过电磁离合器20的中心通孔进入主轴9的右端，在滚珠丝杆28左端部安装有顶住螺杆19尾部的顶杆29。
如图5所示，塑化装置2包括螺杆19、机筒31、加热器33、加料斗34、喷嘴35和联接法兰36。联接法兰36与如图2所示的连接盘37通过螺钉38和螺钉39将塑化装置2与减速箱7的箱体联接成一体。
如图4所示的注射机构3包括滚珠丝杆28及其螺母40，螺母40的外表面安装有轴套41，轴套41通过螺钉42与螺母40联成一体，在轴套41上安装有轴承43，轴承43安装在轴承座44中，轴承43的外圈由压盖45定位，内圈由螺母46定位。
如图6所示，射台移动压合装置4包括带减速箱47的电机48、轴承箱49、测力箱50和滚珠丝杆51。滚珠丝杆51上带联接键52的尾部通过联轴套53与减速箱47的输入轴端54联接，在联轴套53左、右侧分别安装有轴承55和56，并分别用压盖57和58将轴承55和56定位。为防止滚珠丝杆51脱出联轴套53，在联轴套53的右端安装有紧定套59。滚珠丝杆51的螺母60安装在测力箱体61内，螺母60的大端外表面开有导向槽62，在测力箱体61内与螺母导槽62相配合的位置安装有导向滑键63，在螺母60的左侧安装有弹簧64，在测力箱体61的左端安装有测力传感器66，测力传感器66与螺母60之间通过弹簧64产生弹性接触，测力箱体61两端面分别由压盖67和压盖68压紧。
如图7所示，通过联接套筒69并由螺母70将电动双传动功能装置1和注射机构3联成一体，电动双传动功能装置1和注射机构3又分别通过减速箱7前后孔座和注射机构3支架的前后孔座与导向机架5的前后导柱71联成一体。为了提高电动双传动功能装置在导向机架上前后移动的平稳性和可靠性，联接板座72的上端面73与电动双传动功能装置的减速箱底座板74相连，联接板座72的下端面75与滚动直线导轨76的滑块77相连。
下面说明本发明的双传动功能电动式注射成型系统的工作过程。
当电动双传动功能装置1处于起始位置时，螺杆19的头部30处于机筒31最前端，注射机构3的滚珠丝杆28退至最右端的极限位置，顶杆29顶住螺杆19的尾端，此时塑化用电磁离合器10和注射用电磁离合器20均处在失电状态，射台移动压合装置4的测力箱50处在滚动直线导轨76右端的极限位置；启动射台移动压合装置4的电机48，驱动滚珠丝杆51，由于导向滑键63的作用，螺母60只能产生轴向移动，并通过连接减速箱7和滚动直线导轨76的联接板座72，带动塑化装置2沿导轨78向模具方向移动，当移动至喷嘴35贴紧模具时，测力箱体61内的弹簧64在螺母60前移作用下逐渐被压缩，并将力传递至测力传感器66，在压合力逐渐增大至设定的吨位时，测力传感器66发出一信号，射台移动压合装置4的电机48停止转动，压合过程结束；在压合过程结束时，启动电动双传动功能装置的电机8，使塑化用电磁离合器10得电，电磁离合器10的动端15被吸合，此时主轴9转动带动电磁离合器10的定端13和动端15同步转动，进而通过螺杆轴套17产生转动带动螺杆19转动，在螺杆19转动下物料不断往前输送并被塑化，此时机筒31前端的压力逐渐提高，使螺杆19受到轴向力作用而做同步后退运动，因为此时注射用电磁离合器20尚处在失电状态，电磁离合器20的动端25仍处在释放的自由状态，在螺杆19轴向力的作用下，滚珠丝杆28的后退使螺母40与电磁离合器20的动端25同步转动，在滚珠丝杆28的后退过程中由于其具有预紧力，因此可满足塑化时所需的反压力，当螺杆后退至预定位置时，控制装置发出信号，塑化过程结束；与此同时，塑化用电磁离合器10失电，螺杆19停止转动和后退，而注射用电磁离合器20得电，电磁离合器20的动端25被吸合，带动螺母40和主轴9同步转动，滚珠丝杆28往前做轴向推进，通过顶杆29作用到螺杆19的尾端，使螺杆19轴向推进而产生注射动作，把塑化的定量物料注射入模具型腔，此时注射用电磁离合器20失电，注射过程结束；在经过规定的时间后，射台移动压合装置4的电机48做反方向转动，喷嘴35退出与模具接触，使射台移动压合装置4退至预定位置。至此，完成了一个塑化-注射周期，并可按以上操作进入下一工作过程。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种双传动功能电动式注射成型系统，其特征在于：包括一电动双传动功能装置、一塑化装置、一注射机构、一射台移动压合装置、一导向机架和一底座；所述电动双传动功能装置与塑化装置和注射机构连接，所述导向机架与电动双传动功能装置和注射机构连接，所述电动双传动功能装置、塑化装置、注射机构、射台移动压合装置和导向机架安装在整体的底座上；
所述电动双传动功能装置包括电机、减速箱、塑化用电磁离合器、注射用电磁离合器、主轴、螺杆轴套和顶杆；减速箱的输入轴与电机联接；减速箱输出轴一端与塑化用电磁离合器的定端联接，塑化用电磁离合器的动端通过键与螺杆轴套联接；减速箱输出轴另一端与注射用电磁离合器的定端联接，注射用电磁离合器的动端与注射机构的滚珠丝杆的螺母的端面联接。
2、根据权利要求1所述的双传动功能电动式注射成型系统，其特征在于：所述塑化装置包括螺杆、机筒、喷嘴和联接法兰；将联接法兰安装在联接电动双传动功能装置的减速箱箱体的连接盘端面，塑化装置的螺杆穿过安装在塑化用电磁离合器动端的螺杆轴套中，带有导键的螺杆尾部可在螺杆轴套上做前后移动。
3、根据权利要求1所述的双传动功能电动式注射成型系统，其特征在于：所述注射机构包括滚珠丝杆及其螺母、轴套和轴承座；将滚珠丝杆的螺母通过轴套和轴承座与导向机架相连，滚珠丝杆穿过螺母伸入注射用电磁离合器，在注射用电磁离合器离或合的工作状态下，使滚珠丝杆分别产生无自锁的后退工作状态和产生前推的注射工作状态。
4、根据权利要求1所述的双传动功能电动式注射成型系统，其特征在于：所述导向机架由左机架、右机架、前导柱和后导柱构成一个封闭的结构，采用联接套筒把电动双传动功能装置的减速箱与注射机构联成一体并安装在导向机架的前、后导柱上，在电动双传动功能装置的减速箱底部的前后侧设置有滚动直线导轨的支座。
5、根据权利要求4所述的双传动功能电动式注射成型系统，其特征在于：所述射台移动压合装置安装在导向机架的左机架和滚动直线导轨的支座板上；所述射台移动压合装置包括带减速箱的电机、滚珠丝杆及其螺母、轴承箱和测力箱；滚珠丝杆上带联接键的尾部穿入轴承箱的联轴套上；滚珠丝杆的螺母安装在测力箱体内，在螺母的左侧安装有弹簧，弹簧与测力传感器接触，在螺母外表面设有导向滑键。
6、一种由权利要求1～5任一项所述系统实现的双传动功能电动式注射成型方法，其特征在于包括下述步骤：(1)启动射台移动压合装置的电机，带动塑化装置向模具方向移动，使喷嘴贴紧模具；(2)启动电动双传动功能装置的电机，使塑化用电磁离合器得电，带动螺杆转动并做同步后退运动，完成塑化过程；(3)注射用电磁离合器得电，注射机构的滚珠丝杆往前做轴向推进，使螺杆轴向推进而产生注射动作，之后注射用电磁离合器失电，注射过程结束。
7、根据权利要求6所述的双传动功能电动式注射成型方法，其特征在于：所述步骤(1)为：当电动双传动功能装置处于起始位置时，塑化装置的螺杆的头部处于机筒最前端，注射机构的滚珠丝杆退至最右端的极限位置，顶杆顶住螺杆的尾端，此时塑化用电磁离合器和注射用电磁离合器均处在失电状态；启动射台移动压合装置的电机，带动塑化装置向模具方向移动，使塑化装置的喷嘴贴紧模具，在压合力逐渐增大至设定的吨位时，射台移动压合装置的电机停止转动，压合过程结束。
8、根据权利要求6所述的双传动功能电动式注射成型方法，其特征在于：所述步骤(2)为：压合过程结束时，启动电动双传动功能装置的电机，使塑化用电磁离合器得电，电动双传动功能装置的主轴转动带动塑化用电磁离合器的定端和动端同步转动，进而通过螺杆轴套产生转动带动螺杆转动，在螺杆转动下物料不断往前输送并被塑化，此时机筒前端的压力逐渐提高，使螺杆受到轴向力作用而做同步后退运动，当螺杆后退至预定位置时，控制装置发出信号，塑化过程结束。
9、根据权利要求6所述的双传动功能电动式注射成型方法，其特征在于：所述步骤(3)为：塑化过程结束时，塑化用电磁离合器失电，螺杆停止转动和后退，而注射用电磁离合器得电，带动注射机构的螺母和电动双传动功能装置的主轴同步转动，注射机构的滚珠丝杆往前做轴向推进，通过顶杆作用到螺杆的尾端，使螺杆轴向推进而产生注射动作，把塑化的定量物料注射入模具型腔，此时注射用电磁离合器失电，注射过程结束；在经过规定的时间后，射台移动压合装置的电机做反方向转动，喷嘴退出与模具接触，使射台移动压合装置退至预定位置；至此，完成了一个塑化-注射周期，并可按以上操作进入下一工作过程。
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