CN112848172B - 一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构及方法 - Google Patents

一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构及方法，包括定模支撑盘、定模静压支撑座、动模支撑盘、动模静压支撑座和锁模定位座，所述定模支撑盘和动模支撑盘相对设置，所述定模支撑盘和定模静压支撑座之间设有充液胶囊，动模支撑盘和动模静压支撑座之间设有充液胶囊，动模静压支撑座位于移动组件上，锁模定位座位于动模静压支撑座的外侧，动模静压支撑座与锁模定位座之间设有轴向定位组件，锁模定位座和定模静压支撑座通过带钢叠加锁连接。锁模时，充液胶囊补充高压油，使定模支撑盘和动模支撑盘微量靠近、锁紧模具，开模时，充液胶囊泄油，定模支撑盘和动模支撑盘微量远离、解锁模具。

Description

一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构及方法
技术领域
本发明涉及注射机所用的锁模设备技术领域，特别涉及一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构及方法。
背景技术
注射机合模装置是保证成型模具可靠启、闭，并顶出制品的部件。传统注射机的合模装置分为三板式和二板式。三板式注射机合模装置由动模板、定模板、后模板和拉杆等组成，固定在后模板的锁模油缸或伺服电机驱动动模板进行开、合模动作。合模到位后，通过肘杆力的放大作用实现对模具的锁紧，这种锁模结构主要依靠拉杆和模板变形实现锁模，在吨位较大时，锁模系统重量相当大，不能实现高速精密锁模。相对于三板式，二板式注射机合模装置省去了后模板，减轻了合模装置的质量，提高了锁模的速度，但是二板式注射机不仅锁模结构复杂，而且锁模力直接作用在固定模具的模板上，模板容易变形，不能实现注射机的精密锁模。
现有的注射机一般通过提高模板的刚性及加工精度来提高锁模的精度，但是此种方法由于模板结构的限制，模板的曲挠变形量偏大，精度的提高受到了一定的限制，并且高刚性的模板结构复杂，重量大，移模惯量大，冲击载荷大，不能实现高速锁模。公开号为CN2880459Y的专利提出了一种高速高精度液压锁模装置，主要通过改变高速锁模油缸和高压锁模油缸之间机械结构设计来实现高速高精度液压锁模，但这种锁模装置使用的锁模油缸内部结构复杂，对液压系统的要求高，现有的液压系统很难满足其要求。因此，现有的注射机不能同时实现高速、精密锁模。
此外，注射机合模装置在安装模具和取出制品时空间位置有一定的基本要求，而常规的注射机合模装置中作为支撑和导向构件的拉杆，其间距限制了模具的外形尺寸，也给模具的拆卸和重新复位带来了不便。
因此针对现有注射机锁模机构所存在的上述问题，开发了一种浮动模板与模具自协同、无拉杆的高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高精度高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构，该锁模机构用于结构轻量化、移模惯量小、合模速度快且锁模自适应模具。
本发明的另一目的在于提供一种上述高精度高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构的锁模方法。
本发明的技术方案为：一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构，包括定模支撑盘、定模静压支撑座、动模支撑盘、动模静压支撑座和锁模定位座，所述定模支撑盘和动模支撑盘相对设置，所述定模支撑盘和定模静压支撑座之间设有充液胶囊，动模支撑盘和动模静压支撑座之间设有充液胶囊，动模静压支撑座位于移动组件上，锁模定位座位于动模静压支撑座的外侧，动模静压支撑座与锁模定位座之间设有轴向定位组件，锁模定位座和定模静压支撑座通过带钢叠加锁连接。
所述带钢叠加锁设置在锁模定位座和定模静压支撑座的两侧，带钢叠加锁为由薄钢带缠绕成的矩形框结构，带钢叠加锁的两端分别连接锁模定位座和定模静压支撑座。
所述充液胶囊呈圆环形，其中一个充液胶囊同心套装在定模静压支撑座的内腔中，另一个充液胶囊同心套装在动模静压支撑座的内腔中。模具合拢时，两个充液胶囊补充高压油锁紧模具，开模时两个充液胶囊泄油，模具解锁。被充液胶囊隔开的定模静压支撑盘能跟随充液胶囊的充液量变化沿轴向微量位移，动模支撑盘也能跟随充液胶囊的充液量变化沿轴向微量位移，充液胶囊起到柔性缓冲作用。
所述定模静压支撑座和动模静压支撑座之间设有液压驱动或电动驱动的移模装置。其中，移模装置可采用移模油缸，其主要作用是将移模动作与锁模动作分开进行，移模时可采用小油缸，移模速度快，当移模到位之后再采用等静压柔性锁模机构锁紧模具。
所述锁模定位座上设有动模定位螺旋桩，所述动模定位螺旋桩穿过动模静压支撑座，所述轴向定位组件采用同步跟随装置或抱闸螺母。其中，动模定位螺旋桩设有多个，分别安装在锁模定位座的四角，轴向定位组件设于动模定位螺旋桩上。
所述同步跟随装置包括设置在动模静压支撑座上的第一滚动螺旋副和第二滚动螺旋副，第一滚动螺旋副和第二滚动螺旋副之间设有同步带轮组件，在同步带轮组件的带动下，第一滚动螺旋副和第二滚动螺旋副同步运行。
所述第一滚动螺旋副包括动模定位螺旋桩和自锁螺母，第二滚动螺旋副包括丝杆和丝母，丝杆固定设置，丝母与动模静压支撑座为可转动式连接，所述动模定位螺旋桩和丝杆平行设置，丝杠和丝母配合；
所述同步带轮组件包括第一同步带轮、同步带和第二同步带轮，第二同步带轮与丝母同轴设于丝杆上，第二同步带轮与丝母固定连接，第一同步带轮与自锁螺母同轴设于动模定位螺旋桩上，第一同步带轮与自锁螺母固定连接，第一同步带轮与第二同步带轮通过同步带连接。
所述动模定位螺旋桩设有多个，每个动模定位螺旋桩对应连接一个自锁螺母和一个第一同步带轮。其中，第二同步带轮通过同步带与各个第一同步带轮连接形成循环传动，同步带上设有张紧轮和/或导向轮。
所述抱闸螺母安装在动模静压支撑座上，抱闸螺母对应设有抱闸油缸，抱闸螺母在抱闸油缸的驱动下抱紧动模定位螺旋桩实现轴向定位。
所述移动组件包括导轨和滑块，所述动模静压支撑座与滑块连接，滑块与导轨配合，导轨安装在机架上。
一种高速精密注射机的轻量化等静压锁模方法，锁模时，充液胶囊补充高压油，使定模支撑盘和动模支撑盘微量靠近、锁紧模具，开模时，充液胶囊泄油，定模支撑盘和动模支撑盘微量远离、解锁模具。
本高速精密注射机的轻量化等静压锁模机构的原理为：移模装置驱动动模静压支撑座进行开模或合模动作，当模具合拢时，同步跟随装置或抱闸螺母起到轴向定位的作用；锁模时，充液胶囊补充高压油，使定模支撑盘和动模支撑盘微量靠近、锁紧模具，开模时，充液胶囊泄油，定模支撑盘和动模支撑盘微量远离、解锁模具，锁模定位座和定模静压支撑座通过带钢叠加锁连接。
本发明公开一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构，解决了现有锁模机构变形导致模板受力不均、锁模机构的运动部件重量大及锁模精度主要依赖模板等问题，与现有注射机的锁模机构相比，具有以下有益效果：
1、锁模机构实现高速化。锁模机构结构简单，移模惯量小，冲击载荷小使得注塑机以高速度进行开合模。
2、锁模机构实现精密化。动模静压支撑座由液压或电动移模装置驱动开合模，在两个充液胶囊的柔性缓冲作用使得开合模精度取决于模具精度。
3、锁模机构实现轻量化。方对称或圆对称结构的定模静压支撑座、动模静压支撑座、定模支撑盘、动模支撑盘及锁模定位座通过受力对称性和充液胶囊的等静压作用弥补受力变形的影响，实现轻量化。
附图说明
图1为实施例1高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构的结构示意图。
图2为图1的A向视图。
图3为实施例1高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构的俯视图。
图4为实施例2高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构的结构示意图。
图5为图4的B向视图。
图6为实施例2高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构的俯视图。
上述各图中，各标号所示部件如下：1为定模静压支撑座，2为带钢叠加锁，3为定模支撑盘，4为动模支撑盘，5为动模静压支撑座，6为跟随自锁丝母，7为锁模定位座，8为移模油缸，9为充液胶囊，10为动模定位螺旋桩，11为同步带轮，12为同步带，13(1)为滚珠丝杠，13(2)为丝母，14为滑块，15为导轨，16为机架，17为抱闸螺母。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构，如图1-3所示，包括定模支撑盘3、定模静压支撑座1、动模支撑盘4、动模静压支撑座5和锁模定位座7，所述定模支撑盘和动模支撑盘相对设置，所述定模支撑盘和定模静压支撑座之间设有充液胶囊9，动模支撑盘和动模静压支撑座之间设有充液胶囊9，动模静压支撑座位于移动组件上，锁模定位座位于动模静压支撑座的外侧，动模静压支撑座与锁模定位座之间设有用于轴向定位的同步跟随装置，锁模定位座和定模静压支撑座通过带钢叠加锁2连接。
各图中，各标号所示部件如下：1为定模静压支撑座，2为带钢叠加锁，3为定模支撑盘，4为动模支撑盘，5为动模静压支撑座，6为自锁丝母，7为锁模定位座，8为移模油缸，9为充液胶囊，10为动模定位螺旋桩，11为同步带轮，12为同步带，13(1)为丝杠，13(2)为丝母，14为滑块，15为导轨，16为机架。
所述带钢叠加锁对称设置在锁模定位座和定模静压支撑座的两侧，带钢叠加锁为由薄钢带缠绕成的大圆倒角矩形框结构，带钢叠加锁的两端分别连接锁模定位座和定模静压支撑座。本等静压柔性锁模机构不设有拉杆，带钢叠加锁在本机构中起到导向和支撑的作用，采用带钢叠加锁的结构增大了容模空间，更容易卸模装模，能够承受很大拉力，且相较于传统的拉杆重量更轻。
所述充液胶囊呈圆环形，其中一个充液胶囊同心套装在定模静压支撑座的圆柱型内腔中，定模支撑盘被充液胶囊隔开，能够跟随胶囊充液量的变化沿轴向微量位移；另一个充液胶囊同心套装在动模静压支撑座的圆柱型内腔中，动模支撑盘被充液胶囊隔开，能够跟随胶囊充液量的变化沿轴向微量位移。模具合拢时，两个充液胶囊补充高压油锁紧模具，开模时两个充液胶囊泄油，模具解锁。充液胶囊嵌在动模静压支撑座或定模静压支撑座上，充液胶囊上设有油口，油口和液压系统相连实现充液胶囊的泄油和充油。
被充液胶囊隔开的定模支撑盘能跟随充液胶囊的充液量变化沿轴向微量位移，动模支撑盘也能跟随充液胶囊的充液量变化沿轴向微量位移，充液胶囊起到柔性缓冲作用。
所述定模静压支撑座和动模静压支撑座之间设有液压驱动或电动驱动的移模装置。其中，移模装置可采用移模油缸8，其主要作用是将移模动作与锁模动作分开进行，移模时可采用小油缸，移模速度快，当移模到位之后再采用等静压柔性锁模机构锁紧模具。
所述锁模定位座上设有动模定位螺旋桩，所述动模定位螺旋桩穿过动模静压支撑座。其中，动模定位螺旋桩设有4个，分别安装在锁模定位座的四角。
所述同步跟随装置包括设置在动模静压支撑座上的第一滚动螺旋副和第二滚动螺旋副，第一滚动螺旋副和第二滚动螺旋副之间设有同步带轮组件，在同步带轮组件的带动下，第一滚动螺旋副和第二滚动螺旋副同步运行，第一滚动螺旋副的导程和第二滚动螺旋副的导程相同。同步跟随装置具有无需设置专门的调模装置，可适应不同模具厚度的特点。
所述第一滚动螺旋副包括动模定位螺旋桩10和自锁螺母6，第二滚动螺旋副包括丝杆13(1)和丝母13(2)，丝杆固定设置在机架上，丝母与动模静压支撑座为可转动式连接，丝母与动模静压支撑座之间设有轴承，所述动模定位螺旋桩和丝杆平行设置，丝杠和丝母配合。
所述同步带轮组件包括同步带12和同步带轮11，同步带轮包括第一同步带轮和第二同步带轮，第二同步带轮与丝母同轴设于丝杆上，第二同步带轮与丝母固定连接，第一同步带轮与自锁螺母同轴设于动模定位螺旋桩上，第一同步带轮与自锁螺母固定连接，第一同步带轮与第二同步带轮通过同步带连接。
所述动模定位螺旋桩设有多个，每个动模定位螺旋桩对应连接一个自锁螺母和一个第一同步带轮。其中，第二同步带轮通过同步带与各个第一同步带轮连接形成循环传动，同步带上设有张紧轮和/或导向轮，张紧轮可保证同步带的张紧力，确保同步带轮正常运行，导向轮对同步带的运动起辅助导向作用。
所述移动组件包括导轨15和滑块14，所述动模静压支撑座与滑块连接，滑块与导轨配合，导轨安装在机架16上，动模静压支撑座5由移模油缸8驱动沿着导轨进行开合模动作。
一种高速精密注射机的轻量化等静压锁模方法，锁模时，充液胶囊补充高压油，使定模支撑盘和动模支撑盘微量靠近、锁紧模具，开模时，充液胶囊泄油，定模支撑盘和动模支撑盘微量远离、解锁模具。
本实施例高速精密注射机的轻量化等静压锁模机构的原理为：移模装置驱动动模静压支撑座进行开模或合模动作，当模具合拢时，同步跟随装置起到轴向定位的作用；从而驱动安装在动模静压支撑座上的丝母做直线运动，由于丝杆固定且丝母可转动，故丝母在丝杆上旋转，通过第二同步带轮和同步带的传动，带动第一同步带轮和自锁螺母旋转，自锁螺母与动模静压支撑座同步运动，实现同步跟随装置的轴向定位作用；锁模时，充液胶囊补充高压油，使定模支撑盘和动模支撑盘微量靠近、锁紧模具，开模时，充液胶囊泄油，定模支撑盘和动模支撑盘微量远离、解锁模具，锁模定位座和定模静压支撑座通过带钢叠加锁连接。
实施例2
本实施例一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构，如图4-6所示，与实施例1的不同之处在于，动模静压支撑座与锁模定位座之间设有用于轴向定位的抱闸螺母17，所述锁模定位座上设有动模定位螺旋桩，所述动模定位螺旋桩穿过动模静压支撑座。其中，动模定位螺旋桩设有4个，分别安装在锁模定位座的四角。所述抱闸螺母安装在动模静压支撑座上，抱闸螺母对应设有抱闸油缸，抱闸螺母在抱闸油缸的驱动下抱紧动模定位螺旋桩实现轴向定位。
本实施例高速精密注射机的轻量化等静压锁模机构的原理为：移模装置驱动动模静压支撑座进行开模或合模动作，当模具合拢时，抱闸螺母起到轴向定位的作用；抱闸螺母在移模时张开，当模具合拢时，张开的抱闸螺母在抱闸油缸的驱动下抱紧在动模定位螺旋桩上，实现合模时的轴向定位；锁模时，充液胶囊补充高压油，使定模支撑盘和动模支撑盘微量靠近、锁紧模具，开模时，充液胶囊泄油，定模支撑盘和动模支撑盘微量远离、解锁模具，锁模定位座和定模静压支撑座通过带钢叠加锁连接。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (9)

1.一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构，其特征在于，包括定模支撑盘、定模静压支撑座、动模支撑盘、动模静压支撑座和锁模定位座，所述定模支撑盘和动模支撑盘相对设置，所述定模支撑盘和定模静压支撑座之间设有充液胶囊，动模支撑盘和动模静压支撑座之间设有充液胶囊，动模静压支撑座位于移动组件上，锁模定位座位于动模静压支撑座的外侧，动模静压支撑座与锁模定位座之间设有轴向定位组件，锁模定位座和定模静压支撑座通过带钢叠加锁连接；
所述带钢叠加锁设置在锁模定位座和定模静压支撑座的两侧，带钢叠加锁为由薄钢带缠绕成的矩形框结构，带钢叠加锁的两端分别连接锁模定位座和定模静压支撑座。
2.根据权利要求1所述一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构，其特征在于，所述充液胶囊呈圆环形，其中一个充液胶囊同心套装在定模静压支撑座的内腔中，另一个充液胶囊同心套装在动模静压支撑座的内腔中。
3.根据权利要求1所述一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构，其特征在于，所述定模静压支撑座和动模静压支撑座之间设有液压驱动或电动驱动的移模装置。
4.根据权利要求1所述一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构，其特征在于，所述锁模定位座上设有动模定位螺旋桩，所述动模定位螺旋桩穿过动模静压支撑座，所述轴向定位组件采用同步跟随装置或抱闸螺母。
5.根据权利要求4所述一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构，其特征在于，所述同步跟随装置包括设置在动模静压支撑座上的第一滚动螺旋副和第二滚动螺旋副，第一滚动螺旋副和第二滚动螺旋副之间设有同步带轮组件，在同步带轮组件的带动下，第一滚动螺旋副和第二滚动螺旋副同步运行。
6.根据权利要求5所述一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构，其特征在于，所述第一滚动螺旋副包括动模定位螺旋桩和自锁螺母，第二滚动螺旋副包括丝杆和丝母，丝杆固定设置，丝母与动模静压支撑座为可转动式连接，所述动模定位螺旋桩和丝杆平行设置，丝杠和丝母配合；
所述同步带轮组件包括第一同步带轮、同步带和第二同步带轮，第二同步带轮与丝母同轴设于丝杆上，第二同步带轮与丝母固定连接，第一同步带轮与自锁螺母同轴设于动模定位螺旋桩上，第一同步带轮与自锁螺母固定连接，第一同步带轮与第二同步带轮通过同步带连接。
7.根据权利要求4所述一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构，其特征在于，所述抱闸螺母安装在动模静压支撑座上，抱闸螺母对应设有抱闸油缸，抱闸螺母在抱闸油缸的驱动下抱紧动模定位螺旋桩实现轴向定位。
8.根据权利要求1所述一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构，其特征在于，所述移动组件包括导轨和滑块，所述动模静压支撑座与滑块连接，滑块与导轨配合，导轨安装在机架上。
9.一种高速精密注射机的轻量化等静压锁模方法，其特征在于，采用权利要求1～8任一项所述的一种高速精密注射机的轻量化等静压柔性锁模机构，锁模时，充液胶囊补充高压油，使定模支撑盘和动模支撑盘微量靠近、锁紧模具，开模时，充液胶囊泄油，定模支撑盘和动模支撑盘微量远离、解锁模具。
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