CN1248842C - 电力操纵的打开/闭合装置 - Google Patents

Abstract

用于使可移动模板(9)移向和撤离固定模板(5)的装置，包括：一移动基底(17)，该移动基底的上表面与可移动模板(9)连接成一个整体，该移动基底的下表面上安装有一滑动单元(21)；一对轨道(23)设置在基底(1)上，并通过与滑动单元(21)啮合形成线性导向件；一滚珠丝杠轴(35)，由设置在基底1上的一轴承支撑着，并平行于轨道(23)，其中轴向方向被可转动地限制着；一伺服马达(45)，用于驱动丝杠轴(35)；一滚珠丝杠螺母(37)，安装在移动基底(17)的下表面上，以便能与滚珠丝杠轴35螺纹啮合，滚珠丝杠轴(35)和滚珠丝杠螺母(37)设置在这对轨道(23)之间的一任意位置处，以便进行线性导向。

Description

电力操纵的打开/闭合装置

技术领域

本发明涉及一种用于注模设备的模具打开/闭合装置，更具体地说，是涉及这样一种利用液压和电力来操纵的组合模具打开/闭合装置，其中，模具夹紧动作是利用一液压缸来执行的，可移动模板的打开/闭合移动是利用电力来执行的。

背景技术

在用于注模设备的模具打开/闭合及模具夹紧装置中，模具夹紧是需要很大的作用力，而为了把模具打开/闭合，可移动模板的移动则不需要连续地利用一个很大的作用力，但是该可移动模板的移动行程必须大到能把产品取出。以前，模具的夹紧和可移动模板的移动是利用相同的液压缸来执行的。然而，在这种结构中，要求液压缸具有很大的直径和很长的冲程，因此，可移动模板的移动很缓慢，并且需要的油量很大，从而很不经济。近年来，已经采用一种经济型的结构，在这种结构中，液压缸具有很小的直径和很长的冲程，或利用一个机械移动装置来使模板移动，在该机械移动装置中，电动机的转动力被转换成沿直线方向的力，同时在模具的夹紧过程中，采用具有大直径和短冲程的液压缸。

在日本专利临时公布No.62-87318(No.87318/1987)中描述的一种传统的例子是一个模具夹紧装置，它包括：一固定的模板，支持着一固定的模具；一可移动模板，支持着一可移动的模具；一滚珠丝杠型的进给机构，通过伺服马达的驱动力，该流珠丝杠型的进给机构使可移动模板朝固定模板移动以及使可移动模板移离固定模板；以及在可移动模板靠近固定模板之前把可移动模板连接并固定到一模具夹紧活塞上，从而使固定模具和可移动模具被闭合的装置。

此外，在实用新型注册No.2531522中，描述了一种模具夹紧装置，这种模具夹紧装置设有：一滚珠丝杠型的进给机构，用于使可移动模板朝固定模板移进或从固定模板移离，该进给机构类似于前面所描述的日本临时公布No.62-87318中所描述的进给机构；一连杆，该连杆直接连接到模具夹紧活塞上，用于把可移动模具连接并固定到固定模具上，此外还具有用于把可移动模板连接到连杆上的装置，利用连杆上的环槽使半螺母打开和关闭在基本上垂直于设置在可移动模板上的连杆的方向上啮合，从而，在把可移动模板与连杆连接之后，模具夹紧活塞被液压操作，以便通过连杆来把可移动模板拉近。

上面所描述的用于使可移动模板朝固定模板移进以及使可移动模板从固定模板移开的滚珠丝杠型进给机构的滚珠丝杠具有两速机构，该两速机构包括：一用于把马达轴的转动直接传递到滚珠丝杠轴的机构；一用于降低马达轴的转速并把该转动传递给滚珠丝杠轴的机构。能利用电磁离合器来执行在这两个机构之间的转换，从而，当在释放模具而需要很大的作用力时，马达轴的转速被降低，因此向滚珠丝杠施加一个很高的力矩。为了平衡作用在可移动模板上的荷载，把两套滚珠丝杠型的进给机构设置在对称的位置。因此，当可移动模板移动时，滚珠丝杠轴必须被同步转动。

另一方面，一种肘节型模具夹紧装置也已被用于注模设备，在这种肘节型模具夹紧装置中，将电马达的转动传递给一螺钉，并利用与该螺钉螺纹啮合的一螺母来把这种转动转换成直线运动，从而驱动一肘节机构，因此，将肘节机构的工作端的快速移动操作用于模具的打开和闭合，靠近肘节机构的工作端的上死点中心产生的强大力量用于模具夹紧。这种肘节型的模具夹紧装置结构简单，制造成本低。然而，为了形成一个强大的模具夹紧作用力，整个肘节机构不可避免地必须是牢固的。因此，尽管在小型的注模设备中不会产生问题，但是，在大型的注模设备中，结构元件将显得过大。在这种情况下，一些部件，例如电动机，滚珠丝杠，滚珠丝杠螺母，与标准部件相比是很昂贵的，这会使设备不经济。

传统滚珠型的进给机构通常成对地设置在模具夹紧装置两侧的对称位置上，其中，这种滚珠型的进给机构在伺服马达的驱动力的作用下，移向固定模板和从固定模板撤离。控制该进给机构的同步速度，从而防止每根滚珠丝杠轴的转速和转动位置发生偏移。然而，当在操作期间，由于荷载的不平衡或速度控制的不同步，或由于在把滚珠丝杠螺母组装到滚珠丝杠轴上时因安装误差使滚珠丝杠螺母安装部分发生倾斜，使成对的滚珠丝杠的位置发生偏移时，滚珠丝杠轴就与滚珠丝杠螺母不对称地接触，因而从滚珠丝杠螺母向滚珠丝杠轴施加一个弯曲作用力。因此，滚珠丝杠轴会被损坏，或使滚珠丝杠轴在早期就受到不正常的磨损。

此外，由于设置两套滚珠丝杠轴和滚珠丝杠螺母，以及设置两套与滚珠丝杠机构相联系的伺服马达和动力传递机构，并且必须对这两套滚珠丝杠轴的转动进行同步控制，这就会使成本很高。此外，当滚珠丝杠轴和滚珠丝杠螺母安装在可移动模板的两侧时，由于包括马达的机构从注模设备的整个轮廓突出，这会使占地面积增大。此外，由于滚珠丝杠螺母固定地安装到可移动模板上，因此在模具夹紧时，滚珠丝杠螺母会受到模板变形的影响。

发明内容

本发明的一个发明目的是提供这样一种电力操纵的模具打开/闭合装置，其中，简化了用于使一可移动模板移向和撤离一固定模板的一滚珠丝杠型进给机构，并且无需对滚珠丝杠轴的转速和转动位置进行同步操作控制。本发明的另一个目的是提供一种电力操纵的模具打开/闭合装置，其中在滚珠丝杠轴和滚珠丝杠螺母的装配上不会产生不对称的接触，也不会产生弯曲作用力，并且能吸收振动荷载。

本发明通过构造具有下述各项特征的装置来解决上述问题。

(1)一种用于注模设备的电力操纵的模具打开/闭合装置，包括：一固定模板，用于支持着一固定模具；一可移动模板，用于支持着一可移动模具；用于使可移动模板移向和撤离固定模板的装置；一连杆，用于在可移动模板到达固定模板之后把可移动模板与固定模板相连接，从而把固定模具和可移动模具闭合；模板连接装置，由设置在连杆上的多个环槽或由多个用于与螺纹啮合的环槽构成，在垂直于连杆或具有螺纹的半螺母的轴线的方向上打开和闭合；以及在注模时所用的模具夹紧装置，其特征在于，用于使可移动模板移向和撤离固定模板的装置包括：一移动基底，其中该移动基底的上表面与可移动模板整体相连，并且在该基底的下表面上安装一个滑动单元；一对轨道，设置在设备的基座上，并通过与滑动单元啮合形成一线性导向件；一滚珠丝杠轴，由设置在该设备基底上的轴承支撑着，并与轨道平行，并且在其轴向方向上可转动地被限制着；一伺服马达，用于驱动滚珠丝杠轴；以及一滚珠丝杠螺母，其安装在移动基底的下表面上，从而能与滚珠丝杠轴螺纹啮合，并且滚珠丝杠轴和滚珠丝杠螺母设置在用于线性导向的成对轨道之间的任意位置处。

(2)在第(1)项中所描述的电力操纵的模具打开/闭合装置，其特征在于，所说的滚珠丝杠轴和所说的滚珠丝杠螺母设置在靠近一条轨道的一个位置，并位于这对轨道之间，用于进行线性导向。

(3)在第(1)项或第(2)项中描述的电力操纵的模具打开/闭合装置，其特征在于，安装到移动基底上的滚珠丝杠螺母的结构包括：一连接架，该连接架安装到移动基底上，并具有一通孔，所说的滚珠丝杠轴穿过该通孔；多个锥形盘簧，设置在连接架的通孔的两侧；一锥形盘簧箱，容纳着处于挤压状态的锥形盘簧；滚珠丝杠螺母，安装到锥形盘簧箱上，并且这样来构造滚珠丝杠轴和滚珠丝杠螺母，即使得利用锥形盘簧的缓冲作用和对准作用来防止滚珠丝杠部分的非对称接触，并能减振。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的用于注模设备的模具夹紧装置的侧视图(部分被剖开)，其设有电力操纵的模具打开/闭合装置；

图2是沿图1中A-A线的剖面图，表示出了滚珠丝杠轴的布置；

图3是一个放大的侧剖图，表示出了图1所示的电力操纵的模具打开/闭合装置的滚珠丝杠轴和滚珠丝杠螺母的安装结构。

具体实施方式

下面将参照附图来描述本发明的一实施例。图1是用于设有电力操纵的模具打开/闭合装置的注模设备的模具夹紧装置的侧视图(部分被剖开)；图2是沿图1中A-A线的剖面图，表示出了滚珠丝杠轴的布置；图3是一个放大的侧剖图，表示出了图1所示的电力操纵的模具打开/闭合装置的滚珠丝杠和滚珠丝杠螺母的安装结构。

在图1中，一固定模板5被固定地安装在一基底1上，在该固定模板5上安装有一固定模具3。此外，在基底1上设置有轨道23，用于线性导向。用于线性导向的滑动单元21安装在一移动基底17的下表面上，该移动基底17与一可移动模板9连接成一个整体，滑动单元21由轨道23来导向。安装有一可移动模具7的可移动模板9设置成与一固定模板5相对置，并且设置成可以移动。

固定模板5设有多个(在本实施例中为四个)液压模具夹紧缸，该液压模具夹紧缸具有短冲程和大直径。一个大直径的活塞(ram)13可在这个模具夹紧缸11中滑动。一连杆15直接与活塞13相连接。连杆15设置成这样，即，当对置的可移动模板9移近固定模板5以便闭合模具时，该连杆15插入设置在可移动模板9中的多个孔中的其中一个孔。在连杆15的末端部分设有相同间距的多个环槽15a。

在与可移动模板9的模具连接表面相对置的表面上，设置有成对的半螺母29，该半螺母29与连杆15的环槽15a啮合，从而把连杆15保持在它们之间，以便可以由液压缸等在竖直方向上进行操作。附图标记19表示一个注射缸。在图1中，双点划线表示模具闭合时可移动模板9的位置。

如图2所示，在注模设备的长度方向上偏离中心线L的一个位置处设置一个滚珠丝杠轴35。该滚珠丝杠轴35安装到基底1上，并由一支撑件41可转动地支撑着，所说的支撑件41设有一轴承和一支撑件43，从而可转动地限制轴向方向。

利用一伺服马达45通过一滑轮47、一齿带49、和一滑轮39来驱动滚珠丝杠轴35。如图3所示，一滚珠丝杠螺母37与滚珠丝杠轴35螺纹啮合，利用一连接架27通过锥形盘簧51把滚珠丝杠螺母37安装在移动基底17的下表面上。在滚珠丝杠轴35的末端，设置一个编码器33来监测滚珠丝杠轴35的转动。利用图中未示出的一控制器来控制编码器33的转角位置以及转数，就能控制可移动模板9的停止位置以及运行速度。

特别是，将可移动模板9的参考位置，例如，模具打开极限位置，当作编码器33的转动位置的起点(在该起点处，转数或转角为零)，参照这个起点，就能利用编码器33的转数(或转角)来表示滚珠丝杠螺母37相对于滚珠丝杠轴35的位置(也就是，可移动模板9的位置)。如果把编码器33的每单位时间内的转数转换成移动距离，那么，就能表示出可移动模板9的移动速度了。

由图中未示出的控制器事先设定可移动模板9的移动速度和加速度，并把这些设置值转换成滚珠丝杠轴35的转动速度和转动加速度，并把这些转换值存储起来。因此，当可移动模板9移动时，就对由编码器33监测到的滚珠丝杠轴35的转动速度和转动加速度的监测值与设置值进行比较，并执行反馈控制，从而使滚珠丝杠35的转动速度和转动加速度与设定值相一致。于是，就能对可移动模板9的移动速度和加速度进行控制。

下面将参照图3中的放大视图来描述滚珠丝杠螺母37和锥形盘簧51的安装情况。在安装于移动基底17下表面上的连接架27中插入滚珠丝杠轴35，并留有一间隙，以便能与连接架27中的通孔的中心线对齐。在连接架27的两侧，在每一侧设置有两个锥形盘簧51，也就是说，总共设有四个锥形的盘簧51，它们被设置成背靠背。这四个锥形盘簧51安装在一弹簧腔室中，该弹簧腔室是由一弹簧箱53和一弹簧箱盖55构成的。在该箱盖55的外表面上固定地设置有滚珠丝杠螺母37。由弹簧箱53和弹簧箱盖55压缩这些锥形盘簧51并预先加载，在弹簧箱53和弹簧箱盖55之间有一间隙，连接架27环绕着整个圆周。

下面将描述电力操纵的模具打开/闭合装置的操作情况。

通过伺服马达45驱动滚珠丝杠轴35转动，使可移动模板9进行移动，使得从图1所示的模具打开的状态即图中实线所表示的可移动模板9与固定模板5充分分离的状态，移动到固定模具3和可移动模具7闭合的状态。图中未示出的控制器缓慢地加速可移动模板9，并且在以一个固定速度使移动模板9移动之后，使可移动模板减速，并在可移动模具7刚接触固定模具3之前停止可移动模板的移动。

在可移动模板9的停止位置，操作半螺母29，半螺母29的内部环槽与连杆15的环槽15a啮合，通过这种啮合使半螺母29与连杆15相连接。然后，把压力油送入模具夹紧缸11内，从而执行模具的夹紧操作，并把熔化树脂注入模具腔内。模具腔内的熔化树脂被冷却并固化成一模制产品。在冷却和固化之后，把压力油输送到模具夹紧缸的工作侧的相反侧，以便推出活塞13，从而松开模具通过一个小距离。在这个阶段，松开模具夹紧力，半螺母29反向操作，以便把连杆15与半螺母29脱开，并且滚珠丝杠轴35在与上述方向相反的方向上转动，从而使可移动模具7和可移动模板9移动并停止在初始位置。当把模制成的产品取出之后，接着就开始模具闭合操作。

下面将描述安装部分的操作情况，在其中的安装部分中，锥形盘簧51用于使滚珠丝杠螺母37与滚珠丝杠轴35螺纹啮合。

滚珠丝杠轴35设置在与注模设备的长度方向的中心线L偏离的一个位置处，并且利用刚性很高的轨道23对移动基底17进行安全地导向，以便线性地进行导向，在移动基底17上放置了可移动的模板9，并且把滑动单元21放置于两侧，从而在模具打开和闭合时，除了由可移动模板9所产生的惯性荷载和摩擦荷载之外没有其它荷载。因此，可移动模板9不会发生倾斜。然而，当滚珠丝杠轴35和滚珠丝杠螺母37组装到一起时，由于某些原因，可能会产生一些安装误差。因此，当滚珠丝杠螺母37的安装部分发生倾斜并与滚珠丝杠螺母37非对称地接触时，锥形盘簧就会发生偏斜，从而使得偏移荷载被释放。于是，就能避免从滚珠丝杠螺母37作用在滚珠丝杠轴35上的弯曲作用力。

此外，通过连接架27与整个圆周周围的弹簧箱53以及弹簧箱盖55之间的间隙，就能够避免由非对称接触产生的偏移荷载，这是由于即使当滚珠丝杠轴35的安装精度例如水平性和平行性很差时，或当所说轴的偏移很大时，也不会产生接触。

在根据本发明的电力操纵的模具打开/闭合装置中，用于使可移动模板移向或撤离固定模板的装置包括移动基底，其中，该可移动基底的上表面与可移动模板连接成一个整体，并且用于线性导向的滑动单元安装在移动基底的下表面上，用于线性导向的成对的轨道设置在这种设备的基底上，一个滚珠丝杠轴这样支撑着，即，使得由设置在这种设备的基底上的一轴承可转动地限制轴向方向，一个用于驱动滚珠丝杠轴的伺服马达，以及一个滚珠丝杠螺母，其安装在移动基底上并与滚珠丝杠轴螺纹啮合，滚珠丝杠轴和滚珠丝杠螺母设置在用于线性导向的成对轨道之间的一个任意位置，特别是设置在避开中间部分的偏向一根轨道的一个位置。于是，由于滚珠丝杠轴，滚珠丝杠螺母，伺服马达等安装在这种设备的基底内，从而能减小设备的安装面积，同时，在可移动模板下面还能提供足够的有用空间。这样就能有效地把在失误时会掉下的模制产品卸下，并在维护时有利于操作。此外，与设置两套滚珠丝杠轴和滚珠丝杠螺母的情况相比，本发明所取得的效果有：减小了部件的数目，无需对滚珠轴的转数进行同步控制，降低了成本。

尽管滚珠丝杠轴设置在偏离注模设备长度方向上的中心线的一个位置处，但是，上面放置有可移动模板的可移动基底能由刚性很高的线性导向件在两侧可靠地导向，从而，在模具打开和闭合时，除了由可移动模板的重量所产生的惯性荷载和摩擦荷载以外没有施加其它荷载。因此，由载荷大小的不平衡所产生的在线性导向件上的偏移荷载是很小的，从而，不会影响线性导向件的荷载能力。此外，即使滚珠丝杠螺母的安装部分发生倾斜，并且由于在把滚珠丝杠轴和滚珠丝杠螺母相互安装在一起时所产生的安装误差等，使得滚珠丝杠螺母的安装部分与滚珠丝杠螺母非对称地接触，锥形盘簧也会发生偏斜，并进行对齐，从而使偏离载荷被释放掉。于是，就能避免从滚珠螺母作用在滚珠丝杠轴上的弯曲作用力。此外，在模具夹紧过程中，当可移动模板稍微变形时，荷载不会直接作用到滚珠丝杠轴和滚珠丝杠螺母上，并且使锥形盘簧偏离，从而就能避免从滚珠丝杠螺母向滚珠丝杠轴产生作用。此外，如果无意中施加了一个荷载，那么，锥形盘簧能吸收这种偏斜振动荷载，从而达到保护滚珠丝杠螺母和滚珠丝杠轴的效果。

此外，通过设置在连接架与弹簧箱以及整个圆周周围的弹簧箱盖之间的间隙，由非对称接触所产生的偏离荷载就能被避免，这是由于即使当滚珠丝杠轴的安装精度例如水平性和平行性很差时，或当所说轴的偏离量很大时也不会发生接触的缘故。

工业实用性

如上面详细描述的那样，根据电力操纵的模具打开/闭合装置，用于使可移动模板移向或撤离固定模板的滚珠丝杠型的进给机构被简化了，并且无需对滚珠丝杠轴的转动速度和转动位置进行同步操作控制了。此外，在滚珠丝杠轴和滚珠丝杠螺母的组装上不会产生非对称接触或弯曲作用力，从而能吸收振动荷载。

Claims (3)

1、一种用于注模设备的电力操纵的模具打开/闭合装置，包括：一固定模板，用于支持一固定模具；一可移动模板，用于支持一可移动模具；用于使所说的可移动模板移向和撤离所说的固定模板的装置；一连杆，用于在所说的可移动模板到达所说的固定模板，并且使所说的固定模具和所说的可移动模具闭合之后，将所说的可移动模板与所说的固定模板相连；模板连接装置，由设置在所说连杆上的多个环槽或设置成能与螺纹啮合的多个环槽构成，从而能在垂直于所说连杆或具有螺纹的半螺母的轴线的方向上打开和闭合；以及在注模时使用的模具夹紧装置，其特征在于：

用于使所说的可移动模板移向和撤离所说的固定模板的所说装置包括：一移动基底，其中该移动基底的上表面与所说的可移动模板连接成一个整体，该移动基底的下表面上安装一滑动单元；一对轨道，设置在所说设备的基底上，并通过与所说的滑动单元啮合形成一线性导向件；一滚珠丝杠轴，由设置在所说设备的基底上的一轴承以与所说的轨道平行的方式支撑，其中轴向方向被可转动地限制；一伺服马达，用于驱动所说的滚珠丝杠轴；以及一滚珠丝杠螺母，其安装在所说移动基底的下表面上，以便能与所说的滚珠丝杠轴螺纹啮合，所说的滚珠丝杠轴和所说的滚珠丝杠螺母设置在所说的成对轨道之间的一任意位置，用于进行线性导向，

其中，所述滚珠丝杠轴和所述滚珠丝杠螺母构造成防止滚珠丝杠轴和滚珠丝杠螺母非对称接触，并使振动减轻。

2、根据权利要求1所述的电力操纵的模具打开/闭合装置，其特征在于：所说的滚珠丝杠轴和所说的滚珠丝杠螺母被设置在所说的成对轨道之间靠近一条轨道的位置处，以便进行线性导向。

3、根据权利要求1或2所述的电力操纵的模具打开/闭合装置，其特征在于：把所说的滚珠丝杠螺母安装到所说的移动基底上的安装结构包括：一连接架，其安装在所说的移动基底上，并具有一通孔，所说的滚珠丝杠轴穿过该通孔；多个锥形盘簧，其设置在所说连接架的通孔两侧；一锥形盘簧箱，容纳着处于挤压状态的所说的锥形盘簧；以及安装到所说的锥形盘簧箱上的滚珠丝杠螺母，所说的滚珠丝杠轴和所说的滚珠丝杠螺母构造成，能通过对齐操作和所说这些锥形盘簧的缓冲操作来防止滚珠丝杠部分的非对称接触。

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