CN201832981U - 一种压铸机合模装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种压铸机合模装置，包括调模板、动模板、定模板、十字头和机饺；调模板、动模板和定模板通过四根哥林柱依次相连；调模板上的两个铰耳分别与两个钩铰通过销轴连接；动模板上的两个铰耳分别与两个长铰通过销轴连接；钩铰与长铰通过销轴相连；十字头上下两端通过小铰与钩铰用销轴相连；十字头固定在合模油缸的活塞杆前端，侧向通过十字头导杆导向，钩铰上的三个销轴孔的圆心连接线呈一钝角三角形，其中，钩铰的后肘杆长度与后肘杆支撑长度的夹角γ范围是19°～25°，后肘杆支撑长度的对角Ψ范围是20°～45°。本实用新型能够在保证合模刚度的情况下，提高行程比和锁模力放大倍数。

Description

一种压铸机合模装置

技术领域

本实用新型涉及合模机构领域，特别是涉及一种用于压铸机的双曲肘五支点斜排列合模装置。

背景技术

合模机构是压铸机上最重要的部件之一。合模机构在很大程度上影响到压铸机的生产效率、模具的工作条件、铸件的精度和致密度等。

双曲肘五支点斜排列合模机构是目前在压铸机中应用最为广泛的一种结构型式。压铸机合模基本工作原理为：合模油缸通过十字头驱动肘杆机构摆动，使动模板沿拉杆轴向移动，实现开合模及锁模工艺要求。当机构运动到终点前某一位置时，模具刚好碰上，机构继续运动，迫使合模装置机件发生弹性变形，从而对模具产生压紧力(这种力称为锁模力)，以保证注压铸时模具不被胀模力顶开。运动终止时，钩铰和长铰位于在同一直线上，处于自锁状态，这时即使合模油缸卸荷，锁模力也不会消失。

在压铸机合模装置的设计中，以下四点是设计的要求。(1)有较大力的放大作用以实现用较小的油缸推力而得到较大的锁模力。这样不仅使合模装置结构紧凑，尺寸小而重量轻，还可以使较低的油压而获得较大的油缸推力，使油压系统更经济更节能。(2)用相同的油缸行程获得较大的模板行程。(3)动模板在运动时有较好的运动特性，即实现慢-快-慢的自然变速开闭模过程，以减少开闭模终了时的冲击和振动。(4)有较短的轴向尺寸，以减少机器重量和占地面积。但是，原有的双曲肘式合模装置在以上四点上难以取得较好的统一。特别是装置的力的放大特性和运动特性较难得到较好的效果，当局部参数改变，当锁模力的放大比倍数变大，则行程比变小，运动特性变差；反之亦然。因此两者是相互矛盾的，难以达到两者都好的效果。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种压铸机合模装置，能够在保证合模刚度的情况下，提高行程比和锁模力放大倍数，并尽量降低合模和开模时的冲击，提高压铸模的使用寿命。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种压铸机合模装置，包括调模板、动模板、定模板和十字头；所述的调模板、动模板和定模板通过四根哥林柱依次相连；所述的调模板上的两个铰耳分别与两个钩铰通过销轴连接；所述的动模板上的两个铰耳分别与两个长铰通过销轴连接；所述的钩铰与长铰通过销轴相连；所述的十字头上下两端通过小铰与所述的钩铰用销轴相连；所述的十字头固定在合模油缸的活塞杆前端，侧向通过十字头导杆导向，所述的钩铰上的三个销轴孔的圆心连接线呈一钝角三角形，其中，所述的钩铰的后肘杆长度与后肘杆支撑长度的夹角范围是19°～25°，所述的后肘杆支撑长度的对角范围是20°～45°。

所述的压铸机合模装置的斜排角的范围是3°～5°。

所述的钩铰的后肘杆长度范围是240mm～260mm。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：通过优化合模机构的参数，加大了锁模力的放大倍数，实现移模行程与合模油缸行程之最大，使合模机构具有优异的平稳运动曲线特征，运行速度快且运行平稳，合模开始(或开模终止)时机构冲击小，锁模力放大倍数大，这也意味着油缸尺寸，油压可有较大的减小和降低。在不改变油压缸的前提下，有利于保证产品质量和提高生产效率，提高压铸机的压铸能力。调模板受力支点中心距较小，机构整体刚性较大，有利于保证锁模力、提高压铸制品精度。

附图说明

图1是本实用新型的压铸机整体柱架部分装配二维模型示意图；

图2是本实用新型的压铸机整体柱架部分装配三维模型示意图；

图3是本实用新型的双曲肘合模装置机铰装配示意图；

图4是本实用新型的合模机构简图；

图5是现有技术中合模装置运动特性图；

图6是本实用新型的运动特性图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本实用新型的实施方式涉及一种压铸机合模装置，如图1至图3所示，包括调模板1、动模板6、定模板7和十字头4；所述的调模板1、动模板6和定模板7通过四根哥林柱8依次相连；所述的调模板1上的两个铰耳分别与两个钩铰2通过销轴连接；所述的动模板6上的两个铰耳分别与两个长铰5通过销轴连接；所述的钩铰2与长铰5通过销轴相连；所述的十字头4上下两端通过小铰3与钩铰2用销轴相连；所述的十字头4固定在合模油缸的活塞杆前端，侧向通过十字头导杆导向，可以沿压铸机中心轴线移动。所述的钩铰2上的三个销轴孔的圆心连接线呈一钝角三角形，其中，所述的钩铰2的后肘杆长度与后肘杆支撑长度的夹角γ范围是19°～25°，所述的后肘杆支撑长度的对角Ψ范围是20°～45°。其中，所述的压铸机合模装置的斜排角的范围是3°～5°；所述的钩铰2的后肘杆长度范围是240mm～260mm。

在设计该合模装置时需要考虑到压铸机的性能约束条件和几何约束条件。其中，性能约束条件包括：(1)为保证机构正常启闭运动，不发生自锁现象的约束条件；(2)为增加机台循环次数，行程比必须满足设计要求的约束条件；(3)获得合理增力倍数，保证合模力的约束条件；(4)为保证系统刚度，对合模机构临界角的约束条件；(5)为保证动模板在任何位置都能克服系统阻力，实现可靠闭模，而对油缸推力要求的约束条件；(6)为结构紧凑，启闭模可靠，对初始角，斜排角，终锁角的必要的约束条件。几何条件包括：(1)为避免对称曲肘相互干涉的约束条件；(2)为保证相同杆件铰支孔便于制造，运动中不发生干涉的最小长度约束条件；(3)为便于结构布置和不干涉，有关十字头和模板的约束条件。综合考虑性能约束条件和几何约束条件，结合图4所示的运动机构原理图，以压铸机的综合性能为目标函数进行优化，选取适当的机构参数为优化变量，得到合模机构运动特性和力学特性的计算公式：

S₀-油缸行程：

$S_0=l_5[\cos (\mathrm{\γ}+\mathrm{\θ})-\cos (\mathrm{\α}+\mathrm{\γ}+\mathrm{\θ})]+\sqrt{l_4^2-{[E_d-l_5\sin (\mathrm{\α}+\mathrm{\γ}+\mathrm{\θ})]}^2}-\sqrt{l_4^2-{[E_d-l_5\sin (\mathrm{\γ}+\mathrm{\θ})]}^2}$

S_m-模板行程：

S_m＝S(α₀)-S(α_m)＝l₂[cos(β₀)-cos(β_m)]+l₁[cos(α₀+θ)-cos(α_m+θ)]

W-行程比放大倍数：

$W=\frac{S_m}{S_0}=\frac{(l_1+l_2)\cos \mathrm{\θ}-l_1\cos (\mathrm{\α}+\mathrm{\θ})-\sqrt{l_2^2-{[l_1\sin (\mathrm{\α}+\mathrm{\θ})-(l_1+l_2)\sin \mathrm{\θ}]}^2}}{l_5[\cos (\mathrm{\γ}+\mathrm{\θ})-\cos (\mathrm{\α}+\mathrm{\γ}+\mathrm{\θ})]+\sqrt{l_4^2-{[E_d-l_5\sin (\mathrm{\α}+\mathrm{\γ}+\mathrm{\θ})]}^2}-\sqrt{l_4^2-{[E_d-l_5\sin (\mathrm{\γ}+\mathrm{\θ})]}^2}}$

M-锁模力放大比倍数：

$M=\frac{l_5\sin (\mathrm{\α}+\mathrm{\γ}+\mathrm{\θ}+\mathrm{\φ})}{l_1\sin (\mathrm{\α}+\mathrm{\θ}+\mathrm{\β})}\·\frac{\cos \mathrm{\β}}{\cos \mathrm{\φ}}$

上述计算公式中，l₅为钩铰支撑长度，γ为钩铰的后肘杆长度与后肘杆支撑长度的夹角，θ为斜排角，α为钩铰从伸直状态起的任意开模角度，l₄为小铰长度，E_d为调模板铰耳圆心与十字头铰耳圆心距离，α₀为锁模角，即合模装置机件发生弹性变形的临界角度，α_m为钩铰从伸直状态到最大开模状态的最大开模角，l₂为长铰长度，7₁为钩铰的后肘杆长度，β为长铰与轴线方向上的夹角，φ为小铰与压铸机轴向的夹角，即推力角。

最后，根据计算机模拟得到一种锁模力放大比和行程比均较大而速度特性又好的双曲肘合模装置。

当锁模油缸工作时，活塞杆向前运动，带动十字头4向前移动，由于十字头4与小铰3靠轴连接，故十字头4带动小铰3转动，小铰3转动的同时，带动钩饺2转动，钩饺2带动长铰5转动，推动动模板6向前运动，完成合模和锁模过程。同理，当锁模油缸的活塞杆向后运动时，十字头4向后平动，带动小铰3转动，与此同时小铰3带动钩饺2转动，钩铰2带动长铰5转动，进而拉动动模板6向后运动(其中，向前运动是指合模的过程，向后运动是指开模的过程)。

图5是原有的双曲肘合模装置运动特性图，图6是优化后的双曲肘合模装置运动特性图。图5、图6中的纵坐标表示动模板运行位移、速度和加速度，横坐标表示动模板的行程，其中，曲线A表示位移曲线；曲线B表示速度曲线；曲线C表示加速度曲线，通过图5和图6两个运动特性曲线明显看出本实用新型较现有技术有较大的优越性，较现有合模装置压铸机有更高的运动速度和较高的生产效率。图5中，在动模板运动终了时速度曲线处于上升趋势，这说明闭模时有惯性冲击和振动，而图6中，合模接近终点处的速度下降平稳，减少了对模具的冲击。在开模初始阶段速度较慢，防止制品发生撕裂。因而更符合慢——快——慢的运动特性。

从图中可以看出，经过优化设计，在追求力的放大倍数M大的情况下，以力的放大倍数为目标函数的优化设计方案较原来的设计方案有较大的力的放大倍数，比原设计方案增加了10.7％。因此，本实用新型既能够满足传统设计中各方面的要求，同时又能较好的满足用户多方面的设计需要，因而它对提高合模机构的性能具有极其重要的指导意义。

通过表1发现，优化后的合模装置有较大的锁模力放大比和行程比，而做功就是锁模力放大比和行程比的乘积，优化后的合模装置与原有相比更省力，且更节能，即可用较小的油缸直径或较低的油压获得较大的油缸推力，这样可使油缸尺寸减小，油压系统简化，使能耗最低而效果显著。

比较项目	合模力	模板行程	锁模力放大比	行程比	初始速度比值
						原有	1600KN	380mm	23.11	0.98	1.62
优化后的	1600KN	380mm	25.58	1.01	0.93
						改善幅度	/	/	10.7％	3％	-42.6％

表1

不难发现，本实用新型通过优化合模机构的参数，加大了锁模力的放大倍数，实现移模行程与合模油缸行程之最大，使合模机构具有优异的平稳运动曲线特征，运行速度快且运行平稳，合模开始(或开模终止)时机构冲击小，锁模力放大倍数大，这也意味着油缸尺寸，油压可有较大的减小和降低。同时在不改变油压缸的前提下，有利于保证产品质量和提高生产效率，提高压铸机的压铸能力。

Claims (3)

1.一种压铸机合模装置，包括调模板(1)、动模板(6)、定模板(7)和十字头(4)；其特征在于，所述的调模板(1)、动模板(6)和定模板(7)通过四根哥林柱(8)依次相连；所述的调模板(1)上的两个铰耳分别与两个钩铰(2)通过销轴连接；所述的动模板(6)上的两个铰耳分别与两个长铰(5)通过销轴连接；所述的钩铰(2)与长铰(5)通过销轴相连；所述的十字头(4)上下两端通过小铰(3)与所述的钩铰(2)用销轴相连；所述的十字头(4)固定在合模油缸的活塞杆前端，侧向通过十字头导杆导向，其特征在于，所述的钩铰(2)上的三个销轴孔的圆心连接线呈一钝角三角形，其中，所述的钩铰(2)的后肘杆长度与后肘杆支撑长度的夹角γ范围是19°～25°，所述的后肘杆支撑长度的对角Ψ范围是20°～45°。

2.根据权利要求1所述的压铸机合模装置，其特征在于，所述的压铸机合模装置的斜排角的范围是3°～5°。

3.根据权利要求1所述的压铸机合模装置，其特征在于，所述的钩铰(2)的后肘杆长度范围是240mm～260mm。

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