JP5604915B2 - Clamping device - Google Patents
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Description
アルミニウム製品やプラスチック製品を成形するダイカストマシンおよび射出成形機に用いられる、型締装置に関する。 The present invention relates to a mold clamping device used for die casting machines and injection molding machines for molding aluminum products and plastic products.
ダイカストマシンや射出成形機においては、高温で溶融状態のアルミニウムや樹脂を、閉じられた金型の空間部であるキャビティ(成形品の形状)内に、射出装置によって高速高圧で充填し、冷却固化後に金型を開き、成形品を取出して生産する。そのため、型締装置には、金型を高速で開閉することができ、かつ充填中の高い圧力により金型が開いてバリが発生しないよう、金型に大きな型締力を負荷できる機能が要求される。これまでに、多くの種類の型締装置、例えばトグル式、直圧式、複合式などが考案され使用されてきた。それらの型締装置では、固定盤に固定型をまた可動盤の可動型を取り付けて、それぞれの盤の四隅に4本のタイバーを貫通させ、タイバーナットなどを介してそれぞれの盤と連結させる。そして、型締力発生装置によって大きな型締力を金型に負荷し、その際に発生する反力を、タイバーで受ける構造となっていた。 In die-casting machines and injection molding machines, high-temperature molten aluminum and resin are filled into the cavity (molded product shape), which is the space of the closed mold, at high speed and high pressure by an injection device, and then cooled and solidified. Later, the mold is opened and the molded product is taken out for production. For this reason, the mold clamping device requires a function that can open and close the mold at high speed and can apply a large mold clamping force to the mold so that the mold does not open and burr due to high pressure during filling. Is done. So far, many types of mold clamping devices, such as a toggle type, a direct pressure type, and a composite type have been devised and used. In these mold clamping apparatuses, a fixed mold and a movable mold of a movable plate are attached to a fixed plate, and four tie bars are passed through the four corners of each plate, and are connected to the respective plates via tie bar nuts or the like. The mold clamping force generator applies a large mold clamping force to the mold, and the reaction force generated at that time is received by the tie bar.
しかし、固定盤や可動盤に直接的に金型を取り付けて型締力を負荷すると、それぞれの盤が変形(撓む)してしまい、溶融物の圧力が高い金型パーティング面の中央部分において高い面圧を発生させることが困難となり、溶融物の圧力に負けてバリが発生し、不良品を成形しやすいという問題があった。
近年、それらの問題に対応するため、特許文献1に記載のトグル式型締装置では、リンク機構と連結するステープルを先細り形状とし、可動型を保持するムービングプラテンの中央のみと連結することにより、金型の中央部分に高い面圧を発生するようにしている。
また、特許文献2では、金型取付盤の反金型側は受力盤に向かって先細り錐台状または柱状の連結部を設け、型締力が金型の中央部に集中するようにしている。
However, if a mold is directly attached to the fixed plate or movable plate and a clamping force is applied, each plate will be deformed (flexed), and the center part of the mold parting surface where the melt pressure is high In this case, it is difficult to generate a high surface pressure, and burrs are generated when the pressure of the melt is lost.
In recent years, in order to cope with these problems, in the toggle type mold clamping device described in
Further, in
しかしながら、特許文献1および特許文献2に開示された機構では、先細り部分の角度が規定されておらず、勾配部分と平面部分との間の角度が大きいと、接触部(勾配面と平面が交差する角部)において大きな接触面圧(押付け力)が発生し、ムービングプラテンや受力盤が塑性変形し陥没するなどの損傷が生ずる恐れのある構造であった。
However, in the mechanisms disclosed in
以上の課題を解決するために、本願の発明は、
マシンベースと、マシンベース上に固定的に載置され固定型を保持する固定プレートと、固定プレートの反金型側に載置される固定プラテンと、マシンベース上に型開閉方向に摺動可能に載置され可動型を保持する可動プレートと、可動プレートの反金型側に型開閉方向に摺動可能に載置される可動プラテンと、型締力を受ける4本のタイバーと、固定プラテンに備えられタイバーとピストンが一体であり型締力を発生する型締シリンダーと、可動プラテンに備えられタイバーと係合離脱が可能なハーフナットと、可動プレートおよび可動プラテンを開閉動作駆動することができる型開閉装置と、から構成される型締装置において、固定プラテンにおける固定プレートと接触する側の面、および可動プラテンにおける可動プレートと接触する側の面は、中央部分が平面で周囲部分が円錐状あるいは角錐状の勾配面形状になっており、
固定プラテンおよび可動プラテンが最大型締力を受けて湾曲変形した際、平面および勾配面形状間の境界線の角部が、固定プレートおよび可動プレートと接触する接触部となるとともに、固定プレートおよび可動プレートに対する接触部の両側の角度が、タイバーの対角線方向に、略等しく角度θとなり、
型締力を受けていない時は勾配面部分と、固定プレートおよび可動プレートの平面部分との間の角度が、タイバーの対角線方向に2θ°となるように形成される型締装置である。
In order to solve the above problems, the invention of the present application
A machine base, a fixed plate that is fixedly mounted on the machine base and holds a fixed mold, a fixed platen that is mounted on the side opposite to the mold of the fixed plate, and can slide on the machine base in the mold opening / closing direction A movable plate that is placed on the movable plate and holds the movable mold, a movable platen that is slidably mounted in the mold opening and closing direction on the opposite mold side of the movable plate, four tie bars that receive a clamping force, and a fixed platen The tie bar and piston are integrated into a mold clamping cylinder that generates a clamping force, the movable platen is equipped with a half nut that can be disengaged from the tie bar, and the movable plate and the movable platen are driven to open and close. A mold opening and closing device, and a mold clamping device comprising: a fixed platen that is in contact with the fixed plate; and a movable platen that is in contact with the movable plate. The surface, the central portion is the peripheral portion in plan has become a conical or pyramidal slope surface shape,
When the fixed platen and the movable platen are bent and deformed by receiving the maximum clamping force, the corners of the boundary line between the flat surface and the gradient surface shape become contact portions that contact the fixed plate and the movable plate, and the fixed plate and the movable platen are movable. The angle on both sides of the contact portion with the plate is substantially equal to the angle θ in the diagonal direction of the tie bar,
When the mold clamping force is not received, the mold clamping device is formed so that the angle between the inclined surface portion and the plane portion of the fixed plate and the movable plate is 2θ ° in the diagonal direction of the tie bar .
本発明の型締装置は、以下のような効果を発揮する。
(1)接触部におけるピーク面圧が低下するため、接触部の陥没および変形による成形機の損傷を無くすことができる。
(2)接触部において面圧を広く分散することができるので、金型パーティング面に作用する面圧を広く均等化することができる。
(3)固定プレートと可動プレートの厚さを薄くでき、機械重量の軽減およびコストダウンを図れる。
The mold clamping device of the present invention exhibits the following effects.
(1) Since the peak surface pressure at the contact portion is reduced, it is possible to eliminate damage to the molding machine due to the depression and deformation of the contact portion.
(2) Since the surface pressure can be widely dispersed in the contact portion, the surface pressure acting on the mold parting surface can be widely equalized.
(3) The thickness of the fixed plate and the movable plate can be reduced, and the weight of the machine can be reduced and the cost can be reduced.
以下、図面を参照しながら、本願発明に係る実施例を説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1から図6を参照しながら、型締装置の実施例について説明する。 An embodiment of a mold clamping device will be described with reference to FIGS.
図1は、型締装置が開いている状態が表されている。マシンベース15上には、固定プレート7が固定キー16を介し固定的に載置されていおり、固定型1が取り付けられている。固定プラテン4は、固定プレート7の下部上あるいはマシンベース15上に、拘束されていない状態で載置されている。さらに、固定プラテン4の固定プレート7と接触する側の面は、中央部が平面加工され、その周囲部は角度が2θ°の勾配加工が施されており、円錐状あるいは角錐状の形状をなす。さらに、固定プレート7は、固定ボルト20によって固定プラテン4と離れないようになっている。このように取り付けることにより、固定プラテン4に型締力が負荷されて変形した状態においても、その変形が固定プレート7に影響を及ぼさないようになっている。一方、固定プレート7の固定プラテン4と接触する側の面は平面である。固定プラテン4には、型締シリンダーが内蔵されており、タイバー9とピストン10は一体的に結合されている。また、ピストン10にはロッド11が結合しており、固定プラテン4の内側部分とで、型締油室10aと離型油室10bを形成する。図示せぬ油圧装置と配管により、型締シリンダーの型締油室10aに高圧の作動油を供給すると型締力が発生し、また離型油室10bに油圧を供給すると離型力(強力型開力)が発生する。固定プラテン4および固定プレート7の中央部には、射出穴13が設けられている。型締装置の右側には、図示していない射出装置が配置されており、その先端部が射出穴13に挿入可能で、金型内のキャビティに連通する流入口と接続可能となっている。
FIG. 1 shows a state in which the mold clamping device is open. On the
マシンベース15上には、スライドレール25が取り付けられており、スライドブロック26を介して可動台24と一体的に可動プレート8が載置されている。可動プレート8には、可動型2が取り付けられている。スライドブロック26は、ボールやころを介してスライドレール25と連結しているので、摩擦抵抗がほとんど無い状態で摺動運動することができる。可動台24の上には可動プラテン5が拘束されない状態で載置されており、固定ボルト20によって、可動プラテン8と離れないように取り付けられている。また、可動プラテン5の可動プレート8と接触する側の面は、固定プラテン4と同様に中央部は平面加工され、周囲部は2θ°の勾配加工が施されている。さらに、可動プラテン5には、タイバー9が貫通しているとともに、2つ割りのハーフナット12が取り付けられており、型が閉じた状態で開閉することによって、タイバー9の係合部9aと係合離脱が可能となっている。タイバー係合部9aには、リング状あるいはねじ状の溝が設けられ、噛み合い歯が形成されており、ハーフナット12の内側に形成された歯と勘合することにより、タイバー9とハーフナット12は係合できる。ハーフナット12の開閉駆動は、油圧シリンダー、あるいはモータとボールねじの組み合わせによって行なうことができる。
また、可動プラテン5には、図示せぬ押出装置が設けられており、成形品を可動型2から取り外すことができる。
A
Further, the
可動台24とマシンベース15の間には、型開閉装置が連結されているので、可動プレート8や可動プラテン5などを型開閉方向に摺動駆動することができる。可動台24の下側にはナット取付けブロック33が固着されており、型開閉ボールねじナット32が取り付けられている。型開閉ボールねじナット32と螺合する型開閉ボールねじ軸31は、軸受けを介して回転自在であるが軸方向に拘束された状態で、ねじ軸サポート台38に支持されている。ねじ軸サポート台38は、マシンベース16に固定されている。型開閉ボールねじ軸31の一方の端部は、カップリング37によって型開閉用サーボモータ30の回転軸と連結されており、またもう一方の端部は、ねじ軸支持台34によって回転自在に支持され、さらにブレーキ35と連結している。ブレーキ35はねじ軸支持台34に取り付けられており、非常時の急停止や、機械停止時に可動部が動かないようにするために設けられている。
Since the mold opening / closing device is connected between the
図2は、金型が閉じて型締力が負荷されている状態を示し、ハーフナット9aは閉じてタイバー9と係合状態である。そして、型締力によって、各プラテンやタイバー9に撓み(変形)が発生している。この時、固定プラテン4の周囲部の固定プラテン勾配面4bは、変形によって固定プレート7との間の角度はθ°となり、さらに固定プラテン平面部4aも変形によって湾曲し、固定プレート7との間の角度もθ°となる。可動プラテン5側においても同様である。固定プラテン4および可動プラテン5に施す勾配加工の2θ°は、設計段階において有限要素法などCAEを用い、各プラテンの変形角度を予め解析しておくことにより算出が可能である。型締装置が発揮できる最大の型締力を発生しているときの状態において、2θ°を算出することが好ましい。
FIG. 2 shows a state in which the mold is closed and a clamping force is applied, and the
図3から図5は、図1における矢視Aから固定プラテン4を見たときの図であり、固定プレート7側の面の状態を示す。
固定プラテン4は、マシンベース15上に固定プレート7の下部などを介して拘束されない状態で載置されている。四隅には、4本のタイバー9が型締シリンダーを介して取り付けられている。中央には射出穴13が開いており、その周辺は平面状の固定プラテン平面4aとなっている。型締力を受けていない時は、固定ボルト20によって固定プラテン平面4aと固定プレート7は軽く接触している。さらに固定プラテン平面4aの周囲部は、円錐状の固定プラテン勾配面4bとなっている。固定プラテン平面4aと固定プラテン勾配面4bの境界線(面の交差部分)は、角部であり、型締力を受けて変形した際、固定プレート7と接触する接触部となる。固定プレート7は、接触部の狭い範囲から型締力を受けるが、固定プレート7の厚みによって力は広がって固定型1に伝わり、金型パーティング面では面圧が均一となる。2θ°の勾配角度は、4本のタイバー9から型締力が負荷されることを考慮すると、一番変形の大きい対角線上を横から見たとき角度であることが望ましい。
可動側の可動プラテン5の可動プレート8と接触する側の面も同様な形状に加工されており、同じ作用効果によって、金型パーティング面に均一な面圧が負荷される。
3 to 5 are views when the fixed
The
The surface of the
図6は、固定プラテン4と固定プレート7の接触部(固定プラテン4の角部)を拡大した図である。固定プラテン勾配面4bと固定プレート7の平面部との間の角度は、2θ°である。型締力による固定プラテン4の変形量は小さいので、2θ°も小さい角度であり、よって固定プラテン4の角部の頂点角度は180°に近い鈍角である。型締力を受けると固定プラテン4は変形し、右の図の様になる。接触部の上側と下側に生じる面と面の間の角度は同等の略θ°となり、接触部の面圧の大きさは上下対称で発生する。固定プラテン4の角部によって固定プレート7は弾性変形し、面圧が広い範囲で発生することになる。面圧部分が広くなることにより、ピーク面圧は減少するため、ピーク面圧部分に塑性変形が発生するほどの大きな面圧が発生することは無く、接触部分が陥没することはない。また、型締力を広く拡散することができるので、固定プレート7の厚みが薄くても、金型に型締力を均一に伝えることができる。
FIG. 6 is an enlarged view of a contact portion between the fixed
一方、図7は、従来技術における接触部の図であり、勾配部と平面部の間の頂点角度が小さいため、型締時における接触範囲(面圧分布範囲)は狭く、大きなピーク面圧が発生していることが分かる。このことにより、塑性変形が発生しプラテン等を損傷させることとなり、成形機の故障につながる。 On the other hand, FIG. 7 is a diagram of the contact portion in the prior art, and since the apex angle between the gradient portion and the flat portion is small, the contact range (surface pressure distribution range) at the time of mold clamping is narrow, and a large peak surface pressure is present. You can see that it has occurred. This causes plastic deformation and damages the platen and the like, leading to a failure of the molding machine.
図4は、別の実施例であり、固定プラテン勾配面4bが四角錐上に加工されていて、図3の実施例と同様な作用効果を奏する。
図5も、さらに別の実施例であり、固定プラテン勾配面4bは八角錐上に加工されている。
FIG. 4 shows another embodiment, in which the fixed
FIG. 5 is still another embodiment, and the fixed
次に、本実施例の型締装置による成形動作について説明する。
まず、図1の型開き状態では、ハーフナット12は開いてタイバー9と離脱状態になっている。図示せぬ制御装置からブレーキ35に解除信号が送られた後、型開閉用サーボモータ30に回転指令信号が送られ、型開閉用ボールねじ軸31が回転し、ねじの作用により、型開閉用ボールねじナット32、ナット取付けブロック33、可動台24、可動プラテン5、可動プレート8、および可動型2が閉方向(図の右方向)に移動する。可動型2が固定型1にタッチすると、型開閉用サーボモータ30は停止しフリー状態となる。次に、型開閉用サーボモータ30のエンコーダーなどから可動盤5の位置を検知し、もし、タイバー係合部9aの歯とハーフナット12の係合部の歯が噛み合う位置関係になければ、型締シリンダーに作動油が適宜供給され、タイバー9を動かして、歯が噛み合う位置になるよう調整する。金型の厚みが予め分かっている場合は、型閉動作前にタイバー9の位置を調整しておいても良い。
Next, the molding operation by the mold clamping device of the present embodiment will be described.
First, in the mold open state of FIG. 1, the
続いて、ハーフナット12を閉じて、ハーフナット12をタイバー9と係合させる。そして、型締シリンダーの型締油室10aに高圧の作動油を供給し、大きな型締力を発生させる(図2)。この時、前述の固定プラテン4や可動プラテン5の勾配加工の効果により、金型パーティング面全体に均一の面圧が発生する。
Subsequently, the
型締力が所望の値まで上昇すると、射出装置から溶融状態のアルミニウムや樹脂を金型キャビティ内に高圧で射出充填する。パーティング面を合わせる面圧は均一に発生しているので、溶融物の圧力に負けてパーティング面が開きバリが発生する部分は無い。 When the mold clamping force rises to a desired value, molten aluminum or resin is injected and filled into the mold cavity from the injection device at high pressure. Since the surface pressure for aligning the parting surfaces is uniformly generated, there is no portion where the parting surface opens and burrs are generated under the pressure of the melt.
冷却固化が完了すると、型締油室10aの圧力を落とし、そして離型油室10bに作動油を供給し大きな力で金型を少し開き、成形品を固定型1から離す。ハーフナット12を開いてタイバー9と離脱した後、続いて、型開閉用サーボモータ30を駆動し、可動型2および可動プラテン5等を後退させる(開く)。さらに、図示せぬ押出装置によって成形品を可動型2から取り外し、取出し装置によって機外に運び出す。そして引き続き、次の成形サイクルを開始する。
When the cooling and solidification is completed, the pressure in the mold clamping
上記の実施の形態は本発明の一例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。 The above-described embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited by the embodiment, and is defined only by matters described in the claims, and other embodiments are also possible. It can be implemented.
アルミニウム製品やプラスチック製品を生産する成形機械の型締装置に利用でき、成形品の品質向上、成形機械の故障の低減に貢献できる。 It can be used for mold clamping devices of molding machines that produce aluminum products and plastic products, and can contribute to improving the quality of molded products and reducing failures in molding machines.
1 固定型
2 可動型
4 固定プラテン
4a 固定プラテン平面
4b 固定プラテン勾配面
5 可動プラテン
5a 可動プラテン平面
5b 可動プラテン勾配面
7 固定プレート
8 可動プレート
9 タイバー
9a 係合部
10 ピストン
10a 型締油室
10b 離型油室
11 ロッド
12 ハーフナット
13 射出穴
15 マシンベース
16 固定キー
20 固定ボルト
24 可動台
25 スライドレール
26 スライドブロック
30 型開閉用サーボモータ
31 型開閉用ボールねじ軸
32 型開閉用ボールねじナット
33 ナット取付けブロック
34 ねじ軸支持台
35 ブレーキ
37 カップリング
38 ねじ軸サポート台
1 fixed
Claims (1)
前記マシンベース上に固定的に載置され固定型を保持する固定プレートと、
前記固定プレートの反金型側に載置される固定プラテンと、
前記マシンベース上に型開閉方向に摺動可能に載置され、可動型を保持する可動プレートと、
前記可動プレートの反金型側に型開閉方向に摺動可能に載置される可動プラテンと、
型締力を受ける4本のタイバーと、
前記固定プラテンに備えられ、前記タイバーとピストンが一体であり型締力を発生する型締シリンダーと、
前記可動プラテンに備えられ、前記タイバーと係合離脱が可能なハーフナットと、
前記可動プレートおよび前記可動プラテンを開閉動作駆動することができる型開閉装置と、から構成される型締装置において、
前記固定プラテンにおける前記固定プレートと接触する側の面、および前記可動プラテンにおける前記可動プレートと接触する側の面は、中央部分が平面で周囲部分が円錐状あるいは角錐状の勾配面形状になっており、
前記固定プラテンおよび前記可動プラテンが最大型締力を受けて湾曲変形した際、前記平面および前記勾配面形状間の境界線の角部が、前記固定プレートおよび前記可動プレートと接触する接触部となるとともに、前記固定プレートおよび前記可動プレートに対する前記接触部の両側の角度が、前記タイバーの対角線方向に、略等しく角度θとなり、
型締力を受けていない時は、前記勾配面部分と、前記固定プレートおよび前記可動プレートの前記平面部分との間の角度が、前記タイバーの対角線方向に2θ°となるように形成される、
ことを特徴とする型締装置。 Machine base,
A fixed plate that is fixedly placed on the machine base and holds a fixed mold;
A stationary platen placed on the anti-mold side of the stationary plate;
A movable plate that is slidably mounted in the mold opening and closing direction on the machine base and holds a movable mold;
A movable platen slidably mounted in the mold opening and closing direction on the opposite mold side of the movable plate;
4 tie bars that receive clamping force,
A clamping cylinder provided in the fixed platen, wherein the tie bar and the piston are integrated to generate a clamping force;
A half nut provided in the movable platen and capable of disengaging from the tie bar;
In a mold clamping device comprising a movable plate and a mold opening and closing device capable of driving the movable platen to open and close,
The surface of the fixed platen that comes into contact with the fixed plate and the surface of the movable platen that comes into contact with the movable plate have a flat surface at the center and a conical or pyramidal inclined surface. And
When the fixed platen and the movable platen are bent and deformed by receiving the maximum clamping force, the corners of the boundary line between the plane and the sloped surface form contact portions that come into contact with the fixed plate and the movable plate. In addition, the angle on both sides of the contact portion with respect to the fixed plate and the movable plate is substantially equal to the angle θ in the diagonal direction of the tie bar,
When not receiving a mold clamping force, it said inclined surface portion, the angle between the planar portion of the fixed plate and the movable plate is formed to be 2 [Theta] ° in a diagonal direction of the tie bar,
A mold clamping device characterized by that.
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