液壓與機(jī)鉸機(jī)技術(shù)對(duì)比

1、（一）、精密注塑成型對(duì)鎖模裝置的要求1、對(duì)于精密注塑而言，注射壓力高，有的高達(dá)415MPa，這就要求精密注塑機(jī)的鎖模結(jié)構(gòu)具有足夠的剛性和鎖模力，但不是鎖模力越高越好，它要求鎖模力可以控制、穩(wěn)定、重復(fù)性高，它還要求有高的開(kāi)、合模精度，主要是開(kāi)、合模終止點(diǎn)的位置精度和模板的平衡度等，它涉及鎖模結(jié)構(gòu)、拉桿、動(dòng)定模板和合模構(gòu)件的尺寸、材料、熱處理方式以及機(jī)加工精度和裝配精度等。2、對(duì)低壓模具保護(hù)以及合模力的大小要精確控制。一般精密注塑成型所需的模具價(jià)格十分昂貴，鎖模裝置應(yīng)盡量減少對(duì)模具的損害；合模力的大小直接影響模具的變形程度，從而影響制品的精度。這要求動(dòng)模板和定模板都要具有足夠的剛性，對(duì)于精密注塑成

2、型，一般要求動(dòng)定模板與模具接觸面的變形，甚至更小。3、合模機(jī)構(gòu)的工作效率要高，開(kāi)合模速度要快（一般達(dá)到40m/min左右）。為了達(dá)到這個(gè)目的，要求合模結(jié)構(gòu)更加合理，在滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)剛性的條件下，盡量減少運(yùn)動(dòng)部件及其質(zhì)量，減少運(yùn)動(dòng)慣性，有利于實(shí)現(xiàn)高速開(kāi)合模，降低能耗。（二）、鎖模結(jié)構(gòu)一般有：傳統(tǒng)肘桿式、傳統(tǒng)單缸充壓式、四缸直鎖二板式以及全電動(dòng)式1、肘桿式鎖模結(jié)構(gòu)（如圖1所示）的優(yōu)點(diǎn)是:速度快、能耗低、液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本低。缺點(diǎn)是:a.結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易磨損、開(kāi)合模精度差。b.加工精度要求極高，在成型過(guò)程中無(wú)法保證L2與L4、L3 與L5、L1與L6相等，使得模板受力不均，不能成型精密產(chǎn)品。圖1 肘桿式鎖模結(jié)

3、構(gòu)c.需要復(fù)雜的調(diào)模結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑系統(tǒng)、開(kāi)合模行程短,而且銷(xiāo)軸等磨損后造成的受力不均,會(huì)加速機(jī)器損壞,例如:銷(xiāo)軸和拉桿斷裂、模板開(kāi)裂、調(diào)模螺母咬死等。2、傳統(tǒng)單缸充壓式傳統(tǒng)單缸充液式（如圖2所示）的優(yōu)點(diǎn)是:開(kāi)合模精度高、模板受力均衡、不需調(diào)模、不需加油潤(rùn)滑、磨損較少、開(kāi)合模行程長(zhǎng)。圖2單缸充液式鎖模結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)是:容易內(nèi)泄造成升壓時(shí)間長(zhǎng)、爬行、甚至讓模、速度慢、漏油、能耗高、容易造成液壓沖擊、液壓系統(tǒng)復(fù)雜、成本高、大油缸加工困難。3、四缸直鎖二板式圖3是泓利公司研發(fā)并投入批量生產(chǎn)的四缸直鎖二板式鎖模結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。如圖所示，四缸直鎖二板式鎖模結(jié)構(gòu)的四根鎖?；钊麠U穿過(guò)動(dòng)模板，并固定在定模板和后支架上，活

4、塞固定在活塞桿上，四個(gè)油缸套在活塞桿上并固定在動(dòng)模板上，兩個(gè)移模油缸安裝在動(dòng)模板與后支架之間，移模油缸使動(dòng)模板作開(kāi)合模動(dòng)作，高壓油一起進(jìn)入四個(gè)油缸完成高壓鎖模動(dòng)作。四缸直鎖二板式鎖模結(jié)構(gòu)的性能分析：圖3 四缸直鎖二板式鎖模結(jié)構(gòu) 由于此結(jié)構(gòu)的拉桿中部受力，封閉力線(xiàn)短，受力零件少，有效提高了鎖模剛性，減少疲勞破壞。 移模油缸與鎖模油缸分開(kāi)，有效解決了鎖模力與移模速度的矛盾，同時(shí)解決了直壓式鎖模結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題：a.運(yùn)動(dòng)中力的平衡；b.由于鎖模油缸大，要解決升壓時(shí)間長(zhǎng)和卸壓沖擊的問(wèn)題；c.充壓閥的內(nèi)泄漏；d.四根活塞桿的磨損及漏油。圖4 四缸直鎖二板式鎖模力變化示意圖 鎖模力通過(guò)電腦準(zhǔn)確設(shè)定，而且可以

5、從鎖模油缸中的壓力傳感器直接將信號(hào)傳給電腦，不受環(huán)境溫度等因素的影響，重復(fù)精度高。四缸直鎖二板式的鎖模力可以隨注射壓力（如圖4中曲線(xiàn)1）的升高而升高1.5倍，鎖模力（如圖4中曲線(xiàn)2）與脹模力同步變化，并且維持平衡狀態(tài)，避免模具因長(zhǎng)時(shí)間受高壓而導(dǎo)致疲勞破壞，同時(shí)有利于提高制品的精度。圖中曲線(xiàn)3表示肘桿式鎖模結(jié)構(gòu)的變化線(xiàn)，在整個(gè)充模過(guò)程中，鎖模力一直保持最大值，這易造成模具的疲勞破壞。當(dāng)注射結(jié)束后鎖模力隨之下降至系統(tǒng)壓力在冷卻過(guò)程中則保持一定的低壓力。 鎖模力隨注射壓力反饋控制，在注射保壓完畢時(shí)鎖模力降至原來(lái)的30，在開(kāi)模前逐步降至零，有效取消制品的內(nèi)應(yīng)力，避免了開(kāi)模時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)，保證制品的光潔度。

6、4、全電動(dòng)式全電動(dòng)式鎖模結(jié)構(gòu)仍采用肘桿式合模結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖5），不同的是其開(kāi)合模動(dòng)作是由伺服電機(jī)代替原來(lái)的移模油缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其余的模厚調(diào)整及頂針也由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。因此，開(kāi)合模位置精度高，鎖模力控制較普通肘桿式準(zhǔn)。全電動(dòng)式鎖模系統(tǒng)的主要優(yōu)缺點(diǎn)圖5全電動(dòng)式鎖模結(jié)構(gòu)目前的全電動(dòng)式精密注塑機(jī)的鎖模系統(tǒng)是伺服電機(jī)取代原來(lái)的油缸推動(dòng)肘桿作開(kāi)合模運(yùn)動(dòng)。這使原來(lái)肘桿式結(jié)構(gòu)所存在的問(wèn)題繼續(xù)存在，如加工精度要求高，易磨損，調(diào)模難等；但有些方面得到一定的改善，由于使用伺服電機(jī)，可以使肘桿在不同的角度停下來(lái)，有利于鎖模力的改變，并可進(jìn)行壓縮成型。而且由于沒(méi)有油壓慣性的影響，所以噪音較低，控制精度較高，不過(guò)，它也帶來(lái)一些新

7、的問(wèn)題：1）由于用伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲桿，因此滾珠絲桿的磨損會(huì)導(dǎo)致精度的下降。2）如果機(jī)器的制造裝配精度不高或模具安裝平面不平行，那么在滾珠絲桿上就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)附加的徑向力，加速滾珠絲桿的磨損。3）如果肘桿未完全撐直就開(kāi)始注射，當(dāng)成型面積較大的制品時(shí)就有很大的軸向力作用于滾珠絲桿及伺服電機(jī)的軸上，超載時(shí)就有可能導(dǎo)致它們的損壞。（三）鎖模結(jié)構(gòu)的性能分析比較表一、鎖模力形成方式比較單缸充液式肘桿式全電動(dòng)式四缸直鎖二板式鎖模油缸壓力經(jīng)壓力傳感器直接將信號(hào)傳給電腦，不受環(huán)境因素等影響1. 靠整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生剛性變形產(chǎn)生鎖模力，調(diào)模機(jī)構(gòu)影響鎖模力，最終無(wú)法測(cè)量°5°終止角0°初始角

8、越大，終止角越小，鎖模力越大。且無(wú)法保證兩邊肘桿的初始角和終止角相同同肘桿式同傳統(tǒng)液壓式表二、拉桿受力剛性比較 單缸充液式肘桿式全電動(dòng)式四缸直鎖二板式夾緊模具用上圖方式，后模板、拉桿乃至整個(gè)系統(tǒng)均受力變形，剛性差 同單缸充液式同肘桿式類(lèi)似于4根螺栓將模具夾緊，受力零件少，剛性好表三、模具受力均衡性比較單缸充液式肘桿式全電動(dòng)式四缸直鎖二板式鎖模力作用在動(dòng)模板的中心，其反作用力作用再定模板的四個(gè)角上。 1、四條拉桿受力可能因受力長(zhǎng)度不同而不均勻。2、制品投影面積型心必須與機(jī)器中心重合，否則制品厚薄不均。A=B1+B2+B3+B4； B1B2B3B4A/4如圖，鎖模力通過(guò)機(jī)鉸作用在動(dòng)模板的兩個(gè)邊緣上

9、，反作用力B作用在定模板的四個(gè)角上 1、四條拉桿受力不均，B1B2B3B4；2、 A1B1+B3，A2B2+B4； 3、動(dòng)模板的變形大于定模板的變形 4、B1/2 A同肘桿式1、A作用在動(dòng)模板的四個(gè)角上。 2、A1A2A3A4，A1B1，AB3、B1=B2=B3=B4。表四、模具自適應(yīng)分析單缸充液式肘桿式全電動(dòng)式四缸直鎖二板式同四缸直鎖二板式 當(dāng)模具有適量平行度誤差時(shí),L1與L2由于各種原因，是絕對(duì)不可能相等的。即使模具的精度做得很好，但模板不平行，肘桿長(zhǎng)短不一及銷(xiāo)軸磨損等原因，也會(huì)導(dǎo)致模具閉合不好而出現(xiàn)制品誤差，出現(xiàn)飛邊，假如加大 鎖模力，模具即產(chǎn)生變形，飛邊解決了，但制品精度無(wú)法保證，而且

10、會(huì)降低模具壽命。 同肘桿式若模具有適量平行度誤差, 如圖所示,則模具剛合上時(shí),F1、F5實(shí)際上是未能完全抵銷(xiāo)的,F1會(huì)繼續(xù)往前壓,直至模具合嚴(yán),結(jié)構(gòu)在間隙范圍內(nèi)會(huì)有適度的擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)。表五、低壓護(hù)模方面分析單缸充液式肘桿式全電動(dòng)式四缸直鎖二板式會(huì)產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象，動(dòng)模板在負(fù)壓下反彈其低壓保護(hù)區(qū)與力的放大區(qū)非常接近，要實(shí)現(xiàn)低壓護(hù)模的區(qū)域鎖模力變化較大，即使我們?cè)谠嚹r(shí)設(shè)定了理想的狀態(tài)，但往往由于系統(tǒng)慣性，肘桿長(zhǎng)短不一等綜合因素，在實(shí)際生產(chǎn)中是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，在模具即將夾緊時(shí)，如果夾到澆口料、嵌件等異物，必然對(duì)模具造成較大的損害。同肘桿式，但通過(guò)伺服電機(jī)可較好的控制不存在力的放大區(qū)，低壓護(hù)模

11、區(qū)的大小可以通過(guò)電腦給定，沒(méi)有系統(tǒng)液壓式結(jié)構(gòu)內(nèi)泄漏及吸真空造成的爬行現(xiàn)象，有效實(shí)現(xiàn)低壓護(hù)模，甚至用一條棉線(xiàn)即可進(jìn)行監(jiān)測(cè)表六、開(kāi)模過(guò)程對(duì)模具及產(chǎn)品影響的分析單缸充液式肘桿式全電動(dòng)式四缸直鎖二板式同四缸直鎖二板式由于開(kāi)模前型芯的變形，開(kāi)模時(shí)型芯在鎖模力下降時(shí)因彈性而復(fù)位，這時(shí)，鎖模力突然釋放并開(kāi)模會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)力，加劇型芯等受力零件的損壞，而且制品的內(nèi)應(yīng)力很大，塑料表面與金屬表面的磨擦加劇，進(jìn)一步損壞型芯，這是制品為何光潔度較差的原因之一。一般高壓鎖模時(shí)，終止角>0,但由于脫模力太大（即系統(tǒng)超載），會(huì)出現(xiàn)如圖所示虛線(xiàn)的狀態(tài)（即肘桿沒(méi)有按正常內(nèi)翻），這時(shí) 0，同時(shí)因制品飛邊進(jìn)一步加大脫模，這時(shí)，要

12、開(kāi)模是相當(dāng)困難的，即使能開(kāi)模，十字頭往后拉，但模板必須先往前壓，這時(shí)塑料已冷卻變硬，必然對(duì)模具造成損害。而且會(huì)給整個(gè)系統(tǒng)增加一個(gè)附加力，該附加力是使已經(jīng)處于受最大鎖模力時(shí)的拉桿進(jìn)一步受拉，就有拉斷拉桿的危險(xiǎn)。同肘桿式鎖模力隨注射壓力反饋控制，在注射保壓完畢，鎖模力降至原來(lái)的30%，在開(kāi)模前逐步降至零，有效消除制品的內(nèi)應(yīng)力（用手壓彈環(huán)的例子可做個(gè)比喻，手慢慢放開(kāi)，彈環(huán)不會(huì)跳起，但若手突然離開(kāi)，彈環(huán)會(huì)立刻跳起來(lái)），因此，避免了開(kāi)模時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)，保證制品的光潔度，在出現(xiàn)系統(tǒng)超載時(shí)，模板會(huì)自動(dòng)后退，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)和模具產(chǎn)生損害。表七：對(duì)模具壽命的影響分析單缸充液式肘桿式全電動(dòng)式四缸直鎖二板式同四缸直鎖二板式- - - 機(jī)鉸式機(jī)構(gòu)的鎖模力 四缸直鎖結(jié)構(gòu)的鎖模力- - - 注射壓力模具兩邊受力不均，使模具兩邊的變形量不同，會(huì)導(dǎo)致定位柱受彎、模腔變形，甚至由于模具局部長(zhǎng)期超載而造成模具報(bào)廢。鎖模力只能憑經(jīng)驗(yàn)給定，往往作