注射成型設(shè)備專家講座

第二章注射成型設(shè)備第四節(jié)合模裝置注射成型設(shè)備第1頁合模裝置2.4合模裝置合模裝置是確保成型模具可靠閉鎖開啟并取出制品部件。一個(gè)完善合模裝置，應(yīng)該具備以下三個(gè)基本條件:第一、足夠鎖模力，使模具在熔料壓力（即模腔壓力）作用下，不致有開縫現(xiàn)象發(fā)生。第二、足夠模板面積、模板行程和模板間開距，以適應(yīng)不一樣外形尺寸制品成型要求。第三、模板有適當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度，應(yīng)是閉模時(shí)先快后慢，開模時(shí)慢、快、慢，以預(yù)防模具碰撞，實(shí)現(xiàn)制品平穩(wěn)頂出并提升生產(chǎn)能力。注射成型設(shè)備第2頁合模裝置2.4.1合模裝置組成和分類1、結(jié)構(gòu)組成：合模裝置主要由固定模板、活動(dòng)模板、拉桿、油缸、連桿以及模具調(diào)整機(jī)構(gòu)、制品頂出機(jī)構(gòu)等組成。2、分類：合模裝置種類較多，若按實(shí)現(xiàn)鎖模力方式分，則有機(jī)械式、液壓式和液壓--機(jī)械組合式三大類。機(jī)械式在新設(shè)計(jì)中已不采取。因它不很符合工藝要求，將不予介紹。注射成型設(shè)備第3頁合模裝置2.4.2液壓合模裝置合模裝置是依靠液體壓力實(shí)現(xiàn)模具啟閉和鎖緊作用。1、單缸直壓式合模裝置模具啟閉和鎖緊都是在一個(gè)油缸作用下完成，這是最簡單合模裝置。注射成型設(shè)備第4頁合模裝置這種合模裝置存在一些問題，并不十分符合注射機(jī)對(duì)合模裝置要求。合模早期，模具還未閉合，合模力??；為了縮短循環(huán)周期，這時(shí)移模速度應(yīng)快才好。但因油缸直徑甚大，實(shí)現(xiàn)高速有一定困難。合模后期，從模具閉合到鎖緊，為預(yù)防碰撞，合模速度應(yīng)該低些，直至為零。鎖緊后模具才需要到達(dá)鎖模噸位。這種速度高時(shí)力量小，速度為零時(shí)力量大要求，是單缸直壓式合模裝置難以滿足。注射成型設(shè)備第5頁合模裝置2、增壓式合模裝置

合模早期，壓力油進(jìn)入合模油缸，因直徑較小，其推力小，卻能增大移模速度。模具閉合后，壓力油換向進(jìn)入增壓油缸。利用增壓活塞面積差作用，提升合模油缸內(nèi)液體壓力。以此滿足鎖模力要求。注射成型設(shè)備第6頁合模裝置增壓式合模裝置優(yōu)點(diǎn)是：在不用高壓油泵情況下提升鎖模力。增壓式合模裝置缺點(diǎn)是：油壓增高對(duì)液壓系統(tǒng)和密封有更高要求，故增壓是有程度。當(dāng)前普通增壓到20~32MPa，最高可達(dá)40~50MPa。增壓式合模裝置普通用在中小型注射機(jī)上，其合模速度并不十分快，因?yàn)閷?shí)際上合模油缸直徑還是較大。注射成型設(shè)備第7頁合模裝置3、充液式合模裝置

合模時(shí)，壓力油首先進(jìn)入小直徑移模油缸，實(shí)現(xiàn)快速閉模；合模過程中，鎖模缸活塞伴隨移動(dòng)模板前進(jìn)，因而造成油缸內(nèi)負(fù)壓，充液閥打開，大量工作油進(jìn)入鎖模油缸。當(dāng)模具閉合，鎖模油缸接通高壓油，使合模力快速上升到鎖模噸位。開模時(shí)，從移模缸另端進(jìn)油，因?yàn)橐颇Ｓ透字睆叫?，故能?shí)現(xiàn)快速開模。以下列圖所表示：注射成型設(shè)備第8頁合模裝置充液式合模裝置示意圖：1---鎖模油缸；2---移模油缸；3---動(dòng)模板；4---定模板注射成型設(shè)備第9頁合模裝置充液式合模裝置特點(diǎn)1）用小直徑油缸取得高速，大直徑油缸取得較大合模力。2）可實(shí)現(xiàn)較大合模力。3）體積較大（大油缸直徑大）。4）移模速度（尤其鎖模加壓速度）慢，油量吞吐量大。5）其它與其它液壓式相同。6）適應(yīng)于大中小型合模機(jī)構(gòu)。注射成型設(shè)備第10頁合模裝置4、特殊液壓式為克服液壓油缸用大行程去適應(yīng)不一樣模具高度要求，減小油缸長度，從而降低油液吞吐量。對(duì)其進(jìn)行以下改進(jìn)：A、將合模油缸單獨(dú)設(shè)置在動(dòng)模板或固定模板上，用機(jī)械定位方式，縮短合模油缸行程。B、用大直徑短行程缸代替大直徑長行程缸。C、為適應(yīng)不一樣厚度模具，需將定模板（或動(dòng)模板）起始位置做對(duì)應(yīng)調(diào)整。注射成型設(shè)備第11頁合模裝置特殊液壓式形式很多，僅舉一例介紹：1---鎖模油缸；2---移模油缸；3---定位機(jī)構(gòu)；4---中心立柱注射成型設(shè)備第12頁合模裝置特殊液壓式特點(diǎn):1）所需工作油量小，能耗低；2）速度快，升壓時(shí)間短；3）合模系統(tǒng)剛性大（因?yàn)樾谐炭s短）；4）其結(jié)構(gòu)和油路較復(fù)雜；5）適合用于1000t以上大型注射機(jī)。注射成型設(shè)備第13頁合模裝置5、液壓式合模裝置優(yōu)缺點(diǎn)1）優(yōu)點(diǎn)：固定模板和移動(dòng)模板間開距大，能夠加工制品高度范圍較大。移動(dòng)模板能夠在行程范圍內(nèi)任意位置停留，所以，調(diào)整模板間距離十分簡便。調(diào)整油壓，就能調(diào)整鎖模力大小。鎖模力大小能夠直接讀出，給操作帶來方便。零件能自潤滑，磨損小。在液壓系統(tǒng)中增設(shè)各種調(diào)整回路，就能方便地實(shí)現(xiàn)注射壓力、注射速度、合模速度以及鎖模力等調(diào)整，以更加好地適應(yīng)加工工藝要求。注射成型設(shè)備第14頁合模裝置2）缺點(diǎn)：液壓系統(tǒng)管路甚多，確保沒有任何滲漏是困難，所以鎖模力穩(wěn)定性差，從而影響制品質(zhì)量。管路、閥件等維修工作量大。液壓合模裝置應(yīng)有預(yù)防超行程和只有模具完全合緊情況下方能進(jìn)行注射等方面安全裝置。液壓合模裝置優(yōu)點(diǎn)突出，正日益廣泛地被采取。注射成型設(shè)備第15頁合模裝置6、液壓式合模設(shè)計(jì)中幾個(gè)問題：1）合模力與開模力在取出制品開模瞬間，因?yàn)樾杩朔Ｇ欢虝r(shí)間形成負(fù)壓和粘附力，需一定開模力。開模力大小普通為合模力大小1/10~1/152）移模速度：移模速度都不會(huì)高，看其是否滿足設(shè)計(jì)要求。3）最小模具高度預(yù)防油缸（尤其是柱塞缸）超越工作行程，需限定最小模具高度及禁止機(jī)器在無模具時(shí)運(yùn)行。4）模板間最大距離對(duì)其無嚴(yán)格限制，不能太大，作無效行程。注射成型設(shè)備第16頁合模裝置5）升壓時(shí)間從閉模終了到升壓結(jié)束時(shí)間。是由合模裝置機(jī)械變形和實(shí)際工作液可壓縮性造成。因?yàn)楣ぷ饔涂箯埾禂?shù)比鋼材彈性系數(shù)小多，所以，工作液壓縮對(duì)升壓時(shí)間影響最大。6）油路設(shè)計(jì)工作油壓力有檢測(cè)裝置（到壓注射）合模系統(tǒng)與注射系統(tǒng)最好分開（防干擾）密封和噪音注射成型設(shè)備第17頁合模裝置2.4.3液壓---曲肘合模裝置1、液壓---單曲肘合模裝置

注射成型設(shè)備第18頁合模裝置上圖是液壓---單曲肘合模裝置一個(gè)形式。當(dāng)壓力油從油缸上部進(jìn)入時(shí)，推進(jìn)活塞向下，迫使兩根連桿伸展為一條直線，從而鎖緊模具。開模時(shí)，壓力油從油缸下部進(jìn)入，使連桿曲屈。油缸用鉸鏈與機(jī)架相聯(lián)，開、閉模過程中，油缸能夠擺動(dòng)。這種合模裝置油缸小，裝在機(jī)身內(nèi)部，使機(jī)身長度減小。因?yàn)槭菃伪垡资鼓０迨芰Σ痪贿m于模板面較小小型注射機(jī)，但模板距離調(diào)整較易。注射成型設(shè)備第19頁合模裝置2、液壓---雙曲肘合模裝置

注射成型設(shè)備第20頁合模裝置液壓---雙曲肘合模裝置因?yàn)槭请p臂，能夠適應(yīng)較大模板面積，所以中、小型注射機(jī)都有采取。開模時(shí)，肘桿收縮在機(jī)身后部，使移動(dòng)模板行程較大。調(diào)整鎖模力時(shí)，曲肘雙臂必須一致，即使有微小長度差異，也會(huì)造成模板受力不均，從而使模具偏斜。注射成型設(shè)備第21頁合模裝置3、液壓--曲肘合模裝置特點(diǎn)：1）增力作用其驅(qū)動(dòng)肘桿油缸直徑較小，單曲肘增力倍數(shù)大約為10，雙曲肘增力倍數(shù)大約為20。增力倍數(shù)大小同肘桿機(jī)構(gòu)形式、各肘桿尺寸以及相互位置等相關(guān)。2）自鎖作用撤去油缸推力合模系統(tǒng)依然處于鎖緊狀態(tài)。3）運(yùn)動(dòng)速度模板運(yùn)動(dòng)速度從合模開始到終了是改變。合模開始，速度由零很快到最高速度，以后又逐步減慢，終止時(shí)速度為零，合模力則快速上升到鎖模噸位。這恰好符合合模裝置要求。一樣，開模過程中模板運(yùn)動(dòng)速度也是改變，但與上述相反。注射成型設(shè)備第22頁合模裝置4）模板間距、鎖模力和合模速度調(diào)整困難，必須設(shè)置專門調(diào)模機(jī)構(gòu)，所以不如液壓合模裝置適應(yīng)性大和使用方便，5）另外，曲肘機(jī)構(gòu)輕易磨損，加工精度要求也高?？偠灾?，液壓合模裝置和液壓---曲肘合模裝置都含有各自特點(diǎn)，這些特點(diǎn)都是相正確，同時(shí)也不是不可改變。所以，在中小型注射機(jī)上，上述各種形式都有應(yīng)用。不過相對(duì)來說，液壓--曲肘式多一些；而大中型則相反，液壓式采取較多。注射成型設(shè)備第23頁合模裝置4、液壓---曲肘合模裝置特征參數(shù)1）鎖模力與活塞推（拉）力當(dāng)壓力油進(jìn)入合模油缸，推動(dòng)活塞前移時(shí)，肘桿則推進(jìn)移動(dòng)模板進(jìn)行合模。模具分型面開始閉合時(shí)，肘桿機(jī)構(gòu)還未伸展成一線排列。這時(shí)，肘桿、模板和模具并不受壓力，拉桿也不受拉力。這個(gè)時(shí)候肘桿和水平面夾角α0

和β0稱為初始角，如圖。注射成型設(shè)備第24頁合模裝置假如合模油缸繼續(xù)升壓，迫使肘桿機(jī)構(gòu)作一線排列，整個(gè)合模系統(tǒng)發(fā)生彈性變形，使拉桿被拉長，肘桿、模板和模具被壓縮，從而產(chǎn)生壓應(yīng)力，使模具可靠地閉鎖。在此過程中，肘桿與水平面夾角由α0和β0逐步變小，肘桿成直線排列時(shí)，α0=

β0=0。此時(shí)，假如油缸卸載，鎖模力不會(huì)隨之改變、整個(gè)系統(tǒng)處于自鎖狀態(tài)。這是液壓--曲肘合模裝置和液壓合模裝置本質(zhì)區(qū)分。注射成型設(shè)備第25頁合模裝置拉桿被拉長和受壓零件被壓縮，是在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，故其變形應(yīng)該是協(xié)調(diào)，按照虎克定律，能夠分別求出各變形量?？紤]到模板面積和剛度大，略去其壓縮變形。應(yīng)用變形協(xié)調(diào)方程，經(jīng)過換算，則鎖模力

F—鎖模力E—肘桿、拉桿、模具等材料彈性模量L1—為肘桿1長度A—形狀系數(shù)λ---桿長比(L1/L2)注射成型設(shè)備第26頁合模裝置對(duì)于已經(jīng)有機(jī)臺(tái)，各構(gòu)件長度、截面積、彈性模量等都是已知常數(shù)。所以，鎖模力主要取決于α0大小，即F=f（α），是隨α改變而改變，繪出曲線，如圖所表示。從圖看到，不一樣初始角α0，其鎖模力大小是不相同。再者，初始角（或稱臨界角）α0度數(shù)很小，它取值稍有改變，就會(huì)引發(fā)鎖模力巨大改變。所以，初始角確實(shí)定是十分主要。注射成型設(shè)備第27頁合模裝置經(jīng)過計(jì)算，活塞桿拉（推）力為：經(jīng)過計(jì)算還能夠得出活塞桿最大拉（推）力

但這是理論上，因?yàn)橹圃炀?、安裝誤差和摩擦損耗等方面影響，實(shí)際油缸推力式中η—效率，普通取0.7~0.8。注射成型設(shè)備第28頁合模裝置2）運(yùn)動(dòng)特征肘桿機(jī)構(gòu)使模板移動(dòng)速度是改變，合模時(shí)由零到最快、后慢，到鎖緊時(shí)再為零，開模時(shí)則相反。這就是肘桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特征，它恰好符合合模裝置要求，所以是肘桿合模機(jī)構(gòu)突出優(yōu)點(diǎn)。3）增力倍數(shù)鎖模力與油缸推力之比，稱為增力倍數(shù)，亦稱放大系數(shù)。增力倍數(shù)單曲時(shí)機(jī)構(gòu)，其增力倍數(shù)普通為10；雙曲時(shí)機(jī)構(gòu)，其增力倍數(shù)普通為20。注射成型設(shè)備第29頁合模裝置2.4.4模板距離調(diào)整機(jī)構(gòu)對(duì)液壓--肘桿合模裝置，因?yàn)槟０逍谐滩荒苷{(diào)整，為適應(yīng)不一樣厚度模具要求，前固定模板和移動(dòng)模板之間距離（指閉模狀態(tài)）應(yīng)能調(diào)整。模板距離調(diào)整機(jī)構(gòu)，還能夠調(diào)整鎖模力。小型注射機(jī)，慣用手動(dòng)調(diào)整；對(duì)大型注射機(jī)，多用電動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)調(diào)整?，F(xiàn)就幾個(gè)常見模板距離調(diào)整機(jī)構(gòu)，簡單介紹以下：注射成型設(shè)備第30頁合模裝置1、螺紋肘桿調(diào)距調(diào)整調(diào)距螺母（其內(nèi)螺紋一端為左旋，另一端為右旋），使肘桿兩段發(fā)生軸向位移，改變肘桿長度，從而到達(dá)調(diào)整模板距離目標(biāo)。這種形式結(jié)構(gòu)簡單，制造輕易，調(diào)整也方便。不過，螺紋和調(diào)整螺母要承受鎖模力，所以只適合用于小型注射機(jī)。注射成型設(shè)備第31頁合模裝置2、移動(dòng)合模油缸位置調(diào)距合模油缸外徑上有螺紋，并與后固定模板相連接。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整手柄，使大螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，合模油缸發(fā)生軸向位移，從而使合模機(jī)構(gòu)沿拉桿移動(dòng)，到達(dá)調(diào)距目標(biāo)。這種結(jié)構(gòu)普通也只用在小型注射機(jī)上。注射成型設(shè)備第32頁合模裝置3、拉桿螺母調(diào)距合模油缸裝在后固定模板上，經(jīng)過調(diào)整拉桿螺母，便可調(diào)整合模缸位置。四個(gè)螺母調(diào)整量必須一致，不然模板會(huì)發(fā)生歪斜。用手動(dòng)調(diào)整到達(dá)四個(gè)螺母調(diào)整量完全一致是困難。為使四個(gè)螺母調(diào)整量一致，有設(shè)有聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。注射成型設(shè)備第33頁合模裝置4、動(dòng)模板間連接大螺母調(diào)距它們有兩塊移動(dòng)模板，其間用螺紋連接起來，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整螺母，便可改變移動(dòng)模板厚度，從而到達(dá)調(diào)距目標(biāo)。這種形式調(diào)整方便，使用較多，但多了一塊移動(dòng)模板，增加了移動(dòng)部分重量和機(jī)身長度。注射成型設(shè)備第34頁合模裝置2.4.5頂出裝置頂出裝置是為頂出模內(nèi)制品而設(shè)，各種合模裝置均設(shè)有頂出裝置。頂出裝置可分為機(jī)械頂出、液壓頂出和氣動(dòng)頂出三種。1、機(jī)械頂出頂桿固定在機(jī)架上，它本身不移動(dòng)，開模時(shí)動(dòng)模板后退，頂出桿穿過移動(dòng)模板上孔而達(dá)