專利名稱：曲肘合模裝置注射機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種曲肘式合模裝置注射機，特別是一種負后角雙曲肘式合模裝置注射機，它屬于橡膠類加工設備。
一般橡膠類注射成型機由曲肘式合模裝置1底座2，可前進或后退的注射機3構成。(見
圖1)曲肘式合模裝置1的主要作用是啟閉和夾緊模具，它的結構原理如圖2所示。當需要合模時，首先向移模油缸10中通入壓力油，使活塞桿8帶動十字頭7自左向右推進，進而使中間桿13驅動由DBE三點構成的剛性三角形的后桿12繞鉸接點D逆時針轉動，直至使與后桿12E點鉸接的前桿14向外擴展，并推動與前桿14鉸接的動模板6沿套裝在動模板6四角上的四根拉桿15自左向右平行移動，直至最終將模具5夾緊，在模具5合緊時，后桿12與前桿14呈直線排列。前固定模板4和后固定桿模板9的四角通過鎖母11與四根拉桿15的兩端固定，剛性三角形后桿12由合模初始位置Ⅰ移至合模終止位置Ⅱ，開模過程正好與合模過程相反，即剛性三角形后桿12由Ⅱ位置順時針轉至Ⅰ位置。(見圖2)。
圖2中各角及標號含義及范圍如下α－擺角0≤α≤120°θ－斜排角θ為3－5°αmax－最大擺角。
e－D點對A點運動軸線距離。
φ－中間桿AB與水平線交角，稱推力角。
φ0－閉模始點時推力角。
φmax－閉模終點時推力角，φmax為80－90°。
ψ－合模起始運動角ψ∠150°So－油缸行程。
Sm－模板行程。
在注射機合模裝置的設計中，總希望它有較大力的放大作用，以實現用較小的油缸推力而得到較大的合模力，這樣不僅使合模裝置結構緊湊，尺寸小而重量輕，還可以使較低的油壓而獲得較大的油缸推力，使油壓系統更經濟更節能。其次還希望用相同的油缸行程So獲得較大的模板行程Sm。第三希望動模板6在運動中有較好的運動特性，即實現慢、快、慢的自然變速開閉模過程，以減少開閉模終了時的沖擊和振動。第四希望有較短的軸向尺寸，以減少機器重量和占地面積。但圖2所示的現有雙曲肘式合模裝置在以上四點上難以取得較好的統一。特別是裝置的力的放大特性和運動特性較難得到較好的效果。這可從合模裝置力的理論放大比M的公式(1)和行程比W的公式(2)及推動角φ的計算式(3)中明顯看出，(由于W的(2)式太繁，故只給出該式影響因素較大的前半部分，以上各式均由華南理工大學和北京化工學院合編統編教材“塑料機械設計”一書中查到)。
M＝ (DB)/(DE) (Sin(α＋γ＋θ＋φ))/(Sin(α－θ－β)) (Cosβ)/(Cosφ) (1)W＝ (Sm)/(So) ＝ ((DE－EC)Cosθ－DECos(αmax＋θ))/(DBCos(γ＋θ)－Cos(αmax＋γ＋θ)) (2)φ＝Sin (e－DBSin(α＋γ＋θ))/(AB) (3)
由于以上各式中各角度值一般均是給定的，而各段桿長及各邊長度則成為設計的主要變量，考慮到機器總長不能過長和模板尺寸的限制，因此DE及EC長度受到制約，故只剩下后桿12的DB邊長度問題，從式(1)可以看出，當DB加長后，M值增加，這是好的，但從式(2)又看出當DB長度增加后，So值變大，行程比W又下降導致運動特性的變差又是不好的，因此(1)式和(2)式是相互矛盾的，較難達到都好的效果。另外從式(3)看出，由于γ角是以正值代入(3)式的，使得油缸最大推力時的φ角度減小，再由式(1)可知，由于φ角變小，式中分母項Cosφ變大，而分子項Sin(α－γ－θ＋φ)又變小，故使M減小是不好的。
在圖2中我們是以鉸接點D點為軸心，以DE邊為橫坐標X，并設定以擺角α開模運動時象限為第一象限，因此處于DE邊內側的后角γ為正值，若后角γ位于DE邊的外側則為負后角－γ，因此圖2所示合模裝置也稱作正后角雙曲肘合模裝置。
本實用新型的目的就在于克服現有技術所存在的上述缺點和不足，而提供一種力的放大比M和行程比W均較大而速度特性又好的負后角雙曲肘合模裝置注射機。
本實用新型的基本原理是把三角形后桿反向180°，并使延長的中間桿AB與三角形后桿的鉸接點B位于三角形后桿最長邊DE的外側，使后角γ原在DE邊的內側正后角改變為在DE邊外側的負后角。
圖1是正后角曲肘合模裝置注射機結構原理圖圖2是
圖1合模裝置部分簡化后的原理圖圖3是本新型負后角曲肘式合模裝置部分的簡化的原理圖圖4是
圖1所示注射機合模裝置油缸作功圖圖5是圖3所示注射機合模裝置油缸作功圖圖6是
圖1所示注射機合模裝置速度特性曲線圖7是圖3所示注射機合模裝置速度特性曲線下面將結合附圖3至7對本實用新型進行描述本實用新型的主要特點是把原三角形后桿反向180度構成性能不同的新三角形后桿16，見圖3，由于三角形后桿16與延長后的中間桿17的鉸接點B位于三角形后桿16最長邊DE的外側，所以以鉸接D為軸心，DE邊為橫坐標的坐標系的外側后角γ為負值，即－γ、中間桿17的長度應使三角形的后桿16的最長邊DE與其斜邊DB間夾角γ保證在－5至－20度范圍內。(見圖3)三角形后桿16與中間桿17的鉸接點B處于DE邊的運動方向的外側、后角γ位于以DE為模坐標軸、以擺角α為起始點的第四象限內，γ值最好在－5至－10度范圍內選取。
這樣的一種新設計不僅從理論上使力的放大比M增加，而又使合模裝置保持較大行程比W和較好運動特性，即用較小油缸或較低油壓而獲得較大的合模力，這個結果可由前邊的分析即式(1)至式(3)中看出，因為γ角以負值代入(3)式后，(3)式分子項中的Sin(α＋γ＋θ)值變小，故分子變大，雖分母中于中間桿18長度的變長，使式中分母也變大，但分子項變大量要比AB變大量大許多，因而最后結果是使φ角變大。再由式(1)可知，如將較大的φ角值和負后角(－γ)值代入(1)式則可使其分子項增大，而分母項同時減小，故可得到最大的力的放大比。另外以(2)式可知，由于新結構的各變化量與W中各參量關系不大，因為(2)式的分子項與中間桿長度AB、φ、(－γ)無關，而分母項中雖有γ角影響，但影響很小，因此，可使行程比基本保持不變，仍保持著原有的較大的模板行程Sm。此外從圖3可看出，如各自的起始運動條件都相同，即起始運動角ψ相同，該負后角的合模裝置則可通過增大αmax值，使圖3中a點向左移至a′處，因而可使模板C點也左移到C′處，而使模板行程Sm有所增加，使得模具有更大的開距和換裝空間。我們還可通過圖6和圖7兩個運動特性曲線明顯看出本實用新型較現有技術有較大的優越性，圖6圖7中的縱坐標表示速度v，橫坐標表示模板6的行程，圖6是現有正后角雙曲肘合模裝置運動特性圖，由圖6可看出其行程的中段的速度比圖7本負后角雙曲肘合模裝置速度慢，因而本新型較現有合模裝置注射機有更高的運動速度和較高的生產效率。而圖6運動終了時速度曲線處于上升趨勢，這說明閉模時有慣性沖擊和振動，而圖7越接近運動終了時速度越慢，因而更符合慢、快、慢的運動特性，這是由于在相同行程比條件下，負后角合模裝置起始運動角ψ較小，而起始推力較大的原因。(見圖3)。
從上述分析結果中我們知道通過變成負后角合模裝置以后，裝置有最大力的放大比M，這個結論可從實測的油缸作功曲線圖4和圖5更明顯看出，圖4和圖5的橫坐標表示油缸行程So縱坐標表示所需油缸推力，其所圍曲線面積就是其作功圖。從圖5本負后角合模裝置與圖4現有正負后角合模裝置作功圖相比更省力，而更節能，即可用較小的油缸直徑或較低的油壓獲得較大的油缸推力。這樣可使油缸尺寸減小、油壓系統簡化，使能耗最低而效果顯著。
這些結果可以從本負后角合模裝置和現有正后角合模裝置各實測對比數據中得到更充分驗證。見下表
從表中可看出在相同注射量、合模力及模板行程的前提下，本負后角合模裝置注射機力的放大比M較現有同規格機臺大許多，因而達到相同的合模力1000KN情況下油缸總推力可減小1／3左右，這也意味著油缸尺寸、油壓可有較大的減小和降低。而本新型的起始力大可使開模容易而開模后速度增加。開模最終速度小則可使閉模終了時無慣性沖擊而運動更平穩。所以說實測數據、曲線與前面的理論分析是完全吻合的，這說明了本負后角雙曲肘合模裝置注射機較現有正后角合模裝置注射機在各方面均有較大改善和提高，是一種可節能30％以上的高速、高效的新型注射機。
權利要求1.一種雙曲肘合模裝置注射機，它由底座、安裝于底座上的曲肘式合模裝置和注射機構組成，曲肘式合模裝置又由油缸及與活塞桿鉸接的十字頭和與十字頭連接的并與前桿鉸接的剛性三角形后桿組成，三角形后桿及前桿又分別與靠拉桿及鎖母固定的后固定模板和前固定模板連接，動模板套裝于4根拉桿之上，其特征在于三角形的后桿反向180°與延長后的中間桿鉸接，其鉸接點B位于三角形后桿最長邊DE的外側，三角形后桿最長邊DE與其斜邊DB間夾角γ處于以鉸接點D為軸心、DE長邊為橫坐標的外側第四象限內呈負角。
2.按照權利要求1所述的雙曲肘合模裝置注射機，其特征在于中間桿的長度應使與中間桿鉸接的三角形后桿最長邊DE與后固定模板鉸接的斜邊DB間夾角γ處于－(5－20)°之間，最好γ在－(5－20)°之間選取。
專利摘要本實用新型提供了一種負后角曲肘式合模裝置注射機，其原理是將現有注射機合模裝置的三角形的后桿反向180°，使中間桿與后桿的鉸接點位于后桿最長邊的外側，這樣不僅使合模裝置力的放大比有較大提高，同時其運動特性也有較大的改善，即用減小的油缸直徑或較低的油壓而獲得較大的合模力，是一種可節能30％以上的，速度快而平穩的負后角曲肘式合模裝置注射成型機。
文檔編號B29C45/67GK2063873SQ9020058
公開日1990年10月17日 申請日期1990年1月20日 優先權日1990年1月20日
發明者楊兆福, 王克堅 申請人:北京化工學院