注塑机合模装置结构浅析及发展研究

发表时间:2020/5/28   来源:《工程管理前沿》2020年第07期   作者:吴海林
[导读] 近年来,随着我国工业领域的不断发展,我国经济水平也不断提升。
        摘要:近年来,随着我国工业领域的不断发展,我国经济水平也不断提升。因此相关部门也加大了对相关机械设备的研究力度,满足工业领域发展需求,促进我国现代化社会的稳定发展。注塑机在工业发展领域影响比重较大,其自身优点较多,针对塑料制品的生产可达到高产高效,且生产成本低;精度要求高的塑料制品,可通过模具的设计、制造和注塑机的正确操作与合理应用,满足模具成型操作等要求实现,从而为各领域的发展提供高质量的塑料制品,突出注塑机在工业领域发展中的重要作用。
关键词:注塑机;合模装置;结构;发展
        注塑机,又被称为注射机;无论是对热塑性塑料,还是对热固性塑料,结合塑料制品的生产模具,能够一次性完成结构复杂、满足一定尺寸公差要求的塑料产品,是工业生产的重要机械设备之一。合模机构作为构成注塑机的关键工作装置之一,其主要目的是控制模具的打开和锁紧关闭;当合模机构锁模过程中,两模具开始接触,驱动系统继续驱动合模机构造成整个合模系统发生弹性形变,从而产生夹紧力,为模具提供充分的锁模力。
一、合模装置在注塑机中的作用
        合模装置中的工作程序,是注塑机工作中合模注射、保压降温成型和预塑化、制品脱落工作程序中的一项重要工序。合模成型工作的好坏同样是影响注塑制品质量主要一环,在这个工作程序中,一组成型模具结合的牢固可靠性,模具开启结合的灵活性和成品制件脱模、取出的方便安全性,都要由合模装置中准确、可靠的动作来保证[1]。
二、注塑机合模装置结构分析
        合模装置的种类较多,目前塑料制品厂中注塑机上应用最多的两种合模方式:肘杆式合模装置、全液压式直压合模装置。
(一)肘杆式合模装置
        按照驱动方式对肘杆式机械合模装置的分析,主要包括以液压方式驱动的液压肘杆式与以伺服电机驱动的电动肘杆式。按照结构方式对肘杆式机械合模装置的分析,根据常用的肘杆机构类型和组成合模机构的曲肘个数,可将肘杆式合模装置分为单曲肘、双曲肘、曲肘撑板式以及其它特殊型[2]。按照肘杆运动方向对肘杆式机械合模装置的分析,可将肘杆式合模装置分为内翻式和外翻式。其中最常用的内翻式五点斜排双曲肘合模装置,由模板、拉杆、双曲肘连杆机构、顶出和调模装置等所组成[3]。内翻式五点斜排曲肘式合模机构还具有增力作用,能够以低功率的驱动得到较大的锁模力;在曲肘伸直时又有自锁功能从而实现长久的锁模力,最适合应用在中小型机器上。
        液压方式驱动的内翻式五点斜排双曲肘合模装置,由液压合模油缸活塞杆带动十字头向前(或向后)移动,十字头通过中间连杆带动前后肘杆由内卷向外翻(或由外翻向内卷),从而带动动模板向前(或向后)移动直到完成合模(或开模)动作。其特点有:1.用较小的液压推力通过曲肘连杆机构放大到较大的合模力;2.开合模速度快,缩短制品成型周期;3.液压油量使用少,节省能源消耗;4.降低注塑制品制造成本;5.能长时间保持合模精度;是注塑机中最为普遍采用的开合模方式。
        电动驱动的内翻式五点斜排双曲肘合模装置,主要工作原理与传统的液压方式驱动相似,采用伺服电机对原来液压装置进行代替。相对液压驱动的内翻式五点斜排双曲肘合模装置有以下特点:1.工作噪音小;2.成型制品尺寸精度高;3.开合模速度更快,周期更短;4.高效的能源利用率;5.清洁无油污污染。相对液压式内翻式五点斜排双曲肘合模装置有明显的优势,最适合应用在要求成型制品精度较高的全电动式注塑机上,在工业生产中受到青睐。
(二)全液压式直压合模装置
        全液压式直压合模装置,针对其类型的可划分为四种,分别是增压式、充液式、混合式、特殊液压式。

虽然液压式直压合模装置的结构比较多样化,但是都有共同的特点,就是可对移模速度、合模力,都是由工作油泵流量、压力、油缸直径等所控制[4]。
        在工业领域中最常应用的是充液式直压合模装置,保持系统压力不变,通过改变合模油缸的直径来提升合模力,满足注塑机合模力的生产需求;稳定的液压油输入,使模板始终都保持稳定的运行速度,其特点有:1.模板的刚性好、平行度高;2.容模量较大;3.合模力较大;4.适用范围较广。但其也存在较明显的缺点:由于全液压式合模机构的锁模力完全依靠液压锁模油缸的活塞杆推力,存在整机结构笨重、能量损耗高、液压系统复杂、工作环境嘈杂等。因此,全液压式合模装置最适合应用在要求合模力较大的大型注塑机装置上。
三、注塑机合模装置发展研究
(一)双模板合模装置的发展
        随着现代化工业领域的发展,注塑机传统的三板合模装置已无法满足现代化生产的需求。为此,相关部门与人员加大对其的研究力度,对注塑机合模装置的进行优化与创新,创新出双模板合模装置,由定模板、动模板、拉杆、抱合机构、顶出和调模装置等所组成,如图1所示。双模板合模装置具有1.锁合模力大;2.可靠的低压合模力保持;3.容模量大;4.开合模位置稳定且周期短;5.拉杆受力均匀;6.整机占地小等优点;最适合应用在大型机器上,能够使其合模力达到80000kN。随着相关部门与人员对其的不断研究与创新,使其目前还应用在中型注塑机上[5]。例如:由国内伊之密公司推出D1与DP系列的双模板注塑机,其合模力可到达5000~40000kN;并且还在研发合模力更大和更小的双模板合模装置。国外也好多国家研发出多种类型的双模板注塑机,其合模力都有所提升;为工业领域的发展提供更好的重要注塑机设备。
       
        图1  双模板合模装置
(二)注塑机合模装置的发展
        合模装置的发展,将不会以单一的一种方式存在,它将以多种不同形式的合模方式一起支撑着注塑机行业的发展。每一种合模装置都有自身的优缺点,如何选择不同形式的合模装置需结合注塑成型工艺和市场需求而定,才能让其优点最大化。例如;1.普通塑料制品用液压内翻式五点斜排双曲肘合模装置,生产效率高,成本低;2.大型汽车配件塑料制品用双模板合模装置,容模量和合模力大;3.橡胶制品用立式液压式直压合模装置,减小占地空间;4.一些对环境和精度要求较高的塑料制品,可用伺服驱动的合模装置。而现如今最主要的是对各种形式的合模装置的缺点有效解决,提升合模装置的综合能力,如:1.提升开合模效率,缩短生产周期;2.节能环保;3.优化合模装置的制造与装配;4.减小合模装置占地空间。对此,还需相关部门与人员加大对其的研究力度,对注塑机合模装置的进行整合、优化和创新。
结语:
        综上所述,针对注塑机合模装置的结构与发展的分析,根据其不同类型、特点、优势等全面分析及选择,再由专业人员的规范性操作,才可确保其充分发挥出自身的生产效率与质量。针对注塑机合模装置的创新,需结合注塑机其它主要装置的共同发展,使其优点逐渐地扩大,缺点能有效解决,扩大其使用范围,能将塑料制品进行大批量、高效、节能、环保的生产,从而满足现代化社会各领域的发展需求。
参考文献:
[1]周殿明.注塑成型与设备维修技术问答.北京:化工工业出版社,2004.3.
[2] 王淳,赵红月.塑料机械设计.北京:中国轻工业出版社,1995.12.
[3]魏建鸿,万延见,孙丹枫,李斌斌,黄建芳,饶宾期.注塑机合模区域保护装置改进设计[J].工程塑料应用,2018.
[4]赵世超,鉴冉冉,谢鹏程,杨卫民.注塑机合模技术探讨与发展[J].塑料,2018,47(2):75-78.
[5]梁嘉宝.注塑机合模装置的发展[J].《化工管理》,2016(19):202-202.
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