专利名称：曲肘合模装置注射机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种曲肘式合模装置注射机，特别是一种负后角双曲肘式合模装置注射机，它属于橡胶类加工设备。
一般橡胶类注射成型机由曲肘式合模装置1底座2，可前进或后退的注射机3构成。(见
图1)曲肘式合模装置1的主要作用是启闭和夹紧模具，它的结构原理如图2所示。当需要合模时，首先向移模油缸10中通入压力油，使活塞杆8带动十字头7自左向右推进，进而使中间杆13驱动由DBE三点构成的刚性三角形的后杆12绕铰接点D逆时针转动，直至使与后杆12E点铰接的前杆14向外扩展，并推动与前杆14铰接的动模板6沿套装在动模板6四角上的四根拉杆15自左向右平行移动，直至最终将模具5夹紧，在模具5合紧时，后杆12与前杆14呈直线排列。前固定模板4和后固定杆模板9的四角通过锁母11与四根拉杆15的两端固定，刚性三角形后杆12由合模初始位置Ⅰ移至合模终止位置Ⅱ，开模过程正好与合模过程相反，即刚性三角形后杆12由Ⅱ位置顺时针转至Ⅰ位置。(见图2)。
图2中各角及标号含义及范围如下α－摆角0≤α≤120°θ－斜排角θ为3－5°αmax－最大摆角。
e－D点对A点运动轴线距离。
φ－中间杆AB与水平线交角，称推力角。
φ0－闭模始点时推力角。
φmax－闭模终点时推力角，φmax为80－90°。
ψ－合模起始运动角ψ∠150°So－油缸行程。
Sm－模板行程。
在注射机合模装置的设计中，总希望它有较大力的放大作用，以实现用较小的油缸推力而得到较大的合模力，这样不仅使合模装置结构紧凑，尺寸小而重量轻，还可以使较低的油压而获得较大的油缸推力，使油压系统更经济更节能。其次还希望用相同的油缸行程So获得较大的模板行程Sm。第三希望动模板6在运动中有较好的运动特性，即实现慢、快、慢的自然变速开闭模过程，以减少开闭模终了时的冲击和振动。第四希望有较短的轴向尺寸，以减少机器重量和占地面积。但图2所示的现有双曲肘式合模装置在以上四点上难以取得较好的统一。特别是装置的力的放大特性和运动特性较难得到较好的效果。这可从合模装置力的理论放大比M的公式(1)和行程比W的公式(2)及推动角φ的计算式(3)中明显看出，(由于W的(2)式太繁，故只给出该式影响因素较大的前半部分，以上各式均由华南理工大学和北京化工学院合编统编教材“塑料机械设计”一书中查到)。
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给定的，而各段杆长及各边长度则成为设计的主要变量，考虑到机器总长不能过长和模板尺寸的限制，因此DE及EC长度受到制约，故只剩下后杆12的DB边长度问题，从式(1)可以看出，当DB加长后，M值增加，这是好的，但从式(2)又看出当DB长度增加后，So值变大，行程比W又下降导致运动特性的变差又是不好的，因此(1)式和(2)式是相互矛盾的，较难达到都好的效果。另外从式(3)看出，由于γ角是以正值代入(3)式的，使得油缸最大推力时的φ角度减小，再由式(1)可知，由于φ角变小，式中分母项Cosφ变大，而分子项Sin(α－γ－θ＋φ)又变小，故使M减小是不好的。
在图2中我们是以铰接点D点为轴心，以DE边为横坐标X，并设定以摆角α开模运动时象限为第一象限，因此处于DE边内侧的后角γ为正值，若后角γ位于DE边的外侧则为负后角－γ，因此图2所示合模装置也称作正后角双曲肘合模装置。
本实用新型的目的就在于克服现有技术所存在的上述缺点和不足，而提供一种力的放大比M和行程比W均较大而速度特性又好的负后角双曲肘合模装置注射机。
本实用新型的基本原理是把三角形后杆反向180°，并使延长的中间杆AB与三角形后杆的铰接点B位于三角形后杆最长边DE的外侧，使后角γ原在DE边的内侧正后角改变为在DE边外侧的负后角。
图1是正后角曲肘合模装置注射机结构原理图图2是
图1合模装置部分简化后的原理图图3是本新型负后角曲肘式合模装置部分的简化的原理图图4是
图1所示注射机合模装置油缸作功图图5是图3所示注射机合模装置油缸作功图图6是
图1所示注射机合模装置速度特性曲线图7是图3所示注射机合模装置速度特性曲线下面将结合附图3至7对本实用新型进行描述本实用新型的主要特点是把原三角形后杆反向180度构成性能不同的新三角形后杆16，见图3，由于三角形后杆16与延长后的中间杆17的铰接点B位于三角形后杆16最长边DE的外侧，所以以铰接D为轴心，DE边为横坐标的坐标系的外侧后角γ为负值，即－γ、中间杆17的长度应使三角形的后杆16的最长边DE与其斜边DB间夹角γ保证在－5至－20度范围内。(见图3)三角形后杆16与中间杆17的铰接点B处于DE边的运动方向的外侧、后角γ位于以DE为模坐标轴、以摆角α为起始点的第四象限内，γ值最好在－5至－10度范围内选取。
这样的一种新设计不仅从理论上使力的放大比M增加，而又使合模装置保持较大行程比W和较好运动特性，即用较小油缸或较低油压而获得较大的合模力，这个结果可由前边的分析即式(1)至式(3)中看出，因为γ角以负值代入(3)式后，(3)式分子项中的Sin(α＋γ＋θ)值变小，故分子变大，虽分母中于中间杆18长度的变长，使式中分母也变大，但分子项变大量要比AB变大量大许多，因而最后结果是使φ角变大。再由式(1)可知，如将较大的φ角值和负后角(－γ)值代入(1)式则可使其分子项增大，而分母项同时减小，故可得到最大的力的放大比。另外以(2)式可知，由于新结构的各变化量与W中各参量关系不大，因为(2)式的分子项与中间杆长度AB、φ、(－γ)无关，而分母项中虽有γ角影响，但影响很小，因此，可使行程比基本保持不变，仍保持着原有的较大的模板行程Sm。此外从图3可看出，如各自的起始运动条件都相同，即起始运动角ψ相同，该负后角的合模装置则可通过增大αmax值，使图3中a点向左移至a′处，因而可使模板C点也左移到C′处，而使模板行程Sm有所增加，使得模具有更大的开距和换装空间。我们还可通过图6和图7两个运动特性曲线明显看出本实用新型较现有技术有较大的优越性，图6图7中的纵坐标表示速度v，横坐标表示模板6的行程，图6是现有正后角双曲肘合模装置运动特性图，由图6可看出其行程的中段的速度比图7本负后角双曲肘合模装置速度慢，因而本新型较现有合模装置注射机有更高的运动速度和较高的生产效率。而图6运动终了时速度曲线处于上升趋势，这说明闭模时有惯性冲击和振动，而图7越接近运动终了时速度越慢，因而更符合慢、快、慢的运动特性，这是由于在相同行程比条件下，负后角合模装置起始运动角ψ较小，而起始推力较大的原因。(见图3)。
从上述分析结果中我们知道通过变成负后角合模装置以后，装置有最大力的放大比M，这个结论可从实测的油缸作功曲线图4和图5更明显看出，图4和图5的横坐标表示油缸行程So纵坐标表示所需油缸推力，其所围曲线面积就是其作功图。从图5本负后角合模装置与图4现有正负后角合模装置作功图相比更省力，而更节能，即可用较小的油缸直径或较低的油压获得较大的油缸推力。这样可使油缸尺寸减小、油压系统简化，使能耗最低而效果显著。
这些结果可以从本负后角合模装置和现有正后角合模装置各实测对比数据中得到更充分验证。见下表
从表中可看出在相同注射量、合模力及模板行程的前提下，本负后角合模装置注射机力的放大比M较现有同规格机台大许多，因而达到相同的合模力1000KN情况下油缸总推力可减小1／3左右，这也意味着油缸尺寸、油压可有较大的减小和降低。而本新型的起始力大可使开模容易而开模后速度增加。开模最终速度小则可使闭模终了时无惯性冲击而运动更平稳。所以说实测数据、曲线与前面的理论分析是完全吻合的，这说明了本负后角双曲肘合模装置注射机较现有正后角合模装置注射机在各方面均有较大改善和提高，是一种可节能30％以上的高速、高效的新型注射机。
权利要求1.一种双曲肘合模装置注射机，它由底座、安装于底座上的曲肘式合模装置和注射机构组成，曲肘式合模装置又由油缸及与活塞杆铰接的十字头和与十字头连接的并与前杆铰接的刚性三角形后杆组成，三角形后杆及前杆又分别与靠拉杆及锁母固定的后固定模板和前固定模板连接，动模板套装于4根拉杆之上，其特征在于三角形的后杆反向180°与延长后的中间杆铰接，其铰接点B位于三角形后杆最长边DE的外侧，三角形后杆最长边DE与其斜边DB间夹角γ处于以铰接点D为轴心、DE长边为横坐标的外侧第四象限内呈负角。
2.按照权利要求1所述的双曲肘合模装置注射机，其特征在于中间杆的长度应使与中间杆铰接的三角形后杆最长边DE与后固定模板铰接的斜边DB间夹角γ处于－(5－20)°之间，最好γ在－(5－20)°之间选取。
专利摘要本实用新型提供了一种负后角曲肘式合模装置注射机，其原理是将现有注射机合模装置的三角形的后杆反向180°，使中间杆与后杆的铰接点位于后杆最长边的外侧，这样不仅使合模装置力的放大比有较大提高，同时其运动特性也有较大的改善，即用减小的油缸直径或较低的油压而获得较大的合模力，是一种可节能30％以上的，速度快而平稳的负后角曲肘式合模装置注射成型机。
文档编号B29C45/67GK2063873SQ9020058
公开日1990年10月17日 申请日期1990年1月20日 优先权日1990年1月20日
发明者杨兆福, 王克坚 申请人:北京化工学院