吳俊，陳永明，陳星欣，胡繪國，陳明銘，李鑫棟

（海天塑機(jī)集團(tuán)有限公司，浙江 寧波 315800）

曲肘式注塑機(jī)抽拉桿技術(shù)

Toggle injection molding machine pumping rod technology

吳俊，陳永明，陳星欣，胡繪國，陳明銘，李鑫棟

（海天塑機(jī)集團(tuán)有限公司，浙江 寧波 315800）

大型注塑機(jī)模具的更換一般采用天車將模具吊起高于拉桿上沿，并由上至下吊入注塑機(jī)內(nèi)。由于大型注塑機(jī)自身高度較高，導(dǎo)致這種傳統(tǒng)換模方法對廠房高度有嚴(yán)格要求。采用注塑機(jī)抽拉桿技術(shù)，即移開注塑機(jī)上方其中一根拉桿，使得模具可以水平吊入固定模板內(nèi)進(jìn)行安裝。本技術(shù)有效的解決了廠房與天車高度有限情況下大型注塑機(jī)換模問題。

注塑機(jī)；抽拉桿；換模

經(jīng)典五點斜排曲肘式注塑機(jī)由于經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能等特點，在國內(nèi)外均有大量使用。其生產(chǎn)的制品廣泛用于IT、家電、汽車、航空等各行業(yè)。而這些塑料制品中不乏大件制品，如汽車保險杠、中控面板，白色家電外殼。生產(chǎn)大件制品的注塑模具有較大外形尺寸，需要依靠大型注塑機(jī)來提供足夠安裝空間，并建立可靠鎖模力以保證制品精度。

大型模具的安裝和更換工作對注塑機(jī)的配套設(shè)備有一定要求。為高效、便捷、經(jīng)濟(jì)的實現(xiàn)模具安裝及換模工作，本文提出了曲肘式注塑機(jī)抽拉桿技術(shù)。通過移開注塑機(jī)上方其中一根拉桿，方便模具水平吊入注塑機(jī)內(nèi)進(jìn)行固定安裝。

1 注塑模具換裝方式

（1）常規(guī)換模方法

在廠房高度允許情況下，可使用天車將模具吊過注塑機(jī)拉桿上沿，然后從上往下吊至固定模板處進(jìn)行模具的固定安裝，如圖1。這種換模方法只需借助天車即可實現(xiàn)換模工作，簡單經(jīng)濟(jì)，常用于中小機(jī)型注塑機(jī)的換模。

（2）依靠換模平臺換裝

換模平臺也稱移模機(jī)，它由固定臺車、移動臺車以及安裝在注塑機(jī)模板上的支撐機(jī)構(gòu)等組成。工作時，移動臺車將模具運(yùn)送到與模板平行位置；臺車上的軋輥通過電機(jī)驅(qū)動運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動模具向注塑機(jī)模板內(nèi)部水平運(yùn)動；模具跨過拉桿后，由模板內(nèi)部支撐機(jī)構(gòu)對模具進(jìn)行導(dǎo)向，并繼續(xù)帶動模具運(yùn)動至最終要求位置；最后通過液壓夾具固定模具，如圖2。換模平臺能夠高效完成模具安裝、換裝工作，適合自動化生產(chǎn)車間。但其購置成本較高，對空間也有一定要求。

圖1 常規(guī)換模方法

圖2 換模平臺換裝方法

（3）借助拉桿抽出設(shè)備換模［1］

注塑機(jī)固定模板安裝有四根均布的拉桿，并串接于尾部模板上，這在空間上構(gòu)成了一個長方體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)限制了天車吊著模具水平移入固定模板內(nèi)。拉桿抽出裝置能夠移動注塑機(jī)上沿其中一根拉桿，移除吊繩水平移動路徑上的障礙，如圖3。在模具安裝完成后，該裝置可將拉桿復(fù)位，使注塑機(jī)正常運(yùn)行。

圖3 抽拉桿技術(shù)換模

2 抽拉桿技術(shù)設(shè)計要點

（1）保證拉桿復(fù)位精度

拉桿是注塑機(jī)鎖模力封閉系統(tǒng)的重要受力構(gòu)件，在曲肘式注塑機(jī)中通過動模板孔配合后還兼有導(dǎo)向作用［2］。在鎖模時，四根拉桿受拉發(fā)生彈性變形產(chǎn)生鎖模力。當(dāng)出現(xiàn)安裝偏差后，會導(dǎo)致鎖模過程中四根拉桿變形不一致，其中變形量大的拉桿極容易出現(xiàn)斷裂，給客戶帶來經(jīng)濟(jì)損失。而抽拉桿技術(shù)是基于移動拉桿來實現(xiàn)模具水平吊入注塑機(jī)內(nèi)，為此設(shè)計時必須考慮拉桿復(fù)位精度。

拉桿的抽出與復(fù)位可由長行程油缸帶動，并且配合電子尺返回的油缸位置數(shù)據(jù)完成拉桿定位。普通電子尺精度一般為0.1 mm左右，在油缸影響下，誤差會偏大，故還需設(shè)計機(jī)械定位進(jìn)一步保證復(fù)位精度。

（2）快速準(zhǔn)確分離、連接拉桿

標(biāo)準(zhǔn)機(jī)設(shè)計時拉桿前、后兩端螺紋為普通螺紋或梯形螺紋，通過螺母配合實現(xiàn)連接。將固定模板端拉桿上的螺紋特殊設(shè)計為環(huán)形梯型齒，并結(jié)合抱合裝置，即可快速分離或連接拉桿。

（3）不影響注塑機(jī)其它功能使用

由于拉桿螺紋設(shè)計成梯形齒，在拉桿軸向受力過程中會產(chǎn)生一個徑向分力，為此需要保證注塑機(jī)鎖模過程中抱合裝置不松動。另外，曲肘式注塑機(jī)依靠調(diào)模機(jī)構(gòu)進(jìn)行模厚的調(diào)節(jié)，所以抱合裝置的設(shè)計不僅要考慮有效連接拉桿，還要能夠配合調(diào)模機(jī)構(gòu)完成模厚調(diào)節(jié)。

3 拉桿抽出設(shè)備功能及結(jié)構(gòu)特點

抽拉桿設(shè)備主要由移拉桿油缸、固定模板抱閘機(jī)構(gòu)、調(diào)模模板抱閘機(jī)構(gòu)三大部分組成。如圖4，當(dāng)固定模板抱閘與調(diào)模抱閘打開后，移拉桿油缸可帶動拉桿沿軸向抽出，或進(jìn)行復(fù)位。

圖4 抽拉桿設(shè)備剖視圖

（1）固定模板抱閘機(jī)構(gòu)

這個機(jī)構(gòu)主要控制抱閘螺母的打開與鎖緊，如圖5。在拉桿抽出前，抱閘螺母同步打開解鎖脫離拉桿環(huán)型齒。拉桿復(fù)位時，拉桿定位塊觸碰到前蓋板完成機(jī)械定位；同時定位桿通入固定孔以防止拉桿在調(diào)模時旋轉(zhuǎn)；待電眼檢測完畢，螺母抱合鎖緊。由于抱閘螺母與拉桿為環(huán)形梯型齒配合，因此定位塊的精度需要小于環(huán)形齒的抱合精度。

除了控制抱閘螺母起、閉，還需注意一點：注塑機(jī)工作時，抱閘螺母受到來自拉桿的軸向拉力，拉力在梯型齒作用下會產(chǎn)生徑向分力。抱閘油缸用來克服這個徑向分力以防止抱合螺母松動。

（2）調(diào)模模板抱閘機(jī)構(gòu)

調(diào)模模板抱閘機(jī)構(gòu)比固定模板抱閘機(jī)構(gòu)要復(fù)雜很多，它不僅要完成抱合螺母的開、關(guān)，還要協(xié)助完成調(diào)模工作，如圖6。

通常情況下，拉桿相對固定模板不動，調(diào)模絲母與拉桿之間通過螺紋副連接。調(diào)模時，絲母轉(zhuǎn)動，帶動調(diào)模模板及動模板前后移動。而這里需要將普通絲母拆分為圖7所示，即（如圖6）調(diào)模絲母齒輪和調(diào)模螺母，調(diào)模螺母、拉桿之間仍然通過螺紋副連接，調(diào)模螺母與調(diào)模絲母之間通過平行鍵連接。移動拉桿前，調(diào)模限位塊在調(diào)模板抱閘油缸的作用下打開，在移拉桿油缸作用下拉桿帶著調(diào)模螺母一起抽出；在壓緊裝置（如圖8）作用下，調(diào)模螺母與拉桿保持相對靜止，調(diào)模絲母仍留在支承圈內(nèi)。復(fù)位終，調(diào)模限位塊關(guān)閉，擋住調(diào)模螺母，使之與調(diào)模絲母形成一個整體。

圖5 固定模板抱閘機(jī)構(gòu)

4 抽拉桿技術(shù)展望

通過對抽拉桿裝置的解析，可以看到其制造成本不高，作為注塑機(jī)輔助設(shè)備，幾乎不占空間，并能降低廠房高度要求。相對于傳統(tǒng)換模方法和移模平臺換模方法，其優(yōu)勢明顯。目前該項技術(shù)已有多次成功應(yīng)用案例，從經(jīng)濟(jì)、實用角度看，必然會得到客戶認(rèn)可并推廣開來。

圖6 調(diào)模模板抱閘機(jī)構(gòu)

圖7 調(diào)模絲母分解設(shè)計

圖8 壓緊裝置

［1］ 寧波海天實力機(jī)械有限公司. 大型注塑機(jī)［P］. 中國發(fā)明專利，CN 101422943A . 2009-05-06.

［2］ 王興天.注塑工藝與設(shè)備［M］. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.11 604.（XS-04）

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TQ320.662

1009-797X（2015）06-0045-04

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.06.008

吳俊（1971-），男，1997年畢業(yè)于河南科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計專業(yè)，責(zé)任公司技術(shù)人科科長，負(fù)責(zé)注塑機(jī)和雙色機(jī)含模部件的研發(fā)，2005年獲得浙江省科學(xué)技術(shù)三等獎，2003年、2013年分獲海天科技創(chuàng)新一等獎各一次。

2014-11-04