曲肘式注塑機抽拉桿技術

吳俊，陳永明，陳星欣，胡繪國，陳明銘，李鑫棟

（海天塑機集團有限公司，浙江 寧波 315800）

曲肘式注塑機抽拉桿技術

Toggle injection molding machine pumping rod technology

吳俊，陳永明，陳星欣，胡繪國，陳明銘，李鑫棟

（海天塑機集團有限公司，浙江 寧波 315800）

大型注塑機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內。由于大型注塑機自身高度較高，導致這種傳統換模方法對廠房高度有嚴格要求。采用注塑機抽拉桿技術，即移開注塑機上方其中一根拉桿，使得模具可以水平吊入固定模板內進行安裝。本技術有效的解決了廠房與天車高度有限情況下大型注塑機換模問題。

注塑機；抽拉桿；換模

經典五點斜排曲肘式注塑機由于經濟、高效、節能等特點，在國內外均有大量使用。其生產的制品廣泛用于IT、家電、汽車、航空等各行業。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的配套設備有一定要求。為高效、便捷、經濟的實現模具安裝及換模工作，本文提出了曲肘式注塑機抽拉桿技術。通過移開注塑機上方其中一根拉桿，方便模具水平吊入注塑機內進行固定安裝。

1 注塑模具換裝方式

（1）常規換模方法

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

（2）依靠換模平臺換裝

換模平臺也稱移模機，它由固定臺車、移動臺車以及安裝在注塑機模板上的支撐機構等組成。工作時，移動臺車將模具運送到與模板平行位置；臺車上的軋輥通過電機驅動運轉，帶動模具向注塑機模板內部水平運動；模具跨過拉桿后，由模板內部支撐機構對模具進行導向，并繼續帶動模具運動至最終要求位置；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，適合自動化生產車間。但其購置成本較高，對空間也有一定要求。

圖1 常規換模方法

圖2 換模平臺換裝方法

（3）借助拉桿抽出設備換模［1］

注塑機固定模板安裝有四根均布的拉桿，并串接于尾部模板上，這在空間上構成了一個長方體結構。這種結構限制了天車吊著模具水平移入固定模板內。拉桿抽出裝置能夠移動注塑機上沿其中一根拉桿，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，該裝置可將拉桿復位，使注塑機正常運行。

圖3 抽拉桿技術換模

2 抽拉桿技術設計要點

（1）保證拉桿復位精度

拉桿是注塑機鎖模力封閉系統的重要受力構件，在曲肘式注塑機中通過動模板孔配合后還兼有導向作用［2］。在鎖模時，四根拉桿受拉發生彈性變形產生鎖模力。當出現安裝偏差后，會導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斷裂，給客戶帶來經濟損失。而抽拉桿技術是基于移動拉桿來實現模具水平吊入注塑機內，為此設計時必須考慮拉桿復位精度。

拉桿的抽出與復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據完成拉桿定位。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，故還需設計機械定位進一步保證復位精度。

（2）快速準確分離、連接拉桿

標準機設計時拉桿前、后兩端螺紋為普通螺紋或梯形螺紋，通過螺母配合實現連接。將固定模板端拉桿上的螺紋特殊設計為環形梯型齒，并結合抱合裝置，即可快速分離或連接拉桿。

（3）不影響注塑機其它功能使用

由于拉桿螺紋設計成梯形齒，在拉桿軸向受力過程中會產生一個徑向分力，為此需要保證注塑機鎖模過程中抱合裝置不松動。另外，曲肘式注塑機依靠調模機構進行模厚的調節，所以抱合裝置的設計不僅要考慮有效連接拉桿，還要能夠配合調模機構完成模厚調節。

3 拉桿抽出設備功能及結構特點

抽拉桿設備主要由移拉桿油缸、固定模板抱閘機構、調模模板抱閘機構三大部分組成。如圖4，當固定模板抱閘與調模抱閘打開后，移拉桿油缸可帶動拉桿沿軸向抽出，或進行復位。

圖4 抽拉桿設備剖視圖

（1）固定模板抱閘機構

這個機構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型齒。拉桿復位時，拉桿定位塊觸碰到前蓋板完成機械定位；同時定位桿通入固定孔以防止拉桿在調模時旋轉；待電眼檢測完畢，螺母抱合鎖緊。由于抱閘螺母與拉桿為環形梯型齒配合，因此定位塊的精度需要小于環形齒的抱合精度。

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）調模模板抱閘機構

調模模板抱閘機構比固定模板抱閘機構要復雜很多，它不僅要完成抱合螺母的開、關，還要協助完成調模工作，如圖6。

通常情況下，拉桿相對固定模板不動，調模絲母與拉桿之間通過螺紋副連接。調模時，絲母轉動，帶動調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）調模絲母齒輪和調模螺母，調模螺母、拉桿之間仍然通過螺紋副連接，調模螺母與調模絲母之間通過平行鍵連接。移動拉桿前，調模限位塊在調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模螺母一起抽出；在壓緊裝置（如圖8）作用下，調模螺母與拉桿保持相對靜止，調模絲母仍留在支承圈內。復位終，調模限位塊關閉，擋住調模螺母，使之與調模絲母形成一個整體。

圖5 固定模板抱閘機構

4 抽拉桿技術展望

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

圖6 調模模板抱閘機構

圖7 調模絲母分解設計

圖8 壓緊裝置

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

［2］ 王興天.注塑工藝與設備［M］. 北京：化學工業出版社，2009.11 604.（XS-04）

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1009-797X（2015）06-0045-04

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吳俊（1971-），男，1997年畢業于河南科技大學機械設計專業，責任公司技術人科科長，負責注塑機和雙色機含模部件的研發，2005年獲得浙江省科學技術三等獎，2003年、2013年分獲海天科技創新一等獎各一次。

2014-11-04