CN102211404A - 热成型机开合模机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热成型机的开合模机构，包括凸轮机构和曲肘连杆机构，凸轮机构包括伺服驱动、支承机构和凸轮运动机构，伺服驱动机构由伺服电机带动齿轮轴上的齿轮转动；支承机构通过支承座、滚动轴承将齿轮轴及凸轮运动机构支承并固定在热成型机的定模板上；凸轮运动机构由凸轮、圆柱滚子、导滑块和推杆等组成，齿轮轴带动导滑块旋转，圆柱滚子在导滑块的带动下，一方面沿凸轮的轮廓运动，一方面带动推杆，使推杆的往复摆动，为曲肘连杆机构的往复运动提供动力。本发明专利是一种全新驱动方式的开合模机构，伺服电机驱动凸轮连杆机构，实现合模动作，它具有电动式开合模机构的优点，同时伺服电机可连续运动，效率高、寿命长。

Description

热成型机开合模机构

技术领域

本发明涉及一种开合模机构，尤其是一种热成型机的开合模机构。

背景技术

热成型机开合模机构按其动作方式可以分为液压式、液压-机械式和电动式三种。液压式开合模机构的传动方式有单缸直压式、充液式、增压式、稳压式、两板直压式等。它是依靠液体的压力直接锁紧模具的，当液体的压力解除后，锁模力也随之消失。液压式开合模机构在制造成型精密、形状复杂的制品方面有许多独特优势。采用液压式开合模机构可以实现较大的开合模行程，获得很大的锁模力，但其动模板的运行速度慢、动力费用大、循环周期长、控制技术难度大、机械加工精度高、液压技术也难掌握，造成机构效率低、能耗大、不环保。

液压-机械式开合模机构利用连杆机构或曲肘撑板机构，在油压的作用下，使锁模系统产生预应力而锁紧模具。其特点是有自锁作用，即当模具锁紧后，即使油压已撤除，锁模力也不会消失。而且由于连杆机构有增力作用，因此可用较小的油缸获得较大的锁模力。但是采用液压-机械式开合模机构，动模板的运行速度慢、动力费用较大、循环周期长，动模板的行程较小，零件磨损大，而且整个机构比较复杂，体积大。

电动式开合模机构利用曲肘连杆机构，在电机的作用下，通过曲肘连杆机构的增力作用锁紧模具。采用全电动式的开合模机构，动模板的运行速度快、动力费用较小、循环周期短、机构效率高、能耗小，而且整个机构比较简单紧凑，机械加工及安装也比较容易。近年来电动式开合模机构的使用越来越普遍，全液压式开合模机构已逐渐被全电动式开合模机构所取代。

目前的电动式开合模机构多采用伺服电机驱动滚珠丝杆，带动曲肘连杆机构实现其开合模，工作台的上下运动，需要通过伺服电机正反转来实现，由于惯性力的作用，电机的速度受到限制，从而影响机器高速运行，而且滚珠丝杆也容易磨损，影响机器的使用寿命。

发明内容

本发明专利是一种具有电动式开合模机构的优点，同时伺服电机可连续运动，效率高、寿命长的热成型机开合模机构。

本发明采用的技术方案如下：一种热成型机开合模机构，其特征在于：包括凸轮机构和曲肘连杆机构。

所述凸轮机构包括伺服驱动、支承机构和凸轮运动机构，所述伺服驱动机构由伺服电机带动齿轮轴上的齿轮转动；支承机构通过支承座、滚动轴承将齿轮轴及凸轮运动机构支承并固定在热成型机的定模板上；所述凸轮运动机构由凸轮、圆柱滚子、导滑块和推杆等组成，齿轮轴带动导滑块旋转，圆柱滚子在导滑块的带动下，一方面沿凸轮的轮廓运动，一方面带动推杆，使推杆的往复摆动，为曲肘连杆机构的往复运动提供动力。

所述伺服驱动由伺服电机带动齿轮轴上的齿轮转动，齿轮通过键固定在齿轮轴，齿轮轴通过滚动轴承固定在支承机构上，伺服驱动为开合模机构提供动力。

所述支承机构由两个支承座通过螺栓固定在热成型机的定模板上，支承座通过两个滚动轴承支承伺服驱动，凸轮运动机构的凸轮过螺栓固定在支承座上，支承机构起支承伺服驱动和凸轮运动机构的作用。

所述凸轮运动机构的凸轮过螺栓固定在支承座上，起运动轨迹导向的作用，凸轮运动机构的导滑块通过键固定在齿轮轴上，当齿轮轴旋转时，导滑块一起旋转，导滑块中有一圆柱滚子，导滑块的旋转一方面带动圆柱滚子旋转，一方面沿导滑块的导槽运动。

所述圆柱滚子由三部分组成，其中部与导滑块连接，可沿导滑块的导槽运动，一端与凸轮连接，可沿凸轮的凸轮轨迹运动，圆柱滚子的另一端与推杆连接，推动推杆运动，当齿轮轴连续旋转时，圆柱滚子一方面在导滑块的导向下绕齿轮轴旋转，一方面沿凸轮轨迹运动，实现推杆的往复摆动，为曲肘连杆机构的往复运动提供动力，同时实现将伺服电机的连续旋转运动转换为间歇的往复摆动。

所述曲肘连杆机构的数目为两个，每个曲肘连杆机构由左右两个摆杆组组成，两个摆杆组用连杆和圆柱滚子连接在一起，当推杆推动一边的摆杆组运动时，另一边的摆杆组同步运动。

所述曲肘连杆机构由上下两个摆杆支座固定在热成型机的定模板和动模板上，上摆杆通过圆柱滚子与上摆杆支座连接，下摆杆通过圆柱滚子与下摆杆支座连接，上摆杆通过圆柱滚子与下摆杆连接，使得定动模和曲肘连杆机构连成一体。

所述推杆通过圆柱滚子与曲肘连杆机构连接，当伺服驱动机构驱动推杆左右摆动时，曲肘连杆机构左右摆动，热成型机的动模板在导柱的导向下，上下运动，实现开合模动作，开合模的行程控制在合模后模具的定动模有微小的弹性变形，利用弹性变形产生增力效果。

本发明专利是一种全新驱动方式的开合模机构，伺服电机驱动凸轮连杆机构，实现合模动作，它具有电动式开合模机构的优点，同时伺服电机可连续运动，效率高、寿命长。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详述。

图1是本发明专利优选实施例的结构合模示意图。

图2是本发明专利优选实施例的结构开模示意图。

图3是图1的A-A向剖视图。

图4是图1的B-B向剖视图。

图5是凸轮轮廓图。

其中图中1.定模板、2.支承座、3.凸轮、4.导滑块、5.键、6.螺栓、7.齿轮轴、8.圆柱滚子、9. 推杆、10.导柱、11.上摆杆支座、12. 上圆柱滚子、13.上摆杆、14. 连杆圆柱滚子、15.连杆、16. 推杆圆柱滚子、17.下摆杆、18. 下圆柱滚子、19.下摆杆支座、20.螺栓、21. 动模板、22.齿轮、23.滚动轴承、24.键。

具体实施方式

如图1-4所示，本优选实施例中的凸轮机构，包括支承座2、凸轮3、导滑块4、键5、螺栓6、齿轮轴7、圆柱滚子8、推杆9、齿轮22、滚动轴承23和键24等组成。

齿轮轴7通过圆柱滚子8固定在支承座2上，支承座2上通过螺栓（图中未画出）固定在热成型机的定模板1上，从而将凸轮机构安装在热成型机上。伺服电机驱动减速器（图中未画出），通过齿轮22，键24带动齿轮轴7旋转，齿轮轴7的前端通过键5与导滑块4连接，驱动导滑块4旋转，导滑块4中有圆柱滚子8，圆柱滚子8由三部分组成，其中部与导滑块4接触，可沿导滑块4的导槽运动，一端与凸轮3接触，可沿凸轮3凸轮轨迹运动，圆柱滚子8的另一端与推杆9连接，推动推杆9运动，凸轮3通过螺栓6固定在支承座2上，当齿轮轴7连续旋转时，圆柱滚子8一方面在导滑块4的导向下绕齿轮轴7旋转，一方面沿凸轮3凸轮轨迹运动，实现推杆9的往复摆动，为曲肘连杆机构的往复运动提供动力，同时实现将伺服电机的连续旋转运动转换为间歇的往复摆动。

本优选实施例中的曲肘连杆机构，包括上摆杆支座11、上摆杆13、上圆柱滚子12、连杆15和连杆圆柱滚子14、下摆杆支座19、下摆杆17、下圆柱滚子18、推杆圆柱滚子16和螺栓20等组成。

曲肘连杆机构的上摆杆支座11和下摆杆支座19通过螺栓20分别固定在热成型机的定模板1和动模板21上，上摆杆13通过上圆柱滚子12与上摆杆支座11连接，形成可左右摆动的铰链，下摆杆17通过下圆柱滚子18与下连杆摆座19连接，形成可左右摆动的铰链，连杆15的两端通过连杆圆柱滚子14连接成滑动铰链，将两个曲肘连杆连接起来，当一个的曲肘连杆摆动时，实现另一个曲肘连杆的同时摆动，以增加合模力和平稳性，推杆9的一端通过连杆圆柱滚子16和上摆杆13连接成滑动铰链，另一端通过圆柱滚子8连接成滑动铰链。由凸轮机构驱动推杆9的往复摆动，推动上摆杆13绕上摆动的铰链左右摆动，下摆杆17绕下摆动的铰链左右摆动，同时上摆杆13通过连杆圆柱滚子14，推动连杆15，实现另一个曲肘连杆的同时摆动，由于下摆杆支座19与动模板21连接，动模板21在导柱10的作用下，只能上下运动，所以通过摆杆的左右摆动可实现热成型机的开合模运动，同时当合模到接近终端时，可利用曲肘连杆机构的弹性变形性能，达到增力的功能，图1是合模状态的示意图，图2是开模状态的示意图。

图5是凸轮轮廓图，该凸轮的曲线主要由5段圆弧组成，其中CD段为上升段，使推杆9的右摆，实现合模动作；DF段为下降段，使推杆9的左摆，实现开模动作，AB段为停止段，使推杆9的不动，开合模机构停歇不动，以便于热成型机的成型；BC段和FA段为过渡圆弧段，实现运动变换的平稳过渡。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例，并非用来限定本发明专利的实施范围；即凡依本发明的权利要求范围所做的等同变换，均为本发明权利要求范围所覆盖。

Claims (8)

1.一种热成型机合模机构，其特征是：包括凸轮机构和曲肘连杆机构，凸轮机构包括伺服驱动、支承机构和凸轮运动机构，所述热成型机合模机构包括至少一个伺服驱动和两个支承机构、凸轮运动机构。

2.如权利要求1所述的热成型机合模机构，其特征在于：所述伺服驱动由伺服电机带动齿轮轴上的齿轮转动，齿轮通过键固定在齿轮轴，齿轮轴通过滚动轴承固定在支承机构上，伺服驱动为开合模机构提供动力。

3.如权利要求1所述的热成型机合模机构，其特征在于：所述支承机构由两个支承座通过螺栓固定在热成型机的定模板上，支承座通过两个滚动轴承支承伺服驱动，凸轮运动机构的凸轮过螺栓固定在支承座上，支承机构起支承伺服驱动和凸轮运动机构的作用。

4.如权利要求1所述的热成型机合模机构，其特征在于：所述凸轮运动机构的凸轮过螺栓固定在支承座上，起运动轨迹导向的作用，凸轮运动机构的导滑块通过键固定在齿轮轴上，当齿轮轴旋转时，导滑块一起旋转，导滑块中有一圆柱滚子，导滑块的旋转一方面带动圆柱滚子旋转一方面沿导滑块的导槽运动。

5.如权利要求4所述的热成型机合模机构，其特征在于：圆柱滚子由三部分组成，其中部与导滑块连接，可沿导滑块的导槽运动，一端与凸轮连接，可沿凸轮的凸轮轨迹运动，圆柱滚子的另一端与推杆连接，推动推杆运动，当齿轮轴连续旋转时，圆柱滚子一方面在导滑块的导向下绕齿轮轴旋转，一方面沿凸轮轨迹运动，实现推杆的往复摆动，为曲肘连杆机构的往复运动提供动力，同时实现将伺服电机的连续旋转运动转换为间歇的往复摆动。

6.如权利要求1所述的热成型机合模机构，其特征在于：所述曲肘连杆机构的数目为两个，每个曲肘连杆机构由左右两个摆杆组组成，两个摆杆组用连杆和圆柱滚子连接在一起，当推杆推动一边的摆杆组运动时，另一边的摆杆组同步运动。

7.如权利要求6所述的热成型机合模机构，其特征在于：所述曲肘连杆机构由上下两个摆杆支座固定在热成型机的定模板和动模板上，上摆杆通过圆柱滚子与上摆杆支座连接，下摆杆通过圆柱滚子与下摆杆支座连接，上摆杆通过圆柱滚子与下摆杆连接，使得定动模和曲肘连杆机构连成一体。

8.如权利要求6和7所述的热成型机合模机构，其特征在于：推杆通过圆柱滚子与曲肘连杆机构连接，当伺服驱动机构驱动推杆左右摆动时，曲肘连杆机构左右摆动，热成型机的动模板在导柱的导向下，上下运动，实现开合模动作，开合模的行程控制在合模后模具的定动模有微小的弹性变形，利用弹性变形产生增力效果。

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