注塑机合模装置的结构及发展

注塑机合模装置的结构及发展

摘要：锁模装置作为注塑机最重要的组成部分，直接影响注塑制品的尺寸精度、品质。到目前为止，对注塑机尤其是大型注塑机的合模机构的结构优化设计方面

却仍有不足，当前锁模装置主要存在以下问题：模板平衡度不好导致的拉杆受力

不均、锁模力不稳、动模板的运动控制精度不高，模板肘杆机构的速度传动比达

不到运动性能要求而出现的高压开模时的突跳、卡死现象。

关键词：注塑机；合模装置；结构；发展

1注塑机的概况

1.1注塑机的运行原理

注塑机被普遍运用在汽车、家用电器、家具等工业生产中，它对塑料成型这

一生产技术领域起到了巨大影响，通过注塑机制造的商品拥有相同性高、样式多样、生产数量大、效率高和消耗能源较低等方面的优点，拥有很大的发展空间，

注塑机的主要功能是把热固塑料和热塑塑料通过高温，在相应的压力下使加热的

塑料液体进入模具中，然后通过冷却固化制造出拥有指定几何样式和标准的塑料

商品的成型机械，注塑机通常都处在温度高、速度快、压力大的工况下运行，塑

料在高温的形态时会产生对生物有害的气体和易爆性气体，因此对注塑机的安全

要求比较严格。

1.2注塑机的构造

注塑机的构造是由机械、液压和电气三个部分组成，其中机械主要由调模结构、锁模结构、注射部分组成；液压主要是由液压站和控制油路的阀门组成，电

气是注塑机的控制部分，它可以操作注塑机进行多种多样的动作，让机械设备可

以依据设置的步骤进行压力、速度、位置变换等机械动作，控制设备和液压设备

的共同操作，能够使注塑机的运行实行准确的操作，随着计算机网络技术的广泛

应用，目前很多注塑机普遍运用了计算机监控设备，有的注塑机有故障查找装置、模具低压保护装置、电力数据分析仪以及自动上料装置等，先进的科学技术应用

到注塑机设备中，进一步完善了注塑机的功能。

2肘杆式

2.1液压-机械式

液压-机械式合模装置根据常用的肘杆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。

2.1.1单曲肘合模装置

单曲肘合模装置主要由模板、拉杆、单曲肘机构、顶出和调模装置、移模油

缸等组成。模具的开合动作是通过油推动油缸活塞，使曲肘机构伸直或回曲来实现，它的特点是结构简单、外形尺寸小、制造容易。因增力倍数和承载能力受限，这种合模装置主要运用在中小型机器上。

2.1.2双曲肘合模装置

双曲肘合模装置的增力作用较大，力的放大倍数一般在20~40倍，因此它的

移模油缸要比单曲肘的小。但这种结构比单曲肘机构要复杂，模板行程经常受到

模板尺寸制约，故模板行程较短。双曲肘机构按组成的铰接数可分为四孔型和五

孔型；按曲肘排列位置又分为斜排列和直排列。目前采用最多的是五孔式，双曲

肘五孔外翻式结构允许模板的行程比内翻式大15%～25%，但存在着开模困难、

刚性差和机构复杂等不足，因此国内外均以内翻式结构为主。

2.1.3曲肘撑板式合模装置

曲肘撑板合模装置的运用，主要是为了扩大模板行程，它利用了肘杆和楔块

的增力和自锁作用，使模具牢靠锁紧。由于此机构用了楔块而非固定的铰连接，

故可在不增加模板尺寸的条件下，得到较大的模板行程。这种结构的特点是增力

作用较小，移模速度不高。

2.1.4组合型合模装置（二步式）

为了改善肘杆式合模装置的某些使用性能，如合模力的调整与稳定等问题，

可以用肘杆机构移模定位，由稳压油缸锁紧模具，又称为二步式，也可以看成是

特殊液压式合模装置的一种派生型。

2.2电动机械式

电动机械式合模机构主要运用于全电动式注塑机。全电动式注塑机的机械部

分原理与传统注塑机基本相同，只是在控制部分采用伺服电机，代替原来的液压

装置。国际上，日本株式会社名机制作所首先成功研制出了注塑机专用伺服电机，从而为发展全电子机械合模机构开辟了道路。

合模装置中采用了滚珠丝杆和伺服电机，包括动模板、前模板、后模板拉杆

及传动齿轮等零部件。另外，还有以电动驱动为主、液压驱动为辅的电动机械合

模机构。这种机构的特点是节能、低噪音、绿色环保。

3液压式（直压式）

全液压合模机构能长期保持模板平行度、移模行程长、容模量大，适应深孔

型制件及精密件的注射成型，其优势是肘杆合模机构不能取代的。常用的液压式（直压式）合模装置分为增压式、充液式、混合式、特殊液压式4种。液压式合

模装置虽然有多种不同结构，但它们都有一个共同的特点，即移模速度和合模力

均由工作油泵的流量、压力及油缸的直径来决定。

3.1增压式合模装置

增压式合模装置是为了提高工作油压力而满足合模力的要求，将合模油缸直

径设计得较小的一种结构形式。此种结构在合模时，压力油先进入合模油缸，因

油缸直径较小，模板保持一定的运行速度。当模具合上后，压力油换向，进入增

压油缸。由于增压活塞两端直径不同，提高了合模油缸内的液体压力，以满足最

终合模力的要求。这种结构对液压系统和密封提出了更高的要求，因此提高油压

是有一定限度的，合模油缸直径的缩小也受到一定的限制。这种装置主要用于中

小型合模装置上。

3.2充液式合模装置

充液式合模装置是以小直径油缸（增速油缸）获得高速，用大直径油缸（合

模油缸）得到要求的合模力。由于它是以两种不同直径的油缸分别满足移模和合

紧时的不同要求，所以可得到较高的移模速度。充液式主要有活塞型和柱塞型两种。活塞型主要用于中小型，而柱塞型主要用在中大型合模装置上。充液式结构

虽然可以实现较快的移模速度和达到相当大的合模力，但是这种形式所需要的合

模油缸，不仅直径大而且缸体也很长。

3.3特殊液压式合模装置

特殊液压式合模装置缩短了合模油缸的长度，也就是使移模油缸的工作行程

与合模油缸的行程不存在必然的联系，将合模油缸单独设置在动模板或固定模板上，于是形成了用机械定位的方式，代替合模油缸的大量工作液在合紧时仅起到

液压垫作用。用大直径短行程的合模油缸（稳压缸），代替大直径长行程充液缸，