双曲肘斜排列七支点合模机构运动和力学性能分析

（ 宁波 海 达 塑料 机 械 有 限 公 司 ， 江 宁 波 ，１ ２ ０ 浙 ３５ ０ ）
摘 要 ： 析 了双 曲 肘 斜 排 列 七 支 点合 模 机构 的性 能 特 征 、 程 特 性 及 力 学 性 能 ， 究 了移 模 行 程 、 模 油 缸 活 塞 杆 行 程 、 分 行 研 锁
Ｂ ＥＦ： 主摆杆 ， Ｆ—Ｌ ， Ｅ—Ｌ ； Ｂ １Ｂ ６
值 ， 取 其 余 角 度 参 数 。ａ 由移 模 行 程 确 定 ， 求 。 在 设 计 移模行 程 中 已确定 ， 为 已知 角度 参数 。机 作
构 的 ｙ ０以及 Ｌ１Ｌ ， ３ Ｌ ， ５ Ｌ ，， １ｅ ，３ ， ， ２ Ｌ ， ４ Ｌ ， ６ ｚ ｅ ，２ ｅ
锁 模 力 、 模 油 缸 内 径 等 机 构 关 键 技 术 参数 的计 算 理 论 和工 程 计 算 准 则 ， 究 了 机 构 的 主 要 技术 设 计 参 数 特 征 ， 出 了 主 要 锁 研 提
技 术 参 数 的设 计 准 则 ， 通 过 实 例 验 证 了 设 计计 算 理论 和公 式 的可 行 性 。 并
ｃ ｌ ｕ ａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｈ ｏ ｍｕ ａ ｗａ ｏ ｆｒ ｅ ｈ ｏ ｇ ｈ ｘ ｍｐ ｅ ａ ｃ ｌ ｔ ｈ ｏ ｙ ａ ｄ ｔ ｅ ｆ ｒ ｌ ｓ ｃ ｎ ｉｍ ｄ ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｅ ａ ｌ ． ｏ
Ｋｅ ｒ ｓ ｉｊ ｃｉｎ ｍｏ ｄｎ ｃ ｉｅ ｔ ｇ ｌ ｌｍｐｎ ｔｕ ｔ ｒ ；ｅ ｅ ｕ ｃｕ ；ｄ — ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｔ ｌ ｉｇ ｍａ ｈｎ ；ｏ ｇ ｅ ｃｏ ｉｇ ｓｒ ｃｕ ｅ ｓ ｖ ｎ ｆ ｌｒ ｍｓ ｅ ｎ ｏ
ｍ ｅ ｈ ｎｉａ ｐｒ ｐｅ ｔｅ ｏ ｔ ｅ ｗｉ ｔ ｇｇｌ ｓ ａ ｉ ｇ ｒ ａ ｃ ａ ｃ ｌ ｏ ｒ ｉ ｓ ｆ ｈ ｔ ｎ—ｏ ｅ ｌｎｔｎ ａ ｒ ｎｇｅ ｎｔ ｅ ｎ ｕ ｃ ｕ ｓ ｌ ｍ ｐｉ ｍｅ ｓ ｖｅ ｆ ｌ ｒ ｍ ｃ ｏ ｎｇ
ｓ ｒ ｃ ｕｒ ｗ ｅ ｅ ｎａ ｙ ｅ Ｔｈｅ ｔｕｔ ｅ ｒ ａ ｌ ｚ ｄ． ｋｅ ｔ ｃ ｏｌｇｉ ｓ ｙ ｅ ｈｎ ｏ ｅ ｐａ ａ ｅ ｅ ｃ ｌ ｕ ａ ｉ ｔ ｏ ｙ，ｈｅ ｎ ｎｅ ｒ ｒ ｍ ｔ ｒ ａ ｃ ｌ ｔｏｎ ｈｅ ｒ ｔ ｅ ｇｉ ｅ —
Ｂ Ｆ的 Ｌ 和 Ｌ 之间 的夹角 ， 为 偏心 距 ，＝Ｌ Ｅ ｅ ｅ ・
图 ２ 双 曲 肘 斜 排 列 七 支 点 合 模 机 构 角 度 变 量 分 析
２２ １ ． ．
一
角计算 准 则
Ｌ６ ＋ ＋ ！ ｏ （ Ｏ ｃｓ ７ ）源自 ａｒｃｃｏｓ —
ｓ Ｏ ｙ 主 摆杆 Ｂ Ｆ和肘 杆 Ｆ 的 Ｂ， Ｇ ３点呈 ｉ ， ｎ Ｅ Ｇ Ｆ，
现 代 塑 料 加 工 应 用
２０ １１年 第 ２３ 卷 第 ３ 期
Ｍ ＯＤＥＲＮ ＰＬＡＳ ＣＳ ＰＲｏ（ＥＳ ＮＧ ＴＩ ＳＩ ＡＮＤ ＡＰＰ （ＡＴＩ ＬＩ ： ｏＮＳ
双 曲肘 斜 排 列 七 支 点 合模 机 构 运 动和 力学 性 能 分 析
张 友 根
Ｆ 的 尺寸及 位 置参数 有关 ， Ｇ 可用 下 式表 达 ：
极 限摆角 ， 也称 之 谓 开模 最 大 摆 角 ； ， 模 角 ， 口移 肘 杆Ｇ Ｆ移 动过程 中与水 平夹 角 ， 模最 大 行程 时 ， 移
即 Ｂ， Ｇ Ｆ， ３点呈一 直线 ，一一ｙ ， ； 连杆 Ｄ Ｅ运 动
关键词 ： 注塑机 肘杆合模机构 七支点 设计 计算 分 析
Ａｎａ ｙ ｉ ｆ Ｍ ｅ ｈａ ｃ ｌａ ｄ Ｍ ｏ ｅ ｅ Ｐｒ ｐ ｒ ｉｓ ｆ ｒ Ｔｗｉ ‘ ｇ ｌ ｌ ｓｓ ｏ ｃ ｎｉ ａ ｎ ｖ ｍ ｎｔ ｏ ｅ ｔｅ ｏ ｎ Ｔｏ ｇ ｅ
Ｓ ａ ｔｎｇ Ａｒ ａ ｇ ｍ ｅ ｅ ｅ Ｆｕ ｃ ｕ ｓ ｌ ｎ ｉ ｒ ｎ ｅ ｎｔＳ ｖ ｎ ｌ ｒ ｍ Ｃｌ ｍ ｐｉ ｇ ｔ ｕ ｔ ｒ ｏ ｎ Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ
动 口 。Ａ 点 的轴 向位 移 即为 锁模 油 缸 活 塞 杆 的 ］ 行程 ， Ｇ点 的轴 向位移 即为 移 动模板 的行 程 。 ２ １ 主要 技术 参数 符 号说 明 ． 图 １中 ， 为 Ａ 点 的运行起 始 极 限点 ， Ａ。 Ａ 为 Ａ 点 的运 行 终点 极 限点 ， 其余 Ｄ， Ｆ及 Ｇ 点 下 Ｅ， 标符 号含 义 依此类 推 。
等 参数 已在 机 构初设 计 时确定 ， 为 已知计 算参 作 数 。整 个机 构行 程角 度 变量 参 数 中， ， Ｊ为 ， ， Ｄ 需计 算 的角 度变 量参 数 ， 涉及最 大行 程需 求取 的 角 度 参 数是 ， ， 。图 ２为 机 构 行 程 角 度 变
量 分析 。
ｍａ ： ｈ ｎ ｙ ｕ ｅ ８ ＠ ｌ ３ ｃ ｒ 。 ｉ ｚ ａ ｇ ０ ｇｎ ８ ６ ． ｏ ｌ ｎ
于传 统 的肘 杆 合模 机构 。
张 友 根 ．双 曲肘 斜 排 列 七 支 点 合 模 机 构 运 动 和 力 学 性 能 分 析
２ 运 动 分 析
Ｂ Ｂ — ｈ Ａ Ａ ＝ ｈ３ Ａ Ｃ — Ｐ ； Ｂ — ｅ ； Ｃ＝ １ ２； ； ３Ａ ２Ｂ 。
ｓｇｎ； ｃ ｌ ｕ ａ ｉ ｉ ａ ｃ ｌ ｔｏｎ； ｎ ｌ ｉ ａ ａ ｙｓｓ
双 曲肘斜 排 列 七 支点 合 模 机 构 是 在传 统 的
双 曲肘斜 排列 四支 点 、 五支 点合模 机构 基础 上创 新研 发 的 一 种超 大 行 程 比、 模 刚性 特性 优 越 、 锁 移模 速度 高而 稳定 的新颖 注 塑机 合模 机构 。
过 程 中 Ｄ处 与水平夹 角 。
，
＝ ｒｉ２ｎ ＋ ） ｝］ ａｓ ［ ｉａ ７一 ｃｎ ｓ （ －
一ａｃｉＥｓ （ ＋） ～（ ＋ ｓ Ｔ ｒｓｎ Ａ ｉ ａ ， １ ）ｉ ￣ ｎ ） ｎ
２ ２ ３ ．角计 算 准则 ．． ０
Ｌ４ ｉ （ ＋ ） Ｌｓ ｓｎ ＝ ｅ ｎ ｓ ＋ ＋ ｉｐ ３ （） ３
一
直线 时 与水 平 的夹 角 ， 之 谓 斜 角 ； 主 摆 杆 称 ，
＝ ａ ｃ ｌ — — — — — — 一 ｔ ｓｎ— — — — — — — — ｒ ‘ Ｌ） （ ｌ １
Ｂ Ｆ绕 Ｂ点旋 转 角 ， 之谓 摆 角 ， Ｆ， Ｅ 称 Ｂ， Ｇ ３点呈
一
直线 时的终 止 极 限摆 角 ，。 主摆 杆 移 模 起始 ａ为 ２ ２ ２ 移模 角 计算 准则 ．． ｊ 受 制 于 摆 角 ａ， 主摆 杆 Ｂ Ｆ和 肘 杆 ９ 角 与 Ｅ
１ 双 曲肘 斜排 列七 支点 合模 机构 特性
图 １为双 曲肘 斜排列 七 支点合 模机 构简 图 ， 上半部 是 机构处 于移 模最 大行 程 的极 限 ， 半部 下
是 机 构处 于移模 最 大行程 的起 始极 限 。
从 图 １可看 出 ， 曲肘斜 排列 七支 点合模 机 双 构 由平 面 四连杆 曲柄 摇杆 机 构 、 ２组 偏 置 曲滑 机 构 、 接 的 平 面复 合 连 杆机 构 等 构成 ， 有 ７个 铰 共 铰接 支点 ， 故称 之为 双 曲肘斜 排列 七支 点合模 机 构 。机 构 运行 特 性 决定 其 运 动 和 力 学性 能 不 同
收 稿 日期 ：０ ００ —４ 修 改 稿 收 到 日期 ：０ １Ｏ ３ ２ １ ８２ ； ２ １一ｌ２ 。
作 者 简 介 ： 友 根 ， ， 授 级 高 级 工 程 师 。 现 主 要 从 事 塑 张 男 教
图 １ 双 曲肘 斜 排 列 七 支 点 合 模 机 构
料 机 械 的 科 学 发 展 工 作 ， 公 开 发 表 论 文 ２０多 篇 。 Ｅ 已 ５ —
主摆 杆 Ｂ Ｆ 的 Ｌ 和 肘 杆 Ｆ 的 Ｌ 之 长 Ｅ Ｇ
度 比 ， — Ｌ ／ ２ ｇ， 构 偏 心 距 ，ｌ （ １ １ｇ ； ｌ 机 Ｐ 一 Ｌ ＋
Ｌ２ ）・ｓｎ ， ｉ ？ 。
（） ２
Ｓ ， 动模板行程 ， 般称之谓 移模行 程 ， 移 一 即滑动 铰 接支 点 Ｇ 的位 移 ； ， 模 油 缸 活塞 杆 Ｓ 锁
ｉ ｃ ｌｕｌ ｔｏｎ ｒｔ ｒｏｎ ｎｇ ａ ｃ ａ ｉ ｃ ｉｅ ｉ ｏｆ ｈｅ ｔ ｍ ｏ ｉ ｓ ｒ ｋｅ， ｔ ｃｏｍｐｉ ｃ ｉ ｄｅ ｃ ｎｎｅ ｔｎｇ ｒ ｄ ｖ ｎｇ ｔ ｏ ｈｅ ｌ ｎｇ ｙｌｎ ｒ ｏ ｃｉ ｏ ｓ ｒ ｋｅ， ｔ ｅ ｏ ｋｉ ｆ ｃ ａ ｄ ｈｅ ｌ ｍ ｐ ｎｇ ｙｌ ｔｏ ｈ ｌ ｃ ｎｇ ｏｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｉ ｃ ｉ ｒ ｎｓｄ ｄ ａ ｔ ｒ ｎｄｅ ｉ ｉ ｅ ｉ ｍｅ ｅ ｗｅ ｅ ｔ ｄｉｄ Ｔｈｅ ｒ ｓ ｕ ｅ ． ｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｔ ｍａ ｎ ｅ ｉ ｔ ｃ ｎｏ ｏ ｒ ｍｅ ｅ ｗａ ｒ ｓ ａ ｃ ｄ ｈａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｏｆ ｈｅ ｉ ｄ ｓｇｎ ｅ ｈ ｌ ｇｙ ｐａ ａ ｔ ｒ ｓ ｅ ｅ ｒ ｈｅ ．Ｔｈｅ ｅ ｉ ｎ ｒｔ — ｄ ｓｇ ｃ ｉｅ ｒｏ ｏｆ ｔ ｅ ｉｎ ｈ ｍ ａｎ ｅ ｉ ｔ ｃ ｏ ｏｇ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｏｐ ｅ ． ｉ ｄ ｓｇｎ ｅ ｈｎ ｌ ｙ ｐａ ａ ｔ ｒ ｗａ ｐｒ ｏｓ ｄ Ｔｈｅ ｆ ａ ｉ ｌｔ ｏ ｈｅ ｅ ｉ ｅ ｓｂｉｉｙ ｆ ｔ ｄ ｓｇｎ
上式 可表 示为 ：
ｆ Ｄ — ｉ ｅ － Ｌ４ （ ＋ ￣ ３ ｉ ９ ｓｎ ） ｐ ａ ｃ ｍ 一 ｒ ｓ 。 ．
’ Ｌ ５
行程， 即滑 动铰 接支 点 Ａ 的位 移 。 Ｐ， 模力 ， Ｎ； ， 到额 定 锁 模 力 的机 构 锁 ｋ Ｐ 达 变 形力 ， Ｎ； ， ｋ Ｐ。 锁模 油缸 活塞 杆推 力 ， Ｎ。 ｋ
Ｆ 肘杆 ， Ｇ—Ｌ ； Ｇ： Ｆ ２
ＤＥ： 连杆 ， ＤＥ—Ｌ ； ３ Ｃ 上摆 杆 ， Ｄ—Ｌ ； Ｄ： Ｃ ４
ＡＤ： 力杆 ， ＝ 推 ＡＤ＝Ｌ 。 ＝
ｌ 推力杆 Ｌ 与 水 平夹 角 ， 之谓 推 力 角 ；０ Ｄ ， 称 ｐ，
推力起 始极 限角 ； ， 推力终 止极 限角 ， 时 Ｃ Ｄ， 此 ， Ｅ ３点成一 直 线 ； 上 摆 杆 Ｃ 杆 绕 Ｃ点 摆 动 角 ， Ｄ 度， 终止极 限摆角 为零 度 ， 最大 摆 角 铷时 ， Ｄ， Ｃ， Ｅ ３ 点成 一直 线 ； 上 摆 杆 Ｃ 在 Ｃ， Ｅ ３点 成 一 ， Ｄ Ｄ， 直线时 与 水 平 的夹 角 ， 之 谓 上 偏 角 ； ， 称 ０ 主摆 杆
Ｚｈ ｎｇ ａ Ｙｏｕ ｅ ｇ ｎ
（ ｎ ｂ Ｈａｄ ａ ｔ ａ ｈ ｎ ｒ ． Ｌｔ ．，Ｎｉｇ ｏ， ｈ ｊａ ｇ， １ ２ ０ Ｎｉ ｇ ｏ ｉａ Ｐｌｓｉ Ｍ ｃ ｉｅ ｙ Ｃｏ ， ｄ ｃ ｎ ｂ Ｚ ｅｉｎ ３ ５ ０ ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｈｅ ｍ ｅ ｈａ ｉ ｍ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ｎｓ ｈａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｎｄ ｈｅ ｔｏｋｅ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ａ ｄ ｔ ｈａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｎ ｈｅ
２ ２ 机 构角 度变 量计 算准 则 ．
根 据 机械 原理 ， 算得 双 曲肘斜 排列 七 支点 可
合模 机 构 为 １个 自 由 度 ， 需 １个 原 动 件 驱 只
ａ角 为基 准角 ， 余 角都 以 ａ角 的变 化 而变 其
化 。ａ角 作 为 已知 参 数 ， 预 先 确 定 ａ角 的 数 即