Google+ 機動學論壇(TALKING MECHANISMS): 肘節機構

2007年6月16日 星期六

肘節機構


b94611005 劉昶志
連桿那章,我們都學到「肘節機構」,它是一個可以運用較小的力,來產生一個大的作用力的機構,也就是一種省力的機構。在網路上閱讀到一篇文章,它是利用此機構的特性,結合油壓的運用,設計出一組機具,用來處理製作模具中「合模」的步驟。

文中設計出兩種肘節機構,第一種是比較基本的,就是一組連桿,油壓裝置直接由中間位置,以油壓桿施加外力,感覺設計沒有很精良,第二種看起來就比較有可行性,由兩組肘節機構構成,油壓缸的桿頭同時連接兩組機構,感覺起來機構在運作時會比較穩定,模具在成形過程中的受力也會比較均勻。


文章將此設計與沒有肘節機構的「直壓式合模裝置」做比較,發現加入肘節機構的設計,其運轉成本明顯較低,不過其運轉的調整〈如速度等〉就較為麻煩。

以下為原文,供大家做個參考:

合模裝置除了用以開閉模具外,最主要是用以對抗射出於模內之熔融材料的高壓力,以充分的強力閉鎖。

1-3.1 直壓式合模裝置
1.升壓滑塊式
此形式是最常用的射出成形機合模裝置,如圖1.12所示 ,其固定於合模缸底部的細徑升壓滑塊插入合模滑塊,使模具的開閉高速化。

圖1.12升壓滑塊式合模裝置


升壓滑塊裝置的作用,如圖1.13
所示,因(a)為開模狀態,合模滑塊在後退位置,自動控制閥(可自動吸入排出)閉住,如圖(b)箭頭所示,經升壓滑塊中央的貫通孔供給高壓油,則合模滑塊以高速前進,開始閉模。此時,自動控制閥開著,隨著合模滑塊前進生成的缸內空間都吸入油。合模滑塊再前售而將閉模之前,如圖(b)所示,閉住自動控制閥,來自油壓泵的高壓油流入。合模滑塊變低速前進,徐徐閉模,再以高壓合模。
開閉模具的速度變換是藉著隨合模滑塊移動的控制桿的擋塊使限制開關作動,以控制閥變換油壓回路。

圖1.13升壓滑塊式合模裝置作用

2.補助缸式
補助缸式合模裝置,圖1.14示,合模滑塊兩側設有二組補助缸,使模具的開閉高速化。

圖1.14補助缸式合模裝置


在閉模行程,先將高壓油送到補助缸,使連結於此的成形機可動盤高速前進而開始閉模,此時,油壓.淮醣過自動控制閥,從油槽流入合模缸內。在即將閉模終了之前,受換油壓油的流路,使高壓油送往合模缸,則模具以抵速閉合,再高壓施加於合模缸及二組補助滑塊的全面積,模具以高壓合模。在此形式合模裝置中,合模消塊如圖所示,成為單動形,以補助缸進行開模行程的動作。
3.增壓缸式
增壓缸式合模裝置圖1.15示,由串列約二組油壓缸裝置而成,閉模時,先將油壓油送往合模缸,藉合模滑塊以低壓閉模,其次將高壓油送往增壓缸,藉增壓滑塊的作用,增大合模缸內的油壓,以高壓合模。

圖1.15增壓缸式合模裝置


1-3.2肘節式合模裝置
1.肘節裝置的作用
肘節式合模裝置是以肘節接頭將油壓缸或電動機產生的力放大,使合模力增大,如圖1.16所示

圖1.16肘節式合模裝置

肘節機構中,力的放大率與速度因連桿位置而大有變化,在閉模行程的最初階段,力的放大率小而速度快,接近閉模行程終了時,力的放大率大而速度慢。在肘節連桿將近完全伸直之前,發生很大約合模力,如圖1.17所示。

圖1.17肘節式合模裝置原理

但是,連桿若在末合模完成時就已100%伸長,則無合模壓力的產生。所以在肘節連桿100%伸直之前約數mm~數分之一mm閉合模子,則在連桿充份伸直時,相對拉張繫桿,藉繫桿伸長發生的彈性力來合模。如圖1.18所示為肘節連桿的行程與合模力的關係。

圖1.18肘節連桿的行程與合模力的關係


肘節式合模裝置的基本形式有一組肘節連桿構成的單連桿肘節式合模裝置,如圖1.19所示。

圖1.19單連桿肘節式合模裝置

亦有由二組肘節連桿所構成的雙連桿肘節式合模裝置,如圖1.20所示。前者隨肘節連桿的移動,油壓缸進行擺動,適合於小型成形機。

圖1.20雙連桿肘節式合模裝置


2.模厚調整方法
(1) 用繫桿螺帽的方法
組合齒輪或鏈條等,使合模繫桿的四個螺帽運動,同時移動相同的行程。也有的利用手把來調整模厚的方法,如圖1.21
所示。不過,通常以電動機驅動,連預先設定的位置後自動停止。

圖1.21合模力及模厚調整方法

(2)用中央螺絲的方法
如圖1.22
之虛線圓所示,在成形機可動盤與肘節連桿之間,另有一吋節板,以中心部的大螺絲(中央螺絲)直接連結於肘節板與可動盤。在調整模厚時,以手動或電動旋轉中央螺絲的大螺帽部來調整肘節伸長時的可動盤位置以調整模厚。

圖1.22利用中央螺絲的肘節機構之模厚調整裝置


3.肘節式合模裝置的特色
肘節式合模裝置須依模厚來調整,但油壓裝置比直壓式合模裝置小型化且運轉成本低。表1.2
直壓式與肘節式合模裝置的比較。

表1.2為直壓式與肘節式合模裝置的比較

1-3.3 肘節直壓式合模裝置
肘節直壓式合模裝置是組合肘節機構與直壓式合模缸裝置,外觀為肘節式的一種,但合模力的發生方式接近於直壓式。其動作是肘節機構使模具的開閉高速化,而直壓式合模缸產生合模力,容易調整模厚與調整合模力。 圖1.23所示為肘節直壓式合模裝置,合模缸裝入可動盤,在圖1.24中,肘節機構承盤直接連結於合模缸的滑塊。這些裝置在肘節連桿100%伸直後,合模缸作動,發生合模力。

圖1.23肘節直壓式合模裝置

圖1.24肘節直壓式合模裝置


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