全电动注塑机斜排五点双曲肘机构的设计与研究

燕卫亮

(陕西国防工业职业技术学院机械工程学院，陕西 西安 710300)

基金项目：陕西国防工业职业技术学院专项科研计划重点项目( Gfy20-04) 

作者简介：燕卫亮(1989—)，男，助教，硕士，主要研究方向为机构学与先进制造技术，yan_wl@126.com.

摘要：在传统斜排五点双曲肘机构的理论基础上，通过机构运动参数分析、理论推导，建立数学模型，得到一套适用于精密全电动注塑机的斜排五点双曲肘机构的理论设计计算方法。针对高速注塑工况，建立了350 t全电动注塑机锁模单元数值仿真模型并进行迭代求解；对机构动模板后退行程曲线、动模板与十字头速度比值曲线、动模板加速度曲线和行程放大比进行分析，得到了评价和控制锁模单元开、合模平稳性和结构紧凑性的方法。

关键词：全电动；注塑机；双曲肘机构；平稳性

中图分类号：TQ320.5      文献标识码：A      文章编号：2095-509X(2021)06-0021-04

全电动注塑机动力系统采用全电机驱动，依靠PLC和伺服控制技术，能在实现高精密控制和大幅度节能的同时，避免液压注塑机出现常见的噪声、发热和油液泄漏现象^［1］。全电动注塑机具有高效、精密、节能、环保的特点，能达到汽车、电子、医疗等行业的要求，而传统的液压式注塑机则难以满足该要求^［2］。

全电动注塑机比普通液压注塑机节能30%~60%^［3］，并且可以实现多动作同步运行^［4］，配合供料系统和机械手全自动无人值守注塑成型，能大大缩短生产周期。目前全电动注塑机位置精度可达到0.01 mm，空载状态下合模—注射—开模—顶出整个循环周期可达到0.2 s，因此对于其锁模机构运动精确性和运动平稳性的要求更高^［5］。

1 斜排五点双曲肘机构参数设计与计算

为了研究全电动注塑机斜排五双后曲肘机构的参数计算，首先需要对机构各杆长、夹角等参数作定义。如图1所示，双曲肘机构为上下对称的结构，因此取模板中心连线以上的部分来进行分析^［6］。

图2所示为该机构的运动简图，其中后支铰的高度记为H；前连杆的高度记为e；后连杆AB长度记为L1；前连杆BC长度记为L2；定义小连杆与后连杆的连接点为拨点D，拨点到后支铰长度固定的假想杆件记为拨杆AD，长度记为L3；小连杆DE长度记为L4；定义小连杆与十字头连接点为驱动点E，驱动点到模板中心的高度记为h，驱动点到后支铰的长度变化的假想杆件记为驱动杆AE，杆长记为L5；驱动点到后支铰水平线的距离记为高杆EQ，杆长为H-h；过拨点D作AB的垂线DF，记为拨点高度n；BF记为拨点长度，长度记为m；前、后支铰高度差为H-e。