技术答询-锁模篇
直压式锁模是利用「虹吸原理」配合油压缸内的液压油作直线往复运动。锁模压力怎么计算?油压缸面积乘x系统单位压力=锁模压力,由于油缸面积大会影响开关模的速度,所以需配有较小直径的快送缸通常是对角两支,少部分会使用连接于锁模高压缸的方式,也能很快达到快速开关模的目的。
我们的产品设计直接加压力锁固模具,具有直接、简易、无结构干涉等诸多优点,至于如何锁固?现在较进步的作法是关模升压后直接以单向阀锁固,开模时先打开单向阀再开模即可,不再需要额外的动力兼具节能效果。若设计的好再加上零组件选用适当绝不会退压,还可以延长使用寿命降低保养成本,只需要久久换一次油封即可。
单缸直压锁模的活动模板设计较简单,精密度比曲肘式高出许多,但因单缸直压锁模的油压缸面积大,铸件制作及柱塞的热处理、油封件的选用均会较困难,尤其是运用在大台机器问题会比较多,这时候建议选择复数油缸方式可以改善。另外单缸直压因为是直接施压在活动模板模具上,模具的平面精准度将十分重要,如果精密度不足会直接影响锁模的精准度,需要特别注意。
四缸锁直压式模则是藉由辐射式模板设计施压于模具上,容许模具在范围内的公差内,复数油缸还有自动的平衡校正功能,不影响锁模的精准度,适用范围较大。
这是过去使用四缸直压式锁模最常见的问题,大多是过去不好经验累积的印象,事实上依巴斯葛液压原理说明:当连通管内的液体被柱塞加压时,液体将向形状各异的连通管四面八方平均扩散,所承受的压力会平均分布,因此理论上不管复数油缸是多少个都会平均施压,那为什么会有四缸直压式锁模施力不平均的现象?其实是源自于零组件加工的不够精准,只需要改善加工品质问题就可以改善。
歌林柱名称由来
哥林柱Corinthian pillar是英文直接音译,射出机锁模的四支长柱常被称为哥林柱,台湾则俗称大柱。哥林柱并不是以哪个人发明而命名的,因为哥林柱没有什么可列为发明的特殊物理或力学原理,而是以希腊科林斯神庙建筑规格Corinthian order的多支长柱建筑模式而引用,英美欧的文化都来自古希腊,对于长柱习惯以哥林柱称呼,以有别于一般柱子。
哥林柱是什么?
哥林柱是安装在机械上的横杆形状机件主要作用是牵引作用,哥林柱的使用原理是用来平衡模板滑动、承受张力,哥林柱是射出成型机领域是中的重要机构之一,尤其在锁模机构里,哥林柱的性能直接影响到系统的钢强性和稳定性,我们的产品有提高哥林柱结构的特性,更能有效提高系统的整体效能。
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首先要先强调日本射出成型机并非全部采用曲肘式锁模设计,也是有较优的直压锁模设计,例如SODICK射出机,约二十年前曲肘式锁模就被日本射出机逐渐淘汰,转而使用直压式、直压复合式等锁模方式,因为近年节能优点的全电式射出成型机推出,价钱成本很高,为降低成本才使曲肘式锁模败部复活。那为何全电式射出机要使用曲肘式锁模设计?原因是驱动的伺服马达价钱昂贵,只需要搭配一个曲肘式的伺服马达即可,说到到底就是省钱罢了。
曲肘式的方式缺点多,但日本各品牌全电式射出成型机的曲肘型式全面转向保守,只求磨耗量低尽量不影响锁模的精准度为原则,而牺牲开模行程较长、型式较美观和设计创意等重要设计要素,曲肘变得只是开关模的工具而已,早已不复当年各种曲肘式创意互相竞争的意气风发。我们推荐坚持高品质的SODICK,采不妥协的路线,运用的是伺服马达趋动但仍克服设计困难,坚持采用直压复合式锁模设计。
单缸直压式锁模有制作难度高、成本较高等缺点,因此才会衍生出直压复合式四缸锁模设计,例如:日本TOSHIBA中型机以上就全部都是用复合直压式锁模,欧洲大厂HUSKY更是将复合直压锁模作多型式运用,是业界的个中翘楚。复合直压式锁模的结构较为复杂,关模就包含关模到位、齿位校对、夹住哥林柱T型牙槽、加压锁模等动作,浪费时间常达数秒之谱,因此大多被用在300T以上的中大型机种(小机的净循环时间不到2秒禁不起数秒的浪费),且因结构的复杂对零组件的耐用度形成极大的考验,推出十多年市场上仍存在不少疑虑,只有少数厂商大量生产。
四缸直压式锁模设计有和复合式一样的多缸设计优点,但却少了复杂的动作,甚至连调模程式及动作都不用,故障率最低,时间甚至比曲肘式还快,大中小机型都能适用,是目前统整最为良好、最成熟洗链的锁模设计,成功的关键在于整机模组化、精密加工的概念,维修成本低除定期更换油封之外,几乎不需保养,设计耐用度达15年以上。
低压关模3大优点:
- 没有曲肘心和孔之间的间隙公差问题,在行时也没有磨擦重负荷造成的阻力,加上不必受到曲肘加压锁入时约20倍放大率的限制,快送缸可以做得较小压力就降低了。
- 使用精准的线性滑轨,公差只有0.01mm顺畅度又高。
- 导入电子侦测系统,当压力流量波动时可以1ms的高速传输讯号,切掉关模动作并开模,有效保护模具的安全,这对射出成型机是极重要的防护措施。
这一样是受限曲肘高压锁入时几何角度换算出约20倍放大率的问题,一方面是关模油压缸就被限制住了,不能任意加大,因此关模缸在非高压锁模时只有射出成型机标定的锁模利1/20而已,二方面因油缸的方向被固定,开模方向又少了柱塞的面积空间,而使开模力更少于1/20,因此会有开模力不足的困扰,这些是油压式曲肘式射出成型机无法克服的问题;在大型机上使用还有一个困扰是关模油缸因受限制无法做小一些,使得关模低压的压力都太大了,对模具保护的效果相对较低。
直压式射出机就没有这方面的问题,因为关模和高压锁模式不同的油缸控制,快送缸可依实际需求设计不会受限,若设计方向正确,开模端的面积还会比关模端大,开模力自然比关模力大了,顺带的好处又有利于低压关模的准确度。
不需要避免,因为根本不会;直压机开模时只是释放掉锁模压力然后拉开活动模板,绝不会有震动的问题,曲肘机则是须强力拉开曲肘的直线拉伸状态,此时哥林柱材质被释放的能量将压迫曲肘作瞬间的反弹,这就是震动的由来,越高压震动情形就会越严重,这也是曲肘式射出成型机哥林柱易断裂的原因之一,若以电脑修正震波将会使周期时间拉长,而修正太多也会降低拉开的力道。
大有关系,当产品出现毛边时常是模具、机器、射出、塑料各方互推责任,作为生产工具的射出成型机只需要将模板强度标准提高,就可轻易厘清毛边问题的责任归属。宜得世的制机哲学制定了高于世界标准的标准,在最高系统压力状态下实测模板变形度须在万分之二以下,这个标准的严苛程度是大多数射出成型机的两倍以上,除非高于机器锁模力的模具绝不会产生毛边,模板更不可能会断裂,可生产更精密的产品是我们的优势。
油压式曲肘式锁模在高压锁入时实际速度急降、压力急升,这是因为几何角度构成的放大率形成的自然现象,工作阶段必须一股作气压紧、将哥林柱拉伸完成,才不会被哥林柱的弹性系数将曲肘弹回,这造成在实施压缩射出时第一起始位置的不精确,开始压缩时因无冲力相助能加压的幅度有限且不准,因此在压缩射出的领域常是缺席的份;全电式曲肘式射出成型机第一起始位置因有滚珠螺杆的支撑可较油压式准确,在开始压缩的准确度上也比油压式好,因为是以附载感应器(Load Cell)侦测施压较不需冲力配合。
直压式射出机由于没有曲肘式压入时的几何角度变化造成的干涉,在使用压缩射出动作时最为直接有效,不但第一起始位置完全精准,开始压缩时更是因只需以油缸加压即可达到目的,是目前最符合压缩射出动作的理想设计,去年宜得世更成功开发高速压缩射出技术,速度比全电式更快,承台湾中央研究院高分子研究所奈米研究室采购,作为高阶奈米筛网的制作,目前在超薄射出产品方面也已有多项应用实例。
大多数直压射出成型机设计是由上面往下汲满高压油缸的方式,理论上有自由落体原理加持感觉安全多,但缺点是需要一个独立的副油箱来配合,机器外观上会补教不美观,保养上也卉多一个副油箱相对维护成本较高,在宜得世射出成型机四缸锁模的设计规划中,为维护外观整体美观,是没有空间可以将油箱放在机器上面的,所以我们采用由下往上汲油的方式,除了一些空气栓塞的小问题需要解决以外,因为理论上原理相同自信一定会达到相同的效果,和嘴巴以吸管吸果汁一样简单,谈不上是「大胆」但我们创新替客户想更多。
直压锁模均使用「虹吸液压原理」,填满高压缸的动作并非由泵浦来完成,再以快送缸高速关模时一并带动高压缸前进,此时虹吸作用自然发挥作用将油箱的油同步带入高压缸内,这个速度可以比泵浦打油的方式快上数倍到几十倍都没问题,而且不需额外使用任何的动力,是最经济的低压高速油压传送方式。
由上往下也是应用一样的原理运作,若只由自由落体来补充不但比泵浦慢数倍,比虹吸传送更不知要慢上几十倍之多,况且也更易混入气泡造成空气栓塞现象,看起来安全是因为在满油阀开关时是在满油状态下进行,此部分绝不会混入空气;至于由下往上汲油的方式,在满油阀切换时是有可能在循环油未完全饱和的状态下进行,比较可能混入空气而造成空气栓塞现象,尤其是大台机器吸油量大时更可能发生,若未能把握能克服就不敢使用此方式,这是为何市面上都采用由上往下汲油方式的主因,但只要能克服这个问题点你可放心使用,我们是专业的射出成型机专家,专业程度直得你相信,射出成型机的外观也将更为美观和功能经的起考验。
架模时料管会上仰,除了极少数是模具的R12冒口形状已破坏或不准确以外,大多是机械结构问题,尤其是使用多年的射出成型机更常出现此问题,不应以架模不准这么简单看待。料管座是受底座的射座油缸推进,当射出时或座进时借以顶住模具冒口,因为射座料管的直线和底座的直线是平行且有距离,当几吨Tonf以上的油压力推进顶住模具冒口时,因射座和底座的间隙以及平行距离两个综合因素会产生力学上的「分力」,而将射座连同料管往上推这才是「架模时料管会上仰」的主因。
举例: 德国射出机大多采用同一水平分左右两支射座油缸拉射座结构,就绝不会有分力,使用再久也不会发生这种情形,日本、台湾的射出成型机大多系出同源,就会产生此现象,尤其是机台老旧耗损加大,更会扩散「分力」效应。解决方法会建议,因为先天设计缺陷无法改变,只能整修射座和底座的间隙使之减少,即可改善;设计方面,不是采德国系列结构的话,就须尽量将平行距离减少,三角函数数值因之减少即可大幅减少分力,结构方面最好设计线性滑轨,才可达到几近零间隙境界,更可进一步减少上仰可能性,若是其他种类的结构,就更需加强该处精密度的设计和管控。
歌林柱名称由来
哥林柱Corinthian pillar是英文直接音译,射出机锁模的四支长柱常被称为哥林柱,台湾则俗称大柱。哥林柱并不是以哪个人发明而命名的,因为哥林柱没有什么可列为发明的特殊物理或力学原理,而是以希腊科林斯神庙建筑规格Corinthian order的多支长柱建筑模式而引用,英美欧的文化都来自古希腊,对于长柱习惯以哥林柱称呼,以有别于一般柱子。
哥林柱是什么?
哥林柱是安装在机械上的横杆形状机件主要作用是牵引作用,哥林柱的使用原理是用来平衡模板滑动、承受张力,哥林柱是射出成型机领域是中的重要机构之一,尤其在锁模机构里,哥林柱的性能直接影响到系统的钢强性和稳定性,我们的产品有提高哥林柱结构的特性,更能有效提高系统的整体效能。
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