
图1 液压驱动的合模机构能够实现很高的动态运动、有着很高的运动速度以及与模具合模行程有关的增力,同时还有高的能源利用率和低的噪声
专门为吹塑机床研发设计的液压驱动装置使得吹塑机床的模具合模能够利用液压技术来实现。这就使得吹塑机既具有液压驱动系统的优点,又不丧失其伺服驱动的特性。新研发的液压驱动器是实现这一切的关键。
在柏林Bekum机床有限责任公司坚持不懈地努力下,他们最新研发成功的电力驱动吹塑机Eblow采用了液压合模系统。在Eblow X07 D型吹塑机中,伺服电动机驱动的液压系统控制着注塑模具的开启和关闭(图1)。这样一来,合模装置就具有液压系统典型的优点了,例如很高的驱动力和很好的动态性能,同时又不损失伺服驱动技术的特性。
用户的建议和Bekum公司技术中心从几千小时研发试验中所获得的宝贵知识是这次设计改进的动力。这项技术的改进推动了吹塑机床成为一种性能更加强大的塑料加工设备。机床所有的主运动轴都配备了电动机。这些电动机的主要任务是对各坐标轴运动进行优化。在吹塑机的合模机构中,采用了伺服电动机和线性导轨的液压驱动机构(图2)。液压系统的主要任务是把旋转运动转换为直线运动。这就能够有目的地实现快进和高合模力之间的工进转换,也能够明显降低电动机和滚珠丝杠轴承传动装置的负荷。基于液压系统的锁定功能,合模力能够像普通的液压设备那样在没有驱动力的时候锁定合模状态不变。

图2 在伺服电动机和线性导轨之间是把旋转运动转换为直线运动的液压机构
据Bekum公司介绍,这种驱动技术方案能够使线性导轨上的模具以很快的速度开启和关闭。其结果将是整个生产过程中的止点时间很短。另外,在整个注塑生产过程中也保证了很高的模具接触精度和准确的合模力分布。无论注塑模具的宽度是多少,整个注塑生产过程中都能从始至终的保持模具合模状态不变,且无需使用定位机构。合模力的大小和合模速度的快慢都可以任意调节,保证了满足吹塑生产过程的要求。
与Bosch Rexroth公司合作研发的吹塑机模具组合驱动技术不仅满足了运动坐标轴的要求,而且也满足了快速合模、按合模行程控制合模力的要求,随时间变化的能源消耗以及降低噪声的要求。这种驱动系统能够在很长的时间里保持合模力的大小不变,能够快速地实现合模力的缓慢变化。据机床生产厂介绍:该组合驱动系统的效率很高、很精确。工作时的噪声能降低至68dB。该液压驱动装置没有传统液压系统所需的元器件,例如油箱和液压泵站等。两位研发合作伙伴登上了新的尚未开发的新领域。
整个模具中均匀对称的合模力
该合模机构的核心是一个C型的基座,其主要构件都按照FEM有限元法进行了强度计算。这种基座保证了整个模具宽度范围内受力对称,保证了两块模板有着很高的平行度。与传统电力驱动的同功率注塑机相比较,在模板规格尺寸350~700mm时的合模力可高达80~240kN。它可以配置成单工位或者双工位的注塑机(图3)。
模具合模之后,标定点始终保持在规定的位置不变:保持在分型面上。合模机构的设计允许在提高产量时毫无问题地补装下标定点。据Bekum公司介绍,这一合模机构是“向下兼容”的。并且它保留了可靠的模具快速更换功能。这样,所有Bekum公司迄今为止研发生产的标准模具都可以在这种吹塑机中使用。

图3 在液压驱动合模系统的帮助下(双工位型)吹塑机比其老型号的性能有了大幅度地改进和提高
快速精确地运动无需机械限位
免维修、结构坚固的曲柄传动机负责模具在吹塑头和标定点间的运动。在运动速度为680mm/s时,它所控制的双向定位精度高达0.01mm,而且还没有使用机械定位。在第一段300mm长的运动距离上,合模机构的运动时间只需0.44s。因此Bekum公司认为:这样高的动态性能和定位精度在吹塑机床中是具有决定性意义的优势。
组合驱动的吹塑机模具合模机构是为高经济性大功率吹塑机而研发设计的。它不仅适用于Eblow X07 D系列的电动吹塑机,而且也适用于液压驱动的BM X07 D吹塑机。它可以快捷方便地实现改装配置。这一模具合模系统已经申请了专利保护。
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