全电动且弹射式注塑机

摘要

本发明涉及一种全电动且弹射式注塑机，其包括机座、料筒、螺杆、压力传感器、动力系统，其中动力系统包括传动丝杆、传动螺套、加料动力器、射出动力器、及弹射动力伸缩杆，其中传动螺套、传动丝杆、及所述螺杆三者中心线重合，且传动螺套自前端部与螺杆的后端部相同步连接，弹射动力伸缩杆的伸缩方向与螺杆长度方向平行。本发明在加料时，能够实现射出马达和加料马达的同步协作，提升马达的利用效率，减小了加料马达的规格；同时通过弹射动力伸缩杆的释能配合射出，减小了射出马达的规格，因此，大幅度降低马达选配要求，降低造价和使用成本。

说明书

技术领域

本发明属于注塑机领域，具体涉及一种全电动且弹射式注塑机。

背景技术

目前，全电注塑机具有以下工作状态：

射出：射出马达带动旋转丝杆推动螺杆前进；

保压：保持模具腔和料管的压强不变一段时间，此时射出马达持续做功；

加料：加料马达带动螺杆旋转(螺杆只能一个方向转动)，并且在加料马达带动螺杆旋转时螺杆前段的压力会越来越大产生背压，这时需要传动丝杆向后运动释放背压，此时加料马达和射出马达同时工作；

后松（防流延）：加料动作完成后，为了防止溶胶溢流，射胶螺杆需要后退一定位移。

然而，绝大部分的注塑机，射出轴和加料轴各用一颗伺服马达控制，射出马达通过射出皮带带动传动丝杆旋转，推动螺杆前进和后退；加料时，加料马达带动螺杆旋转，这样一来，射出和加料各需要一个伺服电机(一般情况射出伺服马达比加料伺服马达大)，在整个注射制程中，它们并不会同时出最大扭力做功（也就是说射出马达输出功率最大时，加料马达不会同时也做最大输出，反之也是如此），所以马达的利用效率相对较低，因此，不仅伺服马达的选配增加注塑机的造价，而且伺服马达使用率低，造成注塑成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的全电动且弹射式注塑机。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种全电动且弹射式注塑机，其包括：

机座；

料筒，其包括内部形成料腔的筒体、设置在筒体前端部的喷嘴，其中筒体上设有塑胶原料入口；

螺杆，其沿着所述料筒长度方向延伸，且自后端部伸入机座内；

压力传感器；

动力系统，其用于驱动所述螺杆绕自身轴线转动或/和沿着自身长度方向直线运动，

特别是，动力系统包括位于所述螺杆的后方且后端部穿出机座的传动丝杆、与传动丝杆螺纹配合的传动螺套、用于驱动或限制传动螺套转动的加料动力器、用于驱动传动丝杆绕自身轴线旋转的射出动力器、以及与传动螺套同步运动且具有蓄能和释能模式的弹射动力伸缩杆，其中传动螺套、传动丝杆、及所述螺杆三者中心线重合，且传动螺套自前端部与螺杆的后端部相同步连接，弹射动力伸缩杆的伸缩方向与螺杆长度方向平行。

优选地，在机座上形成有定位座，其中在定位座内部形成有相连通且形成阶梯孔的第一孔和第二孔，第一孔的孔径大于第二孔的孔径，且第一孔位于所述第二孔的前端，传动丝杆依次穿过第一孔和第二孔后穿出机座后端，且传动丝杆通过轴承与第二孔的内壁转动连接，传动螺套在第一孔内直线或转动。通过定位座的设置，实现传动螺套和传动丝杆相对运动的组装，而且结构布局紧凑，便于实施。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，在传动螺套的外周上形成有沿着自身长度方向延伸的滑槽，动力系统包括套设在传动螺套外周且内部形成有与滑槽匹配的滑动套环、以及将滑动套环与第一孔内壁转动连接的转动轴承，加料动力器用于驱动滑动套环转动。在此，当需要传动螺套直线运动且不能转动时，只要限制滑动套环转动即可，此时，传动螺套沿着滑槽的长度方面直线移动；当需要带动传动螺套转动时，避免滑动套环和传动螺套之间的打滑。

优选地，滑槽多条，且绕着传动螺套的周向分布，其中每条滑槽自后端部与外部连通。多条滑槽所起到的限制和导向的效果最佳，以满足注塑不同状态的需要，同时，滑槽自后端部与外部连通，以方便滑动套环和传动螺套的组装。

优选地，加料动力器包括与滑动套环固定连接且套设在传动螺套外周的加料传动轴、设置在加料传动轴上的加料轮盘、输出轴与传动螺套平行的加料马达、以及将加料马达与加料轮盘相传动连接的加料传动件。

进一步的，滑动套环位于定位座的前端部，加料传动件包括设置在输出轴端部的加料传动轮盘、用于将加料传动轮盘和加料轮盘传动连接的加料传动带。采用带轮式传动，实现加料的动力输出。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，弹射动力伸缩杆至少有两根，且绕着加料轮盘的中心均匀分布在螺杆的外周，动力系统包括将两根或多根弹射动力伸缩杆相固定连接的连接座板，螺杆的后端部自连接座板中穿入与传动螺套相衔接，其中螺杆前后移动时，弹射动力伸缩杆同步伸缩进行释能和蓄能；当螺杆转动时，加料轮盘和弹射动力伸缩杆同步转动。这样一来，多个弹射动力伸缩杆能够同步运动以带动螺杆的前进或后退，同时，通过弹射动力伸缩杆随着加料轮盘的同步旋转，尤其在加料过程中，传动螺套在转动状态下后退，同时弹射动力伸缩杆进行蓄能。

具体的，弹射动力伸缩杆为氮气弹簧。

优选地，在连接座板上设有转动接头，螺杆的后端部与转动接头的前端固定连接，传动螺套的前端部与转动接头后相固定连接，其中转动接头中形成避让腔，传动螺套相对传动丝杆直线后移时，传动丝杆的前端部运动至避让腔。

优选地，压力传感器设置在定位座后端部与机座之间。

此外，射出动力器包括固定在传动丝杆后端部的射出轮盘、输出轴与传动丝杆平行的射出马达、以及将射出马达与射出轮盘相传动连接的射出传动件。

综上，本申请注塑机注塑工作状态如下：

射出：射出马达、氮气弹簧二者共同出力，此时加料马达刹车使传动螺帽无法旋转，射出马达顺时针带动传动丝杆顺时针旋转，实现传动螺帽的前进(也就是螺杆的前进)；

保压：射出马达、氮气弹簧二者共同出力，维持一定的压力；

加料：

状态（1）：射出马达带动传动丝杆逆时针转动，转速N1，加料马达带动传动螺帽转动，转速N2，N1=N2，丝杆和螺帽原地旋转加料；

状态（2）：当状态（1）加料到一定阶段时产生背压，此时提高传动丝杆转速N1>N2，螺帽后退，氮气弹簧蓄能；

重复状态（1）和状态（2）实现加料和氮气弹簧的蓄能；

后松(防流延)：加料马达刹车，射出马达逆时针旋转，克服弹簧力使传动螺帽后退；

在下个射出动作开始前，射出马达刹车刹住。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明在加料时，能够实现射出马达和加料马达的同步协作，提升马达的利用效率，减小了加料马达的规格；同时通过弹射动力伸缩杆的释能配合射出，减小了射出马达的规格，因此，大幅度降低马达选配要求，降低造价和使用成本。

附图说明

图1为本发明的全电动且弹射式注塑机的结构示意图（射出前）；

图2为图1的主视示意图；

图3为图1的俯视示意图；

图4为图3中A-A向剖视示意图；

图5为本发明的全电动且弹射式注塑机的结构示意图（射出后）；

图6为图5的主视示意图；

图7为图5的俯视示意图；

图8为图7中B-B向剖视示意图；

其中：1、机座；1a、前座板；1b、后座板；1c、左座板；1d、右座板；

2、料筒；20、筒体；21、喷嘴；20a、塑胶原料入口；

3、螺杆；

4、压力传感器；

D、动力系统；6、定位座；6a、第一孔；6b、第二孔；7、传动丝杆；8、传动螺套；80、滑槽；9、加料动力器；90、加料传动轴；91、加料轮盘；92、加料马达；93、加料传动件；930、加料传动轮盘；931、加料传动带；10、射出动力器；100、射出轮盘；101、射出马达；102、射出传动件；a、驱动轮盘；b、射出传动带；11、弹射动力伸缩杆；12、轴承；13、滑动套环；14、连接座板；15、转动接头；150、避让腔；z、转动轴承。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1和图2所示，本实施例的全电动且弹射式注塑机，包括机座1、料筒2、螺杆3、压力传感器4和动力系统D。

具体的，机座1包括围成矩形区域且位于前后两端的前座板1a和后座板1b、位于左右两侧的左座板1c和右座板1d。

料筒2自后端固定在前座板1a上。

具体的，料筒2包括内部形成料腔的筒体20、设置在筒体20前端部的喷嘴21，其中筒体20上设有塑胶原料入口20a。

结合图3所示，螺杆3沿着料筒2长度方向延伸，且自后端部伸入矩形区域内。

在机座1形成有定位座6，其中压力传感器4位于定位座6和后座板11之间。

动力系统D，其用于驱动螺杆3绕自身轴线转动或/和沿着自身长度方向直线运动。

结合图4所示，动力系统D包括位于螺杆3的后方且后端部穿出机座1的传动丝杆7、与传动丝杆7螺纹配合的传动螺套8、用于驱动或限制传动螺套8转动的加料动力器9、用于驱动传动丝杆7绕自身轴线旋转的射出动力器10、以及与传动螺套8同步运动且具有蓄能和释能模式的弹射动力伸缩杆11，其中传动螺套8、传动丝杆7、及螺杆3三者中心线重合，且传动螺套8自前端部与螺杆3的后端部相同步连接，弹射动力伸缩杆11的伸缩方向与螺杆3长度方向平行。

具体的，在定位座6内部形成有相连通且形成阶梯孔的第一孔6a和第二孔6b，其中第一孔6a的孔径大于第二孔6b的孔径，且第一孔6a位于所述第二孔6b的前端。

传动丝杆7依次穿过第一孔6a和第二孔6b后穿出后座板1b，且传动丝杆7通过轴承12与第二孔6b的内壁转动连接。

传动螺套8在第一孔6a内直线或转动。通过定位座的设置，实现传动螺套和传动丝杆相对运动的组装，而且结构布局紧凑，便于实施。

本例中，传动丝杆7和传动螺套8形成滚珠丝杠。

同时，在传动螺套8的外周上形成有沿着自身长度方向延伸的滑槽80，动力系统D包括套设在传动螺套8外周且内部形成有与滑槽80匹配的滑动套环13、以及将滑动套环13与第一孔6a内壁转动连接的转动轴承z，加料动力器9用于驱动滑动套环13转动。在此，当需要传动螺套直线运动且不能转动时，只要限制滑动套环转动即可，此时，传动螺套沿着滑槽的长度方面直线移动；当需要带动传动螺套转动时，避免滑动套环和传动螺套之间的打滑。

具体的，转动轴承z为常用的凸轮轴承。

本例中，滑槽80多条，且绕着传动螺套8的周向分布，其中每条滑槽80自后端部与外部连通。多条滑槽所起到的限制和导向的效果最佳，以满足注塑不同状态的需要，同时，滑槽自后端部与外部连通，以方便滑动套环和传动螺套的组装。

具体的，滑动套环13位于第一孔6a的前端部，同时通过封套将滑动套环13安装在第一孔6a的内。此时，不仅要考虑安装，同时越靠前，则加料动力器9安装更方便。

加料动力器9包括与滑动套环13固定连接且套设在传动螺套8外周的加料传动轴90、设置在加料传动轴90上的加料轮盘91、输出轴与传动螺套8平行的加料马达92、以及将加料马达92与加料轮盘91相传动连接的加料传动件93。

加料传动件93包括设置在输出轴端部的加料传动轮盘930、用于将加料传动轮盘930和加料轮盘91传动连接的加料传动带931。采用带轮式传动，实现加料的动力输出。

弹射动力伸缩杆11两根，且绕着加料轮盘91的中心均匀分布在螺杆3的外周，动力系统包括将两根弹射动力伸缩杆11相固定连接的连接座板14，螺杆3的后端部自连接座板14中穿入与传动螺套8相衔接，其中螺杆3前后移动时，弹射动力伸缩杆11同步伸缩进行释能和蓄能；当螺杆转动时，加料轮盘和弹射动力伸缩杆同步转动。这样一来，多个弹射动力伸缩杆能够同步运动以带动螺杆的前进或后退，同时，通过弹射动力伸缩杆随着加料轮盘的同步旋转，尤其在加料过程中，传动螺套在转动状态下后退，同时弹射动力伸缩杆进行蓄能。

具体的，弹射动力伸缩杆11为氮气弹簧。

同时，在连接座板14上设有转动接头15，螺杆3的后端部与转动接头15的前端固定连接，传动螺套8的前端部与转动接头15后相固定连接，其中转动接头15中形成避让腔150，传动螺套8相对传动丝杆7直线后移时，传动丝杆7的前端部运动至避让腔。

射出动力器10包括固定在传动丝杆7后端部的射出轮盘100、输出轴与传动丝杆7平行的射出马达101、以及将射出马达101与射出轮盘100相传动连接的射出传动件102。

具体的，射出传动件102包括固定在射出马达101的驱动轴上的射出驱动轮盘a、用于将射出驱动轮盘a和射出轮盘100传动连接的射出传动带b。采用带轮式传动，实现射出的动力输出。

结合图5至图8所述，本实施例的注塑机注塑工作状态如下：

射出：射出马达、氮气弹簧二者共同出力，此时加料马达刹车使传动螺帽无法旋转，射出马达顺时针带动传动丝杆顺时针旋转，实现传动螺帽的前进(也就是螺杆的前进)；

保压：射出马达、氮气弹簧二者共同出力，维持一定的压力；

加料：

状态（1）：射出马达带动传动丝杆逆时针转动，转速N1，加料马达带动传动螺帽转动，转速N2，N1=N2，丝杆和螺帽原地旋转加料；

状态（2）：当状态（1）加料到一定阶段时产生背压，此时提高传动丝杆转速N1>N2，螺帽后退，氮气弹簧蓄能；

重复状态（1）和状态（2）实现加料和氮气弹簧的蓄能；

后松(防流延)：加料马达刹车，射出马达逆时针旋转，克服弹簧力使传动螺帽后退；

在下个射出动作开始前，射出马达刹车刹住。

因此，本实施例的注塑机，具有以下优点：

1）、通过结构改进，实现了射出马达的利用最大化，尤其在加料时，能够实现射出马达和加料马达的同步协作，提升射出马达的利用效率，也减小了加料马达的规格；

2）、通过氮气弹簧释能配合射出马达的动力输出，减小了射出马达的规格；

3）、加料马达和射出马达的规格都减小了，相应的驱动规格也减小了，因此，大幅度降低马达选配要求，降低造价和使用成本。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。