一種注射制樣機合鎖模裝置及其模具的製作方法
2023-06-10 15:08:56
本發明涉及一種注射制樣機合鎖模裝置及其模具，具體涉及利用鎖模套的梳狀開口斜槽對兩個斜塊構成的兩瓣合模具進行鎖模，利用開模板的開口卡槽卡住模具的卡槽進行開模操作。屬高分子材料成型機械及模具領域。
背景技術：
傳統的合鎖模方法有肘杆式合鎖模裝置，直壓式合鎖模裝置。肘杆式合鎖模裝置有單肘杆和雙肘杆，結構複雜，精度要求高，直壓式合鎖模裝置採樣液壓缸直壓，所需壓力高，高壓油缸和高速油缸難以兼顧，常採用充液方法解決這一問題，液壓系統複雜。這些合鎖模裝置所使用的模具是標準的兩板式和三板式模具，價格非常高，適合於規模化工業生產注塑產品。
中國實用新型專利《一種注塑模具滑塊結構》（201220341955.X）是利用斜滑塊來進行模具內部的側向抽芯和鎖模；實用新型專利《一種360 度等分式斜楔滑塊抽芯模具》（201220330361.9）是把模具沿360度等分，利用斜楔模套對上述多等分的模塊進行鎖模，也屬於在模具內部進行側向抽芯和鎖模，上述方案均不屬於注射機的合鎖模裝置。實用新型專利《斜楔增力合鎖模裝置》（200420111197.8），特別適合於製品和模具尺寸比較小、製品結構簡單、製品批量小、模具成本要求低的場合，該專利的技術方案是利用一個四周封閉的斜套將瓣合模具鎖死，模具必須從上述斜套中全部取出才能夠人工拿出來，要求合鎖模裝置的工作行程大。由於模具四周被封閉，難以設置頂出脫模結構，另一方面，當模具取出後，需要手工打開模具，當製品頂出力較大時，手工難以打開模具。
注射制樣機屬於一種專門用於制樣的注塑機，其用途是進行新產品打樣，特點是製品數量少、品種多、模具更換頻繁。對其基本要求是模具成本低，模具更換方便快捷，因此，往往需要一種簡單實用、模具成本低且合模開模非常方便的合鎖模裝置及其模具。
技術實現要素：
本發明目的是針對背景技術所述問題，設計一種注射制樣機合鎖模裝置及其模具，是利用鎖模套的梳狀開口斜槽對兩個斜塊構成的兩瓣合模具進行鎖模，利用開模板的開口卡槽卡住模具的卡槽進行開模操作，由於是結構極為簡單的兩片瓣合模具，製作成本非常低，梳狀開口斜槽鎖模，可以實現極快速度的換模，為無模腳的開放式頂出結構，本發明還實現利用開模板的開口卡槽卡住模具的卡槽實現機械化開模作業，特別適合於新產品打樣所需的製品數量少、品種多、模具更換頻繁狀況，模具的製作成本低、更換方便快捷、簡單實用，合模開模非常方便。
為達到上述目的，本發明採用如下技術方案：
一種注射制樣機合鎖模裝置及其模具，包括：合鎖模裝置及模具；所述模具包括：定模（1）和動模（2）；所述定模（1）與動模（2）是二瓣合模具，定模（1）和動模（2）的分型面上，各開設有半圓主流道、半個分流道、半個噴嘴坑；注塑作業時注塑機上的注射噴嘴（8）與對合後的兩半個噴嘴坑對齊並壓緊；所述動模（2）上設有導柱（3）、還開設有型腔（2.4）；
所述合鎖模裝置包括：依次分布的鎖模套（9）、松模碰杆（10）、松模板（11）、脫模槽板（13）、動力板（12）、帶輪座（17）、軸承組件（18）、絲杆（22）、絲母（21）、連接板（16），還包括：拉杆（14）、連杆（15）、馬達帶輪組件（19）和馬達（20）；其特徵在於：
所述模具中：
動模（2）的左側面以及定模（1）的右側面，均是帶槽口的楔形斜面，設定所述斜面相對於分型面的斜度為α，所述槽口是減摩槽；
定模（1）和動模（2）的前、後、上、下側面均分別與所述分型面垂直；
動模（2）的左側斜面上有至少二根頂杆（4），所述頂杆（4）的右端套裝在動模（2）上，頂杆（4）的左端固連有頂出板（5）；所述頂杆（4）用於通過機械方式將成型後的注塑製品從模具中頂出；
動模（2）的上側固連有取模杆（6）；
動模（2）的上下兩側還加工有開模卡槽（2.6）；
所述合鎖模裝置中：
鎖模套（9）呈開口梳狀，鎖模套（9）的中部開有斜槽（9.1），所述斜槽的斜面上均勻的開設有梳狀開口槽（9.2）；所述斜槽（9.1）的斜度與定模（1）及動模（2）的斜面斜度α相等，注射時所述斜槽（9.1）用於放置並鎖緊合模後的模具；所述梳狀開口槽（9.2）是避讓槽，當定模（1）和動模（2）置於鎖模套（9）中的斜槽（9.1）時，動模（2）上套裝的頂杆（4）落入梳狀開口槽（9.2）內；松模或鎖模時，頂杆（4）隨著動模（2）和定模（1）一起前後自由移動；
所述連杆（15）有二根，連杆（15）的一端穿過松模板（11）後與鎖模套（9）固連、另一端動力板（12）後與所述連接板（16）固連；所述脫模槽板（13）固定在二根連杆（15）之間；
所述拉杆（14）也有二根，連杆（14）的一端與注塑機連接、另一端與所述動力板（12）固連；所述松模板（11）固定在二根連杆（14）之間，所述松模碰杆（10）固連在松模板（11）的中部；拉杆（14）分列在連杆（15）外側；
所述帶輪座（17）安裝在動力板（12）上，所述軸承組件（18）安裝在帶輪座（17）上，所述絲杆（22）的一端套裝在軸承組件（18）中，絲杆（22）的另一端安裝在絲母（21）中，絲母（21）定位在連接板（16）內側；絲杆（22）用於通過連杆（15）驅動鎖模套（9）進退，實現鎖緊模具或退出模具；
所述馬達（20）安裝在馬達帶輪組件（19）上，馬達帶輪組件（19）定位在動力板（12）上；馬達（20）用於驅動絲杆（22）正反向旋轉；
所述脫模槽板（13）的中部有帶肋條的缺口，所述定模（1）及動模（2）自鎖模套（9）中取出後，放置在帶肋條的缺口中，且動模（2）中的開模卡槽（2.6）與所述缺口中的肋條是滑動配合。
如上所述一種注射制樣機合鎖模裝置及其模具，其特徵在於：所述定模（1）和動模（2）的斜面、斜槽（9.1）上的斜面是光滑斜面，或者是鑲嵌有耐磨條的斜面。其有益效果是：可以減小摩擦力，增加耐磨度。
如上所述一種注射制樣機合鎖模裝置及其模具，其特徵在於：所述模具中，定模（1）的右側面，或者是與分型面平行的帶槽口平面，所述動模（2）的左側面是帶槽口的楔形斜面，由此構成帶單側楔形斜面的模具。
本發明有益效果是：
⑴本發明採用利用鎖模套的梳狀開口斜槽對帶楔形斜面的兩瓣合模具進行鎖模，利用開模板的開口卡槽卡住模具的卡槽進行開模操作，該結構極為簡單，製作成本非常低。
⑵本發明採用梳狀開口斜槽鎖模，可以實現極快速度的換模。
⑶本發明採用無模腳的開放式頂出結構，並且利用開模板的開口卡槽卡住模具的卡槽實現機械化開模。
⑷本發明利用絲杆作為合鎖模以及脫模的動力，並利用斜面增壓鎖模，且只有在其動作過程中有動力消耗，故節能效果好。
附圖說明
圖1是本發明實施例「一種注射制樣機合鎖模裝置及其模具」軸測示意圖，其中模具為合模狀態；
圖2是處於開模狀態的二瓣合模軸測示意圖；
圖3是合鎖模裝置處於鎖模狀態示意圖；
圖4是合鎖模裝置處於松模狀態示意圖；
圖5是二瓣合模自鎖模套（9）中取出，再放置於脫模槽板（13）中準備松模示意圖；
圖6是二瓣合模在脫模槽板（13）中松模後示意圖；
圖7是呈開口梳狀的鎖模套（9）軸測圖。
附圖中的標記說明：
1—定模，1.1—定模槽口，2—動模，2.4—型腔，2.5—動模槽口，2.6—開模卡槽，3—導柱，4—頂杆，5—頂出板，6—取模杆，8—注射噴嘴；
9—鎖模套9.1—斜槽，9.2—梳狀開口槽，9.3—螺紋孔，10—松模碰杆，11—松模板，12—動力板，13—脫模槽板，14—拉杆，15—連杆，16—連接板，17—帶輪座，18—軸承組件，19—馬達帶輪組件，20—馬達，21—絲母，22—絲杆。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明實施例作進一步說明，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制，凡在本發明的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發明的權利要求範圍之內，本技術方案中未詳細述及的，均為公知技術。
參見圖1～圖7，本發明一種注射制樣機合鎖模裝置及其模具，包括：合鎖模裝置和模具，所述模具是兩瓣合模具，包括：定模1和動模2，所述定模1和動模2的分型面上，各開設有半圓主流道、半個分流道、半個噴嘴坑；注塑作業時注塑機上的注射噴嘴8與對合後的兩半個噴嘴坑對齊並壓緊；所述動模2上設有導柱3、還開設有型腔2.4；動模2的左側面以及定模1的右側面，均是帶槽口的楔形斜面，所述斜面是光滑斜面或者是鑲嵌有耐磨條的斜面，設定所述斜面相對於分型面的斜度為α，所述槽口是減摩槽。定模1和動模2的前、後、上、下側面均分別與所述分型面垂直。本發明實施例中，動模2的左側斜面上有四根頂杆4，所述頂杆4的右端套裝在動模2帶斜面的一側，頂杆4的左端固連有頂出板5；動模2的上側固連有取模杆6，該取模杆6是人工把手。動模2的上下兩側還加工有開模卡槽2.6。所述頂杆4用於通過機械方式將成型後的注塑製品從模具中頂出。
所述合鎖模裝置包括：依次分布的鎖模套9、松模碰杆10、松模板11、脫模槽板13、動力板12、帶輪座17、軸承組件18、絲杆22、絲母21、連接板16，還包括：拉杆14、連杆15、馬達帶輪組件19和馬達20。鎖模套9呈開口梳狀，鎖模套9的中部開有斜槽9.1，所述斜槽的斜面上均勻的開設有梳狀開口槽9.2；所述斜槽9.1的斜度與定模1及動模2的斜度α相等，注塑時所述斜槽9.1用於放置並鎖緊合模後的模具。由圖3及圖4可看出，所述梳狀開口槽（9.2）是避讓槽，當定模（1）和動模（2）置於鎖模套（9）中的斜槽（9.1）時，動模（2）上套裝的頂杆（4）落入梳狀開口槽（9.2）內，松模或鎖模時，頂杆（4）隨著動模（2）和定模（1）一起前後自由移動。
所述連杆15有二根，連杆15的一端穿過松模板11後與鎖模套9固連、另一端動力板12後與所述連接板16固連；所述脫模槽板13固定在二根連杆15之間。所述拉杆14也有二根，連杆14的一端與注塑機連接、另一端與所述動力板12固連；所述松模板11固定在二根連杆14之間，所述松模碰杆10固連在松模板11的中部；拉杆14分列在連杆15外側。所述帶輪座17安裝在動力板12上，所述軸承組件18安裝在帶輪座17上，所述絲杆22的一端套裝在軸承組件18中，絲杆22的另一端安裝在絲母21中，絲母21定位在連接板16內側；絲杆22用於通過連杆15驅動鎖模套9進退，實現鎖緊模具或退出模具。
所述馬達20安裝在馬達帶輪組件19上，馬達帶輪組件19定位在動力板12上；馬達20用於驅動絲杆22正反向旋轉，並通過連杆15拉動鎖模套8作前後移動。從附圖4可看出，當需要微動調節絲杆22時，可通過人力扳手正反向擰動絲杆22頂部實現。
所述脫模槽板13的中部有帶肋條的缺口，所述定模1及動模2自鎖模套9中取出後，放置在帶肋條的缺口中，且動模2中的開模卡槽2.6與所述缺口中的肋條是滑動配合。
優選的，所述定模減摩槽1.1、動模減摩槽2.5和斜槽9.1上可以鑲嵌耐磨條，以減小摩擦力，增加耐磨度。
優選的，在實際應用中，所述拉杆14與鎖模套9連接處可以增設一個U字形卡條，相當於鎖模套9的上部後端位置的缺口封閉起來了，形成一個無缺口的整體鎖模套9，由此可防止過大的脹模力使帶梳狀開口的鎖模套9在其開口處脹開。但如果是鎖模套9的尺寸足夠大，則無需增設所述的U字形卡條。
優選的，所述模具中，定模1的右側面，或者是與分型面平行的帶槽口平面，所述動模2的左側面是帶槽口的楔形斜面，由此構成帶單側楔形斜面的模具。本發明的工作原理如下：
動力板12以及其上的拉杆14是固定不動的，固定在主拉杆14中間的松模板11及其上的松模碰杆10也就固定不動。馬達20通過安裝於動力板12上的馬達帶輪組件19和動力帶輪座17使套裝在動力軸承組件18上的絲杆22作正反向旋轉運動，從而使安裝有絲母21的連接板16以及連接其上的梳狀開口鎖模套9作前後移動。
置於鎖模套9斜槽9.1中的定模1和動模2作為兩個瓣合模拼合成為一個斜面合體模具，並且共用其上的主流道、分流道和噴嘴坑。安裝固定在注塑裝置（圖中未畫出）上的注射噴嘴8相當於也是固定的，鎖模套9帶動定模1和動模2與注射噴嘴8對齊並且以一定的貼合壓力貼合，由於斜槽9.1和定模1、動模2存在斜度，故對定模1和動模2產生一個與貼合壓力垂直的預鎖模力。
隨後開始注射物料，定模1和動模2在物料壓力作用下發生脹模，設計時，選擇一個合適的斜度值，使定模1和動模2相對於斜槽9.1發生自鎖，此時不再需要貼合壓力，這樣就可以利用一個很小的貼合壓力得到一個很大的鎖模力。
注射並且冷卻完成後，放置有定模1和動模2的鎖模套9在馬達20的驅動下後退，定模1和動模2離開注射噴嘴8並且與固定的松模碰杆10相碰而停止後退，鎖模套9繼續後退，此時由於松模碰杆10迫使定模1和動模2停止後退，則定模1和動模2會從梳狀開口鎖模套9的斜槽9.1中鬆脫，因為斜槽9.1斜面的緣故，只需鬆脫一點點，定模1和動模2就會與梳狀開口鎖模套9的斜槽9.1分離並被人工通過取模杆6取出。
如圖5和圖6所示，松模後，人工從鎖模套9中向上取出合模狀態的動模2和定模1，再放入帶肋條的脫模槽板13中，並保證動模2上的開模卡槽2.6對準脫模槽板13上的肋條後再下滑，使動模2置於脫模槽板13中。然後啟動馬達20驅動連杆15及其固定在上面的脫模槽板13右移，直到頂出板5碰上松模碰杆10的左端而止動，脫模槽板13繼續右移，迫使定模1與動模2分開，頂出板5帶動頂杆4把製品頂出。
最後，人工取出則已經分離的定模1、動模2和製品，整個工作過程結束。
本發明實施例中，所述絲杆22可以是普通絲杆或滾珠絲杆，優選滾珠絲杆。
動力軸承組件18和馬達帶輪組件19的動力連接可以是同步帶、三角皮帶、齒輪（圖中均未畫出），優選同步帶。
設斜面之間的摩擦係數f，斜度α，滿足自鎖的條件tan（α）≤f
又設斜面的對邊為x，鄰邊為y，則x:y= tan（α）
故滿足自鎖的條件為則x:y≤f
鎖模力校核：
根據鎖模力的大小，計算鎖模套9的剛度和強度，其計算模型按照中間固定梁，兩側懸臂梁進行簡化，查閱可以得到強度和剛度的計算公式。
本發明的斜面結構使其鎖模、松模、脫模的行程都不需要很大，設行程為L，設速度為V，設絲杆導程為t，設貼合壓力為F，設馬達轉速為n，設馬達功率為P，據此計算出的動作時間為L/V，絲杆轉速為V/t，絲杆扭矩為F*t，馬達功率為V *F，預鎖模力為F*（y/x）。
由於不同的斜面鋼-鋼摩擦係數，導致模具在鎖模槽中的貼合壓力不相同，另一方面合鎖模絲杆的導程也可以有微小差別，因此針對該情況需計算出相關的運行數據。以下通過五個具體實施例作進一步詳細說明：
實施例一
設定：斜面鋼-鋼摩擦係數0.08，貼合壓力取200kg，鎖模力8噸，合鎖模絲杆導程5mm。
計算出的x:y≤1:8，預鎖模力1600kg，絲杆轉速240rpm，絲杆扭矩1.59NM，馬達轉速1380rpm，馬達減速比5.75，馬達功率40W，功率很小，節能效果好。
實施例二
設定：斜面鋼-鋼摩擦係數0.08，貼合壓力取300kg，鎖模力10噸，合模絲杆導程5mm。
計算出的x:y≤1:8，預鎖模力2400kg，絲杆轉速240rpm，絲杆扭矩2.39NM，馬達轉速1380rpm，馬達減速比5.75，馬達功率60W，功率很小，節能效果好。
實施例三
設定：斜面鋼-鋼摩擦係數0.1，貼合壓力取300kg，鎖模力10噸，合模絲杆導程5mm。
計算出的x:y≤1:10，預鎖模力3000kg，絲杆轉速300rpm，絲杆扭矩2.39NM，馬達轉速1380rpm，馬達減速比4.6，馬達功率75W，功率很小，節能效果好。
實施例四
設定：斜面鋼-鋼摩擦係數0.12，貼合壓力取600kg，鎖模力20噸，合模絲杆導程5mm。
計算出的x:y≤1:12，預鎖模力7200kg，絲杆轉速300rpm，絲杆扭矩4.78NM，馬達轉速1380rpm，馬達減速比4.6，馬達功率150W，功率較小，節能效果好。
實施例五
設定：斜面鋼-鋼摩擦係數0.15，貼合壓力取900kg，鎖模力30噸，合模絲杆導程10mm。
計算出的x:y≤1:12，預鎖模力13500kg，絲杆轉速180rpm，絲杆扭矩14.33NM，馬達轉速1380rpm，馬達減速比7.7，馬達功率270W，功率不大，節能效果好。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」、「軸向」、「徑向」、「周向」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」、「固連」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係，除非另有明確的限定。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵「上」或「下」可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。