一種分級合模注塑機及其加工方法

2023-05-23 16:13:06 1

專利名稱：一種分級合模注塑機及其加工方法
技術領域：
本發明屬於注塑機技術領域，尤其與一種分級合模注塑機及其加工方法有夫。
背景技術：
已知技術中，注塑機(泛指可將固態轉化成流動形態的原料塑造成預定形狀的設備)包括機座、安置在機座上的注塑裝置、平行設置且可在機座上水平移動的左模板、右模板以及驅動模板移動的合模裝置，注塑裝置通常由ー個內部設有射料杆的注射壓缸和ー個原料筒組成，所述左模板和右模板的對應面上分別設有左模具和右模具，所述左模具和右 模具的腔壁外緣為平整的貼合面，在貼合面上至少擇ー開設凹陷腔壁，合模形成模腔，該貼合面通常呈縱向(與開合模的方向垂直，其結構如圖7所述)。注塑機在運行時，首先通過合模裝置使左模具和右模具完成開合模動作並通過鎖模裝置使模具在合模エ位時定位，該結構的注塑機使左模具和右模具的貼合面一次直接合攏(貼合)到位，形成的模腔與待加工產品形狀、體積相同，通過兩模具的貼合面相互密封貼合使得模腔與外界空間隔離；之後，利用注塑裝置將定量的且被加熱軟化成可流動的原料(如塑料)高壓注入模腔中，完成注入原料後再通過冷卻裝置對模腔內的原料降溫，使得原料冷卻成型，打開模具，取出模件，實現注塑生產。已知技術存在以下缺陷由於左模具和右模具的貼合面緊密貼合後，模腔內部空間與注塑後的產品形狀、體積相匹配，受到模腔內部空間大小和原料流動性的影響，產品原料在注入過程中易產生毛刺和缺料的情況，尤其是在生產薄壁產品和使用流動性差的原料時疵品率較高。為此，有人採用提高注塑壓カ的方式解決問題，而採用這種方式既會導致鎖模裝置的負荷增加，進而導致鎖模裝置容易因機械疲勞而受損，影響使用壽命，還使得注塑裝置因注塑壓カ的提高導致能耗較大。

發明內容
為了解決現有技術的不足，本發明提供一種能有效減少注塑產品毛刺和缺料現象以提高產品合格率的分級合模注塑機。本發明的又一目的是提供一種兩步法分級合模的注塑加工方法，在不增加能耗的前提下，提高注塑產品的合格率。本發明通過以下方式實現一種分級合模注塑機，包括機座、設置在機座上且可相向移動的左模板和右模板、分別安裝在所述左模板和右模板上的左模具和右模具、驅動左模板和右模板移動的合模裝置、使左模板和右模板定位的鎖模裝置以及向左模具和右模具間的模腔中壓注原料的注塑裝置，所述左模具上沿所述模腔外緣設有環狀凸緣，所述右模具上沿所述模腔外緣設有環狀凹緣，所述凸緣的凸緣壁與所述凹緣的凹緣壁貼合，其貼合的重疊段形成貼合密封面。本方案改變了現有模具合模時其貼合面呈一體平面的結構，在模腔邊緣增設可相互貼合的環狀凸緣和凹緣，使得左模具和右模具的貼合面在貼合前有一密封過渡重疊面(形成插接或搭接結構)，即通過凹緣壁和凸緣壁相互匹配貼合，在兩模具間形成一密封的模腔，此時的模腔體積略大於待加工產品體積，注塑裝置只需較小的壓カ即可完成注料工作，待與加工產品體積相同的定量物料被注入模腔後，再使左右模具的貼合面密切貼合，模腔體積逐漸縮小並最終與待加工產品體積相同。左模具和右模具間形成一過渡的貼合密封面，該貼合密封面通常呈橫向(與開合模方向平行)，形成模腔與外界間的密封，且密封效果優於縱向的貼合面，並使得物料充盈在模腔中，有效減小原料因流動性差或模腔空間較小而導致產品在模腔中產生毛刺和缺料的現象，沒有在注塑過程中增加負荷，有效延長機械使用壽命。作為優選，所述凸緣壁寬度與所述凹緣壁寬度相匹配，且該寬度大於所述貼合密封面的寬度。貼合密封面由凸緣壁和凹緣壁重疊貼合而成，其有效寬度取決於凸緣壁和凹緣壁中的較小寬度，確保模腔在其體積變化過程中的密封性能。作為優選，所述注塑裝置包括一帶注料杆的注射壓缸以及一原料筒，所述注料杆穿過右模板和右模具上的注料孔，並與所述模腔連通，所述注料杆與注料孔間設有一單向閥。當左模具和右模具合模至非貼合的重疊工位時，注射壓缸將定量的原料壓入注料杆並通過與注料杆連通的注料孔輸入模腔中；注料完成後，再使左右模具的貼合面密切貼合，利用單向閥單向輸送的特點，有效防止模腔內的原料因模腔體積逐漸變小而溢出，確保原料被順利擠壓輸送至模腔的各個角落，有效防止毛刺和缺料的現象。作為優選，所述左模具上設有定位孔，所述右模具上設有與所述定位孔配合的定位銷。左模具和右模具間的模腔在合模過程中承受了較大的壓力，通過設置定位銷和定位孔確保模具的合模精度，防止原料通過因模具錯位移動產生的間隙洩漏，還確保凸緣和凹緣相互錯位插置時的精確度。作為優選，所述左模具和右模具的側壁貼合處均設有匹配的限位凹口和凸起。模腔內的壓力隨著兩模具間的距離縮小而增大，通過增設凹口和凸起，確保模具在承受較大壓力時也能精確合模。作為優選，所述左模具和右模具中設有冷卻裝置。冷卻裝置將模腔內溫度較高且呈流動狀態的原料冷卻降溫，加速原料凝固定型，便於縮減循環開合模時間，提高工作效率。一種分級合模注塑機的加工方法，實現所述加工方法的注塑機包括機座、設置在機座上且可相向移動的左模板和右模板、分別安裝在所述左模板和右模板上的左模具和右模具、驅動左模板和右模板移動的合模裝置、使左模板和右模板定位的鎖模裝置以及向左模具和右模具間的模腔中壓注原料的注塑裝置，所述加工方法的特徵在於
首先，操作合模裝置使所述左模板和右模板做相向的合模運動並使對應的左模具和右模具移動至其凸緣與凹緣貼合的重疊工位；
其次，通過注塑裝置向左模具和右模具間形成的模腔內定量注料；
再次，驅動左模具和右模具合模至凸緣和凹緣的貼合面相互貼合的牴觸工位；
最後，經冷卻裝置降溫後，操作合模裝置開模並取出成型的物料。注塑機在運轉過程中，第一步，通過合模裝置驅動左模具和右模具合模至非貼合的重疊工位，左模具和右模具的貼合面間留有一定間隙，優選間隙為2-7毫米，兩模板間形成一個比待加工產品體積略大的密閉模腔；第二步，通過注塑裝置將與待加工產品體積等量的且被加熱流化的原料注入模腔中，由於原料體積小於此時的模腔體積，注塑裝置只需較低的壓力完成注料工作，且較寬闊的腔體空間有利於原料流動；第三步，通過合模裝置、驅動左模具和右模繼續合模至凸緣和凹緣的貼合面相互貼合的牴觸エ位，使得模具間的模腔體積、形狀均與待加工產品相匹配，原料經冷卻裝置降溫，再操作合模裝置開模並取出產品，實現注塑生產。將現有技術的ー步合模エ序改為ニ步合模エ序，使定量物料先進入比待加工產品體積略大的模腔中，再貼合模具使物料充盈在模腔中，有助於提高注塑產品的合格率。在上述過程中，左模板與右模板、左模具與右模具可以為雙向一起移動，也可以為單側移動，實現合模過程。作為優選，所述左模具和右模具處於重疊エ位時，其貼合面間的距離為2-10毫米。其貼合面間的距離可以根據待加工產品的薄壁厚度或流化原料的流動性而調節變化。本發明的突出有益效果在現有注塑機常規結構的基礎上，將現有模具上平整的貼合面改為模腔外緣帶凸緣和凹緣的貼合面，使左模具和右模具的貼合面在貼合前有一過渡重疊的貼合密封面(形成插接或搭接結構)，並形成一比待加工產品體積略大的過度模腔，完成注料併合模後，在左模具和右模具間形成ー彎折的貼合面，新增的橫向貼合密封面能有效提高模腔與外界間的密封性。本發明的又一有益效果體現在法將現有技術的一歩合 模エ序改為ニ歩合模エ序，使定量物料先進入比待加工產品體積略大的模腔中，再貼合模具使物料充盈在模腔中，注塑裝置僅需較小的壓カ就可以將原料注入模腔中，且流動性差的原料能在較寬敞的模腔中順暢流動，有效減小液化原料因流動性差而導致其在模腔中分布不均勻並產生毛刺和缺料的現象，既降低能耗和成本，還減小鎖模裝置的負荷，延長機械使用壽命。


圖I為左右模板處於重疊エ位時的截面結構示意 圖2為左右模板處於開模狀態時的截面結構示意 圖3為左右模板處於牴觸エ位時的截面結構示意 圖4為模具凸緣壁結構示意 圖5為模具凹緣壁結構示意 圖6為環形產品及其對應的模具結構示意 圖7為現有技術中的模具結構示意圖。圖中1、機座，2、注塑裝置，3、左模板，4、右模板，5、左模具，6、右模具，7、模腔，8、鎖模裝置，9、凸緣，10、凹緣，11、凸緣壁，12、凹緣壁，13、注料杆，14、注射壓缸，15、原料筒，16、注料孔，17、定位孔，18、定位銷，19、凹ロ，20、凸起，21、單向閥，22、貼合面。
具體實施例方式下面結合說明書附圖和具體實施方式
對本發明的實質性特點作進ー步的說明。如圖2所示的一種分級合模注塑機，由機座I、設置在機座I上且可相向移動的左模板3和右模板4、分別安裝在所述左模板3和右模板4上的左模具5和右模具6、驅動左模板3和右模板4移動的合模裝置、使左模板3和右模板4定位的鎖模裝置8以及向左模具5和右模具6間的模腔7中壓注原料的注塑裝置2組成，所述左模具5上沿所述模腔7外緣設有環狀凸緣9 (如圖4所示，中部模腔為一立方體形狀)，所述右模具6上沿所述模腔7外緣設有環狀凹緣10 (如圖5所示，中部模腔為一立方體形狀),所述凸緣9的凸緣壁11與所述凹緣10的凹緣壁12貼合，其貼合的重疊段形成貼合密封面。左模具5和右模具6的貼合面22上沿模腔7邊緣分別設有凸緣9和凹緣10，所述凸緣9的凸緣壁11貼合在所述凹緣10的凹緣壁12上，其重疊段形成一個貼合密封面，並以此阻隔模腔與外界連通，確保模腔7的密封性，凸緣和凹緣數量可以為一個，也可以為多個呈齒狀，以取得較好密封效果，使得模腔7能通過模具開合移動的方式在密封狀態下改變其體積的方案均視為本發明的具體實施方式
。如圖4所示，為了使左模板3和右模板4精確合模，本發明通過以下方式實現所述左模具5上設有定位孔17，所述右模具6上設有與所述定位孔17配合的定位銷18 ;所述左模具5和右模具6的側壁貼合處均設有匹配的限位凹口 19和凸起20 ;所述左模具5和右模具6中設有冷卻裝置。為了提高模腔7的密封效果，所述凸緣壁11寬度與所述凹緣壁12寬度相匹配，且 該寬度大於所述貼合密封面的寬度，隨著模具相互合攏，貼合密封面的寬度也逐漸變大，使得密封效果也逐漸增強；所述注塑裝置2包括一帶注料杆13的注射壓缸14以及一原料筒15，所述注料杆13穿過右模板4和右模具6上的注料孔16，並與所述模腔7連通，所述注料杆13與注料孔16間設有一單向閥21，利用單向閥21的單向通過性，有效防止模腔7內物料受壓而溢出的現象，在具體生產中，注料杆13穿過左模板3和左模具5上的注料孔16，並與模腔7連通，也應視為本發明的一種具體實施例。所述加工方法的工序是
首先，操作合模裝置使所述左模板3和右模板4做相向的合模運動並使對應的左模具5和右模具6移動至其凸緣9與凹緣10貼合的重疊工位(如圖I所示)；
其次，通過注塑裝置2向左模具5和右模具6間形成的模腔7內定量注料；
再次，驅動左模具5和右模具6合模至凸緣9和凹緣10貼合面22相互貼合的牴觸工位(如圖3所示)；
最後，經冷卻裝置降溫後，操作合模裝置開模並取出成型的物料。注塑機在運轉過程中，第一步，操作合模裝置並使左模具5和右模具6作合模運動並移動至凸緣9與凹緣10貼合的重疊工位，此時，左模具5和右模具6的貼合面22間留有一定間隙，並在兩者內部形成一個比待加工產品體積略大的密閉模腔7，優選間隙為2-7毫米，可以根據實際情況而定；第二步，通過注塑裝置2的注料杆13將定量的被加熱的流化原料注入比待加工產品體積略大的模腔7中，既降低注塑裝置2的注塑壓力，減小注射壓缸14的工作負荷，也使流化原料在較寬闊的模腔空間中流動更順暢；第三步，再次操作合模裝置使左模具5和右模具6 二次合模至凸緣9和凹緣10貼合面22相互貼合的牴觸工位，此時，左模具5和右模具6的貼合面22完全貼合，使得模腔7體積、形狀均與待加工產品相匹配，實現產品壓制；第四步，模腔7中成型的物料經冷卻裝置降溫後，操作合模裝置開模並取出。在實際操作中，左模具5和右模具6處於重疊工位時，其貼合面22間的間距可以根據待加工產品的薄壁厚度或流化原料的流動性而調節變化，優選方案為2-10毫米，當原料液化後的流動性較好或模腔7內的空間較寬時，優先選用較小的間距，當原料液化後的流動性較差或模腔7內空間較窄時,優先選用較大的間距。在具體實施中，當待加工的產品為環狀結構時(如圖6所示)，模具的貼合面22與模腔7間包含有內外兩條環形邊界線，且模腔7位於兩條環形邊界線之間，則模具貼合面22上需要沿著上述兩條分界線分別設置對應的凸緣9和凹緣10，以確保模具處於重疊エ位注塑時的密封性；在此實施例中，兩條分界線上的凸緣9和凹緣10可以根據實際情況分別擇一設置在左模具5或右模具6上，以利用凸緣9和凹緣10間的貼合作用確保模腔7密封，在本發明中有關於左模板3、右模板4以及左模具5、右模具6等名稱只是用於標註和區分不同的模板和模具，在具體操作中可相互調換配合，均視為本發明的具體實施例；在此實施例中，注料孔16起到向環狀模腔7注料的作用，根據環狀模腔7中部無連通腔室的特點，優選方案，將注料孔16改為分別通向兩側的分叉結構，既確保模腔7內部受カ均衡，還能將流狀原料通過均布的多點輸送至模腔7內。在具體實施中，通常包括以下幾種具體實施例。實施例I
注塑機包括機座I、合模裝置、注塑裝置2、以及平行布置在機座I上的左模板3和右模板4，一根連杆的一端固定在左模板3上，另一端依次穿過右模板4和鎖模裝置8，左模板3 和右模板4的對應工作面上分別設有左模具5和右模具6，所述左模板3和左模具5間、右模板4和右模具6間均設有鎖模油缸。在實際操作中，通過以下步驟實現1、操作合模裝置使左模板3和右模板4作合模動作並使左模具5和右模具6移動至重疊エ位；2、通過鎖模裝置8對模板進行鎖模固定；3、通過注塑裝置2完成原料注入工作；4、通過安裝在模板與模具間的鎖模油缸推動左模具5和右模具6移動至牴觸エ位；5、經冷卻裝置冷卻定型，並開模取出模件，完成注塑成型生產。實施例2
注塑機包括機座I、合模裝置、注塑裝置2、以及平行布置在機座I上的左模板3和右模板4, 一根連杆的一端穿過左模板3,並插置於ー調整油缸內，另一端依次穿過右模板4和鎖模裝置8，左模板3和右模板4的對應工作面上分別設有左模具5和右模具6。在實際操作中，通過以下步驟實現I、操作合模裝置使左模板3和右模板4作合模動作並使左模具5和右模具6移動至重疊エ位；2、通過鎖模裝置8對模板進行鎖模固定；3、通過注塑裝置2完成原料注入工作；4、通過左模板3外側的調整油缸推動左模板3沿著連杆向右模板4作合模動作，使得左模具5和右模具6移動至牴觸エ位；5、經冷卻裝置冷卻定型，並開模取出模件，完成注塑成型生產。實施例3
注塑機包括機座I、合模裝置、注塑裝置2、以及平行布置在機座I上的左模板3和右模板4，所述合模裝置包括ー對傳動的鉸鏈結構，所述鉸鏈結構分別連接在左模板3和右模板4的外側，左模板3和右模板4的對應工作面上分別設有左模具5和右模具6。在實際操作中，通過以下步驟實現I、操作合模裝置使左模板3和右模板4作合模動作並使左模具5和右模具6移動至重疊エ位，通過控制合模裝置使左模板3和右模板4位置固定；2、通過注塑裝置2完成原料注入工作；3、再次操作合模裝置使左模板3和右模板4 二次合摸，使左模具5和右模具6移動至牴觸エ位；4、經冷卻裝置冷卻定型，並開模取出模件，完成注塑成型生產。實施例4
注塑機包括機座I、合模裝置、注塑裝置2、以及平行布置在機座I上的左模板3和右模板4，一根連杆的一端固定在左模板3上，另一端依次穿過右模板4和鎖模裝置8，左模板3和右模板4的對應工作面上分別設有左模具5和右模具6。在實際操作中，通過以下步驟實現1、操作合模裝置使左模板3和右模板4作合模動作並移動至重疊工位；2、通過鎖模裝置8對模板進行鎖模固定；3、通過注塑裝置2完成原料注入工作；4、打開鎖模裝置8，再次操作合模裝置使左模板3和右模板4作二次合模，使左模具5和右模具6移動至牴觸工位；5、經冷卻裝置冷卻定型，並開模取出模件，完成注塑成型生產。本發明並不局限於上述的幾種實施例，由以上實施例中的機械結構相互組合、拼湊的技術方案應該視為本技術領域人員可以想到的技術方案，均應視為本發明的具體實施例。在實際操作中，分級合模的注塑機在進行第二次合模時，其左模具5和右模具6的貼合面22完全貼合，並使得流態原料充盈在模腔7中。除上述方案外，第二次合模過程還可以通過以下方式實現大於左模具5和右模具6的貼合面22完全貼合時其對應的模腔7體積小於被預先設定並注入模腔7的原料量，流態原料隨著左模具5和右模具6逐漸合攏而布滿模腔7，當原料完全充盈在模腔7中時，左模具5和右模具6由於模腔7內原料對其的抗壓作用而停止動作，此時，左模具5和右模具6的貼合面22並未完全貼合，此過程亦通過分級合模動作實現注塑、成型生產，並能使產品的厚度根據注入原料的量來自動調節，降低疵品率，是對本發明提出的創新結構的靈活運用，應視為本發明的具體實施例。在本發明中，左模具5和右模具6內可以增設加熱裝置，通過加熱裝置使得加熱軟化後的原料被注入模腔7後仍為流化狀態，確保模具二次合模至牴觸工位過程中原料的持續流動性，再配合冷卻裝置加速原料冷卻定型，有效提高生產效率。
本發明的設備和方法還可以運用在以玻璃鋼、熱固性塑料等為原料的生產領域中，在實際使用過程中，將左模具5、右模具6加熱到原料所需的軟化溫度，並驅動模具合模形成與待加工產品體積、形狀匹配的模腔，再利用安置在模具中的冷卻裝置對原料快速冷卻、定型，有效提聞的生廣效率。
權利要求
1.一種分級合模注塑機，包括機座(I)、設置在機座(I)上且可相向移動的左模板(3)和右模板(4 )、分別安裝在所述左模板(3 )和右模板(4 )上的左模具(5 )和右模具(6 )、驅動左模板(3)和右模板(4)移動的合模裝置、使左模板(3)和右模板(4)定位的鎖模裝置(8)以及向左模具(5)和右模具(6)間的模腔(7)中壓注原料的注塑裝置(2)，其特徵在於所述左模具(5)上沿所述模腔(7)外緣設有環狀凸緣(9)，所述右模具(6)上沿所述模腔(7)外緣設有環狀凹緣(10)，所述凸緣(9)的凸緣壁(11)與所述凹緣(10)的凹緣壁(12)貼合，其貼合的重疊段形成貼合密封面。
2.根據權利要求I所述的一種分級合模注塑機，其特徵在於所述凸緣壁(11)寬度與所述凹緣壁(12)寬度相匹配，且該寬度大於所述貼合密封面的寬度。
3.根據權利要求2所述的一種分級合模注塑機，其特徵在於所述注塑裝置(2)包括一帶注料杆(13)的注射壓缸(14)以及一原料筒(15)，所述注料杆(13)穿過右模板(4)和右模具(6)上的注料孔(16)，並與所述模腔(7)連通，所述注料杆(13)與注料孔(16)間設有一單向閥(21)。
4.根據權利要求2所述的一種分級合模注塑機，其特徵在於所述左模具(5)上設有定位孔(17)，所述右模具(6)上設有與所述定位孔(17)配合的定位銷(18)。
5.根據權利要求2所述的一種分級合模注塑機，其特徵在於所述左模具(5)和右模具(6)的側壁貼合處均設有匹配的限位凹口( 19)和凸起(20)。
6.根據權利要求2所述的一種分級合模注塑機，其特徵在於所述左模具(5)和右模具(6)中設有冷卻裝置。
7.根據權利要求I所述的一種分級合模注塑機的加工方法，實現所述加工方法的注塑機包括機座(I)、設置在機座(I)上且可相向移動的左模板(3)和右模板(4)、分別安裝在所述左模板(3)和右模板(4)上的左模具(5)和右模具(6)、驅動左模板(3)和右模板(4)移動的合模裝置、使左模板(3 )和右模板(4 )定位的鎖模裝置(8 )以及向左模具(5 )和右模具(6)間的模腔(7)中壓注原料的注塑裝置(2)，所述加工方法的特徵在於 首先，操作合模裝置使所述左模板(3)和右模板(4)做相向的合模運動並使對應的左模具(5)和右模具(6)移動至其凸緣(9)與凹緣(10)貼合的重疊工位； 其次，通過注塑裝置(2)向左模具(5)和右模具(6)間形成的模腔(7)內定量注料； 再次，驅動左模具(5)和右模具(6)合模至凸緣(9)和凹緣(10)的貼合面(22)相互貼合的牴觸工位； 最後，經冷卻裝置降溫後，操作合模裝置開模並取出成型的物料。
8.根據權利要求7所述的一種分級合模注塑機，其特徵在於所述左模具(5)和右模具(6)處於重疊工位時，其貼合面(22)間的距離為2-10毫米。
全文摘要
本發明涉及一種分級合模注塑機及其加工方法。現有注塑機使用流動性差的原料或薄壁產品時容易出現毛刺和缺料現象。本發明包括機座、左右模板、左右模具、合模裝置、鎖模裝置以及注塑裝置，左模具上沿所述模腔外緣設有環狀凸緣，所述右模具上沿所述模腔外緣設有環狀凹緣，所述凸緣的凸緣壁與所述凹緣的凹緣壁貼合，其貼合的重疊段形成貼合密封面，使得左模具和右模具的貼合面在貼合前有一密封過渡重疊面，只需較小的注塑壓力即可完成注料工作，再使左右模具的貼合面密切貼合，使得物料充盈在模腔中，有效減小原料因流動性差或模腔空間較小而導致產品在模腔中產生毛刺和缺料的現象，有效延長機械使用壽命。
文檔編號B29C33/30GK102700049SQ201210168090
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月24日 優先權日2012年5月24日
發明者蔡業 申請人:台州市黃巖區機械模具職業學校