模具組的製作方法
2023-09-09 21:30:55 2
模具組的製作方法
【專利摘要】一種模具組，其特徵在於，包括：模，該模包括多個零部件，該模對被成形材料進行保持；背面板，該背面板鋪設在所述模的下側。
【專利說明】模具組
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種模具組，涉及一種構成為在例如多個處理單元之間移動的模具組。
【背景技術】
[0002]在使被成形材料熱軟化而進行加壓成形的成形裝置中，公知一種移動模具式的裝置，該移動模具式的裝置使對被成形材料進行保持的模具組，在分別進行加熱處理、衝壓成形處理及冷卻處理的多個單元間移動，對多個被成形材料同時推進加熱、成形及冷卻的各工序，從而將成形周期縮短(例如參照日本特開2007 - 131489號公報)。
[0003]模具組一般來說構成為包括對被成形材料進行保持的上模及下模、和將上模及下模的外周部分覆蓋的套筒。在對這樣的模具組進行移動、熱處理和衝壓處理時，容易因為機械性衝擊或熱衝擊而使這種模具組損壞。
【發明內容】
[0004]實施方式的模具組包括:模，其具有多個零部件，該模對被成形材料進行保持；背面板，其鋪設在上述模的下側。
[0005]採用本發明，能夠對由機械性衝擊或熱衝擊導致的損壞進行防止，確保高輸送性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1是示意地表示本發明的第I實施方式的成形裝置的結構的說明圖。
[0007]圖2是示意地表示上述成形裝置的結構的側視圖。
[0008]圖3是示意地表示上述成形裝置的結構的俯視圖。
[0009]圖4是表示上述實施方式的模具組的俯視圖。
[0010]圖5是圖4的V-V剖視圖。
[0011]圖6是圖4的V1-VI剖視圖。
[0012]圖7是上述實施方式的模具組的背面板的仰視圖。
【具體實施方式】
[0013](第I實施方式)
[0014] 以下，參照圖1至圖7對本發明的第I實施方式的模具組進行說明。另外，在各圖中，適當地將結構放大、縮小、省略而示意地進行表示。
[0015]圖1至圖3所示的成形裝置10是通過加熱處理使玻璃原料等被成形材料I軟化，通過衝壓處理對該被成形材料I進行成形，作為成形品而製造出例如以智慧型手機或平板設備用的防護玻璃片等為代表的成形品2的成形裝置10。
[0016]成形裝置10包括:衝壓單元40，該衝壓單元40對模具組20加壓而對被成形材料I進行衝壓成形處理，其中，模具組20對被成形材料I或作為成形品的成形品2進行保持；加熱單元30，在進行衝壓成形處理之前，該加熱單元30對模具組20進行加熱而對被成形材料I進行加熱處理；退火單元50 (冷卻單元)，該退火單元50對利用衝壓單元40進行了成形處理後的成形品2的壓力進行保持，並且對該成形品2進行退火處理；淬火單元60 (冷卻單元)，該淬火單元60對進行了退火處理的成形品2進行淬火處理；輸送單元70，該輸送單元70對模具組20進行輸送；搬入單元80及搬出單元90,該搬入單元80及搬出單元90分別設置在沿圖中的箭頭延伸的輸送路徑的兩端；隔離腔室11，該隔離腔室11將上述單元30、40、50、60、70、80、90收容並且與外部的大氣隔離；控制部12，該控制部12對各單元30、
40、50、60、70、80、90及隔離腔室11的動作進行控制。
[0017]在該實施方式中，連續地並列配置有多個加熱單元30的加熱站、連續地並列配置有多個衝壓單元40的衝壓站、配置有退火單元50的退火站以及配置有淬火單元60的淬火站沿輸送路徑配置。
[0018]各站中的各單元的下側的板沿輸送路徑連續地並列。在板的列上形成有供模具組20通過的通路。利用輸送單元70使多個模具組20沿該板列上的通路依次從上遊側移動到下遊側。
[0019]多個單元30、40、50、60從沿X軸延伸的輸送方向的一端側(圖1中右側)依次按照搬入單元80、4個加熱單元30、3個衝壓單元40、I個退火單元50、2個淬火單元60、搬出單元90的順序以相同的間隔(單元間距)Pl並列。上述各單元30、40、50、60構成為能夠重新組合以及增減。
[0020]如圖4至圖6所示，各模具組20包括:上模具21 (上模)，與成形品2的上側的形狀對應地形成該上模具2 1 ;下模具22 (下模)，與上模具21相對地配置該下模具22，並且與成形品2的下側的形狀對應地形成該下模具22 ;套筒23，該套筒23包圍上模具21及下模具22的外側，並且對上模具21及下模具22進行支承；背面板24，該背面板24鋪設在下模具22的下側。
[0021]上模具21及下模具22在閉合狀態下構成為具有與成形品2的形狀對應的型腔的、規定尺寸的矩形。在該上模具21與下模具22之間配置有例如板狀的被成形材料I。上模具21及下模具22的材料使用耐熱性優異且具有高溫化的材料強度的材料。例如使用玻璃狀碳、石墨和C/C複合材料等。
[0022]上模具21例如如圖5所示，形成為上部比下部向外側突出的臺階形狀。
[0023]下模具22在外周具有向外側突出的凸緣狀的突出部22a。例如如圖5所示，下模具22形成為下模具22的下部比上部向外側突出的臺階形狀，該下部構成突出部22a。
[0024]將上模具21及下模具22插入並支承於矩形的套筒23的設置部23a。
[0025]套筒23由石墨、C/C複合材料或硬質鎢合金等耐熱材料構成，構成為矩形的框狀。在套筒23的中央部形成有供上模具21及下模具22插入保持的設置部23a。套筒23形成為沿上模具21及下模具22的外表面相對的臺階形狀，利用該臺階將上模具21及下模具22定位在規定的位置。
[0026]在套筒23的輸送路徑方向上的兩側的端面形成有沿輸送方向突出的一對連結銷25(連結部)。連結銷25例如是由導熱係數小的氮化矽(Si3N4)或不鏽鋼等材質構成的軸體，配置於相鄰的單元的連結銷25彼此沿輸送方向以連續的方式抵接，並且對由後述的輸送單元70產生的推出力進行傳遞。例如在輸送方向兩側，在輸送路徑的寬度方向兩側分別各設置2根共4根的連結銷25。
[0027]包含兩側的連結銷25在內的套筒23的在輸送方向上的長度設定為與搬入單元80、加熱單元30、衝壓單元40、退火單元50、淬火單元60、搬出單元90的單元彼此的間隔、即單元間距Pl相同的長度。即，載置在相鄰的單元上的模具組20的連結銷25彼此構成為相互抵接而連續。
[0028]背面板24構成為具有一定厚度的矩形的板狀，配置在下模具22的下側。背面板24例如由鑰、鎢合金或C/C複合材料等材料構成。
[0029]如圖4及圖6所示，在模具組20的與輸送方向正交的寬度方向兩端，利用螺栓B等固定件使背面板24與套筒23接合。利用該背面板24與套筒23的固定，將突出部22a夾持在形成於套筒23的臺階與背面板24之間的空間內，對下模具22進行定位固定。
[0030]另外，在背面板24的下表面的輸送方向兩端部，形成有具有相對於上下方向及輸送方向傾斜的傾斜面的引導部24a。引導部24a設定為例如10度~20度的傾斜。利用該引導部24a在相鄰的單元的板的上表面之間順利地進行模具組20的推出輸送。
[0031]如圖7所示，在背面板24的下表面形成有多個(在此為5條)排氣用的槽24b。這些槽24b均沿輸送方向平行延伸。使滑動摩擦減小，沿輸送方向順利地進行使背面板24滑動的輸送處理。
[0032]沿輸送方向並列配置的多個加熱單元30分別包括以夾持模具組20的方式上下配置的上側加熱器部31及下側加熱器部32。在上側加熱器部31及下側加熱器部32分別配置設置有多列作為加熱機構的紅外線燈34。
[0033]在下側的紅外線燈34的列上固定有供模具組20載置的載置板35。載置板35例如由熱傳導性高的SiC等材料構成，且構成為矩形的板狀。在以上述方式構成的加熱單元30中，利用輸送單元70依次輸送的模具組20在載置在下側的載置板35上的狀態下被進行加熱處理。
[0034]沿輸送方向並列配置的多個衝壓單元40分別包括以夾持模具組20的方式配置的上下一對衝壓板46。各衝壓板46構成為矩形的板狀，由熱傳導性佳且作為硬質材料的硬質合金或SiC等材料構成。在該衝壓板46上設置有作為加熱機構的紅外線燈45。衝壓軸42與上側的衝壓板46連接。衝壓軸42構成為與伺服馬達、氣缸等升降機構部43連接，根據控制部的控制而上下動作。
[0035]在以上述方式構成的衝壓單元40中，利用紅外線燈45對設置在一對板46間的模具組20進行加熱處理，並且利用上側的衝壓板46的升降動作使上側的衝壓板46下降，進行對一對衝壓板46間的模具組20加壓的衝壓處理。
[0036]沿輸送方向並列配置的作為第2冷卻單元的退火單元50，構成為包括以夾持模具組20的方式上下配置的上下的退火板51 (冷卻部)。
[0037]上下的退火板51構成為矩形的板狀，由熱傳導性佳且作為硬質材料的硬質合金或SiC等材料構成。在上下的退火板51中裝入有作為退火用的加熱機構的紅外線燈56。在上下的退火板51之間形成供模具組20通過的通路。
[0038]下側的退火板51與下側的衝壓板46同樣地構成。上側的退火板51與上側的衝壓板46同樣，形成為與衝壓軸連接，且能利用升降機構部63上下升降的結構。
[0039]利用升降機構部63使上側的退火板51下降，對放在下側的退火板51上的模具組20加壓，從而一邊進行保持一定的衝壓力的保壓，一併進行退火處理。
[0040]作為第2冷卻單元的淬火單元60構成為包括:以夾持模具組20的方式上下配置的上下的冷卻板61 (冷卻部)、與上側的冷卻板61連結而沿上下方向延伸的支承軸62、以及與上側的冷卻板61連接的伺服馬達或氣缸等升降機構部63。
[0041]上下的冷卻板61構成為矩形的板狀，由熱傳導性佳且作為硬質材料的硬質合金、SiC、進行了淬火的不鏽鋼等材料構成。在冷卻板61中裝入有構成供冷卻催化劑流通的流路的製冷劑配管。另外，在上下的冷卻板61分別設置有多個熱電偶。此外，上側的冷卻板61形成為能利用升降機構部63上下升降的結構。
[0042]對升降機構部63進行驅動而使上側的冷卻板61下降，使該冷卻板61與放在下側的冷卻板61上的模具組20接觸以及對模具組20加壓，從而進行淬火處理。
[0043]另外，在各單元30、40、50、60設置有熱電偶，將處理中的溫度檢測出來而用於由控制部12進行的反饋控制。
[0044]如圖1至圖3所示，搬入單元80配置在輸送方向的一端側，即，加熱單元30的旁邊(圖中右側)。搬出單元90配置在輸送方向的另一端側，即，淬火單元60的下遊側。
[0045]輸送單元70包括:沿輸送方向往返動作的缸軸71、與控制部連接而使缸軸71沿輸送方向移動的作為推出機構的輸送用氣缸72、以及在輸送方向下遊側對模具組20的位置進行限制的止擋部73。
[0046]缸軸71與連結銷25同軸地延伸。輸送用氣缸72設置在隔離腔室11的搬入側的端部，具有沿輸送方向以一定的衝程對連結銷25進行推出的功能。隨著被推出的連結銷25的移動，各模具組20沿輸送路徑被推出，從而一起將多個模具組20以一定的衝程從一端側依次輸送到另一端側。
[0047]搬入單元80包括:載置模具組20且升降移動的搬入板81、設置在搬入站的上部的裝載鎖定室82、使搬入板81移動的升降機構部83、以及設置在裝載鎖定室82的下部的移動機構部84。
[0048]搬出單元90配置在輸送方向的另一端側，即，淬火單元60的下遊側。搬出單元90包括:載置模具組20且升降移動的搬出板91、設置在搬出站的上部的裝載鎖定室92、使搬出板91移動的升降機構部93、以及設置在裝載鎖定室92的下部的移動機構部94。
[0049]此外，在成形裝置10的隔離腔室11外設置有對多個成形品2進行保持的成形品儲料器13，對多個模具組20、空模具組20A進行保持的模具儲料器14，以及對被成形材料I進行保管的原料儲料器15。
[0050]以下，對使用本實施方式的成形裝置10，從被成形材料I製造成形品2的次序進行說明。作為成形品2的一例,可以舉出例如4in~12in尺寸、厚度為0.3mm~1.5mm左右的智慧型手機的防護玻璃片(cover glass),但本發明並不限定於此,可以應用為各種的形狀、用途。例如也可以從板狀的被成形材料1，製造兩端部彎曲的形狀、或端部的厚度變化的那種形狀的成形品2。
[0051]在成形裝置10中，在各單元各配置I個模具組20，同時進行利用多個單元進行的多個處理，但為了進行以下說明，以I個模具組20為中心對次序進行說明。
[0052]即，在I個單元進行對I個模具組20實施的處理，在其它的處理單元進行對其它的模具組20實施的處理。在圖1至圖3中，表示在各單元分別各配置I個模具組20的情況。
[0053]首先，將原料儲料器15的被成形材料I放置在模具儲料器14的模具組20上。
[0054]作為搬入處理，將模具組20放置在裝載鎖定室82內，將裝載鎖定室82內封閉。接著，利用升降機構部83使模具組20下降。在使模具組20下降後，利用移動機構部84使模具組20水平移動至被輸送單元70進行推出的位置。
[0055]在使模具組20從儲料器14向裝載鎖定室82移動時，例如利用輸送用的機器人手臂對模具組20進行把持而使模具組20移動。此時，通過對套筒23及背面板24進行把持，能夠不損壞上模具21及下模具22地使模具組20移動。
[0056]在完成了加熱單元30等其它的單元的處理的規定的時機，控制部12對缸軸71進行驅動，對模具組20的連結銷25進行推壓，使連結銷25以單元間距Pl與一定的距離相加後得到的間距P2的量移動到下遊側，從而使模具組20移動到第I個加熱單元30的載置板35上(輸送處理)。同時，在下遊側並列的多個模具組20也被連結銷25推出，每次以單元間距Pl移動到下遊側。即，多個模具的連結銷25對下遊側的模具組20進行推壓，因此缸軸71使模具組20 —起移動。
[0057]在第I個加熱單元30中，利用上下的紅外線燈34將模具組20加熱，以規定的溫度使被成形材料I軟化(加熱處理)。在同時進行的多個處理結束了的時機，利用與上述相同的輸送處理依次將模具組20輸送到下遊側，同樣實施加熱處理。
[0058]接著，利用相同的輸送處理使多個模具組20 —並移動到下遊側，從下遊側的加熱單元30向第I個衝壓單元40對模具組20進行輸送。
[0059]控制部12對衝壓單元40的升降機構部43進行驅動而使上側的衝壓板46下降，利用上下的衝壓板46對模具組20進行夾持，從而一邊將被成形材料I加熱，一邊進行衝壓成形(衝壓處理)。在同時進行的多個處理結束了的時機，利用與上述相同的輸送處理將模具組20依次輸送到下遊側，在下遊側的衝壓單元40同樣進行衝壓處理。
[0060]接著，利用相同的輸送處理從下遊側的衝壓單元40向第I個退火單元50對模具組20進行輸送。在退火單元50中，以如下方式進行處理:一邊利用一對退火板51對模具組20的壓力進行保持，一邊例如通過對加熱器的溫度進行調節而使模具組20成為規定的溫度(退火處理)。
[0061]接著，利用與上述相同的輸送處理，從退火單元50向淬火單元60對模具組20進行輸送。控制部12對淬火單元60的升降機構部63進行驅動而使上側的冷卻板61下降，利用上下的冷卻板61夾持模具組20，從而利用製冷劑將模具組20冷卻至即使在大氣中也不會氧化的溫度範圍(淬火處理)。
[0062]接著，進行搬出處理。作為搬出處理，首先，在利用設置於輸送路徑的移動機構部76使模具組20以單元間距Pl與一定的距離相加後得到的間距P3的量移動到下遊側後，利用移動機構部94使模具組20水平移動至裝載鎖定室92的正下方的位置。隨後，利用升降機構部93使模具組20向上移動。在使模具組20移動至裝載鎖定室92後，將裝載鎖定室92開放，取出模具組20。
[0063]在隔離腔室11外將搬出的模具組20分解，將取出的成形品2放置在成形品儲料器13上。將新的被成形材料I放置到使用後的模具組20上，再次進行上述的成形處理。
[0064]在使模具組20從搬出位置向儲料器14移動時，例如利用輸送用的機器人手臂對模具組20進行把持而使模具組20移動。此時，通過對套筒23及背面板24進行把持，能夠不損壞上模具21及下模具22地使模具組20移動。
[0065]採用本實施方式，通過在下模具22的下側設置背面板24，能夠將上模具21及下模具22的厚度抑制為較小，且能對模具組20的高度進行確保，提高輸送性。一般來說，在玻璃狀碳的材質組織不是均質的情況下，受到衝擊而在組織內部發生應力的不均，因此在使用了玻璃狀碳作為模具的材料的情況下，厚度越厚，越容易產生內部組織的差，越容易發生破損和積屑等損壞現象。因此，為了根據材料的不同對破損進行防止，對模具的厚度進行限制，模具的整體高度降低，因此不易輸送，但在本實施方式中，通過在下模具22的背面設置背面板24，無論下模具22是什麼材料，都能避免損壞，並且能夠確保模具組20的高度，提高輸送性。
[0066]在本實施方式中，使背面板24在並列的板上滑動移動，從而能夠對下模具22的損壞進行防止。另外，通過在模具組20設置沿輸送方向突出的連結銷25並使該連結銷25連續，能夠一併輸送多個模具組20，從而提高處理效率。
[0067]另外，採用本實施方式，形成為以套筒23和背面板24夾持下模具22的突出部的方式利用螺栓B將套筒23和背面板24固定的結構，從而不必在下模具22形成螺紋孔等固定用結構，就能進行固定。
[0068]此外，在上述實施方式中，通過在背面板24的下表面設置引導部24a，能夠不被並列的板間的臺階妨礙地，沿行進方向進行順利的滑動移動。另外，通過在背面板24的下表面設置排氣用的槽24b，背面板24不會因加熱處理和加壓處理而產生吸附，能夠進行沿行進方向的順利的滑動移動，提高輸送性。
[0069]在本實施方式中 ，模具組20的模具主體為上模具21和下模具22的兩片式結構，但也可以形成為上模具、中模具和下模具的三片式結構。
[0070]另外，本發明並不限定於上述各實施方式，能夠適當地變更而實施。另外，也可以將多個實施方式的特徵組合而實施。除此之外，當然可以在不脫離本發明的主旨的範圍內，進行各種變形而實施。
【權利要求】
1.一種模具組，其特徵在於，包括: 模，該模具有多個零部件，對被成形材料進行保持； 背面板，該背面板鋪設在所述模的下側。
2.如權利要求1所述的模具組，其特徵在於， 包括包圍所述模的外周的套筒， 所述模包括向外側突出的突出部， 以在所述套筒與所述背面板之間夾持所述突出部的方式，將所述套筒和所述背面板彼此組裝。
3.如權利要求2所述的模具組，其特徵在於， 所述套筒包括沿輸送方向延伸的連結部， 隨著對所述連結部進行推出的推出處理的進行，使該模具組沿輸送方向滑動移動。
4.如權利要求1所述的模具組，其特徵在於， 在所述模具組的行進方向端部具有下表面傾斜的引導部。
5.如權利要求1所述的模具組，其特徵在於， 在所述背面板的下表面形成有沿行進方向延伸的槽。
6.如權利要求1所述的模具組，其特徵在於， 所述背面板由與所述模不同的材質構成。
7.如權利要求1所述的模具組，其特徵在於， 在規定的輸送通路上，使所述模具組在板上滑動移動而對所述模具組進行輸送，所述規定的輸送通路在下述板上通過:設置於對所述模具組進行加熱的加熱單元的板上、設置於對所述模具組進行加壓的衝壓單元的板上、以及設置於將所述模具組冷卻的冷卻單元的板上。
【文檔編號】C03B23/03GK104176916SQ201410217936
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2013年5月22日
【發明者】松月功, 山本淑弘 申請人:東芝機械株式會社