CN101229673B - 注射成型装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种注射成型装置，其能最小化模具角部处的裂纹。该注射成型装置包括：相互配合以限定出模制型腔的第一和第二模具、支撑第一模具的固定件、支撑第二模具并与第二模具一起前后移动的可动件、以及安装在第一模具周边以便在第一模具和第二模具配合时通过可动件的挤压力向模制型腔挤压第一模具周边的多个挤压件。

Description

注射成型装置
技术领域
根据本发明的装置总的涉及一种注射成型(injection molding)装置，尤其涉及一种能使模具角部处的裂纹最小化的注射成型装置。
背景技术
最近，为了减少模制时间并同时生产好的模制品，在模制技术领域提出了模制过程中快速加热或冷却模具的技术。
例如，日本专利公报2001-18229中公开的模具被设计成交替将加热介质和冷却介质引入到模具的通道中，从而快速加热或冷却模具。当熔融树脂被注射进模具中时，通过快速加热模具而升高模具温度来增强熔融树脂的流动性。因此，树脂易于注射且模制品中不会形成熔合线(weld line)。此外，注射熔融树脂之后，快速冷却模具以缩短固化时间，因此缩短成形周期。
然而，因为在模制过程中快速加热并随后冷却模具，较高的张应力(tensile stress)重复作用于模具角部，导致模具角部承受着破裂的危险。换句话说，因为由于注射压力和模具加热时熔融树脂的热膨胀而产生的作用力主要从内向外施加，所以较高的张应力被施加到模具角部。当冷却模具时，模具角部的张应力因树脂的收缩而减少。这一现象导致模具角部裂纹。
发明内容
因此，本发明致力于克服相关技术中发生的上述问题，本发明的一个方面是要提供一种能使模具角部裂纹减小最小化的注射模制模具。
根据本发明的示例性实施例，提供了一种注射成型装置，包括：第一和第二模具，它们相互配合以限定出模制型腔；固定件，其支撑第一模具；可动件，其支撑第二模具，并与第二模具一起前后移动；以及多个挤压件，安装在第一模具周边，以便在第一模具和第二模具配合时通过可动件的挤压力向模制型腔挤压第一模具的周边，其中挤压件设置为在第二模具的移动方向上前后移动，并且其中每个挤压件包括挤压面，该挤压面在第一模具的周边倾斜于移动方向，以便挤压第一模具的周边，其中第一模具的周边包括支撑面，该支撑面平行于挤压面倾斜，从而与挤压面相对应，当挤压件被可动件挤压时，挤压件的挤压面朝向模制型腔挤压第一模具的支撑面。另外，挤压件与第一模具的角部间隔开。
固定件包括安装成可活动地支撑挤压件的多个支撑销和安装成在第二模具与第一模具分离时分别在脱离第一模具的方向上挤压多个挤压件的多个支撑弹簧，并且每个支撑销被多个支撑弹簧中的一个围绕。
第一模具和第二模具中的至少一个包括至少一个流体通道，该流体通道中选择性地引入加热介质和冷却介质。
第一模具和第二模具中的至少一个通过加热介质被加热，以使树脂作用于模制型腔的内表面的压力与挤压件挤压第一模具周边的力相平衡。
每个挤压件的挤压面面向模制型腔。
附图说明
结合附图通过下面的详细描述可更为显而易见的理解本发明的上述以及其他方面、特征和优点，其中：
图1是说明根据本发明的注射成型装置的截面图，其中第一模具和第二模具配合；
图2是沿图1中线II-II’截取的截面图；
图3是图1中部分A的放大图；
图4是说明根据本发明的注射成型装置的截面图，其中第一模具和第二模具分开；
图5是图4中部分B的放大图；
图6是说明根据本发明的注射成型装置在模制过程中作用到第一模具上的力的变化；
图7是说明根据本发明的注射成型装置的模制过程中作用到模具角部上的力的变化表；
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的示例性实施例。
如图1和4所示，根据本发明的注射成型装置包括互相配合以限定出模制型腔C的第一模具10和第二模具20、支撑第一模具10的固定件30、支撑第二模具20并和第二模具20一起前后移动的可动件40。
固定件30具有模具安装空间32，该安装空间从与可动件40配合的配合面31凹进，以在其中容纳并安装第一模具10。如图1和2所示，第一模具10放入模具安装空间32中后通过围绕其安装的锥形(tapered)安装块33被固定。第二模具20固定在可动件40上以便能够与第一模具10一起限定出模制型腔C，其可与可动件40一起前后(上下)移动。
如图1所示，第一模具10包括从与第二模具20配合的配合面凹进的外表面模制部分11，用于成形模制品的外表面，第二模具20包括从与第一模具10配合的结合面凸出的内表面模制部分21，用于成形模制品的内表面。
第一模具10和第二模具20分别具有多个流体通道12和22，通道中可选择性地引入加热介质和冷却介质，以便能在模制过程中快速加热和冷却第一模具10和第二模具20。引入到流体通道12和22的加热介质可包括高温液体或蒸气，冷却介质可包括冷却液体，如冷却油或冷却水。
当熔融树脂被注射进模制型腔C时，加热介质被相应地引入第一模具10和第二模具20的流体流道12和22，由此在约100℃和约130℃之间的温度下加热第一模具10和第二模具20。加热引起熔融树脂的流动性增强，从而促进熔融树脂注射入模制型腔C并防止在模制品中形成熔合线。另外，当熔融树脂被注射进入模制型腔C并在其中固化时，冷却介质被引入第一模具10和第二模具20的流体流道12和22，由此在约50℃和约70℃之间的温度下快速冷却第一模具10和第二模具20，因此缩短模制时间。图1的示例性实施例示出使用流体加热介质加热第一模具10和第二模具20的情况，但本发明并不限于此。选择性地，第一模具10和第二模具20可通过电加热器加热，该电加热器埋置于第一模具10和第二模具20中。
如图1、2和3所示，用于当第一模具10和第二模具20通过可动件40的动作而配合时向模制型腔C挤压第一模具10周边的多个挤压件50被安装在第一模具10的外侧。每个挤压件50被固定在第一模具10的相邻角部之间的中间部分，优选但并非限制性的是固定在中心部分，与第一模具的每个角部分别相隔开一个预定距离，并安装成在可动件40的挤压方向上能前后移动。另外，每个挤压件50具有四边形块状的形状，具有挤压面51，该挤压面在第一模具10的周边倾斜于移动方向以便挤压第一模具10的周边。第一模具10的周边具有支撑面13，其平行于挤压面51倾斜，以便与挤压件50的挤压面51相对应。这一功能使得当挤压件50被可动件40挤压时，挤压件50的挤压面51朝向模制型腔C挤压第一模具10的支撑面13。
固定件30具有多个支撑销52，它们在挤压件50的移动方向上是长形的，以便可动地支撑挤压件50并穿过相应的挤压件50。此外，如图4所示，每个支撑销52由一弹簧55围绕，当第二模具20与第一模具10分离时，该弹簧使每个挤压件50从第一模具10脱离。如图5所示，围绕支撑销52安装的弹簧55挤压挤压件50，从而导致挤压件50脱离第一模具10。每个挤压件50具有一个运动导向孔54，其接收每个支撑销52的头部53，并同时引导每个挤压件50前后移动。
下面将描述注射成型装置的操作。
如图1所示，当第一模具10通过向第二模具20移动可动件40而使其与第二模具20配合时，就限定出生产树脂模制品的模制型腔C。如图3所示，此时，因为通过可动件40挤压挤压件50，所以挤压件50的挤压面51朝模制型腔C挤压第一模具10的支撑面13。因而，第一模具10的周边朝向模制型腔C轻微变形，因此每个角部15承受压应力。
在这种状态下，熔融树脂被注射进模制型腔C，加热介质(如蒸气)被供应到第一模具10和第二模具20的流体通道12和22，从而在约100℃和约130℃之间的温度下快速加热第一模具10和第二模具20。当第一模具10和第二模具20被加热介质加热时，增强了注射进入模制型腔C的熔融树脂的流动性，从而熔融树脂均匀地注射进整个模制型腔C。另外，因为熔融树脂的流动性增强，所以不会产生由于在模制型腔C中扩散熔融树脂时产生的速度不同而导致的熔合线。
当注射熔融树脂时，增大注射压力和模具温度使熔融树脂膨胀，模制型腔C的压力因此而增强，如图6所示。因此，挤压力F2向外作用于模制型腔C的内表面上。然而，挤压力F2被产生于挤压件50朝模制型腔C挤压第一模具10周边时的力F1抵消。换句话说，作用于第一模具10的向内和向外的力F1和F2是平衡的，因此第一模具10相对于原始状态几乎不发生变化，因而每个角部15的压应力减少。
当冷却介质被供入第一模具10和第二模具20的流体通道12和22时，填充在模制型腔C中的熔融树脂固化并收缩。因此，在第一模具10的每个角部15可能再次产生由挤压件50的压力F1导致的压应力。
如图4和5所示，当为了取出模制品而使第二模具20与第一模具10分离时，释放挤压件50的压力。此时，挤压件50在弹簧55的弹性作用下移向可动件40，从而脱离第一模具。换句话说，挤压件50的挤压面51脱离第一模具10的支撑面13。
当重复该模制过程时，第一模具10因内部注射和膨胀压力F2和外部挤压力F1的变化而反复变形。同样地，如图7所示第一模具10的每个角部15处产生应力变化。换句话说，压应力的施加和解除在第一模具10的每个角部15反复进行。作用于第一模具10的角部15的张应力是可忽略的。当张应力因模具中的压力变化重复作用于角部15时，引起模具的角部15裂纹。然而，本发明能将模具角部15的裂纹最小化，因为模具的角部15主要承受压压力而不是张应力。通过这种方式，作用于角部15的压应力对破裂不产生影响。
如上详述，在根据本发明的注射成型装置中，当第一模具和第二模具配合时，挤压件向模制型腔挤压第一模具的周边，因此抵消模制型腔压力升高时模制型腔从内向外作用的力。结果使得模具角部产生张应力的现象被最小化，从而使模具角部处的裂纹最小化。
尽管出于解释性目的描述了本发明的示例性实施例，本领域技术人员应该理解，在不背离如所附权利要求公开的本发明的精神和范围内，各种改动、增添和替换都是可能的。

Claims (6)

1.一种注射成型装置，包括：
第一和第二模具，它们相互配合以限定出模制型腔；
固定件，其支撑所述第一模具；
可动件，其支撑所述第二模具，并与第二模具一起前后移动；以及
多个挤压件，安装在所述第一模具周边，以便在第一模具和第二模具配合时通过所述可动件的挤压力向所述模制型腔挤压第一模具的周边，
其中所述挤压件设置为在所述第二模具的移动方向上前后移动，并且
其中每个所述挤压件包括挤压面，该挤压面在所述第一模具的周边倾斜于移动方向，以便挤压第一模具的周边，
其中，所述第一模具的周边包括支撑面，该支撑面平行于所述挤压面倾斜，从而与挤压面相对应，当所述挤压件被所述可动件挤压时，所述挤压件的挤压面朝向所述模制型腔挤压所述第一模具的支撑面。
2.如权利要求1所述的注射成型装置，其中，所述挤压件与所述第一模具的角部间隔开。
3.如权利要求1所述的注射成型装置，其中，所述固定件包括安装成可活动地支撑所述挤压件的多个支撑销和安装成在所述第二模具与所述第一模具分离时分别在脱离第一模具的方向上挤压所述多个挤压件的多个支撑弹簧，并且
其中每个所述支撑销被所述多个支撑弹簧中的一个围绕。
4.如权利要求1所述的注射成型装置，其中，所述第一模具和第二模具中的至少一个包括至少一个流体通道，该流体通道中选择性地引入加热介质和冷却介质。
5.如权利要求4所述的注射成型装置，其中，所述第一模具和第二模具中的至少一个通过加热介质被加热，以使树脂作用于所述模制型腔的内表面的压力与所述挤压件挤压第一模具周边的力相平衡。
6.如权利要求1所述的注射成型装置，其中每个挤压件的所述挤压面面向所述模制型腔。
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