专利名称：注射成形机的成形方法
技术领域：
本发明涉及从注射装置对利用合模装置合模后的模具注射填充树脂来进行成形的注射成形机的成形方法。
背景技术：
以往，除了注射压缩成形法等成形原理基本上不同的成形法以外，在通常的注射成形方法中，对模具施加高压的合模力来进行合模的方法可以说是常识性的成形法，但另一方面，出于削减二氧化碳的排放和节约资源等地球环境保护的观点，对注射成形机等工业设备要求节能化。因此，为了满足这种要求，本申请人已通过专利文献1提出了这样的注射成形方法通过在必要时对模具施加必要量的压力，从而具有能够满足出于削减二氧化碳的排放和节约资源等地球环境保护的观点的节能化的要求，并且能够可靠且稳定地进行成形时的模具内的排气等优点。该注射成形方法为在从注射装置向具有被模具开闭装置支承的固定模具和可动模具的模具注射填充熔融树脂来进行注射成形时，预先设定在注射成形时不会有熔融树脂侵入的固定模具与可动模具之间的间隙(设定间隔)，在成形时，在隔开基于设定间隔的间隙的状态下将模具闭合，从注射装置向该模具注射填充熔融树脂，并且对可动模具进行位置控制以使得至少在注射填充时设定间隔固定。在先技术文献专利文献专利文献1 日本特开2007-118349号公报
发明内容
发明要解决的课题然而，以上述的专利文献1的注射成形方法为首，现有的注射成形机的成形方法存在如下的待解决的课题。第一，基本上，将合模装置的合模条件作为固定条件设定，并基于此来设定注射装置的注射条件，因此即使是在准确且恰当地设定了注射条件的情况下，填充到模具中的树脂也会受到模具和合模机构中的温度变动等的影响，并且最终的成形品的品质和均质性也会受到影响。特别是在具有温度或压力等容易敏感地受到影响的特性的树脂的情况下，该问题更大，从确保高度的成形品质的观点出发，还有进一步改善的余地。第二，成形条件主要是在注射装置侧设定的，因此以注射速度、速度切换位置、速度压力切换位置、注射压力、保持压力等要求准确性的注射条件为首，需要设定包括要求准确的计量的计量值等计量条件的各种成形条件。因此，对成形条件的设定作业并不容易，并且成形时的动作控制也很繁杂。而且，通常，要进行对注射速度的多级控制和对保持压力的控制等一连串的控制，因此成形循环时间存在变长的趋势，成形循环时间的缩短、进而提高量产性是受限的。
本发明的目的在于提供一种解决了这种背景技术中存在的课题的注射成形机的成形方法。用于解决课题的技术方案为了解决上述课题，本发明涉及的注射成形机M的成形方法的特征在于，该成形方法利用注射装置以预定的注射压力对模具2注射填充树脂R来进行成形，所述模具2由利用合模装置以预定的合模力合模的固定模具2c和可动模具an构成，在进行成形时，使用至少能够随着模具2内的树脂R的固化而实现树脂R的压缩(自然压缩)的合模装置Mc作为合模装置，预先求得并设定注射填充时在可动模具an与固定模具2c之间产生预定的间隙(下面称作模具间隙)Lm且能够进行合格品成形的注射压力(下面称作成形注射压力) Pi和合模力(下面称作成形合模力)Pc,并且，在生产时，利用成形合模力Pc使合模装置Mc 合模，且将成形注射压力Pi作为极限压力I3S设定，驱动注射装置Mi对模具2进行了树脂 R的注射填充后，在经过了预定的冷却时间Tc后进行成形品G的取出。在该情况下，根据发明的优选方式，作为合模装置Mc，能够使用利用合模缸3的驱动压头4使可动模具2移位的直压方式的油压式合模装置。此时，成形合模力Pc能够采用利用与合模缸3连接的油压回路11中的压力传感器12检测出的油压Po，并且该成形合模力Pc能够根据利用油压回路11中的温度传感器13检测出的油温To的大小来进行修正。 另一方面，也可以是，合模装置Mc使用肘式的合模装置并在非锁定状态下进行合模，该肘式的合模装置将支承可动模具an的可动盘84滑动自如地安装于连接杆83…，所述连接杆 83…架设在承压盘82和支承固定模具2c的固定盘81之间，且在承压盘82和可动盘84之间配设肘杆机构85，并且，利用驱动机构部86驱动肘杆机构85来进行可动模具an与固定模具2c的模具开闭。另外，可以是，驱动机构部86构成为具备滚珠丝杠机构87，所述滚珠丝杠机构87使肘杆机构85的十字头mh进退移动；和驱动马达88，所述驱动马达88将旋转输入至所述滚珠丝杠机构87。另一方面，可以是，将成形注射压力Pi和成形合模力Pc设定为，使得可动模具an 与固定模具2C之间的最大时的模具间隙(下面称作成形间隙)Lmp为0. 03 0. 30[mm]。 而且，可以是，将成形注射压力Pi和成形合模力Pc设定为，在经过冷却时间Tc后的可动模具an与固定模具2c之间产生预定的残留间隙Lmr，并且该残留间隙Lmr以比成形间隙Lmp 小为条件，从0.01 0.10[mm]中选定。并且，可以是，将成形注射压力Pi设定为，在注射填充时在可动模具an与固定模具2c之间产生间隙Lm且能够进行合格品成形的最小值或者接近该最小值的值。另一方面，可以是，对于注射装置Mi的注射速度Vd设定速度界限值 VL。发明效果根据通过这种手法实现的本发明涉及的注射成形机M的成形方法，起到如下的显
著效果。(1)预先求得并设定注射填充时在可动模具ail与固定模具2c之间产生预定的模具间隙Lm且能够进行合格品成形的成形注射压力Pi和成形合模力Pc，并且，在生产时，利用成形合模力Pc使合模装置Mc合模，且将成形注射压力Pi作为极限压力I^s设定，并驱动注射装置Mi对模具2进行树脂R的注射填充，因此能够对填充于模具2中的树脂R始终赋予设定的成形注射压力Pi。其结果是，能够利用恒定的成形合模力Pc与恒定的成形注射压力Pi的相对的力的关系产生预定的模具间隙Lm，并且在树脂R的注射填充完成后也能够产生基于成形合模力Pc的自然压缩，能够确保成形品G的高度的品质和均质性。因此，最适合于具有温度或压力等容易敏感地受到影响的特性的低粘性的树脂R的成形。(2)由于设定成形注射压力Pi和成形合模力Pc即可，因此无需相互影响的、以注射速度、速度切换位置、速度压力切换位置、注射压力、保持压力等要求准确性的注射条件为首的、包括要求准确的计量的计量值等计量条件的各种成形条件的设定。因此，能够实现成形条件的简单化以及设定容易化，进而能够实现品质管理的容易化，并且能够使生产时的动作控制也容易进行。而且，无需对注射速度的多级控制和对保持压力的控制等一连串的控制等，实现了成形循环时间的缩短，并且能够提高量产性和经济性。(3)根据优选的方式，使用利用合模缸3的驱动压头4使可动模具an移位的直压方式的油压式合模装置作为合模装置Mc的话，能够直接利用合模装置Mc自身的油压动作， 使模具2内的树脂R进行自然压缩，因此能够可靠地实现良好的自然压缩，并且也有助于控制的容易化。(4)根据优选的方式，成形合模力Pc采用利用与合模缸3连接的油压回路11中的压力传感器12检测出的油压Po的话，能够容易地进行成形合模力Pc相关的设定。而且， 由于无需作为绝对值的准确的成形合模力Pc的设定，所以能够进行误差因素更少的高精度的动作控制。(5)根据优选的方式，根据利用油压回路11中的温度传感器13检测出的油温To 的大小来对成形合模力Pc进行修正的话，能够排除由温度偏差等引起的油温To的影响，因此能够将成形合模力Pc始终维持恒定。因此，能够实现动作控制的进一步高精度化和稳定化，能够有助于成形品G的高度的品质和均质性。(6)根据优选的方式，合模装置Mc使用肘式的合模装置Mc并在非锁定状态下进行合模，该肘式的合模装置Mc将支承可动模具ail的可动盘84滑动自如地安装于连接杆 83…，所述连接杆83…架设在承压盘82和支承固定模具2c的固定盘81之间，且在承压盘 82和可动盘84之间配设肘杆机构85，并且，利用驱动机构部86驱动肘杆机构85来进行可动模具加与固定模具2c的模具开闭，这样的话，即使是在原本的使用形态下无法实现自然压缩的肘式的合模装置Mc，也能够通过在非锁定状态下进行合模而进行自然压缩，从而能够实现本发明涉及的成形方法，并且能够享受到基于该成形方法的上述的各种作用效果。(7)根据优选的方式，驱动机构部86构成为具备滚珠丝杠机构87，所述滚珠丝杠机构87使肘杆机构85的十字头mh进退移动；和驱动马达88，所述驱动马达88将旋转输入至所述滚珠丝杠机构87，这样的话，不仅油压式合模装置Mc，对于电动式合模装置Mc也能够同样地实施本发明涉及的成形方法，因此能够提高通用性和发展性(应用性)。(8)根据优选的方式，将成形注射压力Pi和成形合模力Pc设定为，使得可动模具 ail与固定模具2c之间的最大时的成形间隙Lmp为0. 03 0. 30[mm]，这样的话，能够容易且可靠地实现从排除不良成形品和良好的排气的观点出发的最佳化。(9)根据优选的方式，将成形注射压力Pi和成形合模力Pc设定为，在经过冷却时间Tc后的可动模具an与固定模具2c之间产生预定的残留间隙Lmr，这样的话，能够可靠地进行模具2的模腔内的树脂R的自然压缩。(10)根据优选的方式，残留间隙Lmr以比成形间隙Lmp小为条件，从0. 01 0. 10 [mm]中选定，这样的话，能够容易且可靠地实现从确保成形品G的高度的品质和均质性的观点出发的最佳化。(11)根据优选的方式，将成形注射压力Pi设定为，在注射填充时在可动模具ail 与固定模具2c之间产生成形间隙Lm且能够进行合格品成形的最小值或者接近该最小值的值，这样的话，与此相伴地，能够将成形合模力Pc也设定为最小值或接近该最小值的值，因此从提高节能性的观点出发能够得到最佳的性能，并且能够实现对机构部件等的保护以及长寿命化。(12)根据优选的方式，对于注射装置Mi的注射速度Vd设定速度界限值VL，这样的话，即使在万一注射速度Vd过快的情况下，也能够实现对模具2和螺杆等的机械式的保护。
图1是用于说明本发明的最佳实施方式涉及的成形方法的设定时的处理步骤的流程图。图2是用于说明该成形方法的生产时的处理步骤的流程图。图3是实施该成形方法所使用的具备直压方式的油压式合模装置的注射成形机的结构图。图4是该注射成形机的主要部分中的控制系统的系统框图。图5是表示用于说明该成形方法的设定时的处理的与合模力对应的成形品的优劣结果的数据表。图6是该成形方法的生产时的与时间对应的注射压力、注射速度和模具间隙的变化特性图。图7是示出该成形方法的模具的状态的示意图。图8是通过该成形方法成形的成形品的状态说明图。图9是通过背景技术涉及的成形方法成形的成形品的状态说明图。图10是本发明的变更实施方式涉及的成形方法所使用的具备肘式合模装置的注射成形机的结构图。图11是在采用该成形方法的情况下与时间对应的模具间隙的变化特性图。标号说明2 模具；2c 固定模具；2m 可动模具；3 合模缸；4 驱动压头；11 油压回路；12 压力传感器；13 温度传感器；81 固定盘；82 承压盘；83 连接杆；84 可动盘；85 肘杆机构；86 驱动机构部；87 滚珠丝杠机构；88 驱动马达；M 注射成形机；Mc 合模装置；Mi 注射装置；R 树脂；Lm 预定的间隙(模具间隙)；Lmp 最大时的模具间隙(成形间隙)； Lmr 残留间隙；Pi 成形注射压力；Pc 成形合模力；I3S 极限压力；G 成形品；Vd 注射速度；VL 速度界限值；mh 十字头(cross head)。
具体实施例方式接下来，列举本发明涉及的最佳实施方式并基于附图详细地说明。首先，参考图3和图4说明能够实施本实施方式的成形方法的注射成形机M的结构。在图3中，标号M为注射成形机，其具备注射装置Mi和合模装置Mc。注射装置Mi 具备加热筒21，所述加热筒21在前端具有注射喷嘴21η且在后部具有漏斗21h，将螺杆22 插入该加热筒21的内部，并且将螺杆驱动部23配设在加热筒21的后端。螺杆驱动部23 具备内置有单杆式的注射压头25的注射缸(油压缸)24，突出到注射压头25的前方的压头杆25r与螺杆22的后端结合。而且，安装于注射缸M的计量马达(油马达)26的轴与注射压头25的后端花键结合。标号27表示注射装置移动缸，所述注射装置移动缸通过使注射装置Mi进退移动来进行相对于模具2的喷嘴接触或解除该喷嘴接触。由此，注射装置 Mi能够使注射喷嘴21η与模具2进行喷嘴接触，从而向模具2的模腔内注射填充熔融(可塑化)了的树脂R。另一方面，合模装置Mc采用能够利用合模缸(油压缸)3的驱动压头4使可动模具an移位的直压方式的油压式合模装置。合模装置Mc采用这种油压式合模装置的话，能够在注射填充时借助注射压力使可动模具an移位，从而产生必要的模具间隙Lm(Lmp、Lmr)。 合模装置Mc具有位置固定且分离配设的固定盘观和合模缸3，并且合模装置Mc具有可动盘30，所述可动盘滑动自如地安装于多个连接杆四…，所述多个连接杆四…架设于固定盘 28与合模缸3之间，压头杆4r的末端固定于该可动盘30，所述压头杆4r从合模缸3的驱动压头4向前方突出。而且，在固定盘观安装固定模具2c，并且在可动盘30安装可动模具an。所述固定模具2c和可动模具an构成模具2。由此，合模缸3能够对模具2进行模具开闭和合模。另外，标号31表示推出缸，所述推出缸在打开模具2时将附着于可动模具 an的成形品G(图7)推出。另一方面，标号11是油压回路，所述油压回路具备阀回路37和作为油压驱动源的可变排出型油压泵36。油压泵36具备泵部38和驱动该泵部38旋转的伺服马达39。标号 40表示检测伺服马达39的转速的回转式编码器。而且，泵部38内置有由斜板型活塞泵构成的泵机体41。因此，泵部38具备斜板42，当斜板42的倾斜角(斜板角)增大时，泵机体 41中的泵活塞的冲程增长，排出流量增加，并且，当斜板角减小时，该泵活塞的冲程缩短，排出流量减少。因此，通过将斜板角设定为预定的角度，能够将排出流量(最大容量)设定成固定为预定大小的固定排出流量。在斜板42附设有控制缸43和复位弹簧44，并且控制缸 43经由切换阀(电磁阀)45而与泵部38 (泵机体41)的排出口连接。由此，能够通过对控制缸43进行控制来改变斜板42的角度(斜板角)。并且，泵部38的吸入口与油箱46连接，并且泵部38的排出口与阀回路37的一次侧连接，并且阀回路37的二次侧与注射成形机M中的注射缸24、计量马达沈、合模缸3、推出缸31以及注射装置移动缸27连接。因此，在阀回路37具备分别与注射缸M、计量马达沈、合模缸3、推出缸31和注射装置移动缸27连接的切换阀(电磁阀)。另外，各切换阀分别以一个或两个以上的阀部件为主，由必要的附属油压部件等构成，并且至少具有对注射缸M、计量马达沈、合模缸3、推出缸31和注射装置移动缸27进行工作油的供给、停止、排出涉及的切换功能。由此，若对伺服马达39的转速进行可变控制的话，能够使可变排出型油压泵36的排出流量和排出压力可变，基于这一点，能够对上述的注射缸对、计量马达沈、合模缸3、推出缸31和注射装置移动缸27进行驱动控制，并且能够进行成形循环中的各动作工序的控制。这样，使用能够通过斜板角的变更来设定固定排出流量的可变排出型油压泵36的话， 能够将泵容量设定为预定大小的固定排出流量(最大容量)，并且能够以固定排出流量为基础使排出流量和排出压力可变，因此能够容易且顺畅地实施控制系统的控制。另一方面，标号51是成形机控制器，其附属有显示器52。在显示器52附设有触摸面板，通过该触摸面板能够进行各种设定操作和选择操作等。上述的伺服马达39与内置于成形机控制器51的伺服放大器53 (图4)连接，并且阀回路37与成形机控制器51的控制信号输出口连接。而且，回转式编码器40与成形机控制器51的输入口连接。并且，在油压回路11中的阀回路37的一次侧连接有检测油压的压力传感器12，还连接有检测油温的温度传感器13，压力传感器12和温度传感器13与成形机控制器51的控制信号输出口连接。如图4所示，成形机控制器51包括控制器主体55和上述的伺服放大器53作为主要部分。控制器主体55具备内置有CPU和内部存储器等硬件的计算机功能。因此，在内部存储器保存有用于执行各种运算处理和各种控制处理(顺序控制)的控制程序(软件)55p， 并且包括存储各种数据(数据库)类的数据存储器阳111。控制程序55p包括用于实现本实施方式涉及的成形方法的至少一部分的控制程序。而且，伺服放大器53具备压力补偿部 56、限速器57、旋转速度补偿部58、扭矩补偿部59、电流检测部60和速度转换部61，由控制器主体55对压力补偿部56赋予成形注射压力Pi (极限压力Ps)或者成形合模力Pc，并且对限速器57赋予速度界限值VL。由此，从压力补偿部56输出经过了压力补偿的速度指令值，并赋予至限速器57。该速度指令值由极限压力I^s限制，并且从限速器57输出的速度指令值由速度界限值VL限制。而且，从限速器57输出的速度指令值被赋予至旋转速度补偿部58，并且从该旋转速度补偿部58输出的扭矩指令值被赋予至扭矩补偿部59。接着，从扭矩补偿部59输出的马达驱动电流被供给到伺服马达39，从而伺服马达39被驱动。另外，由回转式编码器40得到的编码器脉冲通过速度转换部61转换为速度检测值并被赋予至旋转速度补偿部58，由此，对旋转速度进行小回路(minor loop)的反馈控制。接着，参照图3 图9并且依照图1和图2所示的流程图说明本实施方式涉及的成形方法。首先，本实施方式涉及的成形方法的概要为，(A)预先求得在生产时使用的成形合模力Pc和成形注射压力Pi，并且作为成形条件设定。此时，采用如下条件(χ)在注射填充时，在固定模具2c和可动模具ail之间产生适当的模具间隙(自然间隙)Lm，(y)成形品G不会产生毛边、气孔、翘曲等成形不良。而且，考虑到排气和树脂R的压缩(自然压缩)，并且考虑到最大时的模具间隙即成形间隙Lmp和经过了冷却时间Tc后的模具间隙即残留间隙Lmr，自然间隙Lm以满足如下各容许范围为条件(xa)成形间隙 Lmp 为 0. 03 0. 30 [mm]，(xb)残留间隙 Lmr 为 0. 01 0. 10 [讓]。(B)在生产时，利用设定好的成形合模力Pc进行合模，并将成形注射压力Pi作为极限压力设定，按照这样的成形条件单纯地注射树脂R。因此，根据这种成形方法，在注射填充时，在模具2产生自然间隙Lm和自然压缩(Lm-Lr)。其结果是，即使由注射装置Mi注射填充的树脂R的动作不稳定，合模装置Mc也能够适应不稳定的树脂R的动作，从而得到具有高度的品质和均质性的成形品G。接着，说明具体的处理步骤。首先，预先求得作为成形条件的成形注射压力Pi和成形合模力Pc，并且设定为成形条件。在图1中，示出了用于说明求得并设定成形注射压力 Pi和成形合模力Pc的处理步骤的流程图。首先，对作为注射装置Mi侧的注射条件的注射压力进行初始设定。此时的注射压力能够基于注射装置Mi的能力(驱动力)来设定(步骤Si)。在该情况下，注射压力能够通过利用与注射缸M连接的油压回路11中的压力传感器12检测出的油压Po来求得。由于注射压力不必作为绝对值而准确地求出，因此可以使用检测出的油压Po的大小，也可以通过运算转换为注射压力来使用。而且，对作为合模装置Mc侧的合模条件的合模力进行初始设定。此时的合模力能够基于合模装置Mc的能力(驱动力)来设定(步骤S2)。在该情况下，合模力能够通过利用与合模缸3连接的油压回路11中的压力传感器12检测出的油压Po来求得。由于合模力不必作为绝对值而准确地求出，因此可以使用检测出的油压Po的大小，也可以通过运算转换为合模力来使用。另外，油压回路U通过阀回路37进行切换， 在合模时作为合模装置Mc侧的油压回路发挥功能，并且在注射时作为注射装置Mi侧的油压回路发挥功能。采用这种油压Po作为注射压力和合模力的话，能够容易地进行与成形合模力Pc和成形注射压力Pi相关的设定。而且，由于无需作为绝对值的准确的成形合模力 Pc和成形注射压力Pi的设定，所以能够进行误差因素更少的高精度的动作控制。接下来，通过对初始设定好的合模力进行最佳化处理来求得生产时使用的成形合模力Pc，并且通过对初始设定好的注射压力进行最佳化处理来求得生产时使用的成形注射压力Pi (步骤S3、S4)。参照图5说明对合模力和注射压力进行最佳化的方法的一例。在示例的情况下，初始设定好的合模力为40[kN]。使用初始设定好的合模力和注射压力进行尝试成形的结果如图5所示，成形间隙Lmp和残留间隙Lmr均为0。即，由于合模力大，因此不会产生毛边(◎)，但气孔、翘曲、排气方面均为不良(▲▲▲)。因此，如图5所示，通过使合模力的大小和注射压力的大小阶段性地降低，并在各个阶段进行尝试成形，从而测定固定模具2c和可动模具ail之间的模具间隙Lm(Lmp、Lmr)， 并且观察成形品G的优劣状态(步骤S5、S6)。图5示出了其结果。另外，在图5中，虽然没有注射压力的数据，但注射压力的最佳化以在注射填充时在可动模具an与固定模具2c之间产生成形间隙Lm且能够进行合格品成形为条件，将可设定的最小值或接近该最小值的值作为成形注射压力Pi。因此，具体来说，如图5所示，在变更(降低)合模力后，适当地也变更(降低)注射压力，从而能够选择在开始不能对模具2 正常填充树脂R之前的大小。作为成形注射压力Pi选择这种最小值或者接近该最小值的值的话，与此相伴，能够将成形合模力Pc也设定为最小值或接近该最小值的值，因此从提高节能性的观点出发能够得到最佳的性能，并且能够实现对机构部件等的保护以及长寿命化。并且，求得的成形注射压力Pi被设定为相对于生产时的注射压力的极限压力Ps (步骤 S7)。另一方面，在图5的各阶段中，在利用假想线框围起的14、15、16 [kN]的合模力时，成形间隙Lmp和残留间隙Lmr均满足容许范围。即，成形间隙Lmp满足0. 03 0. 30 [mm] 的容许范围，进而也满足0.03 0.20[mm]的容许范围。而且，残留间隙Lmr满足0. 01 0. 10 [mm]的容许范围，进而也满足0.01 0.04[mm]的容许范围。而且，毛边、气孔和翘曲均不会发生(◎)，并且能够良好地进行排气，满足了得到合格成形品这样的条件。因此，成形合模力Pc能够从三个合模力14、15、16[kN]中选择并设定。并且，所选择的合模力被设定为生产时进行合模时的成形合模力Pc。另外，在图5的情况下，成形间隙Lmp满足0. 03 0. 20[mm]的容许范围，并且残留间隙Lmr满足0. 01 0. 04[mm]的容许范围，由此能够得到不产生毛边的最佳成形品， 但毛边能够在成形品取出后除去，并且也有即使存在少量毛边也能够作为合格品使用的情况，因此也并不是说在图5中以(〇)或(Δ)示出的产生少量的毛边即为不合格品。因此，考虑到图5所示的结果，根据成形品G的种类也可以选择由假想线框^is围起的合模力 12,13[kN]。即，只要成形间隙Lmp满足0. 03 0. 30[mm]的容许范围，并且残留间隙Lmr 满足0. 01 0. 10 [mm]的容许范围，就能够得到合格成形品。图5是用于说明本实施方式涉及的成形方法中的成形合模力Pc与成形注射压力 Pi的设定方法的实验性的数据。因此，在实际的设定时，例如将合模力如40、30、20、10等这样地通过数次左右的变更实施，求得目标成形合模力Pc和成形注射压力Pi。而且，合模力和注射压力的大小也可以由操作者任意地设定，还可以并用注射成形机M所具备的自动调整功能等且自动或半自动地求得。在利用自动调整功能的情况下，能够容易地求得将要产生毛边之前的合模力。另一方面，对于注射装置Mi的注射速度Vd设定速度界限值VL (步骤S9)。该速度界限值VL并非一定要设定，但通过设定该速度界限值VL，即使万一注射速度Vd过快的情况下，也能够实现对模具2和螺杆22等进行机械式的保护。因此，将速度界限值VL设定为能够实现对模具2和螺杆22等进行机械式的保护的大小。并且，进行其他必要事项的设定(步骤S10)。示例的注射成形机M具备修正功能， 所述修正功能根据利用油压回路11中的温度传感器13检测出的油温To的大小对成形合模力Pc进行修正。该修正功能是用于排除由温度偏差等引起的油温To对成形合模力Pc 的影响的功能，由于能够始终维持成形合模力Pc恒定，因此能够实现动作控制的进一步高精度化和稳定化，并且有助于成形品G的高度的品质和均质性。因此，作为其他必要事项的设定，能够应用对在利用修正功能进行修正时使用的修正系数等。接着，说明生产时的具体的处理步骤。图2示出了用于说明使用成形注射压力Pi 和成形合模力Pc的生产时的处理步骤的流程图。首先，通过阀回路37的切换和伺服马达39的控制，驱动注射装置Mi的计量马达 26，使树脂R可塑化来进行注射准备(步骤S21)。在本实施方式涉及的成形方法中，无需如一般的成形法那样准确地计量树脂R的计量工序。即，进行一般的计量工序中的计量动作， 但不进行用于得到准确的计量值的计量控制。可以说是在树脂R不足之前追加树脂R的动作。而且，通过阀回路37的切换和伺服马达39的控制，驱动合模装置Mc的合模缸3，以使合模力成为成形合模力Pc的方式对模具2进行合模(步骤S2》。此时的模具2的状态在图7的(a)所示。接下来，通过阀回路37的切换和伺服马达39的控制，驱动注射装置Mi的注射缸 24,从图6所示的注射开始时刻ts起进行树脂R的注射(步骤S2!3)。在该情况下，使螺杆 21按照额定动作前进即可，无需对螺杆21进行速度控制和压力控制。由此，将加热筒22内的可塑化熔融了的树脂R填充到模具2的模腔内(步骤S24)。如图6所示，伴随着树脂R 的填充，注射压力Pd上升。接着，注射压力Pd接近极限压力Ps，当达到极限压力I^s后，进行用于将注射压力Pd维持在极限压力I^s的控制，即进行防止过冲(overshoot)的控制，从而将注射压力Pd维持在极限压力Ps (成形注射压力Pi)(步骤S25、S26)。因此，在注射动作中进行的是实质上的一压控制。另外，在图6中，标号Vd表示注射速度。而且，通过使树脂R充满模具2的模腔内，模具2被树脂R加压，从而在固定模具 2c和可动模具an之间产生模具间隙Lm，并且在最大时产生成形间隙Lmp (步骤S27)。根据预先设定的成形合模力Pc和成形注射压力Pi，该成形间隙Lmp处于0. 03 0. 30 [mm]的容许范围，优选处于0. 03 0. 20 [mm]的容许范围，从而进行良好的排气，并且进行排除了不良情况的合格品成形。此时的模具2的状态在图7的(b)中示出。另一方面，随着时间的经过，模具2的模腔内的树脂R的固化发展，并且与该固化相伴地进行树脂R的压缩(自然压缩)(步骤S28)。接着，在经过了设定的冷却时间Tc后，通过阀回路37的切换和伺服马达39的控制，驱动合模缸3，使可动模具ail后退，从而进行开模，并且通过阀回路37的切换和伺服马达39的控制，驱动推出缸31，将附着于可动模具an的成形品G推出(步骤S29、S30)。由此，取出成形品G，完成一个成形循环。另外，冷却时间Tc能够作为自注射开始时刻ts起的经过时间而预先设定。而且，如图6所示，在经过了冷却时间Tc的时刻te，借助树脂R的自然压缩，通过预先设定的成形合模力Pc和成形注射压力Pi，固定模具2c与可动模具an之间的残留间隙Lmr处于0. 01 0. 10[mm]的容许范围，优选处于0. 01 0. 04[mm]的容许范围，从而可靠地进行模具2的模腔内的树脂R的自然压缩，并且确保了成形品G的高度的品质和均质性。此时的模具2的状态在图7的(c)中所示。此后，在继续进行接下来的成形的时候，同样地，使树脂R可塑化来进行注射准备，并且此后同样地进行合模、注射、冷却等处理即可(步骤S31、S21、S22···)。因此，根据这样的本实施方式涉及的注射成形机M的成形方法，预先求得并设定在注射填充时在可动模具an与固定模具2c之间产生预定的模具间隙Lm且能够进行合格品成形的成形注射压力Pi和成形合模力Pc，并且在生产时，利用成形合模力Pc使合模装置 Mc合模，且将成形注射压力Pi作为极限压力I^s设定，并驱动注射装置Mi进行了树脂R向模具2的注射填充，因此能够对填充于模具2的树脂R始终赋予设定的成形注射压力Pi。 其结果是，能够利用恒定的成形合模力Pc与恒定的成形注射压力Pi的相对的力的关系产生预定的模具间隙Lm，并且在树脂R的注射填充完成后也能够基于成形合模力Pc产生自然压缩，能够确保成形品G的高度的品质和均质性。因此，最适合具有温度或压力等容易敏感地受到影响的特性的低粘性的树脂R的成形。特别地，由于使用利用合模缸3的驱动压头 4使可动模具an移位的直压方式的油压式合模装置作为合模装置Mc，因此能够直接利用合模装置Mc自身的油压动作，使模具2内的树脂R进行自然压缩，由此能够可靠地实现良好的自然压缩，并且也有助于控制的容易化。图8示出了利用本实施方式涉及的成形方法成形的成形品G的状态，图9的(a)、 (b)示出了利用在模具2不产生模具间隙Lm地进行成形的一般的成形方法成形的成形品 G的状态作为比较例。此时，假设成形品G的形状为包括图8和图9所示那样的厚度Dw为 2 [mm]的板部Gw和与该板部Gw呈直角地设置的厚度Dwr为2 [mm]的肋部Gwr的情况。在该情况下，在一般的成形方法中，如图9的(a)所示，在板部Gw的上表面Gwf产生沿肋部 Gwr的凹状的气孔Gwfe。其产生原因是，由于肋部Gwr的体积比较大，因此在模具2的模腔容积维持恒定的情况下，当填充于模腔内的树脂R固化、体积减小时，该减少的量成为凹状的气孔Gwfe。因此，在一般的成形方法中，为了避免气孔Gwfe的产生，不得不如图9的(b) 所示地设计成厚度Gwrs为1 [mm]左右的薄的肋部Gwrs，从而导致无法对板部Gw确保足够的强度等的不良情况。与此相对，在采用本发明涉及的成形方法的情况下，如图8所示，即使是在厚度Dw 为2 [mm]的板部GW设置厚度Dwr为2 [mm]的肋部Gwr的情况下，由于在生产时，利用成形合模力Pc将合模装置Mc合模，且将成形注射压力Pi作为极限压力I^s设定，并驱动注射装置Mi来进行向模具2的树脂R的注射填充，因此对于填充到模具2的树脂R能够始终赋予设定的成形注射压力Pi，并且在树脂R的注射填充结束后也能够产生基于成形合模力Pc的自然压缩。因此，如图8所示，在板部Gw的上表面Gwf完全不会产生气孔Gwfe，能够确保良好的平坦性(平面性)，并且能够确保成形品的高度的品质和均质性。并且，根据本发明涉及的成形方法，由于设定成形注射压力Pi和成形合模力Pc即可，因此无需相互影响的、以注射速度、速度切换位置、注射压力、保持压力等要求准确性的注射条件为首的、包括要求准确的计量的计量值等计量条件的各种成形条件的设定。因此， 能够实现成形条件的简单化以及设定容易化，进而能够实现品质管理的容易化，并且能够使生产时的动作控制也容易进行。而且，无需对注射速度的多级控制和对保持压力的控制等一连串的控制等，实现了成形循环时间的缩短，并且能够提高量产性和经济性。接着，参照图10和图11对本发明的变更实施方式涉及的成形方法进行说明。变更实施方式涉及的成形方法为，注射成形机M的合模装置Mc使用肘式的合模装置Mc并在非锁定状态下进行合模，该肘式的合模装置Mc将支承可动模具an的可动盘84 滑动自如地安装于连接杆83…，所述连接杆83…架设在承压盘82和支承固定模具2c的固定盘81之间，且在承压盘82和可动盘84之间配设肘杆机构85，并且，利用驱动机构部86 驱动肘杆机构85来进行可动模具an与固定模具2c的模具开闭。在图10中示出肘式的合模装置Mc。该合模装置Mc具备分离配设的固定盘81和承压盘82，固定盘81固定在未图示的机座上，并且承压盘82以能够进退移动的方式支承在该机座上。在固定盘81和承压盘82之间架设有四根连接杆83…，各连接杆83…的前端固定于固定盘81，并且各连接杆83…的后端贯穿承压盘82。另一方面，在连接杆83…以滑动自如的方式安装有可动盘84。该可动盘84支承可动模具2m，并且固定盘81支承固定模具 2c，可动模具an与固定模具2c构成模具2。并且，在承压盘82和可动盘84之间配设肘杆机构85。肘杆机构85具有轴支承于承压盘82的一对第一连杆ma、ma、轴支承于可动盘84 的一对输出连杆mc、mc、以及结合于第一连杆ma、ma与输出连杆mc、mc的支轴的一对第二连杆mb、mb，第二连杆mb、mb轴支承于十字头mh。而且，在承压盘82和十字头mh之间配设有驱动机构部86。驱动机构部86具备滚珠丝杠机构87，所述滚珠丝杠机构87具有滚珠丝杠部87s，其被转动自如地支承在承压盘 82 ；和滚珠螺母部87η，其与所述滚珠丝杠部87s螺合且与十字头mh —体地设置，并且所述驱动机构部86具备驱动滚珠丝杠部87s旋转的旋转驱动部89。旋转驱动部89具备驱动马达88，其采用伺服马达；回转式编码器88e，其附设于所述驱动马达88并检测该驱动马达88的转速；和旋转传递机构部90，其采用正时带，将驱动马达88的旋转轴的旋转传递至滚珠丝杠部87s。由此，当使驱动马达88动作时，通过滚珠丝杠部87s旋转，滚珠螺母部87η 进退移动。其结果是，与滚珠螺母部87η —体的十字头mh进退移动，肘杆机构85屈曲或者伸长，可动盘84向开模方向(后退方向)或者闭模方向(前进方向)进退移动。这样，驱动机构部86构成为具备滚珠丝杠机构87，所述滚珠丝杠机构87使肘杆机构85的十字头 mh进退移动；和驱动马达88，所述驱动马达88向所述滚珠丝杠机构87输入旋转，这样的话，不仅油压式合模装置Mc，对于电动式合模装置Mc也能够同样地实施本发明涉及的成形方法，因此能够提高通用性和发展性(应用性)。另一方面，在承压盘82附设有模具厚度调整装置91。模具厚度调整装置91构成为在四根连接杆83…的后端侧形成螺纹部92···，并在各螺纹部92…分别螺合调整螺母 93…。由此，当使各调整螺母93…旋转时，由于各调整螺母93…相对于螺纹部92…相对移位，因此能够使承压盘82进退移动。并且，在承压盘82的侧面安装有采用齿轮传动马达的模具厚度调整马达94，该模具厚度调整马达94作为使承压盘82移动的驱动源。该模具厚度调整马达94具备马达部，其由设于中间部的感应马达构成；减速齿轮机构，其设于前半部，从而所述马达部的旋转输入到该减速齿轮机构；和马达制动部94b，其设于后半部，从而对马达轴进行位置锁定或者解除锁定，并且在模具厚度调整马达94的后端附设有检测马达轴的转速的回转式编码器94e。利用成形机控制器51对该模具厚度调整马达94进行开环控制。因此，对目标位置的位置控制成为开环控制，当到达目标位置时进行使模具厚度调整马达94停止的控制。另一方面，从模具厚度调整马达94的前端面突出的旋转输出轴的旋转通过旋转传递机构部95传递到各调整螺母93…。由此，使模具厚度调整马达94动作的话，各调整螺母93…转动，且沿连接杆83…的螺纹部92…进退移动，因此承压盘82也进退移动，从而其前后方向位置被调整。另外，标号51是成形机控制器，该成形机控制器51 与合模马达88、回转式编码器88e、模具厚度调整马达94、马达制动部94b和回转式编码器 94e连接。在实施使用具备这样的结构的肘式合模装置Mc的变更实施方式的成形方法时， 能够通过在非锁定状态下进行合模来实施。即，在锁定状态的情况下，如图10所示，肘杆机构85处于完全延伸开的状态，由树脂压力产生的模具2的打开基本依赖于连接杆83…的伸长。因此，设该锁定状态下的可动模具an的模具位置X为0 [mm]，并且对驱动马达88进行驱动控制，通过使肘杆机构85屈曲来使可动模具an的位置向开模方向稍稍后退的话，能够形成非锁定状态，由此，能够利用驱动马达88控制对可动模具an的背压(合模力)。如图11所示，Lmta是可动模具的位置X向开模方向后退0. 8[mm]的情况，Lmtb是可动模具an的位置X向开模方向后退0. 5 [mm]的情况，Lmtu是可动模具的位置X未后退而为 0[mm]的情况。在该情况下，Lmta和Lmtb为非锁定状态，Lmtu为锁定状态。另外，在任意的情况下均将填充树脂R之前的合模力设定为30[% ]。合模力的设定可如下进行对模具厚度调整装置91的模具厚度调整马达94进行驱动控制，使承压盘82向前方移动，并在与合模力为30 ]相当的过盈量的位置停止。在使用这样的肘式合模装置Mc，在与上述的图1和图2所示的成形方法同样的条件下从图11所示的ts时刻起开始树脂R的注射填充的情况下，如图11所示，在Lmtu中， 最大时的成形间隙Lmp达到0. 02 [mm]左右，并且由于完全没有产生残留间隙Lmr，因此无法满足进行本发明涉及的成形方法时的条件。与此相对，在Lmta和Lmtb中，最大时的成形间隙Lmp均超过0. 03 [mm]，满足了 0. 03 0. 30 [mm](优选为0. 03 0. 20 [mm])的容许范围， 并且残留间隙Lmr也超过0.01 [mm]，满足了 0. 01 0. 10 [mm](优选为0. 01 0. 04 [mm]) 的容许范围，从而能够实现本发明涉及的成形方法。这样，作为合模装置Mc使用肘式的合模装置Mc并在非锁定状态下进行合模，该肘式的合模装置Mc将支承可动模具ail的可动盘84滑动自如地安装于连接杆83…，所述连接杆83…架设在承压盘82和支承固定模具2c的固定盘81之间，且在承压盘82和可动盘84 之间配设肘杆机构85，并且，利用驱动机构部86驱动肘杆机构85来进行可动模具an与固定模具2c的模具开闭，这样的话，即使是在原本的使用形态下无法实现自然压缩的肘式的合模装置Mc，也能够通过在非锁定状态下进行合模而进行自然压缩，从而能够实现本发明涉及的成形方法，并且能够享受到基于该成形方法的上述的各种作用效果。以上，对最佳实施方式和变更实施方式详细地进行了说明，但本发明并不限定于这种实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内对细部的结构、形状、数量、方式等任意地变更、追加、消除。例如，优选在经过冷却时间Tc后的可动模具ail和固定模具2c之间产生预定的残留间隙Lmr，但也并不排除不产生残留间隙Lmr的情况。而且，举例示出了成形间隙Lmp处于0. 03 0. 30 [mm]的容许范围、残留间隙Lmr处于0. 01 0. 10 [mm])的容许范围，但并不限定于这些范围，能够根据新的树脂R的种类等进行变更。并且，优选将成形注射压力Pi设定为能够进行合格品成形的最小值或者接近该最小值的值，但也并不排除这样的最小值或接近该最小值的值以外的情况。另一方面，作为成形合模力Pc，示出了采用了利用与合模缸3连接的油压回路11中的压力传感器12检测出的油压Po的情况，但也可以采用合模缸3内的油压，还可采用可动盘(可动模具)等机构部分中的压力。工业上的可利用性本发明涉及的成形方法能够应用于从注射装置Mi对利用合模装置Mc合模后的模具2注射填充树脂R来进行成形的各种注射成形机。
权利要求
1.一种注射成形机的成形方法，该成形方法利用注射装置以预定的注射压力向模具注射填充树脂来进行成形，所述模具由利用合模装置以预定的合模力合模的固定模具和可动模具构成，其特征在于，作为所述合模装置，使用至少能够随着所述模具内的树脂的固化而实现树脂的压缩 (自然压缩)的合模装置，预先求得并设定注射填充时在所述可动模具与所述固定模具之间产生预定的间隙(模具间隙)且能够进行合格品成形的注射压力(成形注射压力)和合模力(成形合模力)，并且，在生产时，利用所述成形合模力使所述合模装置合模，且将所述成形注射压力作为极限压力设定，驱动所述注射装置而对所述模具进行了树脂的注射填充后，在经过了预定的冷却时间后进行成形品的取出。
2.根据权利要求1所述的注射成形机的成形方法，其特征在于，作为所述合模装置，使用利用合模缸的驱动压头使所述可动模具移位的直压方式的油压式合模装置。
3.根据权利要求2所述的注射成形机的成形方法，其特征在于，所述成形合模力采用利用与所述合模缸连接的油压回路中的压力传感器检测出的油压。
4.根据权利要求3所述的注射成形机的成形方法，其特征在于，根据利用所述油压回路中的温度传感器检测出的油温的大小对所述成形合模力进行修正。
5.根据权利要求1所述的注射成形机的成形方法，其特征在于，作为所述合模装置使用肘式的合模装置并在非锁定状态下进行合模，该肘式的合模装置将支承所述可动模具的可动盘滑动自如地安装于连接杆，所述连接杆架设在承压盘和支承所述固定模具的固定盘之间，且在所述承压盘和所述可动盘之间配设肘杆机构，并且，利用驱动机构部驱动所述肘杆机构来进行所述可动模具与所述固定模具的模具开闭。
6.根据权利要求5所述的注射成形机的成形方法，其特征在于，所述驱动机构部具备滚珠丝杠机构，所述滚珠丝杠机构使所述肘杆机构的十字头进退移动；和驱动马达，所述驱动马达将旋转输入至所述滚珠丝杠机构。
7.根据权利要求1所述的注射成形机的成形方法，其特征在于，将所述成形注射压力和所述成形合模力设定为，使得所述可动模具与所述固定模具之间的最大时的所述模具间隙(成形间隙)为0. 03 0. 30[mm]。
8.根据权利要求7所述的注射成形机的成形方法，其特征在于，将所述成形注射压力设定为，在注射填充时在所述可动模具和所述固定模具之间产生所述模具间隙且能够进行合格品成形的最小值或接近该最小值的值。
9.根据权利要求1所述的注射成形机的成形方法，其特征在于，将所述成形注射压力和所述成形合模力设定为，使得在经过所述冷却时间后的所述可动模具与所述固定模具之间产生预定的残留间隙。
10.根据权利要求9所述的注射成形机的成形方法，其特征在于，所述残留间隙以比所述成形间隙小为条件，从0. 01 0. 10[mm]中选定。
11.根据权利要求1所述的注射成形机的成形方法，其特征在于，对所述注射装置的注射速度设定速度界限值。
全文摘要
利用注射装置以预定的注射压力向模具(2)注射填充树脂(R)来进行成形，模具(2)由利用合模装置以预定的合模力合模的固定模具(2c)和可动模具(2m)构成，在进行成形时，使用至少能够随着模具(2)内的树脂(R)的固化而实现树脂(R)的自然压缩的合模装置(Mc)作为合模装置，预先求得并设定注射填充时在可动模具(2m)与固定模具(2c)之间产生预定的模具间隙(Lm)且能够进行合格品成形的成形注射压力(Pi)和成形合模力(Pc)，并且在生产时，利用成形合模力(Pc)使合模装置(Mc)合模，且将成形注射压力(Pi)作为极限压力(Ps)设定，驱动注射装置(Mi)对模具(2)进行了树脂(R)的注射填充后，在经过了预定的冷却时间(Tc)后进行成形品(G)的取出。
文档编号B29C45/80GK102574319SQ20118000428
公开日2012年7月11日 申请日期2011年6月14日 优先权日2010年6月25日
发明者斋藤仁, 春日信一, 村田博文, 箱田隆, 驹村勇 申请人:日精树脂工业株式会社