一种注射制样机合锁模装置及其模具的制作方法

本发明涉及一种注射制样机合锁模装置及其模具，具体涉及利用锁模套的梳状开口斜槽对两个斜块构成的两瓣合模具进行锁模，利用开模板的开口卡槽卡住模具的卡槽进行开模操作。属高分子材料成型机械及模具领域。

背景技术：

传统的合锁模方法有肘杆式合锁模装置，直压式合锁模装置。肘杆式合锁模装置有单肘杆和双肘杆，结构复杂，精度要求高，直压式合锁模装置采样液压缸直压，所需压力高，高压油缸和高速油缸难以兼顾，常采用充液方法解决这一问题，液压系统复杂。这些合锁模装置所使用的模具是标准的两板式和三板式模具，价格非常高，适合于规模化工业生产注塑产品。

中国实用新型专利《一种注塑模具滑块结构》（201220341955.X）是利用斜滑块来进行模具内部的侧向抽芯和锁模；实用新型专利《一种360 度等分式斜楔滑块抽芯模具》（201220330361.9）是把模具沿360度等分，利用斜楔模套对上述多等分的模块进行锁模，也属于在模具内部进行侧向抽芯和锁模，上述方案均不属于注射机的合锁模装置。实用新型专利《斜楔增力合锁模装置》（200420111197.8），特别适合于制品和模具尺寸比较小、制品结构简单、制品批量小、模具成本要求低的场合，该专利的技术方案是利用一个四周封闭的斜套将瓣合模具锁死，模具必须从上述斜套中全部取出才能够人工拿出来，要求合锁模装置的工作行程大。由于模具四周被封闭，难以设置顶出脱模结构，另一方面，当模具取出后，需要手工打开模具，当制品顶出力较大时，手工难以打开模具。

注射制样机属于一种专门用于制样的注塑机，其用途是进行新产品打样，特点是制品数量少、品种多、模具更换频繁。对其基本要求是模具成本低，模具更换方便快捷，因此，往往需要一种简单实用、模具成本低且合模开模非常方便的合锁模装置及其模具。

技术实现要素：

本发明目的是针对背景技术所述问题，设计一种注射制样机合锁模装置及其模具，是利用锁模套的梳状开口斜槽对两个斜块构成的两瓣合模具进行锁模，利用开模板的开口卡槽卡住模具的卡槽进行开模操作，由于是结构极为简单的两片瓣合模具，制作成本非常低，梳状开口斜槽锁模，可以实现极快速度的换模，为无模脚的开放式顶出结构，本发明还实现利用开模板的开口卡槽卡住模具的卡槽实现机械化开模作业，特别适合于新产品打样所需的制品数量少、品种多、模具更换频繁状况，模具的制作成本低、更换方便快捷、简单实用，合模开模非常方便。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种注射制样机合锁模装置及其模具，包括：合锁模装置及模具；所述模具包括：定模（1）和动模（2）；所述定模（1）与动模（2）是二瓣合模具，定模（1）和动模（2）的分型面上，各开设有半圆主流道、半个分流道、半个喷嘴坑；注塑作业时注塑机上的注射喷嘴（8）与对合后的两半个喷嘴坑对齐并压紧；所述动模（2）上设有导柱（3）、还开设有型腔（2.4）；

所述合锁模装置包括：依次分布的锁模套（9）、松模碰杆（10）、松模板（11）、脱模槽板（13）、动力板（12）、带轮座（17）、轴承组件（18）、丝杆（22）、丝母（21）、连接板（16），还包括：拉杆（14）、连杆（15）、马达带轮组件（19）和马达（20）；其特征在于：

所述模具中：

动模（2）的左侧面以及定模（1）的右侧面，均是带槽口的楔形斜面，设定所述斜面相对于分型面的斜度为α，所述槽口是减摩槽；

定模（1）和动模（2）的前、后、上、下侧面均分别与所述分型面垂直；

动模（2）的左侧斜面上有至少二根顶杆（4），所述顶杆（4）的右端套装在动模（2）上，顶杆（4）的左端固连有顶出板（5）；所述顶杆（4）用于通过机械方式将成型后的注塑制品从模具中顶出；

动模（2）的上侧固连有取模杆（6）；

动模（2）的上下两侧还加工有开模卡槽（2.6）；

所述合锁模装置中：

锁模套（9）呈开口梳状，锁模套（9）的中部开有斜槽（9.1），所述斜槽的斜面上均匀的开设有梳状开口槽（9.2）；所述斜槽（9.1）的斜度与定模（1）及动模（2）的斜面斜度α相等，注射时所述斜槽（9.1）用于放置并锁紧合模后的模具；所述梳状开口槽（9.2）是避让槽，当定模（1）和动模（2）置于锁模套（9）中的斜槽（9.1）时，动模（2）上套装的顶杆（4）落入梳状开口槽（9.2）内；松模或锁模时，顶杆（4）随着动模（2）和定模（1）一起前后自由移动；

所述连杆（15）有二根，连杆（15）的一端穿过松模板（11）后与锁模套（9）固连、另一端动力板（12）后与所述连接板（16）固连；所述脱模槽板（13）固定在二根连杆（15）之间；

所述拉杆（14）也有二根，连杆（14）的一端与注塑机连接、另一端与所述动力板（12）固连；所述松模板（11）固定在二根连杆（14）之间，所述松模碰杆（10）固连在松模板（11）的中部；拉杆（14）分列在连杆（15）外侧；

所述带轮座（17）安装在动力板（12）上，所述轴承组件（18）安装在带轮座（17）上，所述丝杆（22）的一端套装在轴承组件（18）中，丝杆（22）的另一端安装在丝母（21）中，丝母（21）定位在连接板（16）内侧；丝杆（22）用于通过连杆（15）驱动锁模套（9）进退，实现锁紧模具或退出模具；

所述马达（20）安装在马达带轮组件（19）上，马达带轮组件（19）定位在动力板（12）上；马达（20）用于驱动丝杆（22）正反向旋转；

所述脱模槽板（13）的中部有带肋条的缺口，所述定模（1）及动模（2）自锁模套（9）中取出后，放置在带肋条的缺口中，且动模（2）中的开模卡槽（2.6）与所述缺口中的肋条是滑动配合。

如上所述一种注射制样机合锁模装置及其模具，其特征在于：所述定模（1）和动模（2）的斜面、斜槽（9.1）上的斜面是光滑斜面，或者是镶嵌有耐磨条的斜面。其有益效果是：可以减小摩擦力，增加耐磨度。

如上所述一种注射制样机合锁模装置及其模具，其特征在于：所述模具中，定模（1）的右侧面，或者是与分型面平行的带槽口平面，所述动模（2）的左侧面是带槽口的楔形斜面，由此构成带单侧楔形斜面的模具。

本发明有益效果是：

⑴本发明采用利用锁模套的梳状开口斜槽对带楔形斜面的两瓣合模具进行锁模，利用开模板的开口卡槽卡住模具的卡槽进行开模操作，该结构极为简单，制作成本非常低。

⑵本发明采用梳状开口斜槽锁模，可以实现极快速度的换模。

⑶本发明采用无模脚的开放式顶出结构，并且利用开模板的开口卡槽卡住模具的卡槽实现机械化开模。

⑷本发明利用丝杆作为合锁模以及脱模的动力，并利用斜面增压锁模，且只有在其动作过程中有动力消耗，故节能效果好。

附图说明

图1是本发明实施例“一种注射制样机合锁模装置及其模具”轴测示意图，其中模具为合模状态；

图2是处于开模状态的二瓣合模轴测示意图；

图3是合锁模装置处于锁模状态示意图；

图4是合锁模装置处于松模状态示意图；

图5是二瓣合模自锁模套（9）中取出，再放置于脱模槽板（13）中准备松模示意图；

图6是二瓣合模在脱模槽板（13）中松模后示意图；

图7是呈开口梳状的锁模套（9）轴测图。

附图中的标记说明：

1—定模，1.1—定模槽口，2—动模，2.4—型腔，2.5—动模槽口，2.6—开模卡槽，3—导柱，4—顶杆，5—顶出板，6—取模杆，8—注射喷嘴；

9—锁模套9.1—斜槽，9.2—梳状开口槽，9.3—螺纹孔，10—松模碰杆，11—松模板，12—动力板，13—脱模槽板，14—拉杆，15—连杆，16—连接板，17—带轮座，18—轴承组件，19—马达带轮组件，20—马达，21—丝母，22—丝杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例作进一步说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内，本技术方案中未详细述及的，均为公知技术。

参见图1～图7，本发明一种注射制样机合锁模装置及其模具，包括：合锁模装置和模具，所述模具是两瓣合模具，包括：定模1和动模2，所述定模1和动模2的分型面上，各开设有半圆主流道、半个分流道、半个喷嘴坑；注塑作业时注塑机上的注射喷嘴8与对合后的两半个喷嘴坑对齐并压紧；所述动模2上设有导柱3、还开设有型腔2.4；动模2的左侧面以及定模1的右侧面，均是带槽口的楔形斜面，所述斜面是光滑斜面或者是镶嵌有耐磨条的斜面，设定所述斜面相对于分型面的斜度为α，所述槽口是减摩槽。定模1和动模2的前、后、上、下侧面均分别与所述分型面垂直。本发明实施例中，动模2的左侧斜面上有四根顶杆4，所述顶杆4的右端套装在动模2带斜面的一侧，顶杆4的左端固连有顶出板5；动模2的上侧固连有取模杆6，该取模杆6是人工把手。动模2的上下两侧还加工有开模卡槽2.6。所述顶杆4用于通过机械方式将成型后的注塑制品从模具中顶出。

所述合锁模装置包括：依次分布的锁模套9、松模碰杆10、松模板11、脱模槽板13、动力板12、带轮座17、轴承组件18、丝杆22、丝母21、连接板16，还包括：拉杆14、连杆15、马达带轮组件19和马达20。锁模套9呈开口梳状，锁模套9的中部开有斜槽9.1，所述斜槽的斜面上均匀的开设有梳状开口槽9.2；所述斜槽9.1的斜度与定模1及动模2的斜度α相等，注塑时所述斜槽9.1用于放置并锁紧合模后的模具。由图3及图4可看出，所述梳状开口槽（9.2）是避让槽，当定模（1）和动模（2）置于锁模套（9）中的斜槽（9.1）时，动模（2）上套装的顶杆（4）落入梳状开口槽（9.2）内，松模或锁模时，顶杆（4）随着动模（2）和定模（1）一起前后自由移动。

所述连杆15有二根，连杆15的一端穿过松模板11后与锁模套9固连、另一端动力板12后与所述连接板16固连；所述脱模槽板13固定在二根连杆15之间。所述拉杆14也有二根，连杆14的一端与注塑机连接、另一端与所述动力板12固连；所述松模板11固定在二根连杆14之间，所述松模碰杆10固连在松模板11的中部；拉杆14分列在连杆15外侧。所述带轮座17安装在动力板12上，所述轴承组件18安装在带轮座17上，所述丝杆22的一端套装在轴承组件18中，丝杆22的另一端安装在丝母21中，丝母21定位在连接板16内侧；丝杆22用于通过连杆15驱动锁模套9进退，实现锁紧模具或退出模具。

所述马达20安装在马达带轮组件19上，马达带轮组件19定位在动力板12上；马达20用于驱动丝杆22正反向旋转，并通过连杆15拉动锁模套8作前后移动。从附图4可看出，当需要微动调节丝杆22时，可通过人力扳手正反向拧动丝杆22顶部实现。

所述脱模槽板13的中部有带肋条的缺口，所述定模1及动模2自锁模套9中取出后，放置在带肋条的缺口中，且动模2中的开模卡槽2.6与所述缺口中的肋条是滑动配合。

优选的，所述定模减摩槽1.1、动模减摩槽2.5和斜槽9.1上可以镶嵌耐磨条，以减小摩擦力，增加耐磨度。

优选的，在实际应用中，所述拉杆14与锁模套9连接处可以增设一个U字形卡条，相当于锁模套9的上部后端位置的缺口封闭起来了，形成一个无缺口的整体锁模套9，由此可防止过大的胀模力使带梳状开口的锁模套9在其开口处胀开。但如果是锁模套9的尺寸足够大，则无需增设所述的U字形卡条。

优选的，所述模具中，定模1的右侧面，或者是与分型面平行的带槽口平面，所述动模2的左侧面是带槽口的楔形斜面，由此构成带单侧楔形斜面的模具。本发明的工作原理如下：

动力板12以及其上的拉杆14是固定不动的，固定在主拉杆14中间的松模板11及其上的松模碰杆10也就固定不动。马达20通过安装于动力板12上的马达带轮组件19和动力带轮座17使套装在动力轴承组件18上的丝杆22作正反向旋转运动，从而使安装有丝母21的连接板16以及连接其上的梳状开口锁模套9作前后移动。

置于锁模套9斜槽9.1中的定模1和动模2作为两个瓣合模拼合成为一个斜面合体模具，并且共用其上的主流道、分流道和喷嘴坑。安装固定在注塑装置（图中未画出）上的注射喷嘴8相当于也是固定的，锁模套9带动定模1和动模2与注射喷嘴8对齐并且以一定的贴合压力贴合，由于斜槽9.1和定模1、动模2存在斜度，故对定模1和动模2产生一个与贴合压力垂直的预锁模力。

随后开始注射物料，定模1和动模2在物料压力作用下发生胀模，设计时，选择一个合适的斜度值，使定模1和动模2相对于斜槽9.1发生自锁，此时不再需要贴合压力，这样就可以利用一个很小的贴合压力得到一个很大的锁模力。

注射并且冷却完成后，放置有定模1和动模2的锁模套9在马达20的驱动下后退，定模1和动模2离开注射喷嘴8并且与固定的松模碰杆10相碰而停止后退，锁模套9继续后退，此时由于松模碰杆10迫使定模1和动模2停止后退，则定模1和动模2会从梳状开口锁模套9的斜槽9.1中松脱，因为斜槽9.1斜面的缘故，只需松脱一点点，定模1和动模2就会与梳状开口锁模套9的斜槽9.1分离并被人工通过取模杆6取出。

如图5和图6所示，松模后，人工从锁模套9中向上取出合模状态的动模2和定模1，再放入带肋条的脱模槽板13中，并保证动模2上的开模卡槽2.6对准脱模槽板13上的肋条后再下滑，使动模2置于脱模槽板13中。然后启动马达20驱动连杆15及其固定在上面的脱模槽板13右移，直到顶出板5碰上松模碰杆10的左端而止动，脱模槽板13继续右移，迫使定模1与动模2分开，顶出板5带动顶杆4把制品顶出。

最后，人工取出则已经分离的定模1、动模2和制品，整个工作过程结束。

本发明实施例中，所述丝杆22可以是普通丝杆或滚珠丝杆，优选滚珠丝杆。

动力轴承组件18和马达带轮组件19的动力连接可以是同步带、三角皮带、齿轮（图中均未画出），优选同步带。

设斜面之间的摩擦系数f，斜度α，满足自锁的条件tan（α）≤f

又设斜面的对边为x，邻边为y，则x:y= tan（α）

故满足自锁的条件为则x:y≤f

锁模力校核：

根据锁模力的大小，计算锁模套9的刚度和强度，其计算模型按照中间固定梁，两侧悬臂梁进行简化，查阅可以得到强度和刚度的计算公式。

本发明的斜面结构使其锁模、松模、脱模的行程都不需要很大，设行程为L，设速度为V，设丝杆导程为t，设贴合压力为F，设马达转速为n，设马达功率为P，据此计算出的动作时间为L/V，丝杆转速为V/t，丝杆扭矩为F*t，马达功率为V *F，预锁模力为F*（y/x）。

由于不同的斜面钢-钢摩擦系数，导致模具在锁模槽中的贴合压力不相同，另一方面合锁模丝杆的导程也可以有微小差别，因此针对该情况需计算出相关的运行数据。以下通过五个具体实施例作进一步详细说明：

实施例一

设定：斜面钢-钢摩擦系数0.08，贴合压力取200kg，锁模力8吨，合锁模丝杆导程5mm。

计算出的x:y≤1:8，预锁模力1600kg，丝杆转速240rpm，丝杆扭矩1.59NM，马达转速1380rpm，马达减速比5.75，马达功率40W，功率很小，节能效果好。

实施例二

设定：斜面钢-钢摩擦系数0.08，贴合压力取300kg，锁模力10吨，合模丝杆导程5mm。

计算出的x:y≤1:8，预锁模力2400kg，丝杆转速240rpm，丝杆扭矩2.39NM，马达转速1380rpm，马达减速比5.75，马达功率60W，功率很小，节能效果好。

实施例三

设定：斜面钢-钢摩擦系数0.1，贴合压力取300kg，锁模力10吨，合模丝杆导程5mm。

计算出的x:y≤1:10，预锁模力3000kg，丝杆转速300rpm，丝杆扭矩2.39NM，马达转速1380rpm，马达减速比4.6，马达功率75W，功率很小，节能效果好。

实施例四

设定：斜面钢-钢摩擦系数0.12，贴合压力取600kg，锁模力20吨，合模丝杆导程5mm。

计算出的x:y≤1:12，预锁模力7200kg，丝杆转速300rpm，丝杆扭矩4.78NM，马达转速1380rpm，马达减速比4.6，马达功率150W，功率较小，节能效果好。

实施例五

设定：斜面钢-钢摩擦系数0.15，贴合压力取900kg，锁模力30吨，合模丝杆导程10mm。

计算出的x:y≤1:12，预锁模力13500kg，丝杆转速180rpm，丝杆扭矩14.33NM，马达转速1380rpm，马达减速比7.7，马达功率270W，功率不大，节能效果好。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。