专利名称：一种分级合模注塑机及其加工方法
技术领域：
本发明属于注塑机技术领域，尤其与一种分级合模注塑机及其加工方法有夫。
背景技术：
已知技术中，注塑机(泛指可将固态转化成流动形态的原料塑造成预定形状的设备)包括机座、安置在机座上的注塑装置、平行设置且可在机座上水平移动的左模板、右模板以及驱动模板移动的合模装置，注塑装置通常由ー个内部设有射料杆的注射压缸和ー个原料筒组成，所述左模板和右模板的对应面上分别设有左模具和右模具，所述左模具和右 模具的腔壁外缘为平整的贴合面，在贴合面上至少择ー开设凹陷腔壁，合模形成模腔，该贴合面通常呈纵向(与开合模的方向垂直，其结构如图7所述)。注塑机在运行时，首先通过合模装置使左模具和右模具完成开合模动作并通过锁模装置使模具在合模エ位时定位，该结构的注塑机使左模具和右模具的贴合面一次直接合拢(贴合)到位，形成的模腔与待加工产品形状、体积相同，通过两模具的贴合面相互密封贴合使得模腔与外界空间隔离；之后，利用注塑装置将定量的且被加热软化成可流动的原料(如塑料)高压注入模腔中，完成注入原料后再通过冷却装置对模腔内的原料降温，使得原料冷却成型，打开模具，取出模件，实现注塑生产。已知技术存在以下缺陷由于左模具和右模具的贴合面紧密贴合后，模腔内部空间与注塑后的产品形状、体积相匹配，受到模腔内部空间大小和原料流动性的影响，产品原料在注入过程中易产生毛刺和缺料的情況，尤其是在生产薄壁产品和使用流动性差的原料时疵品率较高。为此，有人采用提高注塑压カ的方式解决问题，而采用这种方式既会导致锁模装置的负荷增加，进而导致锁模装置容易因机械疲劳而受损，影响使用寿命，还使得注塑装置因注塑压カ的提高导致能耗较大。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种能有效减少注塑产品毛刺和缺料现象以提高产品合格率的分级合模注塑机。本发明的又一目的是提供一种两步法分级合模的注塑加工方法，在不增加能耗的前提下，提高注塑产品的合格率。本发明通过以下方式实现一种分级合模注塑机，包括机座、设置在机座上且可相向移动的左模板和右模板、分别安装在所述左模板和右模板上的左模具和右模具、驱动左模板和右模板移动的合模装置、使左模板和右模板定位的锁模装置以及向左模具和右模具间的模腔中压注原料的注塑装置，所述左模具上沿所述模腔外缘设有环状凸缘，所述右模具上沿所述模腔外缘设有环状凹缘，所述凸缘的凸缘壁与所述凹缘的凹缘壁贴合，其贴合的重叠段形成贴合密封面。本方案改变了现有模具合模时其贴合面呈一体平面的结构，在模腔边缘增设可相互贴合的环状凸缘和凹缘，使得左模具和右模具的贴合面在贴合前有一密封过渡重叠面(形成插接或搭接结构)，即通过凹缘壁和凸缘壁相互匹配贴合，在两模具间形成一密封的模腔，此时的模腔体积略大于待加工产品体积，注塑装置只需较小的压カ即可完成注料工作，待与加工产品体积相同的定量物料被注入模腔后，再使左右模具的贴合面密切贴合，模腔体积逐渐缩小并最终与待加工产品体积相同。左模具和右模具间形成一过渡的贴合密封面，该贴合密封面通常呈横向(与开合模方向平行)，形成模腔与外界间的密封，且密封效果优于纵向的贴合面，并使得物料充盈在模腔中，有效减小原料因流动性差或模腔空间较小而导致产品在模腔中产生毛刺和缺料的现象，没有在注塑过程中增加负荷，有效延长机械使用寿命。作为优选，所述凸缘壁宽度与所述凹缘壁宽度相匹配，且该宽度大于所述贴合密封面的宽度。贴合密封面由凸缘壁和凹缘壁重叠贴合而成，其有效宽度取决于凸缘壁和凹缘壁中的较小宽度，确保模腔在其体积变化过程中的密封性能。作为优选，所述注塑装置包括一带注料杆的注射压缸以及一原料筒，所述注料杆穿过右模板和右模具上的注料孔，并与所述模腔连通，所述注料杆与注料孔间设有一单向阀。当左模具和右模具合模至非贴合的重叠工位时，注射压缸将定量的原料压入注料杆并通过与注料杆连通的注料孔输入模腔中；注料完成后，再使左右模具的贴合面密切贴合，利用单向阀单向输送的特点，有效防止模腔内的原料因模腔体积逐渐变小而溢出，确保原料被顺利挤压输送至模腔的各个角落，有效防止毛刺和缺料的现象。作为优选，所述左模具上设有定位孔，所述右模具上设有与所述定位孔配合的定位销。左模具和右模具间的模腔在合模过程中承受了较大的压力，通过设置定位销和定位孔确保模具的合模精度，防止原料通过因模具错位移动产生的间隙泄漏，还确保凸缘和凹缘相互错位插置时的精确度。作为优选，所述左模具和右模具的侧壁贴合处均设有匹配的限位凹口和凸起。模腔内的压力随着两模具间的距离缩小而增大，通过增设凹口和凸起，确保模具在承受较大压力时也能精确合模。作为优选，所述左模具和右模具中设有冷却装置。冷却装置将模腔内温度较高且呈流动状态的原料冷却降温，加速原料凝固定型，便于缩减循环开合模时间，提高工作效率。一种分级合模注塑机的加工方法，实现所述加工方法的注塑机包括机座、设置在机座上且可相向移动的左模板和右模板、分别安装在所述左模板和右模板上的左模具和右模具、驱动左模板和右模板移动的合模装置、使左模板和右模板定位的锁模装置以及向左模具和右模具间的模腔中压注原料的注塑装置，所述加工方法的特征在于
首先，操作合模装置使所述左模板和右模板做相向的合模运动并使对应的左模具和右模具移动至其凸缘与凹缘贴合的重叠工位；
其次，通过注塑装置向左模具和右模具间形成的模腔内定量注料；
再次，驱动左模具和右模具合模至凸缘和凹缘的贴合面相互贴合的抵触工位；
最后，经冷却装置降温后，操作合模装置开模并取出成型的物料。注塑机在运转过程中，第一步，通过合模装置驱动左模具和右模具合模至非贴合的重叠工位，左模具和右模具的贴合面间留有一定间隙，优选间隙为2-7毫米，两模板间形成一个比待加工产品体积略大的密闭模腔；第二步，通过注塑装置将与待加工产品体积等量的且被加热流化的原料注入模腔中，由于原料体积小于此时的模腔体积，注塑装置只需较低的压力完成注料工作，且较宽阔的腔体空间有利于原料流动；第三步，通过合模装置、驱动左模具和右模继续合模至凸缘和凹缘的贴合面相互贴合的抵触エ位，使得模具间的模腔体积、形状均与待加工产品相匹配，原料经冷却装置降温，再操作合模装置开模并取出产品，实现注塑生产。将现有技术的ー步合模エ序改为ニ步合模エ序，使定量物料先进入比待加工产品体积略大的模腔中，再贴合模具使物料充盈在模腔中，有助于提高注塑产品的合格率。在上述过程中，左模板与右模板、左模具与右模具可以为双向一起移动，也可以为单侧移动，实现合模过程。作为优选，所述左模具和右模具处于重叠エ位时，其贴合面间的距离为2-10毫米。其贴合面间的距离可以根据待加工产品的薄壁厚度或流化原料的流动性而调节变化。本发明的突出有益效果在现有注塑机常规结构的基础上，将现有模具上平整的贴合面改为模腔外缘带凸缘和凹缘的贴合面，使左模具和右模具的贴合面在贴合前有一过渡重叠的贴合密封面(形成插接或搭接结构)，并形成一比待加工产品体积略大的过度模腔，完成注料并合模后，在左模具和右模具间形成ー弯折的贴合面，新增的横向贴合密封面能有效提高模腔与外界间的密封性。本发明的又一有益效果体现在法将现有技术的一歩合 模エ序改为ニ歩合模エ序，使定量物料先进入比待加工产品体积略大的模腔中，再贴合模具使物料充盈在模腔中，注塑装置仅需较小的压カ就可以将原料注入模腔中，且流动性差的原料能在较宽敞的模腔中顺畅流动，有效减小液化原料因流动性差而导致其在模腔中分布不均匀并产生毛刺和缺料的现象，既降低能耗和成本，还减小锁模装置的负荷，延长机械使用寿命。
图I为左右模板处于重叠エ位时的截面结构示意 图2为左右模板处于开模状态时的截面结构示意 图3为左右模板处于抵触エ位时的截面结构示意 图4为模具凸缘壁结构示意 图5为模具凹缘壁结构示意 图6为环形产品及其对应的模具结构示意 图7为现有技术中的模具结构示意图。图中1、机座，2、注塑装置，3、左模板，4、右模板，5、左模具，6、右模具，7、模腔，8、锁模装置，9、凸缘，10、凹缘，11、凸缘壁，12、凹缘壁，13、注料杆，14、注射压缸，15、原料筒，16、注料孔，17、定位孔，18、定位销，19、凹ロ，20、凸起，21、单向阀，22、贴合面。
具体实施例方式下面结合说明书附图和具体实施方式
对本发明的实质性特点作进ー步的说明。如图2所示的一种分级合模注塑机，由机座I、设置在机座I上且可相向移动的左模板3和右模板4、分别安装在所述左模板3和右模板4上的左模具5和右模具6、驱动左模板3和右模板4移动的合模装置、使左模板3和右模板4定位的锁模装置8以及向左模具5和右模具6间的模腔7中压注原料的注塑装置2组成，所述左模具5上沿所述模腔7外缘设有环状凸缘9 (如图4所示，中部模腔为一立方体形状)，所述右模具6上沿所述模腔7外缘设有环状凹缘10 (如图5所示，中部模腔为一立方体形状),所述凸缘9的凸缘壁11与所述凹缘10的凹缘壁12贴合，其贴合的重叠段形成贴合密封面。左模具5和右模具6的贴合面22上沿模腔7边缘分别设有凸缘9和凹缘10，所述凸缘9的凸缘壁11贴合在所述凹缘10的凹缘壁12上，其重叠段形成一个贴合密封面，并以此阻隔模腔与外界连通，确保模腔7的密封性，凸缘和凹缘数量可以为一个，也可以为多个呈齿状，以取得较好密封效果，使得模腔7能通过模具开合移动的方式在密封状态下改变其体积的方案均视为本发明的具体实施方式
。如图4所示，为了使左模板3和右模板4精确合模，本发明通过以下方式实现所述左模具5上设有定位孔17，所述右模具6上设有与所述定位孔17配合的定位销18 ;所述左模具5和右模具6的侧壁贴合处均设有匹配的限位凹口 19和凸起20 ;所述左模具5和右模具6中设有冷却装置。为了提高模腔7的密封效果，所述凸缘壁11宽度与所述凹缘壁12宽度相匹配，且 该宽度大于所述贴合密封面的宽度，随着模具相互合拢，贴合密封面的宽度也逐渐变大，使得密封效果也逐渐增强；所述注塑装置2包括一带注料杆13的注射压缸14以及一原料筒15，所述注料杆13穿过右模板4和右模具6上的注料孔16，并与所述模腔7连通，所述注料杆13与注料孔16间设有一单向阀21，利用单向阀21的单向通过性，有效防止模腔7内物料受压而溢出的现象，在具体生产中，注料杆13穿过左模板3和左模具5上的注料孔16，并与模腔7连通，也应视为本发明的一种具体实施例。所述加工方法的工序是
首先，操作合模装置使所述左模板3和右模板4做相向的合模运动并使对应的左模具5和右模具6移动至其凸缘9与凹缘10贴合的重叠工位(如图I所示)；
其次，通过注塑装置2向左模具5和右模具6间形成的模腔7内定量注料；
再次，驱动左模具5和右模具6合模至凸缘9和凹缘10贴合面22相互贴合的抵触工位(如图3所示)；
最后，经冷却装置降温后，操作合模装置开模并取出成型的物料。注塑机在运转过程中，第一步，操作合模装置并使左模具5和右模具6作合模运动并移动至凸缘9与凹缘10贴合的重叠工位，此时，左模具5和右模具6的贴合面22间留有一定间隙，并在两者内部形成一个比待加工产品体积略大的密闭模腔7，优选间隙为2-7毫米，可以根据实际情况而定；第二步，通过注塑装置2的注料杆13将定量的被加热的流化原料注入比待加工产品体积略大的模腔7中，既降低注塑装置2的注塑压力，减小注射压缸14的工作负荷，也使流化原料在较宽阔的模腔空间中流动更顺畅；第三步，再次操作合模装置使左模具5和右模具6 二次合模至凸缘9和凹缘10贴合面22相互贴合的抵触工位，此时，左模具5和右模具6的贴合面22完全贴合，使得模腔7体积、形状均与待加工产品相匹配，实现产品压制；第四步，模腔7中成型的物料经冷却装置降温后，操作合模装置开模并取出。在实际操作中，左模具5和右模具6处于重叠工位时，其贴合面22间的间距可以根据待加工产品的薄壁厚度或流化原料的流动性而调节变化，优选方案为2-10毫米，当原料液化后的流动性较好或模腔7内的空间较宽时，优先选用较小的间距，当原料液化后的流动性较差或模腔7内空间较窄时,优先选用较大的间距。在具体实施中，当待加工的产品为环状结构时(如图6所示)，模具的贴合面22与模腔7间包含有内外两条环形边界线，且模腔7位于两条环形边界线之间，则模具贴合面22上需要沿着上述两条分界线分别设置对应的凸缘9和凹缘10，以确保模具处于重叠エ位注塑时的密封性；在此实施例中，两条分界线上的凸缘9和凹缘10可以根据实际情况分别择一设置在左模具5或右模具6上，以利用凸缘9和凹缘10间的贴合作用确保模腔7密封，在本发明中有关于左模板3、右模板4以及左模具5、右模具6等名称只是用于标注和区分不同的模板和模具，在具体操作中可相互调换配合，均视为本发明的具体实施例；在此实施例中，注料孔16起到向环状模腔7注料的作用，根据环状模腔7中部无连通腔室的特点，优选方案，将注料孔16改为分别通向两侧的分叉结构，既确保模腔7内部受カ均衡，还能将流状原料通过均布的多点输送至模腔7内。在具体实施中，通常包括以下几种具体实施例。实施例I
注塑机包括机座I、合模装置、注塑装置2、以及平行布置在机座I上的左模板3和右模板4，一根连杆的一端固定在左模板3上，另一端依次穿过右模板4和锁模装置8，左模板3 和右模板4的对应工作面上分别设有左模具5和右模具6，所述左模板3和左模具5间、右模板4和右模具6间均设有锁模油缸。在实际操作中，通过以下步骤实现1、操作合模装置使左模板3和右模板4作合模动作并使左模具5和右模具6移动至重叠エ位；2、通过锁模装置8对模板进行锁模固定；3、通过注塑装置2完成原料注入工作；4、通过安装在模板与模具间的锁模油缸推动左模具5和右模具6移动至抵触エ位；5、经冷却装置冷却定型，并开模取出模件，完成注塑成型生产。实施例2
注塑机包括机座I、合模装置、注塑装置2、以及平行布置在机座I上的左模板3和右模板4, 一根连杆的一端穿过左模板3,并插置于ー调整油缸内，另一端依次穿过右模板4和锁模装置8，左模板3和右模板4的对应工作面上分别设有左模具5和右模具6。在实际操作中，通过以下步骤实现I、操作合模装置使左模板3和右模板4作合模动作并使左模具5和右模具6移动至重叠エ位；2、通过锁模装置8对模板进行锁模固定；3、通过注塑装置2完成原料注入工作；4、通过左模板3外侧的调整油缸推动左模板3沿着连杆向右模板4作合模动作，使得左模具5和右模具6移动至抵触エ位；5、经冷却装置冷却定型，并开模取出模件，完成注塑成型生产。实施例3
注塑机包括机座I、合模装置、注塑装置2、以及平行布置在机座I上的左模板3和右模板4，所述合模装置包括ー对传动的铰链结构，所述铰链结构分别连接在左模板3和右模板4的外侧，左模板3和右模板4的对应工作面上分别设有左模具5和右模具6。在实际操作中，通过以下步骤实现I、操作合模装置使左模板3和右模板4作合模动作并使左模具5和右模具6移动至重叠エ位，通过控制合模装置使左模板3和右模板4位置固定；2、通过注塑装置2完成原料注入工作；3、再次操作合模装置使左模板3和右模板4 二次合摸，使左模具5和右模具6移动至抵触エ位；4、经冷却装置冷却定型，并开模取出模件，完成注塑成型生产。实施例4
注塑机包括机座I、合模装置、注塑装置2、以及平行布置在机座I上的左模板3和右模板4，一根连杆的一端固定在左模板3上，另一端依次穿过右模板4和锁模装置8，左模板3和右模板4的对应工作面上分别设有左模具5和右模具6。在实际操作中，通过以下步骤实现1、操作合模装置使左模板3和右模板4作合模动作并移动至重叠工位；2、通过锁模装置8对模板进行锁模固定；3、通过注塑装置2完成原料注入工作；4、打开锁模装置8，再次操作合模装置使左模板3和右模板4作二次合模，使左模具5和右模具6移动至抵触工位；5、经冷却装置冷却定型，并开模取出模件，完成注塑成型生产。本发明并不局限于上述的几种实施例，由以上实施例中的机械结构相互组合、拼凑的技术方案应该视为本技术领域人员可以想到的技术方案，均应视为本发明的具体实施例。在实际操作中，分级合模的注塑机在进行第二次合模时，其左模具5和右模具6的贴合面22完全贴合，并使得流态原料充盈在模腔7中。除上述方案外，第二次合模过程还可以通过以下方式实现大于左模具5和右模具6的贴合面22完全贴合时其对应的模腔7体积小于被预先设定并注入模腔7的原料量，流态原料随着左模具5和右模具6逐渐合拢而布满模腔7，当原料完全充盈在模腔7中时，左模具5和右模具6由于模腔7内原料对其的抗压作用而停止动作，此时，左模具5和右模具6的贴合面22并未完全贴合，此过程亦通过分级合模动作实现注塑、成型生产，并能使产品的厚度根据注入原料的量来自动调节，降低疵品率，是对本发明提出的创新结构的灵活运用，应视为本发明的具体实施例。在本发明中，左模具5和右模具6内可以增设加热装置，通过加热装置使得加热软化后的原料被注入模腔7后仍为流化状态，确保模具二次合模至抵触工位过程中原料的持续流动性，再配合冷却装置加速原料冷却定型，有效提高生产效率。
本发明的设备和方法还可以运用在以玻璃钢、热固性塑料等为原料的生产领域中，在实际使用过程中，将左模具5、右模具6加热到原料所需的软化温度，并驱动模具合模形成与待加工产品体积、形状匹配的模腔，再利用安置在模具中的冷却装置对原料快速冷却、定型，有效提闻的生广效率。
权利要求
1.一种分级合模注塑机，包括机座(I)、设置在机座(I)上且可相向移动的左模板(3)和右模板(4 )、分别安装在所述左模板(3 )和右模板(4 )上的左模具(5 )和右模具(6 )、驱动左模板(3)和右模板(4)移动的合模装置、使左模板(3)和右模板(4)定位的锁模装置(8)以及向左模具(5)和右模具(6)间的模腔(7)中压注原料的注塑装置(2)，其特征在于所述左模具(5)上沿所述模腔(7)外缘设有环状凸缘(9)，所述右模具(6)上沿所述模腔(7)外缘设有环状凹缘(10)，所述凸缘(9)的凸缘壁(11)与所述凹缘(10)的凹缘壁(12)贴合，其贴合的重叠段形成贴合密封面。
2.根据权利要求I所述的一种分级合模注塑机，其特征在于所述凸缘壁(11)宽度与所述凹缘壁(12)宽度相匹配，且该宽度大于所述贴合密封面的宽度。
3.根据权利要求2所述的一种分级合模注塑机，其特征在于所述注塑装置(2)包括一带注料杆(13)的注射压缸(14)以及一原料筒(15)，所述注料杆(13)穿过右模板(4)和右模具(6)上的注料孔(16)，并与所述模腔(7)连通，所述注料杆(13)与注料孔(16)间设有一单向阀(21)。
4.根据权利要求2所述的一种分级合模注塑机，其特征在于所述左模具(5)上设有定位孔(17)，所述右模具(6)上设有与所述定位孔(17)配合的定位销(18)。
5.根据权利要求2所述的一种分级合模注塑机，其特征在于所述左模具(5)和右模具(6)的侧壁贴合处均设有匹配的限位凹口( 19)和凸起(20)。
6.根据权利要求2所述的一种分级合模注塑机，其特征在于所述左模具(5)和右模具(6)中设有冷却装置。
7.根据权利要求I所述的一种分级合模注塑机的加工方法，实现所述加工方法的注塑机包括机座(I)、设置在机座(I)上且可相向移动的左模板(3)和右模板(4)、分别安装在所述左模板(3)和右模板(4)上的左模具(5)和右模具(6)、驱动左模板(3)和右模板(4)移动的合模装置、使左模板(3 )和右模板(4 )定位的锁模装置(8 )以及向左模具(5 )和右模具(6)间的模腔(7)中压注原料的注塑装置(2)，所述加工方法的特征在于 首先，操作合模装置使所述左模板(3)和右模板(4)做相向的合模运动并使对应的左模具(5)和右模具(6)移动至其凸缘(9)与凹缘(10)贴合的重叠工位； 其次，通过注塑装置(2)向左模具(5)和右模具(6)间形成的模腔(7)内定量注料； 再次，驱动左模具(5)和右模具(6)合模至凸缘(9)和凹缘(10)的贴合面(22)相互贴合的抵触工位； 最后，经冷却装置降温后，操作合模装置开模并取出成型的物料。
8.根据权利要求7所述的一种分级合模注塑机，其特征在于所述左模具(5)和右模具(6)处于重叠工位时，其贴合面(22)间的距离为2-10毫米。
全文摘要
本发明涉及一种分级合模注塑机及其加工方法。现有注塑机使用流动性差的原料或薄壁产品时容易出现毛刺和缺料现象。本发明包括机座、左右模板、左右模具、合模装置、锁模装置以及注塑装置，左模具上沿所述模腔外缘设有环状凸缘，所述右模具上沿所述模腔外缘设有环状凹缘，所述凸缘的凸缘壁与所述凹缘的凹缘壁贴合，其贴合的重叠段形成贴合密封面，使得左模具和右模具的贴合面在贴合前有一密封过渡重叠面，只需较小的注塑压力即可完成注料工作，再使左右模具的贴合面密切贴合，使得物料充盈在模腔中，有效减小原料因流动性差或模腔空间较小而导致产品在模腔中产生毛刺和缺料的现象，有效延长机械使用寿命。
文档编号B29C33/30GK102700049SQ201210168090
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月24日 优先权日2012年5月24日
发明者蔡业 申请人:台州市黄岩区机械模具职业学校