專利名稱：熱壓裝置及熱壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按照下述順序進(jìn)行熱壓加工的熱壓裝置及其方法，即在加熱的模具內(nèi)對工件進(jìn)行加熱并擠壓后，通過對模具進(jìn)行冷卻，從而在該模具內(nèi)對工件進(jìn)行冷卻。
背景技術(shù)：
這種熱壓裝置可以用于各種各樣的產(chǎn)品的加工。在專利文獻(xiàn)1中公開了一種熱壓裝置，該熱壓裝置用來將預(yù)定圖案熱轉(zhuǎn)印在液晶顯示器用的由熱塑性樹脂制成的導(dǎo)光板的表面。
專利文獻(xiàn)1特開2004-74769號公報(bào)發(fā)明內(nèi)容在如專利文獻(xiàn)1中所公開的現(xiàn)有熱壓裝置中，對于每個工件，依次反復(fù)地進(jìn)行下述的工序?qū)⒐ぜ崛肽＞邇?nèi)，閉合模具，通過對該模具進(jìn)行加熱，從而在模具內(nèi)對工件進(jìn)行加熱并擠壓。然后，通過冷卻模具，從而在模具內(nèi)對工件進(jìn)行冷卻，然后打開模具，搬出工件。在這些工序中，特別是在對模具的加熱和對模具的冷卻中分別需要相當(dāng)長的時(shí)間，這就成了生產(chǎn)能力(在一定時(shí)間內(nèi)可以加工的產(chǎn)品數(shù)量)提高的障礙。
因此，本發(fā)明的目的在于，在熱壓裝置中，縮短有效的加工時(shí)間，使生產(chǎn)能力提高。
按照本發(fā)明，提供一種熱壓裝置，用于按照在加熱的模具內(nèi)對工件進(jìn)行加熱并擠壓、然后通過對所述模具進(jìn)行冷卻從而在所述模具內(nèi)對所述工件進(jìn)行冷卻的順序進(jìn)行熱壓加工，其包括多個成套沖模，分別具有模具；擠壓機(jī)，其中可安裝從所述多個成套沖模中選出的至少一個成套沖模，并對所安裝的成套沖模進(jìn)行擠壓；成套沖模交換裝置，其將安裝在所述擠壓機(jī)上的成套沖模在所述多個成套沖模中進(jìn)行交換；溫度調(diào)節(jié)裝置，對各成套沖模所具有的模具進(jìn)行加熱和冷卻。而且，所述溫度調(diào)節(jié)裝置按照下述方式進(jìn)行動作，即在各成套沖模沒有安裝在所述擠壓機(jī)上時(shí)，預(yù)先對各成套沖模的模具進(jìn)行加熱，在各成套沖模安裝在所述擠壓機(jī)上時(shí)，對各成套沖模的模具進(jìn)行冷卻。
根據(jù)該熱壓裝置，準(zhǔn)備多個成套沖模，從這些成套沖模中選出一部分成套沖模并安裝在擠壓機(jī)上。對于安裝在擠壓機(jī)上的成套沖模通過模具進(jìn)行熱壓和緊接著進(jìn)行冷卻。與此并行地，對于沒有安裝在擠壓機(jī)上的成套沖模進(jìn)行模具的預(yù)先加熱。如果擠壓機(jī)上的成套沖模的冷卻結(jié)束，則將這些成套沖模從擠壓機(jī)上取下，并將預(yù)先加熱完的成套沖模安裝在擠壓機(jī)上以代替取下的沖模。然后再對安裝在擠壓機(jī)上的成套沖模進(jìn)行熱壓和緊接著進(jìn)行冷卻，與此并行地，對離開擠壓機(jī)上的成套沖模進(jìn)行模具的預(yù)先加熱。重復(fù)這樣的動作。結(jié)果，模具的加熱時(shí)間和冷卻時(shí)間實(shí)際上重疊，從而可以縮短有效的加工時(shí)間，并提高生產(chǎn)能力。
在一個實(shí)施方式中，所述成套沖模交換裝置將所述多個成套沖模排成列，并使所述多個成套沖模的列相對于所述擠壓機(jī)進(jìn)行往復(fù)移動。在其它實(shí)施方式中，成套沖模交換裝置將所述多個成套沖模排成環(huán)，并使所述多個成套沖模的環(huán)相對于所述擠壓機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動(例如，使其向一個旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)移動，或者向兩個旋轉(zhuǎn)方向往復(fù)旋轉(zhuǎn)移動)。
此外，在一個實(shí)施方式中，進(jìn)一步設(shè)有將各工件自動地搬入和搬出各成套沖模的搬入搬出裝置，該搬入搬出裝置在所述擠壓機(jī)內(nèi)的位置對工件進(jìn)行搬入和搬出。在其它實(shí)施方式中，搬入搬出裝置在所述擠壓機(jī)的外面位置對工件進(jìn)行搬入和搬出。
按照本發(fā)明其它的方面，提供一種熱壓方法，按照在加熱的模具內(nèi)對工件進(jìn)行加熱并擠壓、然后通過對所述模具進(jìn)行冷卻從而在所述模具內(nèi)對所述工件進(jìn)行冷卻的順序進(jìn)行熱壓加工，其包括第一預(yù)先加熱步驟，對第一模具預(yù)先進(jìn)行加熱；第一搬入步驟，將第一工件搬入加熱的所述第一模具中；第一熱壓步驟，在加熱的所述第一模具內(nèi)對所述第一工件進(jìn)行加熱并擠壓，然后，通過對所述第一模具進(jìn)行冷卻從而在所述第一模具內(nèi)冷卻所述第一工件；第一搬出步驟，從冷卻的所述第一模具中搬出所述第一工件；第二預(yù)先加熱步驟，對第二模具預(yù)先進(jìn)行加熱；第二搬入步驟，將第二工件搬入加熱的所述第二模具中；第二熱壓步驟，在加熱的所述第二模具內(nèi)對所述第二工件進(jìn)行加熱并擠壓，然后，通過對所述第二模具進(jìn)行冷卻，從而在所述第二模具內(nèi)冷卻所述第二工件；第二搬出步驟，從冷卻的所述第二模具中搬出所述第二工件。而且，所述第一預(yù)先加熱步驟與所述第二熱壓步驟以并行的方式進(jìn)行，所述第二預(yù)先加熱步驟與所述第一熱壓步驟以并行的方式進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明，可以縮短熱壓加工的有效的加工時(shí)間，從而使生產(chǎn)量提高。


圖1是根據(jù)本發(fā)明熱壓裝置的一個實(shí)施方式的整體概略結(jié)構(gòu)圖；圖2是分階段地表示熱壓裝置10的具體的動作的工序圖；圖3是分階段地表示熱壓裝置10的具體的動作的工序圖；圖4是成套沖模交換裝置50、擠壓機(jī)60以及搬入搬出裝置70的一個配置例子的俯視圖，表示在擠壓機(jī)60內(nèi)進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出的情況；圖5是表示上述情況時(shí)的另一配置例子的俯視圖；圖6是表示在擠壓機(jī)60外面進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出的情況時(shí)的、一個配置例子的俯視圖，表示另一配置的例子；圖7是表示上述情況時(shí)的另一配置例子的俯視圖；圖8是對現(xiàn)有的熱壓裝置和根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的熱壓裝置的動作進(jìn)行比較而表示的時(shí)間表；圖9是本發(fā)明的另一實(shí)施方式的熱壓裝置的俯視圖。
附圖標(biāo)號說明10、80熱壓裝置 12成套沖模 30樹脂板(工件)32真空泵 34溫度調(diào)節(jié)裝置 50成套沖模交換裝置60擠壓機(jī) 70搬入搬出裝置具體實(shí)施方式
圖1示出了本發(fā)明熱壓裝置的一個實(shí)施方式的整體概略結(jié)構(gòu)。
該實(shí)施方式所涉及的熱壓裝置10用來將規(guī)定圖案熱轉(zhuǎn)印在液晶顯示器用的熱塑性樹脂板30的導(dǎo)光板的表面。但是，該用途只是單純的舉例，不言而喻，本發(fā)明可以適用于各種用途的熱壓裝置。
如圖1所示，該實(shí)施方式所涉及的熱壓裝置10包括多個成套沖模，例如，兩個成套沖模12A、12B。這兩個成套沖模12A、12B具有相同結(jié)構(gòu)。各成套沖模12A、12B(關(guān)于其具體結(jié)構(gòu)將在后面進(jìn)行說明)為模具和以可以開閉的方式保持該模具的周邊機(jī)構(gòu)(在該實(shí)施方式中，例如為真空室16等)的組裝體，并且可以隨意拆卸地安裝在擠壓機(jī)60上。在這兩個成套沖模12A、12B上連接有真空泵32，其用來對各成套沖模12A、12B的真空室16進(jìn)行真空處理；溫度調(diào)節(jié)裝置34，其用來對各成套沖模12A、12B的模具進(jìn)行加熱和冷卻。
熱壓裝置10具有一臺擠壓機(jī)60，在擠壓機(jī)60上結(jié)合有成套沖模交換裝置50。在該成套沖模交換裝置50上按照可以朝向圖中左右(水平)方向移動的方式安裝有上述的兩個成套沖模12A、12B。成套沖模交換裝置50自動地選擇這兩個成套沖模12A、12B中的一個，并將其安裝在擠壓機(jī)60上，另外，將安裝在擠壓機(jī)60上的一個成套沖模自動地交換成另一個成套沖模。例如，在圖1中，雖然左側(cè)的成套沖模12B安裝在擠壓機(jī)60上，但是，如果成套沖模交換裝置50使兩個成套沖模12B、12A朝向圖中左方向移動，則右側(cè)的成套沖模12A安裝在擠壓機(jī)60上，左側(cè)的成套沖模12B則向擠壓機(jī)60的外面移出。此外，通過圖中未示出的一臺或者多臺搬入搬出裝置，可以將作為工件的樹脂板30自動地搬入和搬出成套沖模12A、12B的模具內(nèi)。
各成套沖模12A、12B的具體結(jié)構(gòu)為如下各成套沖模12A、12B具有左右對稱的結(jié)構(gòu)，在圖1中，以截面圖的方式示出了其右側(cè)一半部分。
如圖1所示，各成套沖模12A、12B具有分成上下兩部分的真空室16，真空室16通過該兩部分沿導(dǎo)柱20上下移動來進(jìn)行開閉。在真空室16的上下兩部分相合面的周緣設(shè)有真空密封墊18。氣壓彈簧22經(jīng)常將真空室16壓向打開的方向，在從外側(cè)沒有加壓的狀態(tài)下，真空室16自動打開。真空室16與上述真空泵32連接。兩個成套沖模12A、12B的真空室16、16通過控制設(shè)置在將這些真空室和真空泵32連接的配管上的圖中未示出的閥，可以個別地形成真空狀態(tài)。
在真空室16的內(nèi)側(cè)安裝有分成上下兩部分的模具，隨著真空室16的開閉，模具也可以開閉。模具的上下兩部分分別包括溫度調(diào)節(jié)板26，其借助隔熱材料24分別固定在真空室16的上下兩部分的內(nèi)面；壓模28，固定在該溫度調(diào)節(jié)板26上。壓模28為金屬制(例如鎳制)的板，在其表面形成有應(yīng)該轉(zhuǎn)印到樹脂板30上的規(guī)定的凹凸圖案。
溫度調(diào)節(jié)板26在其內(nèi)部具有液體可以流動的管路，且通過加熱液進(jìn)入配管40、加熱液返回配管42、冷卻液進(jìn)入配管44以及冷卻液返回配管46與溫度調(diào)節(jié)裝置34連接。溫度調(diào)節(jié)裝置34通過在溫度調(diào)節(jié)板26中使加熱液和冷卻液相互交替地循環(huán)，從而相互交替地進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)板26的加熱和冷卻。兩個成套沖模12A、12B的溫度調(diào)節(jié)板26、26、26、26通過控制設(shè)置在將這些溫度調(diào)節(jié)板和溫度調(diào)節(jié)裝置34連接的配管40、42、44、46上的圖中未示出的閥，可以個別地進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
具有以上結(jié)構(gòu)的熱壓裝置10的動作的概要為如下如圖1所示，對于沒有安裝在擠壓機(jī)60上的成套沖模12A，通過氣壓彈簧22的彈力，模具打開至上限位置。另外，加熱液在溫度調(diào)節(jié)板26中進(jìn)行循環(huán)，從而進(jìn)行模具的預(yù)先加熱。通過模具的預(yù)先加熱，壓模28的溫度成為由樹脂板30的材料所決定的規(guī)定的“轉(zhuǎn)印溫度”。另一方面，對于安裝在擠壓機(jī)60上的成套沖模12B，由擠壓機(jī)60施加擠壓力，從而閉合真空室16，通過真空泵32對真空室16內(nèi)進(jìn)行真空處理。進(jìn)一步地，在真空室16閉合的狀態(tài)下，模具(通過上述的預(yù)先加熱，已經(jīng)變成轉(zhuǎn)印溫度)閉合至下限位置，在此狀態(tài)下，首先，對樹脂板30進(jìn)行壓模28圖案的熱壓轉(zhuǎn)印。然后，在溫度調(diào)節(jié)板26中循環(huán)冷卻液，從而進(jìn)行模具和樹脂板30的冷卻。在充分冷卻后，去掉擠壓機(jī)60的壓力，將真空室16打開。這樣，在擠壓機(jī)60內(nèi)的成套沖模12B中進(jìn)行樹脂板30的熱壓轉(zhuǎn)印工序，與此并行地，在擠壓機(jī)60外面的成套沖模12A中進(jìn)行模具的預(yù)先加熱工序。
然后，通過成套沖模交換裝置50進(jìn)行成套沖模12A、12B的移動交換。由此，熱壓轉(zhuǎn)印工序結(jié)束的成套沖模12B向擠壓機(jī)60的外面移出，取而代之，預(yù)先加熱工序結(jié)束的成套沖模12A安裝在擠壓機(jī)60上。然后，與上述相同，成套沖模12A中的樹脂板30的熱壓轉(zhuǎn)印工序和成套沖模12B中的模具的預(yù)先加熱工序同時(shí)并行地進(jìn)行。
作為這種操作的結(jié)果，可縮短有效的加工時(shí)間。
重復(fù)進(jìn)行由上述動作組成的加工循環(huán)。由此，可以連續(xù)地進(jìn)行多個樹脂板30的熱壓加工。另外，在各加工循環(huán)中，將加工前的樹脂板30(以下，將加工前的樹脂板30稱為“材料”)向成套沖模12A、12B搬入的操作和將加工結(jié)束后的樹脂板30(以下，將加工結(jié)束后的樹脂板30稱為“產(chǎn)品”)向成套沖模12A、12B搬出的操作均可以在擠壓機(jī)60的內(nèi)側(cè)位置和外側(cè)位置進(jìn)行，但是，都是通過圖1中未示出的搬入搬出裝置自動地進(jìn)行。
在圖2和圖3中，分階段地表示有熱壓裝置10的加工循環(huán)。
如圖所示，成套沖模交換裝置50可以在其上方將兩個成套沖模12A、12B排成一列，并可以使該成套沖模12A、12B的列朝向圖中的左右(水平)方向移動。成套沖模交換裝置50具有稱為平臺A、B、C的排成一列的三個不同的位置。通過成套沖模12A、12B的列朝向水平方向移動，從而將這些成套沖模12A、12B配置在平臺A、B或者B、C上。
中央的平臺B位于擠壓機(jī)60內(nèi)，兩端的兩個平臺A和C位于擠壓機(jī)60的外側(cè)。成套沖模12A、12B通過配置在平臺B而安裝在擠壓機(jī)60上，并通過從該位置朝向平臺A或者C移動來離開擠壓機(jī)60。在平臺B中，進(jìn)行包括如上所述的真空化處理、熱壓以及冷卻的一系列步驟的熱壓加工工序。在平臺A、C上，分別進(jìn)行預(yù)先加熱工序。
在一個加工循環(huán)中，依次進(jìn)行圖示的步驟1至步驟6。根據(jù)材料的搬入和產(chǎn)品的搬出是在擠壓機(jī)60內(nèi)進(jìn)行還是在擠壓機(jī)60外進(jìn)行的情況，部分步驟的動作稍微有不同。首先，在擠壓機(jī)60內(nèi)進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出的情況下，結(jié)合成套沖模12A、12B，對圖2和圖3所示的步驟1至步驟6的動作進(jìn)行說明。
1.步驟1成套沖模12A位于平臺A(離開擠壓機(jī)60)，成套沖模12B位于平臺B(安裝在擠壓機(jī)60上)。
(1)平臺A的成套沖模12A確認(rèn)成套沖模12A正確地位于平臺A上，并且固定(夾緊)成套沖模12A。然后，開始進(jìn)行模具的預(yù)先加熱。
(2)平臺B的成套沖模12B確認(rèn)成套沖模12B是否正確地安裝在擠壓機(jī)60的墊板64上(平臺B上)，確認(rèn)其真空室16是否打開至上限位置。然后，將材料搬入真空室16內(nèi)，確認(rèn)材料的搬入完畢。從前面的步驟繼續(xù)進(jìn)行模具的加熱。
2.步驟2(1)平臺A的成套沖模12A繼續(xù)進(jìn)行模具的預(yù)先加熱。
(2)平臺B的成套沖模12B擠壓機(jī)60的滑動件62下降，將真空室16壓向關(guān)閉方向。如果真空室16關(guān)閉，則開始對真空室16內(nèi)進(jìn)行真空處理。如果確認(rèn)模具的溫度達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)印溫度以及真空室16內(nèi)的真空度達(dá)到規(guī)定值，則進(jìn)一步下降滑動件62，以規(guī)定的壓力將壓模28壓向材料，由此對材料進(jìn)行熱壓轉(zhuǎn)印加工。熱壓轉(zhuǎn)印加工后，保持滑動件62以使壓模28處于以規(guī)定的壓力對材料進(jìn)行擠壓的狀態(tài)，同時(shí)，開放真空室16內(nèi)的真空，模具的加熱停止，開始對模具進(jìn)行冷卻。然后，確認(rèn)模具的溫度下降至規(guī)定的冷卻溫度和真空室16內(nèi)的真空度下降至規(guī)定值。
3.步驟3(1)平臺A的成套沖模12A繼續(xù)進(jìn)行模具的預(yù)先加熱。
(2)平臺B的成套沖模12B使擠壓機(jī)60的滑動件62上升，用氣壓彈簧22的力打開成套沖模12B。確認(rèn)滑動件62上升至規(guī)定位置。將產(chǎn)品從真空室16搬出，確認(rèn)產(chǎn)品的搬出完畢。
4.移動成套沖模成套沖模交換裝置50使成套沖模12A從平臺A移動到平臺B(安裝在擠壓機(jī)60上)，并使成套沖模12B從平臺B移動到平臺C(離開擠壓機(jī)60)。繼續(xù)進(jìn)行成套沖模12A的模具的預(yù)先加熱。
5.步驟4(1)平臺B的成套沖模12A確認(rèn)成套沖模12A是否正確地安裝在擠壓機(jī)60的墊板64上(平臺B上)，并確認(rèn)其真空室16是否打開至上限位置。然后，將材料搬入真空室16內(nèi)，并確認(rèn)材料的搬入完畢。
(2)平臺C的成套沖模12B確認(rèn)成套沖模12B正確地位于平臺C上，并且固定(夾緊)成套沖模12B。然后，開始進(jìn)行模具的預(yù)先加熱。
6.步驟5(1)平臺B的成套沖模12A下降擠壓機(jī)60的滑動件62，將真空室16壓向關(guān)閉方向。如果真空室16關(guān)閉，則開始對真空室16內(nèi)進(jìn)行真空處理。如果確認(rèn)模具的溫度達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)印溫度和真空室16內(nèi)的真空度達(dá)到規(guī)定值，則進(jìn)一步下降滑動件62，以規(guī)定的壓力將壓模28壓向材料，由此，對材料進(jìn)行熱壓轉(zhuǎn)印加工。熱壓轉(zhuǎn)印加工后，保持滑動件62以使壓模28處于以規(guī)定的壓力對材料進(jìn)行擠壓的狀態(tài)，同時(shí)，開放真空室16內(nèi)的真空，模具的加熱停止，開始進(jìn)行模具的冷卻。然后，確認(rèn)模具的溫度下降至規(guī)定的冷卻溫度和真空室16內(nèi)的真空度下降至規(guī)定值。
(2)平臺C的成套沖模12B繼續(xù)進(jìn)行模具的預(yù)先加熱。
7.步驟6(1)平臺B的成套沖模12A使擠壓機(jī)60的滑動件62上升，用氣壓彈簧22的力打開真空室16。確認(rèn)滑動件62已上升至規(guī)定位置。從真空室16搬出產(chǎn)品，確認(rèn)產(chǎn)品的搬出完畢。
(2)平臺C的成套沖模12B繼續(xù)進(jìn)行模具的預(yù)先加熱。
8.移動成套沖模成套沖模交換裝置50使成套沖模12B從平臺C移動到平臺B(安裝在擠壓機(jī)60上)，并使成套沖模12A從平臺B移動到平臺A(離開擠壓機(jī)60)。繼續(xù)進(jìn)行對成套沖模12B的模具的預(yù)先加熱。
以上說明的是在擠壓機(jī)60內(nèi)進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出的情況的動作。接下來，對于在擠壓機(jī)60的外面進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出的情況，結(jié)合成套沖模12A、12B，對圖2和圖3所示的步驟1至步驟6的動作進(jìn)行說明。
1.步驟1成套沖模12A位于平臺A(離開擠壓機(jī)60)，成套沖模12B位于平臺B(安裝在擠壓機(jī)60上)。
(1)平臺A的成套沖模12A確認(rèn)成套沖模12A正確地位于平臺A上，并且固定(夾緊)成套沖模12A。確認(rèn)成套沖模12A的真空室16打開至上限位置，從真空室16搬出產(chǎn)品，然后，確認(rèn)產(chǎn)品的搬出完畢。
(2)平臺B的成套沖模12B確認(rèn)成套沖模12B正確地安裝在擠壓機(jī)60的墊板64上(平臺B上)。從前面的步驟繼續(xù)進(jìn)行模具的加熱。
2.步驟2(1)平臺A的成套沖模12A開始進(jìn)行模具的預(yù)先加熱。
(2)平臺B的成套沖模12B擠壓機(jī)60的滑動件62下降，將真空室16壓向關(guān)閉方向。如果真空室16關(guān)閉，則開始對真空室16內(nèi)進(jìn)行真空處理。如果確認(rèn)模具的溫度達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)印溫度以及真空室16內(nèi)的真空度達(dá)到規(guī)定值，則進(jìn)一步下降滑動件62，以規(guī)定的壓力將壓模28壓向材料，由此進(jìn)行對材料進(jìn)行熱壓轉(zhuǎn)印加工。熱壓轉(zhuǎn)印加工后，保持滑動件62以使壓模28處于以規(guī)定的壓力對材料進(jìn)行擠壓的狀態(tài)，同時(shí)，開放真空室16內(nèi)的真空，模具的加熱停止，開始進(jìn)行模具的冷卻。然后，確認(rèn)模具的溫度下降至規(guī)定的冷卻溫度和真空室16內(nèi)的真空度下降至規(guī)定值。
3.步驟3(1)平臺A的成套沖模12A將材料搬入到真空室16內(nèi)，并確認(rèn)材料的搬入完畢。繼續(xù)進(jìn)行模具的預(yù)先加熱。
(2)平臺B的成套沖模12B使擠壓機(jī)60的滑動件62上升，用氣壓彈簧22的力打開成套沖模12B。確認(rèn)滑動件62上升至規(guī)定位置。
4.移動成套沖模成套沖模交換裝置50使成套沖模12A從平臺A移動到平臺B(安裝在擠壓機(jī)60上)，并使成套沖模12B從平臺B移動到平臺C(離開擠壓機(jī)60)。繼續(xù)進(jìn)行成套沖模12A的模具的預(yù)先加熱。
5.步驟4(1)平臺B的成套沖模12A確認(rèn)成套沖模12A正確地安裝在擠壓機(jī)60的墊板64上(平臺B上)。繼續(xù)進(jìn)行模具的加熱。
(2)平臺C的成套沖模12B確認(rèn)成套沖模12B正確地位于平臺C上，并且固定(夾緊)成套沖模12B。確認(rèn)成套沖模12B的真空室16打開至上限位置，將產(chǎn)品從真空室16搬出。然后，確認(rèn)產(chǎn)品的搬出完畢。
6.步驟5(1)平臺B的成套沖模12A下降擠壓機(jī)60的滑動件62，將真空室16壓向關(guān)閉方向。如果真空室16關(guān)閉，則開始對真空室16內(nèi)進(jìn)行真空處理。如果確認(rèn)模具的溫度達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)印溫度和真空室16內(nèi)的真空度達(dá)到規(guī)定值，則進(jìn)一步下降滑動件62，以規(guī)定的壓力將壓模28壓向材料，由此對材料進(jìn)行熱壓轉(zhuǎn)印加工。熱壓轉(zhuǎn)印加工后，保持滑動件62以使壓模28處于以規(guī)定的壓力對材料進(jìn)行擠壓的狀態(tài)。同時(shí)，開放真空室16內(nèi)的真空，模具的加熱停止，開始進(jìn)行模具的冷卻。然后，確認(rèn)模具的溫度下降至規(guī)定的冷卻溫度和真空室16內(nèi)的真空度下降至規(guī)定值。
(2)平臺C的成套沖模12B開始進(jìn)行對模具的預(yù)先加熱。
7.步驟6(1)平臺B的成套沖模12A使擠壓機(jī)60的滑動件62上升(滑動件的下降通過位置控制方法來控制)，用氣壓彈簧22的力打開真空室16。確認(rèn)滑動件62已上升至規(guī)定位置。
(2)平臺C的成套沖模12B將材料搬入真空室16內(nèi)，確認(rèn)材料的搬入完畢。繼續(xù)進(jìn)行模具的預(yù)先加熱。
8.移動成套沖模成套沖模交換裝置50使成套沖模12B從平臺C移動到平臺B(安裝在擠壓機(jī)60上)，并使成套沖模12A從平臺B移動到平臺A(離開擠壓機(jī)60)。繼續(xù)進(jìn)行成套沖模12B的模具的預(yù)先加熱。
圖4所示的是在擠壓機(jī)60內(nèi)進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出的情況下的成套沖模交換裝置50、擠壓機(jī)60以及搬入搬出裝置70的一個配置例的俯視圖。圖5所示的是相同情況下的另外的配置例的俯視圖。
在圖4和圖5中，擠壓機(jī)60的正面朝向紙面下方。在圖4的配置例中，成套沖模交換裝置50相對于擠壓機(jī)60進(jìn)行配置，以使成套沖模12A、12B沿著擠壓機(jī)60的前后方向移動。另一方面，搬入搬出裝置70相對于擠壓機(jī)60配置以沿著擠壓機(jī)60的左右方向進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出。在圖5的配置例中，成套沖模交換裝置50相對于擠壓機(jī)60配置以使成套沖模12A、12B沿著擠壓機(jī)60的左右方向移動。另一方面，搬入搬出裝置70相對于擠壓機(jī)60配置以沿著擠壓機(jī)60的前后方向進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出。
圖6所示的是在擠壓機(jī)60外面進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出的情況下的成套沖模交換裝置50、擠壓機(jī)60以及搬入搬出裝置70的一個配置例的俯視圖。圖7所示的是相同情況下的另外的配置例的俯視圖。
在圖6和圖7中，擠壓機(jī)60的正面朝向紙面下方。在圖6的配置例中，成套沖模交換裝置50相對于擠壓機(jī)60配置以使成套沖模12A、12B沿著擠壓機(jī)60的前后方向移動。而且，兩臺搬入搬出裝置70A、70B相對于成套沖模交換裝置50以垂直的方式配置，用以在擠壓機(jī)60的前方和后方的兩處(平臺A和平臺C)分別進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出。在圖7的配置例中，成套沖模交換裝置50相對于擠壓機(jī)60配置以使成套沖模12A、12B沿著擠壓機(jī)60的左右方向移動。而且，兩臺搬入搬出裝置70A、70B相對于成套沖模交換裝置50以垂直的方式配置，用以在擠壓機(jī)60的前方和后方的兩處(平臺A和平臺C)分別進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出。
圖8所示的是將現(xiàn)有的熱壓裝置和根據(jù)上述本發(fā)明的實(shí)施方式的熱壓裝置的動作進(jìn)行對比的時(shí)間表。圖8A示出了現(xiàn)有的熱壓裝置的動作，圖8B示出了在擠壓機(jī)內(nèi)進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出的情況下上述實(shí)施方式的動作，圖8C示出了在擠壓機(jī)外進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出的情況下上述實(shí)施方式的動作。在圖8A～圖8C中，雙向箭頭表示在各工序中進(jìn)行的時(shí)間區(qū)間(根據(jù)區(qū)間不同，時(shí)間長度不同)。此外，在圖8的右端，舉例說明了圖8A、圖8B、圖8C的動作的各工序所需時(shí)間(單位秒)。
對于圖8A所示的現(xiàn)有裝置的動作，模具的加熱(從材料的搬入開始至材料溫度變成轉(zhuǎn)印溫度為止圖8A的區(qū)間1～4)所需時(shí)間例如約為30秒，加熱狀態(tài)下(熱間)的擠壓成形(圖8A的區(qū)間5)所需時(shí)間例如約為0.5秒，模具的冷卻(從冷卻開始至產(chǎn)品可以搬出為止圖8A的區(qū)間6～9)所需時(shí)間例如約為30秒。產(chǎn)品的搬出(圖8A的區(qū)間10)所需時(shí)間例如約為3秒。另外，材料搬入(圖8A的區(qū)間1)所需時(shí)間例如約為3秒，真空處理(圖8A的區(qū)間4)所需時(shí)間例如約為1秒，但這些時(shí)間包含在上述加熱工序中。因此，每一個產(chǎn)品的總加工時(shí)間是將模具加熱的時(shí)間(約30秒)、熱擠壓成形的時(shí)間(約0.5秒)、模具冷卻的時(shí)間(約30秒)和產(chǎn)品搬出的時(shí)間(約3秒)加在一起的時(shí)間，約為63.5秒。
對于圖8B所示的在擠壓機(jī)內(nèi)進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出的情況下本發(fā)明實(shí)施方式的動作，由于模具的加熱是在平臺A、C進(jìn)行，所以可以充分確保上述約30秒的所需時(shí)間。因此，每一產(chǎn)品的總的有效加工時(shí)間是由除模具加熱外的其它工序所需時(shí)間決定。也就是說，每一產(chǎn)品的總的有效加工時(shí)間是在平臺B中，將材料搬入(圖8B的區(qū)間1)所需時(shí)間(約3秒)、真空處理(圖8B的區(qū)間2)所需時(shí)間(約1秒)、熱成形(圖8B的區(qū)間3)所需時(shí)間(約0.5秒)、模具冷卻(圖8B的區(qū)間4～7)的所需時(shí)間(約30秒)、產(chǎn)品搬出(圖8B的區(qū)間8)的所需時(shí)間(約3秒)，還有成套沖模的交換所需時(shí)間(約5秒)加在一起的時(shí)間，也就是說，約為42.5秒。因此，有效的加工時(shí)間比圖8A所示的現(xiàn)有裝置可以縮短，可提高生產(chǎn)量。
對于圖8C所示的在擠壓機(jī)外進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出的情況下本發(fā)明的實(shí)施方式的動作，由于在平臺B不進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出，所以在該部分上可進(jìn)一步縮短有效的加工時(shí)間。也就是說，平臺B所需時(shí)間是將真空處理(圖8C的區(qū)間1)所需時(shí)間(約1秒)、熱成形(圖8C的區(qū)間2)所需時(shí)間(約0.5秒)、以及模具冷卻(圖8C的區(qū)間3～6)所需時(shí)間(約30秒)加在一起的時(shí)間，也就是說，約為31.5秒。另外，平臺A、C所需時(shí)間是將產(chǎn)品搬出(圖8C的區(qū)間1)所需時(shí)間(約3秒)和模具加熱(圖8C的區(qū)間2～6)的時(shí)間力口在一起的時(shí)間。其中，模具力口熱(圖8C的區(qū)間2～6)的時(shí)間與上述的所需時(shí)間約30秒相比，可以縮短在平臺B可確保的加熱時(shí)間(圖8C的區(qū)間1，約0.5秒)和成套沖模交換所需時(shí)間(約5秒)，所以平臺A、C所需時(shí)間約為24.5秒。這完全包含在作為平臺B所需時(shí)間的約31.5秒內(nèi)。因此，每一產(chǎn)品的總的有效加工時(shí)間為上述平臺B所需時(shí)間(約31.5秒)再加上成套沖模交換所需時(shí)間(約5秒)，也就是說，約為36.5秒。因此，與圖8B所示的情況相比可進(jìn)一步地縮短有效的加工時(shí)間，可提高生產(chǎn)量。
圖9是根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施方式的熱壓裝置80的俯視圖。
如圖9所示，在熱壓裝置80中，兩臺擠壓機(jī)60A、60B以面對面的方式配置，并且設(shè)置有圓環(huán)形的成套沖模交換裝置50以將該兩臺擠壓機(jī)60A、60B連接。在環(huán)形成套沖模交換裝置50上排列有多個成套沖模，例如四個成套沖模12A、12B、12C、12D。在四個成套沖模12A、12B、12C、12D中的兩個位于兩臺擠壓機(jī)60A、60B內(nèi)，例如成套沖模12B和12D，另外兩個位于兩臺擠壓機(jī)60A、60B外面，例如成套沖模12A和12C。成套沖模交換裝置50使四個成套沖模12A、12B、12C、12D沿著一個旋轉(zhuǎn)方向(例如向右旋轉(zhuǎn))旋轉(zhuǎn)，或者，朝兩個旋轉(zhuǎn)方向往復(fù)旋轉(zhuǎn)。與圖2、圖3所示的平臺B相同，在擠壓機(jī)60A、60B內(nèi)分別進(jìn)行熱壓加工工序。與在圖2、圖3所示的平臺A、C相同，在擠壓機(jī)60A、60B外面分別進(jìn)行模具的預(yù)先加熱工序。
搬入搬出裝置70A、70B分別安裝在兩臺擠壓機(jī)60A、60B上，這些搬入搬出裝置70A、70B在擠壓機(jī)60A、60B內(nèi)進(jìn)行材料的搬入和產(chǎn)品的搬出。另外，作為變化的例子，也可以將搬入搬出裝置70A、70B設(shè)置在擠壓機(jī)60A、60B外面(成套沖模12A、12C的位置)。
這樣，根據(jù)將多臺擠壓機(jī)用環(huán)形的成套沖模交換裝置連接的結(jié)構(gòu)，可以獲得更高的生產(chǎn)量。
如上所述，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是，該實(shí)施方式只是用來說明本發(fā)明的例子而已，其宗旨不在于將本發(fā)明的范圍只限定在該實(shí)施方式。本發(fā)明在不脫離其主要內(nèi)容的情況下可以用其它的各種方式實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種熱壓裝置，用于按照在加熱的模具內(nèi)對工件進(jìn)行加熱并擠壓，然后通過對所述模具進(jìn)行冷卻從而在所述模具內(nèi)對所述工件進(jìn)行冷卻的順序進(jìn)行熱壓加工，其特征在于，所述熱壓裝置包括多個成套沖模，分別具有模具；擠壓機(jī)，其中可安裝從所述多個成套沖模中選出的至少一個成套沖模，并對所安裝的成套沖模進(jìn)行擠壓；成套沖模交換裝置，其將安裝在所述擠壓機(jī)上的成套沖模在所述多個成套沖模中進(jìn)行交換；溫度調(diào)節(jié)裝置，其對各成套沖模所具有的模具進(jìn)行加熱和冷卻，所述溫度調(diào)節(jié)裝置在各成套沖模沒有安裝在所述擠壓機(jī)上時(shí)，使各成套沖模的模具被預(yù)先加熱，在各成套沖模安裝在所述擠壓機(jī)上時(shí)，使各成套沖模的模具被冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓裝置，其特征在于，所述成套沖模交換裝置將所述多個成套沖模排成列，使所述多個成套沖模的列相對于所述擠壓機(jī)進(jìn)行往復(fù)移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓裝置，其特征在于，所述成套沖模交換裝置將所述多個成套沖模排成環(huán)，使所述多個成套沖模的環(huán)相對于所述擠壓機(jī)向一個旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)移動，或者向兩個旋轉(zhuǎn)方向往復(fù)旋轉(zhuǎn)移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱壓裝置，其特征在于，進(jìn)一步設(shè)有搬入搬出裝置，其在所述擠壓機(jī)內(nèi)或所述擠壓機(jī)外面的位置，將各工件自動地搬入和搬出各成套沖模。
5.一種熱壓方法，按照在加熱的模具內(nèi)對工件進(jìn)行加熱并擠壓，然后通過對所述模具進(jìn)行冷卻從而在所述模具內(nèi)對所述工件進(jìn)行冷卻的順序進(jìn)行熱壓加工，其特征在于，所述熱壓方法包括第一預(yù)先加熱步驟，對第一模具預(yù)先進(jìn)行加熱；第一搬入步驟，將第一工件搬入加熱的所述第一模具中；第一熱壓步驟，在加熱的所述第一模具內(nèi)對所述第一工件進(jìn)行加熱并擠壓，然后，通過對所述第一模具進(jìn)行冷卻，從而在所述第一模具內(nèi)冷卻所述第一工件；第一搬出步驟，從冷卻的所述第一模具中搬出所述第一工件；第二預(yù)先加熱步驟，對第二模具預(yù)先進(jìn)行加熱；第二搬入步驟，將第二工件搬入加熱的所述第二模具中；第二熱壓步驟，在加熱的所述第二模具內(nèi)對所述第二工件進(jìn)行加熱并擠壓，然后，通過對所述第二模具進(jìn)行冷卻，從而在所述第二模具內(nèi)冷卻所述第二工件；第二搬出步驟，從冷卻的所述第二模具中搬出所述第二工件，所述第一預(yù)先加熱步驟與所述第二熱壓步驟以并行的方式進(jìn)行，且所述第二預(yù)先加熱步驟與所述第一熱壓步驟以并行的方式進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱壓裝置及熱壓方法。熱壓裝置(10)按照在加熱的模具(28)內(nèi)對工件(30)進(jìn)行加熱并擠壓、然后對模具(28)進(jìn)行冷卻，由此對模具(28)內(nèi)的工件(30)進(jìn)行冷卻的順序進(jìn)行熱壓加工，其中設(shè)有多個成套沖模(12A、12B)，分別具有模具(20)；成套沖模交換裝置(50)，將多個成套沖模(12A、12B)交替地安裝在一臺擠壓機(jī)(60)上，在擠壓機(jī)(60)外面，預(yù)先對成套沖模(12A)內(nèi)的模具(28)進(jìn)行加熱，同時(shí)，在擠壓機(jī)(60)內(nèi)的、預(yù)先進(jìn)行加熱的成套沖模(12B)中，進(jìn)行工件(30)的熱壓加工和緊跟著的冷卻處理。由此，可縮短熱壓裝置的有效的加工時(shí)間，提高生產(chǎn)量。
文檔編號B29C43/52GK1724238SQ20051008510
公開日2006年1月25日 申請日期2005年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月22日
發(fā)明者三吉宏治, 砂田正英, 鈴木英生 申請人:小松產(chǎn)機(jī)株式會社