專(zhuān)利名稱(chēng)：含有相對(duì)于閥針尖端定位的樹(shù)脂止流裝置的模具工具組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的ー個(gè)方面通常涉及(但不限干)一個(gè)模具工具組件，其中包括(但不限干)一個(gè)相對(duì)于閥針尖端部分定位的樹(shù)脂止流裝置。
背景技術(shù)：
人造塑料最初由英國(guó)人Alexander PARKES在1851年發(fā)明出來(lái)。他在1862年的英國(guó)國(guó)際展覽會(huì)上公開(kāi)展示了這種塑料，稱(chēng)其為Parkesine材料。Parkesine由纖維素制成，可以進(jìn)行加熱和注塑，并會(huì)在冷卻時(shí)保持形狀不變。但是生產(chǎn)成本高，易于開(kāi)裂，并且高度易燃。1868年，美國(guó)發(fā)明人John Wesley HYATT開(kāi)發(fā)出一種塑料材料，稱(chēng)為Celluloid，它是在PARKES的發(fā)明基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，以使其能夠加工成成品形狀。HYATT在1872年申請(qǐng)了第一臺(tái)注塑機(jī)的專(zhuān)利。它類(lèi)似于ー個(gè)大型皮下注射針，利用一個(gè)柱塞通過(guò)熱機(jī)筒將塑 料注入模具中。該行業(yè)在20世紀(jì)40年代獲得了快速擴(kuò)張，因?yàn)榈诙问澜绱髴?zhàn)對(duì)批量生產(chǎn)的廉價(jià)產(chǎn)品需求巨大。1946年美國(guó)發(fā)明人James Watson HENDRY制造出第一臺(tái)螺桿注塑機(jī)。該機(jī)器還能讓材料在注塑之前進(jìn)行混合，所以可以將彩色或再生的塑料加入到原料中，并在注塑之前徹底進(jìn)行混合。20世紀(jì)70年代，HENDRY又開(kāi)發(fā)出了第一種氣輔式注塑エ藝。注塑機(jī)主要由ー個(gè)料斗、一個(gè)注塑活塞或螺桿式柱塞及一個(gè)加熱裝置組成。也稱(chēng)為注塑壓機(jī)，其中有模具使部件成型。注塑壓機(jī)以噸位作為衡量單位，表示注塑機(jī)能夠施加的鎖模カ的大小。鎖模カ可在注塑期間使模具保持閉合。噸位從5噸到6000噸不等，相對(duì)較少的制造操作中采用更高噸位。所需的總鎖模カ取決于注塑件的投影面積。需要使該投影面積乘以每平方英寸投影面積2至8噸的鎖模カ。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，大多數(shù)產(chǎn)品可以使用每平方英寸4噸或5噸的鎖模カ。如果塑料剛度很大，需要使用更高的注塑壓カ注入模具中，因此需要更大的鎖模噸位才能保持合摸。所需鎖模力也取決于所用材料及注塑件的尺寸，注塑件越大，所需鎖模力越高。在注塑エ藝中，塑料顆粒借助重力從料斗進(jìn)入熱機(jī)筒中。隨著原料顆粒由螺桿型柱塞緩慢地向前推動(dòng)，塑料將會(huì)進(jìn)入熱熔融室中。隨著柱塞的向前推進(jìn)，熔融的塑料將被迫穿過(guò)模具注嘴，從而使其經(jīng)過(guò)澆口和流道系統(tǒng)進(jìn)入模腔中。由于模具仍舊保持低溫，所以塑料一旦注滿(mǎn)模具便會(huì)發(fā)生固化。模具組件或模具是描述塑料注塑件生產(chǎn)模具的術(shù)語(yǔ)。模具組件用在上千個(gè)注塑件的批量生產(chǎn)中。模具通常由硬化鋼等材料制成。熱流道系統(tǒng)則用在成型系統(tǒng)及模具組件中，用于制造塑料制品。通常，熱流道系統(tǒng)和模具組件可以與成型系統(tǒng)分開(kāi)而單獨(dú)出售和供應(yīng)。美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US4212625公開(kāi)了ー種高速注塑機(jī)，其中注嘴周?chē)鷩袣庀叮勺尌ㄗ鞑牧蠑D入形成密封。美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US6214275公開(kāi)了ー種注塑樹(shù)脂所用的注嘴，能將熔融樹(shù)脂原料注入模腔中。美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US6220850公開(kāi)了一種注塑機(jī)模具燒ロ嵌件，其中第一部分由一種低導(dǎo)熱性耐磨材料制成，第二部分則由高導(dǎo)熱性材料制成。美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US7037103公開(kāi)了ー種注塑件注塑裝置，其中包括流痕附近模腔板中安裝的一種可更換嵌件，還有一個(gè)帶流道的澆口和一個(gè)直徑小于流痕的密封部分。美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US7547404公開(kāi)了一種注塑系統(tǒng)和一種配套的給料裝置，能夠配合注塑系統(tǒng)在模具部分處于合模狀態(tài)時(shí)將一種涂料組分輸送到模具中。美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US2003/082266公開(kāi)了一種注塑機(jī)注嘴系統(tǒng)，其中包括一個(gè)注嘴體、一個(gè)注嘴、一個(gè)密封及一個(gè)安裝件(用于將注嘴安裝在注嘴體上)。美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US2004/058031公開(kāi)了一種注塑件注塑裝置，其中包括流痕附近模腔板中安裝的一種可更換嵌件，還有一個(gè)帶流道的澆口和一個(gè)直徑小于流痕的密封部分。美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US2008/241300公開(kāi)了一種注塑裝置的注嘴結(jié)構(gòu)，該注嘴進(jìn)入了雙并式模具的大型凹槽部分，所以有一部分注嘴位于大型凹槽部分中
發(fā)明內(nèi)容

由于已知注塑系統(tǒng)不經(jīng)意間會(huì)生產(chǎn)出低質(zhì)量的注塑件，因此發(fā)明人研究了這些注塑系統(tǒng)的相關(guān)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)大量的研究，發(fā)明人認(rèn)為他們已經(jīng)了解了問(wèn)題并找到了解決方案(見(jiàn)下文所述)，而且發(fā)明人認(rèn)為他們了解的情況未予公開(kāi)。熱流道行業(yè)在使用柱塞型閥針?lè)矫嬉恢贝嬖谥鴨?wèn)題。閥針端部的筒形部分與模腔澆口圓周之間有一個(gè)必要的間隙。制造的間隙通常十分緊密(5至10微米或更小)，因此表面一般采用高精度機(jī)器加工而成，其表面外觀十分平滑，接近高度拋光的表面。由于澆口圓周中熔融的塑料通過(guò)閥針的移動(dòng)進(jìn)入模腔，所以會(huì)使塑料擠入閥針筒形端與澆口圓周之間的空隙中。在注塑件足夠冷卻而能脫模時(shí)，閥針與澆口間隙中的塑料容易被注塑件“拉出”間隙，從而導(dǎo)致出現(xiàn)標(biāo)記環(huán)，通常稱(chēng)為“王冠”或冠形標(biāo)記，這是不希望出現(xiàn)的現(xiàn)象。冠形標(biāo)記通常十分明顯，會(huì)破壞注塑件的美觀性。澆口小孔與筒形閥針端部的表面經(jīng)過(guò)拋光之后，不利于促進(jìn)塑料隨注塑件滑出。為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，我們提供了一種模具工具組件(100)，其中包括一個(gè)閥針尖端部分(102)，還包括一個(gè)樹(shù)脂止流裝置(104)，該裝置根據(jù)閥針尖端部分(102)進(jìn)行定位。上述解決方案的技術(shù)目的是減少注塑件上冠形標(biāo)記的數(shù)量，從而改進(jìn)注塑件的美觀性。對(duì)于該領(lǐng)域中的技術(shù)熟練人員來(lái)說(shuō)，結(jié)合附帶的圖紙查閱了以下對(duì)非限制性實(shí)施方案的詳細(xì)描述后，即可清楚了解該非限制性實(shí)施方案的其他方面和特點(diǎn)。


一旦與下列附帶的圖紙聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)參考以下對(duì)非限制性實(shí)施方案的詳細(xì)描述，即可對(duì)該非限制性實(shí)施方案得到更加全面的理解，這些圖紙中圖IA所示是模具工具組件(100)的示意圖。圖IB所示是注塑件(114)的示意圖，其中注塑件是利用模具工具組件(100)(圖1A)制成；而圖2A和2B所示是模具工具組件(100)(圖1A)的特寫(xiě)視圖。這些圖紙不需要按比例繪制，且可以用假想線、圖示和不連續(xù)視圖來(lái)表現(xiàn)。某些情況下，對(duì)于理解該實(shí)施方案所非必需的細(xì)節(jié)(及/或那些使得其他細(xì)節(jié)難于理解的細(xì)節(jié))可以被忽略掉。
具體實(shí)施例方式圖IA所示是模具工具組件(100)的示意圖。模具工具組件(100)可能包含該領(lǐng)域技術(shù)熟練人員所熟知的部件，此處將不再對(duì)這些熟知的部件進(jìn)行描述；這些熟知的部件(至少一部分)將在下列參考書(shū)中進(jìn)行介紹(比如)(i) “Injection Molding Handbook”(注塑成型手冊(cè))，作者 OSSWALD/TURNG/GRAMANN(ISBN: 3-446-21669-2), (ii) “Injection Molding Handbook”(注塑成型手冊(cè))，作者 R0SAT0 AND R0SAT0(ISBN:0-412-99381-3)，(iii) “Injection Molding Systems”(注塑系統(tǒng))，第 3 版，作者 J0HANNABER(ISBN 3-446-17733-7)和/或(iv)“Runner and GatingDesign Handbook”(流道與澆ロ設(shè)計(jì)手冊(cè))，作者 BEAUMONT (ISBN 1-446-22672-9)。應(yīng)了解本文中短語(yǔ)“包括(但不限干)”相當(dāng)于詞語(yǔ)“包含”。詞語(yǔ)“包含”是ー個(gè)過(guò)渡短語(yǔ)或詞語(yǔ)，用于將專(zhuān)利要求書(shū)中的前言關(guān)聯(lián)到要求書(shū)中規(guī)定的用于定義發(fā)明本身實(shí)際內(nèi)容的具體技術(shù)要素。該過(guò)渡短語(yǔ)對(duì)專(zhuān)利權(quán)利要求起限制作用，用于被起訴的裝置(等)或多或少含有 本專(zhuān)利權(quán)利要求中涉及的技術(shù)要素時(shí)表明類(lèi)似的裝置、方法或組成是否侵犯了本專(zhuān)利?！鞍笔签`種開(kāi)放式過(guò)渡詞語(yǔ)，是ー種最廣泛的過(guò)渡形式，因?yàn)椴粫?huì)限制專(zhuān)利權(quán)利要求的導(dǎo)言中確認(rèn)使用什么技術(shù)要素。模具工具組件(100)包括(但不限干)⑴一個(gè)閥針尖端部分(102)，以及(ii) 一個(gè)樹(shù)脂止流裝置(104)。樹(shù)脂止流裝置(104)根據(jù)閥針尖端部分(102)進(jìn)行定位。閥針尖端部分(102)可在打開(kāi)位置(樹(shù)脂可在其中流動(dòng))與閉合位置(防止樹(shù)脂流動(dòng))之間移動(dòng)。閥針尖端部分(102)伸出閥針(118)。閥針(118)以滑動(dòng)方式布置在注嘴體(122)的熔體流道中(120)。具體而言，閥針尖端部分(102)配置成與澆ロ小孔(106)(取決于澆ロ體(108))相互作用的形式?！跋嗷プ饔谩钡囊馑际侵搁y針尖端部分(102)可以相對(duì)于澆ロ小孔(106)進(jìn)行移動(dòng)。澆ロ小孔(106)通向模腔(110)，而模腔則取決于模具組件(112)。模腔(110)的作用是⑴接收樹(shù)脂(113)，以及(ii)形成注塑件(114)。閥針尖端部分(102)移動(dòng)到打開(kāi)位置吋，樹(shù)脂(113)可以流入模腔(110)，而閥針尖端部分(102)移動(dòng)到閉合位置吋，樹(shù)脂(113)不會(huì)流入模腔(110)。在第一種操作中，閥針尖端部分(102)位于打開(kāi)位置，所以閥針尖端部分(102)將會(huì)遠(yuǎn)離澆ロ小孔(106)，從而允許樹(shù)脂(113)注入模腔(110)。在第一種操作中，閥針尖端部分(102)位于閉合位置，所以閥針尖端部分(102)將會(huì)移動(dòng)到澆ロ小孔(106)中，從而防止樹(shù)脂(113)流動(dòng)。應(yīng)理解在閥針尖端部分(102)的閉合位置，澆口中的樹(shù)脂(116)將會(huì)位于澆ロ小孔(106)中，這與閥針尖端部分(102)位于澆ロ小孔(106)中相對(duì)應(yīng)。此外，澆口中的樹(shù)脂(116)關(guān)系到模腔(110)中成型的注塑件
(114)。模具工具組件(100)的這種布置有利于注塑件(114)從模腔(110)脫模時(shí)從澆ロ小孔(106)中除去最少量的澆ロ樹(shù)脂(116)。具體而言，配備樹(shù)脂止流裝置(104)是為了截留(至少部分截留)澆ロ樹(shù)脂(116)，以便隨著注塑件(114)在脫模操作中遠(yuǎn)離澆ロ小孔
(106)來(lái)響應(yīng)注塑件(114)與澆ロ樹(shù)脂(116)的分離。在脫模操作中，注塑件(114)將會(huì)脫離模腔(110)。脫模注塑件(114)上產(chǎn)生的冠形標(biāo)記的數(shù)量降至最少(如圖1B)所示。由示例可知，樹(shù)脂止流裝置(104)可能包括(但不限干)ー個(gè)模具-澆ロ紋理表面
(124)，該表面位于澆ロ小孔(106)中的澆ロ體(108)上，一旦閥針尖端部分(102)移動(dòng)靠近模具-澆口的紋理表面(124)，模具-澆口紋理表面(124)便會(huì)朝向閥針尖端部分(102)。由另一個(gè)示例可知，樹(shù)脂止流裝置(104)可能包括(但不限于)一個(gè)閥針尖端紋理表面(126)，該表面位于閥針尖端部分(102)上，一旦閥針尖端部分(102)移動(dòng)靠近澆口體
(108)，閥針尖端紋理表面(126)便會(huì)朝向澆口小孔(106)中的澆口體(108)。由另一個(gè)示例可知，樹(shù)脂止流裝置(104)可能包括(但不限于)使用下列兩者的組合(i)模具-澆口紋理表面(124)和(ii)閥針尖端紋理表面(126)。模具-澆口紋理表面(124)和閥針尖端紋理表面(126)可能利用噴砂(粗砂)工藝、蝕刻工藝、放電加工(EDM)工藝、刻槽和激光剝蝕、噴砂和/或機(jī)加工等方式獲得非平滑表面?？赡苤圃旌?或采用一種紋理表面?！凹y理表面”的定義是指擁有足夠粗糙度的表面，能夠盡可能多地夾持或截留澆口樹(shù)脂(116)，以便使注塑件(114)出現(xiàn)最少量的冠形標(biāo)記。紋理表面可能位于澆口小孔(106)周?chē)膬?nèi)表面上，以及/或者位于閥針尖端部分 (102)的外表面上。隨著閥針和/或澆口的磨損，可能會(huì)重新配備紋理表面，以便更新樹(shù)脂止流裝置(104)。模具工具組件(100)還可能通過(guò)增加公差和配套間隙而有利于改善制造經(jīng)濟(jì)性。相應(yīng)地，還可以使用更加強(qiáng)效的表面紋理，這種布置對(duì)于冷卻效果十分強(qiáng)烈的澆口嵌件等特別有利。圖IB所示是注塑件(114)的示意圖，其中注塑件是利用模具工具組件(100)(圖1A)制成。閥針尖端部分(102)外表面的紋理有助于對(duì)閥針尖端部分(102)與澆口小孔
(106)圓周間隙中的樹(shù)脂下凹部分進(jìn)行夾持。夾持下凹部分可能有助于提供一個(gè)夾持阻力，防止間隙中的樹(shù)脂隨著注塑件(114)被拉出。夾持下凹部分會(huì)造成模腔成型表面與閥針尖端部分(102)的交接部位發(fā)生磨損，從而有利于清潔磨損和/或減少注塑件(114)上的冠形標(biāo)記(130)。圖2A和2B所示是模具工具組件(100)(圖1A)的特寫(xiě)視圖。應(yīng)了解圖IA所示是模腔(110)中的注塑件(114)，其中閥針(118)位于閉合位置。圖2A所示是模具工具組件(100)以及閥針尖端部分(102)與澆口小孔(106)之間的間隙特寫(xiě)視圖。圖2B所示是閥針一側(cè)間隙的紋理表面，用以提供樹(shù)脂止流裝置(104)，可以稱(chēng)其為夾持裝置。樹(shù)脂止流裝置(104)能將樹(shù)脂夾持在間隙中，防止夾持的樹(shù)脂在脫模期間隨著注塑件(114)滑出。圖IB所示是因?yàn)槭褂眉y理間隙粗糙度而減少了冠形毛邊的數(shù)量。應(yīng)理解本發(fā)明的范圍限于獨(dú)立的權(quán)利要求所提供的范圍，同時(shí)應(yīng)理解本發(fā)明的范圍不限于⑴獨(dú)立權(quán)利要求；(ii)非限制性實(shí)施例的詳細(xì)描述；(iii)概述；(iv)摘要，以及/或(V)本文之外(即提交、審查和/或授權(quán)本專(zhuān)利申請(qǐng)之外)提供的描述。應(yīng)理解本文中短語(yǔ)“包括(但不限于)”相當(dāng)于詞語(yǔ)“包含”。詞語(yǔ)“包含”是一個(gè)過(guò)渡短語(yǔ)或詞語(yǔ)，用于將專(zhuān)利要求書(shū)中的前言關(guān)聯(lián)到要求書(shū)中規(guī)定的用于定義發(fā)明本身實(shí)際內(nèi)容的具體技術(shù)要素。該過(guò)渡短語(yǔ)對(duì)專(zhuān)利權(quán)利要求起限制作用，用于被起訴的裝置(等)或多或少含有本專(zhuān)利權(quán)利要求中涉及的技術(shù)要素時(shí)表明類(lèi)似的裝置、方法或組成是否侵犯了本專(zhuān)利?！鞍笔且环N開(kāi)放式過(guò)渡詞語(yǔ)，是一種最廣泛的過(guò)渡形式，因?yàn)椴粫?huì)限制專(zhuān)利權(quán)利要求的導(dǎo)言中確認(rèn)使用什么技術(shù)要素。注意上文介紹了非限制性實(shí)施例。因此，盡管其中的描述是針對(duì)特定的非限制性實(shí)施例，但本發(fā)明的范圍適合并適用于其他的配置和應(yīng)用。在不偏離獨(dú)立權(quán)利要求范圍的情況下，對(duì)非限制性實(shí)施例所作的更改同樣有效。應(yīng)理解非限制性實(shí)施例僅起說(shuō)明作用。
權(quán)利要求
1.模具工具組件(100)由下列部分組成 一個(gè)閥針尖端部分(102);以及 一個(gè)樹(shù)脂止流裝置(104)，該裝置根據(jù)閥針尖端部分(102)進(jìn)行定位。
2.如權(quán)利要求I所述的模具工具組件(100)，其中 配備樹(shù)脂止流裝置(104)是為了截留(至少部分截留)澆口樹(shù)脂(116)，以便隨著注塑件(114)在脫模操作中遠(yuǎn)離澆口小孔(106)來(lái)響應(yīng)注塑件(114)與澆口樹(shù)脂(116)的分離。
3.如權(quán)利要求I所述的模具工具組件(100)，其中 閥針尖端部分(102)可與澆口小孔(106)(取決于澆口體(108))相互作用，其中澆口小孔(106)通向模腔(110)(取決于模具組件(112))，而模腔(110)用于接收樹(shù)脂(113)并形成注塑件(114)，澆口樹(shù)脂(116)位于澆口小孔(106)中，以響應(yīng)閥針尖端部分(102)(位于澆口小孔(106)中)，澆口樹(shù)脂(116)關(guān)系到模腔(110)中成型的注塑件(114);以及 配備樹(shù)脂止流裝置(104)是為了截留(至少部分截留)澆口樹(shù)脂(116)，以便隨著注塑件(114)在脫模操作中遠(yuǎn)離澆口小孔(106)來(lái)響應(yīng)注塑件(114)與澆口樹(shù)脂(116)的分離。
4.如權(quán)利要求3所述的模具工具組件(100)，其中閥針尖端部分(102)伸出閥針(118)，閥針則以滑動(dòng)方式布置在注嘴體(122)的熔體流道(120)中。
5.如權(quán)利要求3所述的模具工具組件(100)，其中閥針尖端部分(102)可以相對(duì)于澆口小孔(106)移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求3所述的模具工具組件(100)，其中樹(shù)脂止流裝置(104)包括 一個(gè)模具-澆口紋理表面(124)，該表面位于澆口小孔(106)中的澆口體(108)上，一旦閥針尖端部分(102)移動(dòng)靠近模具-澆口的紋理表面(124)，模具-澆口紋理表面(124)便會(huì)朝向閥針尖端部分(102)。
7.如權(quán)利要求3所述的模具工具組件(100)，其中樹(shù)脂止流裝置(104)包括 一個(gè)閥針尖端紋理表面(126)，該表面位于閥針尖端部分(102)上，一旦閥針尖端部分(102)移動(dòng)靠近澆口體(108)，閥針尖端紋理表面(126)便會(huì)朝向澆口小孔(106)中的澆口體(108)。
8.如權(quán)利要求3所述的模具工具組件(100)，其中樹(shù)脂止流裝置(104)包括 一個(gè)模具-澆口紋理表面(124)，該表面位于澆口小孔(106)中的澆口體(108)上，一旦閥針尖端部分(102)移動(dòng)靠近模具-澆口的紋理表面(124)，模具-澆口紋理表面(124)便會(huì)朝向閥針尖端部分(102);以及 一個(gè)閥針尖端紋理表面(126)，該表面位于閥針尖端部分(102)上，一旦閥針尖端部分(102)移動(dòng)靠近澆口體(108)，閥針尖端紋理表面(126)便會(huì)朝向澆口小孔(106)中的澆口體(108)。
9.如權(quán)利要求I所述的模具工具組件(100)，其中 樹(shù)脂止流裝置(104)依靠閥針尖端部分(102)上加工的紋理表面進(jìn)行工作。
10.如權(quán)利要求7或8中所述的模具工具組件(100)，其中 閥針尖端紋理表面(126)是由噴砂、放電加工、蝕刻及機(jī)加工中的任何一種工藝加工而成。
11.如權(quán)利要求6或8中所述的模具工具組件(100)，其中 模具-澆口紋理表面(124)是由噴砂、放電加工、蝕刻及機(jī)加工中的任何一種工藝加工rfo ) 。
12.配有權(quán)利要求I至10任何之一所述的模具工具組件(100)的一種成型系統(tǒng)。
全文摘要
一種模具工具組件(100)，其中包括一個(gè)閥針尖端部分(102)，還包括一個(gè)相對(duì)于閥針尖端部分(102)定位的樹(shù)脂止流裝置(104)。
文檔編號(hào)B29C45/20GK102802909SQ201180009152
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月5日
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