專利名稱:可拆開的模型芯體的制作方法
本發(fā)明涉及一種用于模型的可拆開的芯體。
當(dāng)模制帶有向內(nèi)凸塊的筒體等物品時，如果凸塊很小，且模制用的塑性材料是有伸縮，芯體就可以從模制件中拔出。但如果凸塊較大或塑性材料伸長時要損壞，此時就得借助于可拆開的模型芯體。
已知的幾種可組合成柱面的可拆開的芯體，用它來進(jìn)行模制時，這些芯體可以分開，以便從模制品中抽出來。
已知的可拆開的芯體形式包括三個主要組件，其中兩個組件是環(huán)狀物，它們具有一些軸向可伸長的模塊，其中一組環(huán)狀物的模塊跟另一組的模塊交錯對插。當(dāng)它們交錯對插時，兩組模塊組成了完整的環(huán)體，與可滑動地安置在環(huán)體內(nèi)的中央組件一起形成了芯體柱面。兩組環(huán)狀物的模塊的配合表面以這樣的方式向圓柱體徑向傾斜，即當(dāng)柱形中央組件沿軸向抽出時，有可能把內(nèi)環(huán)狀物沿徑向往里移動足夠尺寸，從而使它們能越過模制件上的凸塊而取出來。
每環(huán)的模塊的一端通常彈性地安裝在一個公共的支座上，這樣做以后，為了繞過模制件上的凸塊所產(chǎn)生的障礙，它們可以彎曲。
以上結(jié)構(gòu)有一系列的缺點(diǎn)，現(xiàn)在將一一列舉。首先，由于模塊以樞軸形式裝在公共支座上，在支座附近模塊可允許的移動量極小，這就使模制件上的凸塊深度受到很大限制。
其次需要注意的是，該種結(jié)構(gòu)嚴(yán)重地影響了造型機(jī)的生產(chǎn)周期，還需要用復(fù)雜的機(jī)構(gòu)來自動地操作壓射式造型機(jī)。該結(jié)構(gòu)的一組內(nèi)模塊要在中央組件軸向完全抽出時才能徑向分開，而第二組模塊要等到第一組模塊全部抽出時才能向里分開。把模制件從型內(nèi)拔出所需的行程是產(chǎn)品長度的兩倍左右。同模制件不同，當(dāng)模制件能被拔出時的芯體長度是芯體在型里長度的三倍。有些產(chǎn)品，如五公升裝的油漆筒，它的行程量是不容易給出的。但在任何情況下，把分開的芯體依次地從模制件的內(nèi)部取出來的時間較多，在商業(yè)上沒有競爭能力。當(dāng)然，這樣的可拆開的芯體的取出能自動進(jìn)行，此時的控制系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成能保證這三個過程依次進(jìn)行，這樣就導(dǎo)致了過分復(fù)雜的問題，其結(jié)果不僅使生產(chǎn)成本上升，而且還減少了可靠性。
還有一些已知的各種可拆開芯體，它們由一個分裂開的外套管組成，分裂開的套管形成了二組相互嚙合的模塊，中央芯體是以截頭圓錐的形式。
這些型芯的例子可以在英國專利文獻(xiàn)上找到，這些號分別為1，045，350，1，592，207及GB-A-2，100，172和GB-A-2，132，934，兩組模塊不能在抽向相對移動。相反，一組模塊在另一組模塊之間起楔塊作用，當(dāng)芯體抽出時，兩組模塊同時均被徑向拉回。起徑向楔塊作用的模塊分開的結(jié)果使第二組模塊縮進(jìn)可足以繞過由模制件上的凸塊所帶來的障礙，從模制中抽出。
當(dāng)可拆開的芯體的模塊總是留在同一軸向面上時，分開的程度就受到限制。其原因是，外模塊總的可運(yùn)動空間只等于起楔塊作用的內(nèi)模塊的外部厚度。如果內(nèi)模塊要分開的話，它們就必須做成徑向向外收縮，任何試圖在徑向外端增加模塊楔的厚度的做法會導(dǎo)致其內(nèi)端厚度的增加，這樣因?yàn)樗鼈兓ハ嗟钟|，將有礙于模塊楔的徑向退回。
還有一種可拆開的芯體見GB-A-2，135，236，該芯體有二對模塊，它們被插入到具有四棱錐形狀的錐形中央件的四個面上。同第一對模塊相接合的鍵槽其徑向有一空隙，使得中央件抽回時不引起第一對模塊的任何運(yùn)動，但引起第二對模塊作徑向運(yùn)動。當(dāng)?shù)诙δK徑向分開后，它們同中央件一起軸向抽出，而第一對模塊卻留在型腔中，但隨著中央件的抽回，可以徑向運(yùn)動。這些在鍵槽中的空隙由隨著原先中央件的抽回被占據(jù)了。最后，當(dāng)?shù)谝粚δK作向向內(nèi)運(yùn)動，繞過由模制件所產(chǎn)生的障礙后，該對模塊也可以從陰模里沿軸向抽回。
在以上的結(jié)構(gòu)中，模塊的數(shù)目限于四個，這就使芯體的分開程度受到限制，而且所有的模塊均插入錐形中央件，分開的程度受把第一對模塊接合到中央件的鍵槽中的空隙大小的限制。
所有已知的關(guān)于可拆開的芯體結(jié)構(gòu)嘗試，盡管有各種不同的理由，但芯體分開的程度都受到了限制?？刹痖_的芯體在實(shí)際應(yīng)用中是成功的，它用于生產(chǎn)任何給定了直徑的模制件。如前所述，還有一些問題存在，有些芯體的操作設(shè)計(jì)復(fù)雜，這些芯體同模塊一起只能徑向運(yùn)動，使用時模塊之間摩擦，可靠性差。
本發(fā)明是想提供一種可拆開的芯體，該芯體至少可克服一些前述的缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，可拆開的芯體包括一組內(nèi)模塊和一組外模塊，兩組模塊交錯布置，形成連續(xù)的環(huán)形件，錐形中心放在環(huán)形件內(nèi)，與環(huán)形件一起構(gòu)成了可拆開的芯體的表面，錐形中心件可相對于二組模塊作軸向移動，并且兩組模塊之間還可以作軸向移動，其特征在于芯體包括三個可在芯體軸向相互作相對運(yùn)動的組合件，第一組合件支持著錐形中心件，第二組合件具有一塊第一支撐板，支撐板安裝著可進(jìn)行徑向運(yùn)動的第一組模塊，第三組合件具有一塊第二支撐板，支撐板裝有可進(jìn)行徑向運(yùn)動的第二組模塊，第一導(dǎo)向裝置用來連接第一和第二組合件，并當(dāng)?shù)谝唤M合件在軸向?qū)τ诘诙M合件運(yùn)動時，使第一組模塊在第一支撐板上作徑向運(yùn)動，第二導(dǎo)向裝置用于連接第二和第三組合件，當(dāng)?shù)诙M合件相對第三組合件進(jìn)行軸向運(yùn)動時，使第二組模塊在支撐板上沿徑向運(yùn)動。
第一組模塊被加工成徑向收縮，越接近外圓周表面越窄，且軸向也有錐度，越接近自由端越薄。由于第一組模塊軸向和徑向均有錐度，對于給定的一個相對位移來說，提供給第二組模塊的空隙增大。
三組合件由能準(zhǔn)確地保證它們運(yùn)動同步的機(jī)械結(jié)構(gòu)連接起來。使組合件作同步運(yùn)動的機(jī)構(gòu)簡單地包括一個裝在中間組合件上的凸輪和在桿上的凸輪隨動件，桿以樞軸形成連接，形成同步機(jī)構(gòu)，并裝在其它二個組合件上。這個簡單地把三組合件的運(yùn)動連接起來的機(jī)構(gòu)既經(jīng)濟(jì)又可靠地保證所需求的準(zhǔn)確同步運(yùn)動。
由于模塊的徑向運(yùn)動和軸向運(yùn)動同時進(jìn)行，還由于中央件是錐形的，而不是圓柱形，所示中央件不需要在模塊能開始徑向運(yùn)動前脫開模塊，而在已有技術(shù)中，模塊的布置使它們在軸向可作相對運(yùn)動。因此芯體的徑向分開不再取決于芯體的長度。一個較短的行程就足夠繞過模制件上的凸塊，所需的運(yùn)動量只由所要繞過去的凸塊的深度決定。
此外，跟已有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)比較，已有技術(shù)中的模塊總是留在同一軸向面上，而本發(fā)明的芯體用很厚的楔形模塊，因?yàn)檫@些模塊在軸向可以退回，當(dāng)它們被抽出時不會相抵觸。
由于模塊被導(dǎo)向作徑向運(yùn)動，不發(fā)生撓曲，因而模塊毋須由彈性材料制成，不需要對它們的撓曲程度作限定，已有技術(shù)中的模塊撓曲是為了繞過由模制件上的凸塊所產(chǎn)生的障礙。由于模塊在整個長度范圍內(nèi)作徑向移動，因而對模制件上的凸塊是接近開口端還是閉端沒有多大影響。
模塊最好由跟組合件一起運(yùn)動的機(jī)構(gòu)來帶動，例如用齒輪、凸輪和導(dǎo)桿，這樣整個芯體分開及合上所需的力就是要使組合件分開和靠緊所需的力。
下面通過舉例，并參考附圖，將對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，圖中圖1是本發(fā)明的可拆開的芯體部分部件分解圖;
圖2概略地表示出用來保證圖1中的三個組合件同步運(yùn)動的連接機(jī)構(gòu);
圖3是表示芯體的端面圖。
在圖1中，本發(fā)明的可拆開的芯體由三個可相對運(yùn)動的組合件組成，此三組合件總的以榫號10，110及210表示，每個組合件分別包括一塊板，它們是12，112和212，此三塊板被精確地導(dǎo)向，使它們之間能以下面要談到的同步方式進(jìn)行相對運(yùn)動。對板軸向運(yùn)動的導(dǎo)向是通過緊固在板12的桿和開在其它二塊板上的孔來完成的，但為了使附圖簡單清楚起見，這些結(jié)構(gòu)在圖中沒有表示出來。
第一塊板12帶有一個固定的圓錐體14，在繞該錐體14的圓周上等距布置三條榫眼16。榫眼16是T形截面的槽，使配對的滑塊放進(jìn)榫眼內(nèi)，沿著榫眼滑動，但滑塊不能沿徑向取出。開有引進(jìn)部分16a是用來把該滑塊放入榫眼內(nèi)。錐體14的軸向端面18是可拆開的芯體端面的中央部分。
組合件110的板112具有三條徑向延伸的導(dǎo)向槽114，均布地圍繞中心孔115，導(dǎo)向槽114與榫眼16對應(yīng)配置，也是為了簡單清楚起見，只畫了一條導(dǎo)向槽114，其余二條位于虛線表示的位置。
每一條導(dǎo)向槽114容納一塊可滑動的內(nèi)模塊116的底板116a，內(nèi)模塊116構(gòu)成了可拆開的芯體的柱體表面部分。每一塊底板116a有一塊116c和一個T形截面部分，滑塊分別放入組合件10的錐體14上的榫眼16內(nèi)，而T形截面部分放在槽114內(nèi)。板12朝板112運(yùn)動的結(jié)果是這樣的，即當(dāng)內(nèi)模塊116沿錐體14上的榫眼滑動時，此時內(nèi)模塊就分別徑向向外地沿槽114運(yùn)動。
芯體組成部分的模塊116表面是它們的軸向端面116b和表面116d，表面116d的形狀如同帶有錐度的柱體切下部分。沿模塊的自由軸端方向，模塊沿軸向所對應(yīng)的錐度越來越小。
每塊內(nèi)模塊的徑向內(nèi)表面是圓錐表面的一部分，當(dāng)兩板12和112靠緊時，該錐面就與錐體14相貼合。
從圖1清楚地看出，內(nèi)模塊116的側(cè)面116e是徑向向外有錐度，這樣一旦錐體抽出以后，它們可以徑向向內(nèi)落下，而不受下面要談到的外模塊的影響。
三個傾斜的導(dǎo)向銷118(也只畫一個)裝在與每條槽114相對的同一直徑方向上。裝上導(dǎo)向銷118的目的將可以從下述的第三組合件210中了解清楚。
第三組合件210包括兩塊互相緊固在一起的板212、214。板212具有三條槽215，均勻布置在中心孔217的周圍，并對準(zhǔn)導(dǎo)向銷118。三條槽215內(nèi)放有三塊外模塊216的底板216a，使外模塊可以徑向滑動。
可以在沿槽215滑動的底板216上鉆有一斜孔219，用來容納導(dǎo)向斜銷118，這樣外模塊的徑向運(yùn)動受板112和212作軸向相對運(yùn)動的影響。
每一外模塊216具有一個端面216b，該端面構(gòu)成了可拆開的芯體的端面的一部分(見圖3)。外圓表面216d是圓柱面部分，朝板212方向有錐度，也就是說，其圓周方向長度在接近自由端時以這樣的方式增大，即與內(nèi)模塊116錐度成互補(bǔ)狀態(tài)。
如圖3所示，組合件組裝而形成芯體表面時，內(nèi)錐面216c就同錐體的表面貼合。同樣，從圖中很清楚地看出，側(cè)面216e向內(nèi)有錐度，使內(nèi)模塊可徑向向內(nèi)落下。
板214構(gòu)成了模型的一個端面，它的厚度一直延伸到模塊216的退回部分218，退回部分起到形成模制件上的凸塊作用。板214上有比導(dǎo)向銷大的三個孔，允許銷子在徑向移動，212也有類似的結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在假定，三個組合件在盡可能的程度上相互靠緊時，此時滑塊116c放在榫眼16內(nèi)，導(dǎo)向銷118插進(jìn)外模塊216的底板216a上的孔219中。錐體14、內(nèi)模塊116和外模塊216的長度是這樣的，如圖3所示，它們的端面一樣高，并嵌平，形成芯體端面。芯體的圓柱面分別是由內(nèi)外模塊116及216的外圓柱面所組成。在芯體的圓柱外表面的一端由模塊退回部分118形成小的退槽或直徑縮小部分，但這樣的直徑減小部分可做在沿模塊長度上的任何地方，不僅僅只做在該端面上。
使用時，模型的外面部分(未示)包圍著可拆開的芯體，形成型腔，此腔就是例中所說的油漆筒的形狀。當(dāng)一件物品模制成以后，芯體必須拆開，從而使物品模制成時位于退回部分的部分，有可能越過芯體外表面上較大直徑。這一操作過程通過分離三個組合件來完成的。
首先是組合件10與其它二組合件分開，而不引起組合件110和210之間的任何顯著的相對運(yùn)動。當(dāng)錐體14撤出時，滑塊116沿榫眼滑動，且徑向向內(nèi)運(yùn)動。由于內(nèi)模塊116從軸向看是向外有錐度的，因而外模塊并不妨礙內(nèi)模塊的運(yùn)動。因此中央錐體的撤出同時，內(nèi)模塊作向內(nèi)運(yùn)動。
當(dāng)內(nèi)模塊已經(jīng)避開由模制件上的凸塊所組成的障礙時，它們開始可以軸向抽出，甚至在錐體還沒有完全從中央抽回時就可以進(jìn)行。因此，一當(dāng)內(nèi)模塊116徑向移動到一定距離時，兩組合件110和210可以移開。由于內(nèi)模塊在長度方向上有錐度，內(nèi)模塊現(xiàn)在可以容易地從外模塊216上抽出。當(dāng)組合件分離時，銷子118與孔219相配合，使外模塊徑向向內(nèi)移動，這里再提一下，在內(nèi)模塊抽出的同時，外模塊可作向內(nèi)運(yùn)動。
當(dāng)內(nèi)模塊完全抽出時，外模塊將在徑向分開，這樣可以使模制件從芯體中移去而不遇到任何障礙物。
所需要的總運(yùn)動量由所要避開的障礙物的深度、錐體14的錐度和斜銷118的傾斜角決定，它并不取決于芯體的軸向長度。同已有技術(shù)的結(jié)構(gòu)比較，通常中央件幾乎是圓柱體，而不是錐體，且在外模塊分開之前，首先抽回中央件在整個芯體上的軸向長度，然后內(nèi)模塊移動同樣的距離。
為了使組合件的運(yùn)動協(xié)調(diào)起來，使用圖2所示的連接機(jī)構(gòu)。該連接機(jī)構(gòu)由一個具有桿310，312，314及316的同步機(jī)構(gòu)組成。桿314和316用普通銷釘315連接到板12上。類似地，桿310和312也由普通銷釘311連接到板212上。桿310和314由凸輪從動仿形(隨動)銷連接起來，桿312和316由一個第二凸輪從動隨動銷連接起來。該凸輪從動隨動銷按照開在板112上的L形凸輪軌跡運(yùn)動。
如果板12不動，只給板212施加一個力，此時銷釘313、312將按凸輪320、322軌跡運(yùn)動，致使板212和112之間幾乎不產(chǎn)生運(yùn)動，但此二塊板卻一起運(yùn)動而與板12背離。當(dāng)銷釘運(yùn)動到凸輪拐角處時，同步機(jī)構(gòu)向里分開，不引起兩板12和112之間的運(yùn)動，但板112與板212分離。
因此通過簡單的機(jī)構(gòu)來開動同步機(jī)構(gòu)，使組合件分開和合攏，以及使模塊自動地進(jìn)行同步運(yùn)動，從而組裝和拆開芯體。
將要提到的是，在有附圖表示的最佳實(shí)施例的說明中，每塊模塊有一具滑塊形式的底板，它可進(jìn)行徑向運(yùn)動，每一滑塊徑向外端的端面，可以達(dá)到模型的所有位置。在每一模塊內(nèi)形成一條冷卻劑通道是可能的，柔性管子可以附在模塊面上，用于供應(yīng)和回收冷卻劑。由于芯體部分運(yùn)動量有限，不需要過多的管子松弛部分，故不會有管子纏在模型機(jī)械部件上的危險。
還可以冷卻錐體14，致使每一個同模制件相接觸的表面可由循環(huán)冷卻劑冷卻。由于冷卻條件的改進(jìn)，有可能使模制每一個產(chǎn)品所需的周期縮短。
權(quán)利要求
1.一種用于模型上的可拆開芯體包括一組內(nèi)模塊和一組外模塊(116、216)，兩組模塊交錯布置，形成了一個連續(xù)的環(huán)形件，一個錐形中央件(14)放在所說的環(huán)形件內(nèi)，與環(huán)形件一起構(gòu)成了可拆開的芯體的表面，錐形中央件(14)可相對于兩組模塊(116，216)作軸向移動，兩組模塊(116，216)之間還可以作軸向移動，其特征在于a)芯體包括三個在芯體軸向相互可作相對運(yùn)動的組合件(10，110，210)，第一組合件(10)支持著錐形中央件(14)，第二組合件(110)具有一塊第一支撐板(112)，支撐板上裝有可進(jìn)行徑向運(yùn)動的第一組模塊，第三組合件(210)具有一塊第二支撐板(212)，支撐板裝有可進(jìn)行徑向運(yùn)動的第二組模板(216)；b)第一導(dǎo)向裝置(16，116c)用來連接第一和第二組合件(10，110)，并當(dāng)?shù)谝唤M合件(10)在軸向相對于第二組合件(110)運(yùn)動時，使第一組模塊(116)在第一支撐板上作徑向運(yùn)動；以及c)第二導(dǎo)向裝置(118，219)用于連接第二和第三組合件(110，210)，當(dāng)?shù)诙M合件(110)相對于第三組合件(210)進(jìn)行軸向運(yùn)動時，使第二組模塊(216)在支撐板上沿徑向運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的可拆開芯體，其中組合件(10，110，210)由連接機(jī)構(gòu)連接起來，用來準(zhǔn)確地保證組合件之間的運(yùn)動的同步。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的可拆開芯體，其中組合件的同步運(yùn)動連接機(jī)構(gòu)包括一個凸輪(320，322)，它裝在中間組合件(112)上，和在桿(310，312，314，316)上的凸輪隨動銷(313，317)，桿以樞軸形式連接.形成同步機(jī)構(gòu)，并裝在其它二個組合件上(10，210)。
4.根據(jù)以上的任何一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的可拆開芯體，其中第二組合件(110)上的模塊(116)與在第一組合件(10)上的錐形中央件(14)上的榫眼(16)相嚙合，第三組合件(210)上的模塊(216)與第二組合件(110)的板(112)上的斜導(dǎo)向銷(118)相嚙合，兩組模塊(116，216)的運(yùn)動是自動地同組合件(10，110，210)的相對運(yùn)動同步，芯體分開和合上所需的力就是使組合件分開和靠緊所需的力。
5.根據(jù)以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的可拆開芯體，其中冷卻劑循環(huán)通道通過模塊(116，216)和錐形中央件(14)，用來冷卻所有同模制件相接觸的面。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種可拆開芯體，該芯體包括三個能作相對運(yùn)動的組合件。第一組合件帶有一個錐體，第二組合件裝有一組內(nèi)模塊，內(nèi)模塊形成了芯體表面的一部分，并同錐體接合，第三組合件裝有外模塊，由在第二組合件上的斜銷帶動運(yùn)動。當(dāng)組合件運(yùn)動到一起時，外模塊就向外徑向運(yùn)動，而內(nèi)模塊在它們之間作軸向運(yùn)動。內(nèi)模塊然后向外作徑向運(yùn)動，錐體插到芯體的中央。倒過來的運(yùn)動是芯體分開，使它從模制件內(nèi)抽出。
文檔編號B29C33/48GK86105378SQ86105378
公開日1987年4月1日 申請日期1986年8月30日
發(fā)明者沃特·威廉姆·利特爾, 彼得·里吉尼亞·克拉克 申請人:R·克拉克鑄造有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan