用于生产一个模样的注射模制装置以及该装置的使用方法

专利名称：用于生产一个模样的注射模制装置以及该装置的使用方法
技术领域：
本发明是于1997年7月10日申请的、标题为“用于生产一个模样的注射模以及模型的使用方法”、申请号为No．08／891，435的申请的一个后续申请，所述申请号为No．08／891，435的申请又是于1996年6月12日申请的、标题相同的、申请号为No．08／662，900的后续申请。
背景技术：
用于制作蜡制模样的铝制模型已使用了许多年。铝模和环氧模的组合模也已被使用。环氧模部分具有在重复使用后易磨损的缺点并且在需要重复模制的操作中易于被损坏。另外，众所周知，铝模的热交换性能优于环氧模，因此能够减少在蜡制模样生产过程中的停工时间和总的工作周期。
在被模制部件包括一个复杂的内腔的情况下，需要多个模型部分和模芯。所述多个模型部分和模芯需要组装或拆开。另外，在模制诸如高尔夫球杆头部的具有特定分型线形状的部件中，存在所述蜡制模样需要修整和重新加工的问题。以前的用于制作高尔夫球杆头部的蜡制模样披露在美国专利No．5，204，046和No．5，417，559中。
发明概述概括地讲，本发明包括一个具有多个模型部分的模型，所述模型包括一个内部模芯组件，这种新的模型的成形和分模在模制操作的过程中有利于控制。利用手的模型操作限于模型部分的滑动和移动以及取出和更换模芯组件。
最好，所述模型与一个压模装置相连并且利用该压模装置进行操作，所述压模装置包括一个工作位置和一个准备位置，一个下模型部分可滑动地安装在所述准备位置中，其中的内部模芯组件就位，并且上模型部分下落抵靠着所述下模型部分。在注射石蜡和石蜡冷却后，所述上模型部分上升，所述下模型部分以滑动的方式离开所述工作位置移动到所述准备位置，一个第三模型部分移动到其打开位置。最后，取出所述模芯组件。
作为一个特征，当所述下模型部分离开所述工作位置时，希望所述蜡制模样随着模芯自动地上升以有利于取出模样和模芯。所述模型是由铝制成的。
附图简述

图1是装有一个可被取出的模芯组件的上模型部分和下模型部分的一个侧视图；图2是与取出的模芯组件分离的上模型部分和下模型部分的一个透视图；图3是所述下模型部分的一个透视图，其中示出了下部模腔和处在其关闭位置处的可滑动的第三模型部分；图3A是一个与图3类似的视图，其中所述第三模型部分被打开；图4是上模型部分的一个透视图；图5是带有分型线的模型的一个平面图，模型中具有模芯组件，但未示出围绕所述模芯组件的蜡制模样；图6是带有分型线的模型的一个主视图，也未示出其中的蜡制模样；图7是模芯组件和安装圈的一个放大透视图；图8是压模装置和模型装置的一个主视图，其中所述下模型部分处于其注射位置；以及图9是一个与图8类似的视图，其中，所述下模型部分处于其组装准备位置；图10是本发明的模制装置的另一个实施例的主视图，其中，所述模制装置包括上模型部分、下模型部分和下模型部分的导轨；图11是表示组装的该模制装置和一个带有槽的轨道的一个局部侧视图；图12是与图11类似的一个视图，其中，上模型部分已升起，下模型部分部分地沿着轨道移动；图12a是图12的轨道的一个放大侧视图；图13是下模型部分的一个顶视图；图14是下模型部分的一个底视图；图15是上模型部分的一个底视图；图16是下模型部分的一个侧视图17是便携式模芯组件支座的一个透视图，其中，所述模芯组件支座具有直立的销；图18是所述支座的一个透视图；其中，所述支座上装有模芯组件；图19是所述支座的一个透视图；其中，所述支座上装有模芯组件并且操作所述曲柄使中央模芯部分下降；图20是所述中央模芯部分的一个透视图；以及图20a是所述中央模芯部分的一个侧视图，所述中央模芯部分包括其支架槽，所述曲柄销接合在所述支架槽中。
优选实施方案描述在这些附图中，形成模样的模型10用于模制一个蜡制模样P，所述蜡制模样P具有一个外表面11e和一个内表面11i(见图5)，所述模样P用于一个金属部件的熔模铸造中，该金属部件诸如为高尔夫球杆的杆头的一部分(见图1、图5和图6)。模型10包括四个(4)模样形状确定部分，所述四个(4)模样形状确定部分形成了模腔C第一部分是上模型部分12；第二部分是下模型部分13；第三部分是一个可滑动的模型部分16，所述可滑动的模型部分16可在下模型部分13上滑动；第四部分是模芯组件23(见图1、图3、图3A和图4)。上模型部分12具有模腔表面18，所述模腔表面18限定了模样P的上表面11u(未示出)(见图5)。下模型部分13具有一个模腔表面19，所述模腔表面19限定了模样P的下表面的一个部分11l。可滑动的模型部分16的工作表面21限定了模样P的外表面的其余部分。工作表面21具有用于形成沟槽的凸起(stand up)21g。
模型10还包括一个模芯组件23，所述模芯组件23由六个(6)芯部26a-26f构成，芯部26f是中央芯部(见图5)。每一个芯部26a-26f分别具有安装销27a-27f(见图1)。所述模芯组件23位于安装圈29中，所述安装圈29具有用于安装所述销27a-27f的孔31a-31f。定位支架32与安装圈29相连并且从安装圈29延伸，所述定位支架32安装在模型狭槽33中以使模芯组件23定位。
现参见图2、图3和图4，模样P的大小和形状是由上模型部分模腔表面18、下模型部分模腔表面19以及可滑动的模型部分16的工作表面21限定的。模腔表面18、19和工作表面21相互配合所形成的分型线是周边隆起的分型线36(见图5)和周边处在平面内的分型线37(见图6)。这些分型线36、37位于模样P上，并且它们是光滑的，因此无需对模样P进行再加工或仅需对模样P进行极少量的再加工，从而利用模样P制成的铸件没有显著的瑕疵。图中还示出了石蜡的注入口20。
参见图8和图9，使模型10的模型部分12和13定位以使它们用于一个压模装置40中，所述压模装置40具有可上下移动的往复式压板42。上模型部分12与压板42相连。在往复式压板42的下方，压模装置的底部41支承下模型部分13，图8中所示的下模型部分13处于其注射位置，图9中所示的下模型部分13处于其装配位置。
为了使下模型部分13在压模装置的底部42上易于从其注射位置(IS)水平移动到其装配准备位置(PS)，将下模型部分13安装在导轨(未示出)上。
在压模装置40的操作中，一个操作者将下模型部分13水平移动到其准备位置(PS)处，在所述准备位置(PS)处，将可滑动的模型部分16从模制表面19移开。将模芯组件23置于安装圈29中，通过将支架32插入到下模型部分13的凹槽33中来安装所述安装圈29并使之定位。接着，使可滑动的模型部分16移动到其注射位置。下模型部分13被移至其注射位置(IS)。
然后，使带有上模型部分12的往复式压板41下降以使上模型部分12与下模型部分13接合。上模型部分12上的定位销24、25进入到下模型部分13的定位孔34、35中。软管性质的孔芯销(hosel hole core pin)(未示出)插入到模腔C中以形成开口38(图4)。当将石蜡注入到模样成形腔室C中时，施加压力以将模型部分12、13固定在一起。
在经过一段能够使石蜡凝固的冷却时间后，所述软管性质的孔芯销回缩，接着使带有上模型部分12的往复式压板41上升并且将下模型部分13从所述注射位置(IS)移动到其准备位置(PS)。当下模型部分向着操作者方向回缩时，利用一个楔子或凸轮(未示出)使所述模芯组件自动向上移动大约半英寸，从而使模芯组件易于拆卸。将可滑动的模型部分16从模芯组件23和模样P移开。接着，操作者抓住包括模样P的安装圈29，将它们从下模型部分13中取出并放到一个台子(未示出)上。将另一个安装圈和模芯组件放入到下模型部分13中，可滑动的模型部分16移动到模制位置中，将下模型部分13移回到其注射位置(IS)，压模装置40准备进行下一个循环。操作者将蜡制模样握在手中并且取下模芯组件的各个部分26a-26f，接着重新组装模芯组件23以用于下一个注射循环。
其上做有标记的一个识别部件可被放入到模腔C中以便在蜡制模样P上形成相应的标记。
参见图10至图12，压模装置50用于使上述注射模部分定位以及使所述模型部分被拆卸和重新组装，所述压模装置50具有一个可在竖直方向上往复移动的上压板51，所述上压板51与具有尖嘴部分52a的上模型部分52相连。压模装置50还包括一个下模型部分53，所述下模型部分53可在导轨55中往复移动，当所述下模型部分53与其上模型部分52分开时，所述下模型部分53可从一个注射位置移动到一个回缩位置以拆卸和组装所述模型。由导轨55所引导的下模型部分53在离开其上模型部分52方向上的运动受到了阻挡件65的限制。软管性质的销(pin hosel)58在所述装置的操作过程中伸入到开口54(图15)中并占据开口54以在所制成的模样中形成一个圆柱形空隙，所述软管性质的销58与一个双向作用的气缸-活塞组件67相连。气缸-活塞组件67安装在压板51上。导轨55包括保持一定间距的左导轨56和右导轨57(如图10中所示)，每一个导轨56、57包括导向槽68a，68b、向前的上导向槽69a，69b、向前的下导向槽71a，71b以及弹簧加载滑道56a(图12a)。具有槽79a的弹簧加载滑道56a可在轨道穴72a中摆动。
下模型部分的横杆59位于下模型部分53的开口62中，所述杆59具有右销钉端60和左销钉端61(未示出)，所述销钉端60、61可在导向槽68a、68b和71a、71b(图12a)中移动。参见图12a，在下模型部分53在导向槽68a中向着阻挡件65移动的过程中，所述杆的销钉端60在一个箭头A所示的通道中移动直至其进入到滑道56a的槽79a中，使所述销钉端60上升到上导向槽69a中，并且所述销钉端继续向前移动到导向槽凹进区域87a、87b中。接着，所述销钉端60在弹簧的作用下回落到下导向槽71a中。当所述销钉端60在回落的过程中与滑道56a的下滑道表面56s接合时，所述销钉端60会使滑道56a上升并且所述销钉端60继续向后通过槽68a。
参见图16，支承板63处在下模型部分的开口62中，所述支承板63在竖直的杆64a和64b(未示出)的作用下可上下移动。弹簧65a、65b向下推动支承板63。在下模型部分53被拉到其与阻挡件65相邻接的拆卸／组装位置的过程中，板63与中央模芯部分88接合并使中央模芯部分88向上移动，同时剪切注射浇道。利用上述在导向槽中移动的杆销钉端60、61使所述板63上升。所述板63在横杆59和其端部60、61作用下的上升和下降是由上述图12a中所示的用于销钉端60的斜槽系统和一个用于销钉端61的位于轨道56中的类似斜槽系统完成的。
现参见图13至图16，下模型部分53具有气缸支承部分53s、一个可在滑动腔70p中移动的滑动模型部分70和模芯73，所述滑动腔70p具有表面70f。当上模型部分52上升时，其尖嘴部分52a松开可滑动的模型部分70，使所述可滑动的模型部分70在一个弹簧元件的作用下向着离开模样(P)的方向移动。下模型部分53还具有底面74，所述底面74具有多个排气孔(或其它流体排出孔)76，所述多个排气孔76被设置成排气孔行77a-7e。所述多个排气孔76可被设置成多行或其它图案。所述多个排气孔76与一个空气歧管(未示出)相连。
当将所述模芯73放入到下模型部分53中时，六个(6)稀土磁体98(图13)分别与模芯销95a-95f相对应，以磁性的方式吸引模芯销95a-95f，从而确保使模芯销95a-95f位置适当地处于下模型部分53中并抵靠着支承板63(图16)。
在图17和图18中，一种通常位于压模装置50(图10)的表面S上的便携式模芯组件控制装置82包括主体83，所述主体83具有正面板83f和顶部表面83t。直立的销85安装在顶部表面83t上，顶部表面83t中具有一个开口83a用于接收中央模芯部分88的中央模芯支架86(见图20)。模芯组件控制装置82具有一个曲柄81，所述曲柄81枢接在正面板83f中的销80上。所述曲柄81带有突出的凸轮销78，所述凸轮销78穿过正面槽75伸入到支架槽86s中。模样(P)位于在模芯组件73上。模芯73包括中央模芯部分88，所述中央模芯部分88又包括环形体89和中央模芯91。环形体89具有孔90以用于接收模芯部分94a-94c的销95a-95f(见图18、19以及图5和图7)。
在压模装置50和便携式相关装置83的操作中，当通过注射浇道孔(未示出)将石蜡或其它模制材料注入到其中模型部分52、53适当就位且相互接合的模型部分52、53中时，抽出销58并且在经过一段适合的时间后，提升上压板51以及与其相连的模型部分52。所述压模装置的这个操作步骤以及后续的操作步骤最好以一种计算机程序控制的方式进行。当上模型部分52上升并离开下部的可滑动模型部分70时，所述可滑动模型部分70在弹簧作用下被松开以向着离开被模制模样(P)的方向移动。接着，操作者握住手柄53h，同时打开空气控制阀53v(图10)使空气从下模型部分底面的孔76流出，从而在下模型部分底面74和压台表面(S)之间提供了一个空气垫。
接着，操作者利用所述空气垫毫不费力地沿着方向D拉出下模型部分53(图10)。当下模型部分53向着阻挡件65的方向移动时，下模板63由于横杆59和其销钉端60、61的凸轮作用而升起，而所述横杆59的销钉端60、61在导向槽68a、68b、69a、69b以及71a、71b中在凸轮作用下向上移动而使模芯部分88上升(图12a)。当模芯部分88上升时，所述注射浇道(未示出)被切断。当所述销钉端60、61达到槽69a、69b的端部时，所述销钉端60、61在弹簧加载板63的作用下穿过凹进区域87a、87b下落。然后，当操作者将模型部分53推回到与上模型部分52接合的位置时，所述销钉端60、61被松开并移动到槽71a、71b的下方。接着，操作者容易地抓住已经被板63提升的模芯部分88以将其取出。当模芯部分88被抽出时，切断所述注射浇道。润滑剂或冷空气可被喷洒在所述软管性质的销上以减少粘附。
接着，操作者将带有内部模芯组件73的蜡制模样(P)放置到模芯组件安装装置82上。通过操作曲柄81取出中央模芯88。曲柄81的突出销78与支架86的槽86s接合以便当向下推动曲柄81时使支架86向下移动。当支架86在曲柄的作用下下降时，环形孔90接收直立的销85使模芯部分88向下移动直至环形中央模芯组件89处于所述装置的顶面83f上。从而，无需操作者抓住模样(P)即可使中央模芯88与模样(P)分离，而操作者抓住模样(P)原本会使模样(P)产生变形。然后，利用手取出剩余的模芯部分并将它们放置在一个用于组装的基座上。
权利要求
1．一种用于形成一个模样的注射模，所述模样具有一个外表面和内表面，所述模样用于熔模铸造中，所述注射模包括(a)多个模型部分，所述多个模型部分组装在一起可用于模制所述模样，将所述多个模型部分拆开可取出所述模样，所述多个模型部分的组装形成了分型线；(b)所述多个模型部分带有多个形成模样的模制元件以形成所述模样的外表面，所述多个模制元件包括(ⅰ)一个第一元件，所述第一元件中的一个模型部分上具有第一模样成形表面；(ⅱ)一个第二元件，所述第二元件中的一个模型部分上具有第二模样成形表面；(ⅲ)一个可移动的第三模样成形元件，所述第三模样成形元件可沿着一个模型部分移动；(c)一个用于限定所述被模制模样的内表面的内部模芯；以及(d)所述多个模型部分的大小和形状是这样的，即，使所述分型线位于所述被模制的模样上以使所述被模制模样中的分型线瑕疵处于最不显著的位置处。
2．如权利要求1所述的注射模，其特征在于，所述被模制的模样用于制造一个高尔夫球杆的木制杆头，所述模样具有一个顶部突出的周边和一个处在平面内的周边，其中一个分型线处在所述杆头模样的突出的周边上，另一个分型线处在所述杆头模样的位于平面内的周边上。
3．如权利要求1所述的注射模，其特征在于，一个模型部分是上模型部分，另一个模型部分是下模型部分，所述内部模芯在所述下模型部分上并包括一个模芯组件。
4．如权利要求3所述的注射模，其特征在于，所述模芯组件安装在一个由圈和支架所构成的装置上，所述由圈和支架所构成的装置可插入到一个模型部分中。
5．如权利要求1所述的注射模，其特征在于，所述模型部分是由铝制成的。
6．如权利要求3所述的注射模，其特征在于，所安装的由圈和支架所构成的装置可在所述下模型部分上进行往复竖直移动。
7．一种用于支承和移动一个模样模型的压模装置，所述模型具有一个上模型部分和一个下模型部分，所述下模型部分具有一个模芯组件，所述压模装置包括(a)一个在竖直方向上往复移动的压板装置，所述压板装置可载带着所述上模型部分；(b)底部装置，所述下模型部分可在所述底部装置上从一个注射位置移动到一个准备位置；以及(c)用于提升所述模芯组件的装置，所述用于提升模芯组件的装置位于所述底部装置中以便当所述模芯组件处于其准备位置时提升所述模芯组件。
8．如权利要求7所述的压模装置，其特征在于，所述下模型部分包括一个可滑动的元件，所述可滑动的元件可滑动到一个打开位置以利于将所述模芯组件从所述下模型部分中取出。
9．一种用于形成一个模制模样的装置，包括(a)一个上模型部分；(b)一个可沿着一个表面滑动的下模型部分；(c)一个位于所述下模型部分中的模芯组件，以及(d)导轨装置，所述导轨装置在所述下模型部分从一个模制位置移动到一个用于取出所述模芯组件的远端位置的过程中引导所述下模型部分。
10．如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还具有一个在所述导轨装置上的第一凸轮装置和一个在所述下模型部分上的第二凸轮装置，当所述下模型部分所述导轨装置移动时，所述凸轮装置能够使所述模芯组件向上移动。
11．如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还具有流体排出装置，所述流体排出装置用于在所述下模型部分和所述表面之间提供流体。
12．如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还具有一个在所述模芯组件中的中央模芯以及一个装置，该装置用于接收其上带有一个模样的所述模芯组件并且将该中央模芯与模芯组件分离。
13．如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述下模型部分包括磁体装置以将所述模芯组件吸向所述下模型部分。
14．一种利用一个具有多个模型部分的模型来模制一个模样的方法，所述模型包括一个上模型部分、一个下模型部分，所述下模型部分具有一个滑动件和一个模芯组件，该方法包括(a)提供一个可在竖直方向上往复移动的上模型部分；(b)将包括所述滑动件和所述模芯组件的所述下模型部分放置在一个水平控制表面上以使所述下模型部分能够移动；(c)使所述下模型部分能够从位于所述上模型部分下方的一个第一模制位置移动到一个第二组装位置；(d)在所述下模型部分的移动过程中在所述下模型部分的下方提供流体缓冲垫；(e)使所述下模型部分移动到所述所述上模型部分的下方并使其与所述上模型部分接合；(f)将材料注射到所述模型中；(g)接着，在使所述上模型部分上升后，将在所述水平控制表面上使下模型部分移动到其第二位置；(h)取出所述模芯组件；以及(ⅰ)将所述模芯组件放置到一个中央模芯分离装置上。
15．如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括下列步骤(a)提供导轨装置，所述导轨装置在所述下模型部分的移动过程中能够控制和引导所述下模型部分；(b)在所述导轨装置中提供导向装置；以及(c)在所述下模型部分上设置凸轮装置，该凸轮装置在所述导向装置中移动以使所述模芯组件上升。
16．如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括下列步骤(a)使一个模芯组件具有一个中央模芯部分；(b)提供用于安装所述模芯组件的装置；以及(c)提供用于使所述中央模芯部分与所述模芯组件分离的装置。
17．如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还提供一个形成在所述模样上的浇道并且提供用于当所述可移动的下模型部分从其第一模制位置移动到一个第二组装位置时切断所述浇道的装置。
18．如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还提供了一个处在所述下模型部分中的磁体以将所述模芯组件吸向所述下模型部分。
全文摘要
本发明涉及一种用于形成一个模样(P)的注射模(10),所述模样(P)用于熔模铸造中,所述注射模(10)包括带有两个模样成形表面(18,19)的模型部分(12,13)和可在一个模型部分(16)上移动的一个可移动的第三模样成形元件(21)。所述模型还包括一个内部的模芯(23)。所述模型部分的大小和形状是这样的,即:使分型线(36,37)处于不显著的位置处。本发明还涉及所述注射模的使用方法,该方法包括使用一个可简化下模型部分(13)并且使所述内部模芯上升以利于将其取出的装置。
文档编号B22C9/08GK1278757SQ98811080
公开日2001年1月3日 申请日期1998年9月15日 优先权日1997年9月16日
发明者T·E·约斯特, 小P·N·拉图利佩 申请人:施图尔姆鲁格有限公司