专利名称：具有一个用于均匀分布合模力的模具台板的注射成型机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于可动台板(a movable platen)的结构，该可动台板用于在注射成型机中支撑注模的一部分。尤其是，本发明涉及一种具有改善刚度的可动模具支撑台板，该台板被可滑动地承载在注射成型机底架上。
可动的台板通常是一个呈矩形的平板状构件，并且包括有四个位于相应拐角处的钻孔，各个钻孔中均延伸穿过一根拉杆。一个可动台板致动系统被置于没有承载模具的固定台板与可动台板之间，用以使得可动台板沿着拉杆朝向或者背离所述模具台板移动，并且在所述模部分合拢在一起时，将可动台板牢固地固定在合适的位置上，以防止随着熔融材料在高压下被注射到模腔内所述模具发生分离。
注射成型机中的台板通常是被加工成如下述专利中所示的部件(block)授权给Hirata等的美国专利No.5188850；授权给Fukuzawa等的美国专利No.5066217；授权给Bluml等的美国专利No.5110283；授权给Joyner的美国专利No.5123834；授权给Yoshioka的美国专利No.5162782；授权给Hirata等的美国专利No.5192557；授权给Glaesener的美国专利No.5593711；以及授权给Glaesener的美国专利No.5776402。在这些专利的每一个中，模具台板基本上是被加工成具有一个大体呈矩形的侧面的部件，在所述矩形侧面上支撑有一个半型(a mold half)。在半型的合拢过程中，会在台板的模具安装表面上产生一个力。正如通常伴随这种部件状台板那样，模具安装表面会内凹入地发生变形，迫使所述侧面的上、下边缘朝向即将施加的力，并且迫使台板发生弯曲，横跨模具台板的后侧面产生拉伸作用。最终，在夹持力的作用下，台板的中部发生分离，导致在半型之间产生一个间隙，并且在某些情况下，毛边(flash)的形成是副产品。
授权给Baird的美国专利No.4615857公开了一种用于在模具工作过程中减少毛边的包封装置和方法。根据这种设备，据称塑料的注射和转移模制能够以明显消除毛边的方式进行。其中，在模具压板(mold press)处于夹持状态的条件下对模具压板的挠曲量进行测定。通过对支撑立柱和拉杆进行配置，从而使得它们用作抵靠在模具表面上的独立弹簧并且响应在模具处于夹持状态时所产生的力，模具的支撑结构被设置成向模具表面施加相等的力。为了得知模具压板的实际挠曲量，需要计算出所述支撑立柱和拉杆的弹簧常数和长度，并且由此在压板的合拢过程中在模具上施加一个均匀压力。
因此，为了补偿台板的挠曲现象，需要对模具封合过程中模具台板的挠曲度进行测定，并且作为在一个台板或者两个台板上的横向位置的一个函数对所述设备中的模具安装部件的可压缩性进行调节，从而向模具的分型面施加一个恒定的力，而无需考虑在分型面上的横向位置。所述安装部件的硬度和长度限定了由该安装部件提供的力，并且根据预定的公式和预定的台板挠曲量加以确定，所述预定的公式取决于所述安装部件在台板上的位置。尽管Baird对挠曲现象进行了补偿，但是利用这种方法和设备实现这一点非常复杂，对于即将利用特定模具产生的特定力来说，需要专用的结构设计。因此，没能实现一致适用的设计。
附图
5a和5b公开了一种现有技术的模制台板，该模制台板的形状与在所引用专利中讨论的那些部件状台板略微不同。正如在附图5a中示出的那样，这种模具台板外形(profile)包括有若干个穿通的开口、一个前壁和一个后壁。正如在附图5b中示出的那样，朝向后壁延伸有多个切槽和肋条，所述后壁可以具有一个小于台板前壁的表面面积。所述台板还包括有位于其各个拐角处用于容置拉杆的钻孔，所述拉杆用于在模具合拢过程中承受台板之间的作用力Fc。正如所示出的那样，各根拉杆均承载有一个抵抗力FR。设置多个切槽和肋条以减小台板的重量。也就是说，在模具合拢过程中，如同在简支梁中那样，前面的模具安装表面受到压缩，而后壁受到拉伸。如同由附图5a中的虚线和箭头所示出的那样，拉杆被向内侧拉扯，并且发生变形来与台板表面的运动保持一致，由此导致模具表面在模制过程中发生弯曲并且呈内凹状态，类似于前述专利中的台板。因此，尽管附图5a和5b中示出了模具台板的设计，但是模具表面的弯曲现象无法得以补偿，并且仍旧能够产生毛边。由于台板的两侧均发生弯曲，所以在拐角处由拉杆形成的支架也会发生弯曲，导致拉杆支架受到不均匀的载荷作用。这将导致拉杆发生弯曲，并且过高的应力集中会导致过早地发生疲劳破坏。箭头C示出了拉杆如何在合模过程中发生弯曲。
为了使得这种状况更为复杂，近年来设计出了一种如附图5a和5b中示出的模具台板，这种模具台板不会与所述的多根拉杆发生接触。相反，这种台板仅被支撑在注射成型机的底架上，并且在合模过程中，仅有夹具本身支撑可动的台板。正如在本发明中那样(参见附图4)，在台板上设置有较大的穿孔，以允许拉杆沿着注射成型机的长度方向上进行延伸，并且仅被连接到不移动的端部台板上。由于将可动台板从注射成型机中取出时无需将所述拉杆去除，因此这种构造允许快速地进行拆卸和重新组装，从而与现有技术相比较为优越。但是作为这种构造的结果，横跨可动台板的表面施加均匀的压力会变得更成为一个问题。没有拉杆的额外结构刚度，可动台板会在拐角处自由地发生挠曲，从而会在模具上的那些区域在最终的模制品上产生不希望存在的毛边。
因此，所希望的是存在有这样一种注射成型机，这种注射成型机具有一个结构简单并且重量较轻的台板，该台板包括有用于在模具或者压板合拢过程中补偿台板挠曲量的装置，并且基本上能够消除在注射模制过程中形成毛边。
本发明的另外一个目的在于提供一种结构优化的模具承载台板，这种台板特别适合于用在可动台板没有被连接到拉杆上的注射成型机中。
本发明的再一个目的在于提供一种重量较轻的模具承载台板，这种台板能够在合模过程中提供大体平整并且平行的模具安装表面，对于一台给定的注射成型机来说，所需的夹持压力较小。
本发明的又一个目的在于提供一种注射成型机，这种注射成型机具有一个结构优化并且重量较轻的台板，便于更快地进行模具的循环作业，由此提高一台给定注射成型机的产量。
本发明还有一个目的在于提供一种具有一个台板的注射成型机，由于所述可动台板的重量减轻，所以注射成型机的每个工作循环所消耗的能量较少。
前述目的均由本发明中的注射成型机来实现。该注射成型机包括一个具有一第一半型的静止台板；至少一个具有一第二半型的可动台板，所述第二半型用于与第一半型形成一个模具；用于相对于所述静止台板对所述可动台板进行导引的装置；以及用于将熔融树脂注射到所述模具内的装置。对于所述台板中至少一个而言，一个后表面被置于该台板的中部，用于连接到一个诸如液压缸这样的压力源上。一个前表面与所述后表面平行并且间隔开，用于承载一个半型，并且一个结构壁从该前表面的周边向后突伸。多个间隔开的肋条从所述后表面延伸至前表面，这些肋条以一种在结构上优化的图案刚性固附在所述结构壁上。还设置有用于均匀地将夹持力从所述后表面的中部传递至前表面的装置，用以减轻模具表面的局部弯曲。
本发明的细节在下面的描述和附图中予以示出，其中，相同的附图标记用于描绘相同的构件。
一个第一半型26a被可去除地固连在可动台板10的前表面12上。一个第二半型26b被可去除地安装在第二静止台板34b上，以便在夹具20的作用下进行合模的过程中，当半型26a和26b发生接触时形成一个模腔28。一个注射装置36被固连在第一静止台板34a上，并且与模腔28相连通，该注射装置36用于在高温高压下选择性地向模腔28供给熔融树脂，来形成一个注模制品。所述注射压力必须被由夹具20产生的夹持力克服。随着高压树脂进入到模腔内，所述压力会使得半型26a与26b的两个表面发生分离。
多个结构性肋条18从后表面14延伸至前表面12，并且形成了用于横跨半型26a和26b的表面均匀分布夹持力的装置。
下面参照附图2、3a、3b和4，更为详细地示出了根据本发明的台板10。多个均由一中心空孔(center void)22隔离开的后表面14a至14d与用于施加夹持力Fc的单一夹具20连接在一起。中心空孔22形成了四个独立但共面的表面，用于施加一个合模力。前表面12大体平行于后表面14a至14d，且从这些后表面14a至14d移动，该前表面12特别适合于可去除地固连一个半型26a。顶壁46、底壁48以及腹板42a至42b从前表面12的周边向后延伸。
多根肋条18从后表面14a至14d开始延伸，并且被固连在前表面12、顶壁46、底壁48以及腹板42a和42b的背面。各个肋条18均类似地加工成形，呈现一个从后表面14a至14d延伸至前表面12、顶壁46、底壁48以及腹板42a和42b的梯形。肋条18的位置、尺寸以及样式(pattern)与其它构件组合在一起，形成一个均匀支撑并且刚性的前表面12。在优选的实施例中，所述多个肋条18的位置和尺寸基于结构分析而确定，以获得一种经过优化的结构设计。所述经过优化的结构设计限定出了这样一个结构，即能够均匀地将合模力从中部夹具20传递至前表面12，并且使得在合模过程中可能出现的不均匀变形量最小化。此外，所述经过优化的结构能够使得可动台板10的总重量减轻，并且由此减少打开和闭合模具所需的能量，以便于更快的循环时间。
在台板10底部的两个拐角处设置有导向块24a和24b，它们与导轨40连接在一起。导轨40用于在模具被打开和闭合时沿着前、后方向对台板10进行导引，并且如果夹具20被去除，用于防止可动台板10发生倾覆。
加强筋44a和44b分别被固连在可动台板10的顶部和底部处的一对肋条18之间。在优选的实施例中，这些加强筋是适合于增加可动台板10的结构刚度并且增大肋条18的载荷传递能力的t形加强筋。一对竖直构件50a和50b被固连在位于可动台板10的内侧和外侧的一对肋条18上。在优选的实施例中，这些构件是单腹板，它们与那些特定位置处的肋条18连接在一起，用以增大可动台板10的载荷传递能力。竖直构件50a和50b的位置和尺寸均基于能产生优化设计的结构分析而确定。
具体地参照附图2，可以看到本发明提供了一种经过优化的可动台板10的结构，用以向半型的表面均匀地传递一个夹持力Fc。从而，在半型的表面上存在有一个均匀的压力分布P，并且局部弯曲和变形最小化。这种方案的主要优点在于减少了模制品上的毛边。
本发明的另外一个优点在于，提供了一种具有一重量较轻的台板的注射成型机。这将便于使用较少的能量来移动所述台板，并且允许所述台板更为快速地发生移动，由此缩短循环时间。
本发明的再一个优点在于，提供了一种注射成型机，该注射成型机具有一个特别适合于在没有拉杆支撑条件下使用的台板。这将便于更为快速和方便地对注射成型机进行拆卸。
需要明白的是，本发明并不局限于在这里描述和示出的实例，这些实例应该被认为仅用于例证实施本发明的最佳方式，并且允许在形式、尺寸、部件配置以及工作细节方面加以改变。本发明是用来包括所有落入由权利要求限定的技术构思和保护范围内的这种改变。
权利要求
1.一种模具支撑台板，适合于被可滑动地承载在注射成型机中的至少一个导轨上，所述台板包括一个大体呈矩形的前表面，该前表面特别适合于承载一个半型；一个平行于所述前表面并且与所述前表面间隔开的后表面，该后表面特别适合于与一个夹具连接起来，所述夹具大体被连接在所述后表面的中部，并且施加一个大体垂直于所述前表面的力；一个具有预定厚度和高度的侧壁，该侧壁从所述前表面的周边向后突伸；多个间隔开的肋条，这些肋条以一种预定图案在所述后表面、所述壁以及前表面之间延伸，并且将它们相互连接起来，其中，来自于所述夹具的力基本上均匀地从所述后表面传递至前表面，由此在合模过程中形成一个均匀的封合压力分布。
2.如权利要求1中所述的模具支撑台板，其特征在于所述后表面还包括一个位于该后表面中部的中心空孔，由此形成四个独立的共面表面，用于施加所述合模力。
3.如权利要求1中所述的模具支撑台板，还包括供多根拉杆穿过其中的间隙，所述多根拉杆沿着所述注射成型机的长度方向进行延伸，并且不对所述台板提供支撑作用。
4.如权利要求1中所述的模具支撑台板，还包括第一和第二加强筋，各个所述加强筋均被固连在位于所述台板顶部和底部上的一对肋条之间的预定位置处，并且将这对肋条连接起来。
5.如权利要求4中所述的模具支撑台板，其特征在于所述第一和第二加强筋大体呈t形，并且被固连到所述壁上。
6.如权利要求1中所述的模具支撑台板，还包括第一和第二竖直构件，各个所述竖直构件均被连接在位于所述台板内侧和外侧处的一对所述肋条之间的预定位置处，并且连接这对肋条。
7.如权利要求1中所述的模具支撑台板，还包括至少一个导向块，该导向块与所述至少一根导轨滑动连通。
8.如权利要求7中所述的模具支撑台板，还包括至少一个腹板，该腹板被连接在所述至少一个导块上，并且将所述壁连接到所述至少一个导块上。
9.如权利要求1中所述的模具支撑台板，包括有一个靠近所述前表面的模具。
10.如权利要求9中所述的模具支撑台板，包括有一个被连接在所述模上的注射装置。
11.如权利要求10中所述的模具支撑台板，包括有一个靠近所述前表面用于产生合模力的装置。
12.如权利要求1中所述的模具支撑台板，其特征在于所述多根肋条形成一个对称图案。
13.如权利要求1中所述的模具支撑台板，其特征在于所述多根肋条中的每一根均大体呈梯形。
全文摘要
一种注射成型机，包括有一个可动的台板，该可动台板特别适合于将一个夹持力均匀地分布到半型的表面上，由此减轻局部变形现象和减少在模制品上出现不希望存在的毛边。可动的模具台板(10)适合于被可滑动地承载在注射成型机中的至少一根导轨(40)上，并且包括一个大体呈矩形的前表面(12)，该前表面(12)特别适合于承载一个半型(26a)；一个平行于前表面(12)并且与该前表面(12)间隔开的后表面(14)，该后表面(14)特别适合于与一个夹具(20)连接起来，夹具(20)大体被固连在后表面(14)的中部，并且施加一个大体垂直于前表面(12)的力；一个具有预定厚度和高度的壁(46，48)，该壁(46，48)从前表面(12)的周边向后突伸；多个间隔开的肋条(18)，这些肋条(18)以一种预定图案在后表面(14)、壁(46，48)以及前表面(12)之间延伸，并且将它们相互连接起来，其中，来自于夹具(20)的力基本上均匀地从后表面(14)传递至前表面(12)，由此在合模过程中形成一个均匀的封合压力分布。
文档编号B29C45/70GK1471456SQ01818185
公开日2004年1月28日 申请日期2001年6月12日 优先权日2000年10月30日
发明者皮埃尔·格莱塞纳, 皮埃尔 格莱塞纳 申请人:赫斯基注射器成型系统有限公司