塑料水龙头及其生产工艺和模具
技术领域
本发明涉及一种水龙头,尤其涉及一种塑料水龙头和制造该塑料水龙头的生产工艺,以及该生产工艺中所使用的模具。
背景技术
传统的水龙头中本体是通过金属材料铸造加工而成,然后将铸造成型的本体毛坯表面经抛光后镀上镍或铬的金属保护层,最后再装入阀芯、阀杆、手柄等零件从而组装为水龙头。
可以看出,通过金属保护层可防止本体锈蚀以及起到增加其外形美观的作用。但是,采用这种制造方法会消耗大量金属材料,使得水龙头的制造成本偏高。同时,金属保护层色彩单一,不能满足人们个性化的需求。
针对上述问题,人们设计出了由非金属材料制成水龙头,如陶瓷水龙头、塑料水龙头等。但陶瓷材料制成的水龙头其强度较低,易破裂损坏。而塑料水龙头又存在着成品率低的问题,如中国专利02263200.X提供一种“水龙头体的改进结构”,它是由管体和裹覆在管体上的树脂材料制成。虽然,它克服了上述缺陷并使得所制得的水龙头重量较轻。但是,由于制造该水龙头所使用的模具为整体式结构,模具内部具有与水龙头体相匹配的形状,在制造过程中一旦注入模具内的原料固化后将模具拆下即可,但由于水龙头具有延伸部位其整体形状为异型结构,使得拆模过程中较为困难,从而影响产品的成品率。
现有的其它水龙头也都存在着上述的类似问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种加工简便、易于实施的塑料水龙头生产工艺。
本发明的第二个目的是:提供一种上述塑料水龙头生产工艺中所使用的模具。
本发明的第一个目的可通过下列技术方案来实现:一种塑料水龙头的生产工艺,包括如下步骤:
A、零件制作:制作塑料水龙头的各个零件,其中连接管是从原料管材上切割下符合长度的管段即可;进水座和出水座通过车床加工制成;阀芯座、进水管、出水管、阀芯、阀杆和手柄采用通用的加工工艺制作;
B、零件组装:将上述各个连接管的内端连接在阀芯座上,再将上述的进水座和出水座固连在与其对应的连接管外端,得到阀芯组件;
C、装模:将上述的阀芯组件装于模具中,模具上具有定位孔和入料口,且各个定位孔内均装有定位装置,模具是由上模体和下模体组成的;将进水座、出水座以及阀芯座通过定位装置固定在相应的定位孔处;
D、合模:将上模体盖合在下模体上,在模具上设有能使上、下模体紧紧地压靠在一起的紧固装置,通过紧固装置使上模体与下模体紧紧合在一起;
E、注塑:模具盖合后,将熔化的塑料经入料口注入模具内部,经3—20分钟后塑料固化,再将上、下模体拆开,取出后即得到塑料水龙头毛坯;
F、表面处理:去掉塑料水龙头毛坯表面的凸头及毛刺,并在其表面喷漆;
G、组装成品:将阀芯装入阀芯座内,将阀杆的内端固连在阀芯上,将手柄固连在阀杆的外端;最后将进水管固连在进水座上,将出水管固连在出水座上。
在上述的塑料水龙头的生产工艺中,所述的步骤E中的塑料为混合有固化剂的液态树脂。上述的固化剂起到固化作用,与树脂相配,可直接从市场中购得。在使用时将固化剂倒入液态树脂中,搅拌混合后注入模具内。
本发明还提供了塑料水龙头的模具,它由上模体和下模体组成,上模体与下模体内部均具有凹入的模腔,上模体与下模体之间设有能将两者紧靠在一起的紧固装置,其特征在于,所述的模具上设有阀芯座定位孔、进水座定位孔、出水座定位孔和入料口,且在阀芯座定位孔、进水座定位孔和出水座定位孔处均设有能分别将阀芯座定位于阀芯座定位孔、将进水座定位于进水座定位孔、将出水座定位于出水座定位孔的定位装置,所述的定位装置包括一个棒体,棒体的前端固连着呈圆柱状且其外侧具有螺纹的定位头,棒体的后端设有尺寸较大的挡头,定位头的外径略小于定位孔的孔径,位于挡头与定位头之间的棒体上套有弹簧和定位片,定位片的外径大于定位孔的孔径,弹簧的两端分别作用在挡头和定位片上,所述的阀芯座定位孔的孔径略小于阀芯座的外径,所述的出水座定位孔的孔径略小于出水座的外径,所述的进水座定位孔的孔径略小于进水座的外径。
然后,将上模体与下模体盖合在一起。将液态树脂经模具上的入料口注入模具内,待树脂固化后将上模体和下模体拆开即得到塑料水龙头的毛坯。
该定位装置穿过阀芯座定位孔连接在阀芯座上的过程中。首先,定位头穿过模具上的阀芯座定位孔螺接在阀芯座上,棒体跟随着向模具内移动。显然,由于定位片直径大于阀芯座定位孔的孔径,这样定位片就无法穿过阀芯座定位孔,定位片与挡头之间的距离就缩短了。位于定位片与挡头之间的弹簧就被压缩,由于阀芯座外径大于阀芯座定位孔的孔径,在弹簧的弹力作用下就使得阀芯座紧紧的抵靠在阀芯座定位孔处。显然,通过该定位装置就将阀芯座牢牢的固定住,使得它一直处于阀芯座定位孔处。同理,上述的进水座和出水座也是这样被牢牢的固定在模具内的进水座定位孔和出水座定位孔处的。
在上述的塑料水龙头的模具中,所述的阀芯座定位孔、进水座定位孔和出水座定位孔内均固连有金属套管。通过这样的结构,使得上述的阀芯座、进水座和出水座不会直接与模具接触,而是抵靠在金属套管上,避免模具损坏或是影响其定位精度。
在上述的塑料水龙头的模具中,所述的紧固装置为两个金属板及若干个调节螺钉,上述的模具位于两个金属板之间,各个调节螺钉的两端分别螺接在两个金属板上。旋动调节螺钉可使金属板紧压在上模体与下模体上,从而使上模体和下模体紧紧的靠合在一起,避免上、下模体松动或是注入模具内的液态树脂经上、下模体的连接处泄露。
在上述的塑料水龙头的模具中,所述的上模体和下模体之间设有卡定机构,卡定机构为设置在上模体边沿的若干个定位凸头和设置在下模体边沿且与定位凸头位置相对应的若干个定位凹口。定位凸头嵌于定位凹口内就使得上模体与下模体的相对位置不会发生变化。
在上述的塑料水龙头的模具中,所述的上模体和下模体是由硅胶材料制成并且在其外表面覆盖着一层塑料保护层。由于硅胶材料较柔软,设置塑料保护层就可增加模具的强度。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、本发明所提供的塑料水龙头由于是将塑料材料的本体裹覆在由阀芯座、连接管、进水座和出水座组成的阀芯组件上的,相对于金属材料而言塑料材料的价格较低。因此,本塑料水龙头的成本较低且重量较轻。
2、在塑料水龙头的本体外侧还可喷涂上各种色彩及鲜明图案,因此该塑料水龙头还具有外形美观能满足人们个性化需求的特点。
3、本塑料水龙头中进水座和出水座是嵌在本体上的,而进水管和出水管螺接在上述的进水座和出水座上的。由于进水座、出水座、进水管和出水管均由金属材料制成,相对塑料材料连接而言其连接稳定性高,连接较为牢固。
4、在塑料水龙头的生产工艺中,将由进水座、出水座、连接管和阀芯座组成的阀芯组件装入模具中,并由定位装置将上述的各个零件固定住后再将模具盖合,最后注入液态树脂,待树脂固化后将模具拆开即得到本塑料水龙头。可以看出,该生产工艺简单,具有较好的实施性。
5、在注塑步骤前本塑料水龙头的模具能将阀芯组件固定在相应的位置处,因此通过本模具所制得的产品规格统一,成品率高。
附图说明
图1是本发明提供的塑料水龙头的俯视结构示意图。
图2是本发明提供的塑料水龙头的主视结构示意图。
图3是本发明提供的塑料水龙头的右视结构示意图。
图4是本塑料水龙头中由阀芯座、连接管、进水座和出水座组成的阀芯组件的结构示意图。
图5是沿图4的主视结构示意图。
图6是本塑料水龙头的模具的结构示意图。
图7是本塑料水龙头的模具中下模体的俯视结构示意图。
图8是本塑料水龙头的模具中下模体的仰视结构示意图。
图9是本塑料水龙头的模具中上模体的俯视结构示意图。
图10是本塑料水龙头的模具中上模体的仰视结构示意图。
图11是沿图7的A—A剖视结构示意图。
图12是沿图9的B—B剖视结构示意图。
图13是塑料水龙头的模具中上、下模体盖合后并通过定位装置将阀芯组件固定住的剖面结构示意图。
图14是图13中的塑料水龙头的模具装上紧固装置后的结构示意图。
图15是塑料水龙头的模具中定位装置的结构示意图。
图中,1、本体;2、进水管;3、出水管;4、阀芯座;5、连接管;6、进水座;7、出水座;8、上模体;8a、阀芯座定位孔;8b、上槽;9、下模体;9a、进水座定位孔;9b、出水座定位孔;9c、下槽;10、模腔;11、定位凸头;12、定位凹口;13、定位装置;13a、棒体;13b、定位头;13c、挡头;14、定位片;15、弹簧;16、金属套管;17、入料口;18、金属板;19、调节螺钉。
具体实施方式
如图1和图2和图3所示,本塑料水龙头包括一个塑料材料制成的本体1,本体1上安装有进水管2和出水管3。本体1内包裹着圆筒状的阀芯座4和若干根连接管5以及嵌在本体1上的进水座6和出水座7,连接管5的内端与阀芯座4连通,连接管5的外端与进水座6和出水座7连通。
进水座6和出水座7的内部开有螺纹,进水管2和出水管3的外侧开有螺纹,进水管2螺接在进水座6上,出水管3螺接出水座7上。
阀芯安装在阀芯座4内且阀芯与阀杆内端固连,阀杆的外端与手柄固连(阀芯的外端与手柄相连)。需要开闭本塑料水龙头时,扳动手柄带动阀芯转动,阀芯转动后将阀芯座4上与进水管2或出水管3处相通的孔口堵住或打开,这样就控制了水龙头开闭以及出水量。
当然,进水管2可设置两根,其分别为热水进水管和冷水进水管。这样,就可使水龙头达到控制其出水水温的目的。
本塑料水龙头的制作工艺的实施例如下:
实施例一
本塑料水龙头是按照以下工艺进行制作:
A、零件制作:制作塑料水龙头的零件,零件包括连接管5、进水座6、出水座7、阀芯座4、进水管2、出水管3、阀芯、阀杆和手柄。其中阀芯座4、进水管2、出水管3、阀芯和手柄为普通零件,可采用普通的加工工艺制作,也可在市面直接购得。
通过铸造或直接采用机加工制成具有基本形状的进水座6毛坯和出水座6毛坯,再采用车加工对上述的毛坯进行加工,其中采用螺纹车刀在进水座6和出水座7上加工出内螺纹,从而制造出进水座6和出水座7。选择管径适当的管材,切割下符合长度的若干段管段,从而制造出若干根连接管5。连接管5可选用硅胶软管也可选用铜管。
B、零件组装:将上述的各个连接管5的内端连接在阀芯座4上,再将上述的进水座6和出水座7固连在与其对应的连接管5外端,得到阀芯组件,见图4和图5所示。
C、装模:将上述的阀芯组件装于模具中,模具上具有定位孔和入料口17,且各个定位孔内均装有定位装置13,模具是由上模体8和下模体9组成的;将进水座6、出水座7以及阀芯座4通过定位装置13固定在相应的定位孔处,见图6至图12所示。
D、合模:在模具上还设有能使上、下模体8、9紧紧地压靠在一起的紧固装置;将上模体8盖合在下模体9上,再通过紧固装置使上模体8与下模体9紧紧地靠合在一起,见图13和图14所示。
E、注塑:模具盖合后,将熔化的塑料经入料口17注入模具内部,塑料的固化时间为3分钟,固化后将上、下模体8、9拆开,取出后即得到塑料水龙头毛坯,见图1和图2和图3所示。
在该步骤中塑料选用的是混合有固化剂的树脂,这样的材料不会使连接管5受热变形,从而可提高成品率。
F、表面处理:去掉塑料水龙头毛坯表面的凸头及毛刺,并在其表面喷漆。
得到的水龙头毛坯在上模体8与下模体9之间的连接处会形成环状的毛刺,同时在入料口17处会形成与入料口17形状相同的凸头。在该处理过程中就是要将它们去除掉。
G、组装成品:将阀芯装入阀芯座4内,(将手柄固连在阀芯的外端);最后将进水管2螺接在进水座6上,将出水管3螺接在出水座7上。
实施例二
在本实施例中,步骤E中塑料的固化时间为11分钟,其它的与实施例一相同。
实施例三
在本实施例中,步骤E中塑料的固化时间为20分钟,其它的与实施例一相同。
本发明还提供了制造塑料水龙头过程中所使用的模具,该模具由上模体8和下模体9组成,上模体8和下模体9的内部均具有凹入的模腔10,模具上还具有入料口17。本实施例中,入料口17由位于上模体8上的上槽8b和位于下模体9上的下槽9c组成,上、下模体8、9相盖合后上槽8b与下槽9c形成一个由外部至内部尺寸逐渐变小的入料口17,见图6至图12所示。
上模体8与下模体9上设有贯穿至模腔10的定位孔,定位孔包括设在上模体8上的阀芯座定位孔8a和设在下模体9上的进水座定位孔9a、出水座定位孔9b。本实施例中,上模体8与下模体9均是由硅胶材料制成,硅胶材料较柔软,为了增加模具的强度,在上模体8和下模体9外表面覆盖着一层塑料保护层。
阀芯座定位孔8a的孔径小于阀芯座4的外径,出水座定位孔9b的孔径小于出水座7的外径,进水座定位孔9a的孔径小于进水座6的外径。且在上述的各个定位孔处设有能将阀芯座4、进水座6和出水座7定位的定位装置13。
如图15所示,定位装置13包括一个棒体13a,棒体13的前端固连着呈圆柱状的定位头13b,定位头13b的外侧具有螺纹,定位头13b的直径大于定位孔的孔径。棒体13a的后端设有尺寸较大的挡头13c,本实施例中,挡头13c为螺接在棒体13a上的螺母。定位头13b的直径大于定位孔的孔径,位于挡头13c与定位头13b之间的棒体13a上套有弹簧15和定位片14,定位片14的直径大于定位孔的孔径,弹簧15的两端分别作用在挡头13c和定位片14上。
当然,装在阀芯座定位孔8a处的定位装置13的定位头13a的外径小于阀芯座定位孔8a的孔径,而其上的定位片14外径大于阀芯座定位孔8a的孔径。上述的装在进水座6和出水座7的定位装置也是同样的结构,本实施例中就不一一列举了。
如图13所示,将组装好的阀芯组件装于模具的模腔10中,定位装置13中的定位头13b穿过阀芯座定位孔8a螺接在阀芯座4上,另一个定位装置13上的定位头13b穿过进水座定位孔9a螺接在进水座6上,第三个定位装置13上的定位头13b穿过出水座定位孔9b螺接在出水座7上。由于定位片14的直径较大无法穿过所对应的定位孔,这样定位片14与挡头13c之间的距离就缩短了,从而使得位于定位片13c与挡头14之间的弹簧15被压缩,在弹簧15的弹力作用下使得阀芯座4紧抵在阀芯座定位孔8a的内端,使进水座6紧抵在进水座定位孔9a的内端,使出水座7紧抵在出水座定位孔9b的内端。也就是通过三个定位装置将阀芯座4、进水座6和出水座7牢牢的固定在模具内部的各个定位孔处。
然后,将混合有固化剂的液态树脂经入料口17处注入模具内,待3分钟树脂固化后将上模体8与下模体9分离即得到本塑料水龙头的本体1毛坯,去掉凸头及毛刺后即得到本塑料水龙头。由于入料口17由上模体8处的上槽8b和下模体9处的下槽9c组成,因此将上、下模体8、9分离过程中,在入料口处固化的树脂不会阻挡模具分离。
由于模具由硅胶材料制成,为了避免模具损坏以及定位准确,因此在各个定位孔内均装有金属套管16,各个定位装置13穿过其对应的定位孔内的金属套管16连接在阀芯座4、进水座6和出水座7后,在弹簧15的弹力作用下阀芯座4、进水座6和出水座7就不会直接与模具接触而是抵靠在金属套管16上。
为了保证上模体8与下模体9盖合后两者的位置关系不会发生改变,在上模体8与下模体9之间设有卡定机构,卡定机构为设置在上模体8边沿的若干个定位凸头11和设置在下模体9边沿的若个定位凹口12,且定位凸头11与定位凹口22的位置相对应。这样,上、下模体8、9盖合在一起后两者的位置就不会发生改变了。同时为了防止液态树脂经上、下模体8、9的连接处泄露,在模具上还设有使上、下模体8、9紧紧的压靠在一起的紧固装置。紧固装置为两个金属板18及若干个调节螺钉19,上述的模具位于两个金属板18之间,各个调节螺钉19的两端分别螺接在两个金属板18上。通过旋动调节螺钉19就可使两个金属板18之间的距离缩短从而使金属板18紧压在上、下模体8、9上,使上、下模体8、9紧紧的靠合在一起,见图14所示。