CN101351321A - 用于成形件的金属模具 - Google Patents

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Abstract

用于生产具有下陷部分(22)的模制件(20)的金属模具(1)，包括形成模制件(20)主体部分(21)的外表面的第一模(2)和包括第二模，第二模包括形成模制件(20)下陷部分(22)的外表面的第一滑动芯(11)、形成下陷部分(22)端部(22a)的第二滑动芯(12)以及形成成形件(20)内表面的活动模(13)，其中，第一模(2)构造为可相对于第二模(3)打开和闭合，并且，第一滑动芯(11)和第二滑动芯(12)中的每一个都可以沿与第一模(2)的打开和闭合方向不同的方向独立移动，并且，第二模(3)设有朝使第二滑动芯(12)和第一滑动芯(11)闭合的方向偏置第二滑动芯(12)的偏置装置(51)。

Description

用于成形件的金属模具
技术领域
本发明涉及用于生产具有下陷部分的模制件的金属模具。
背景技术
目前，车辆本体的部件以连续方式构造，使得部件结合部不会突出。例如，车辆的保险杠被设计为与相邻的车辆本体面板相连续。而且，要求保险杠的边缘呈现为与相邻的车辆本体面板结合成一体。
通常，树脂模制件用于大规模生产的车辆保险杠以降低成本并应对各种不同设计。
然而，基于上述要求决定缓冲器的形状。所以，用于保险杠的树脂模制件经常具有下陷部分。该下陷部分以相对于金属模具的脱模方向成横向交叉的方向延伸，该金属模具用以使树脂模制件成形。
传统技术中，JPA-H10-71634公开了用于生产具有下陷部分的模制件的金属模具。该金属模具包括第一模、第一滑动芯、第二滑动芯和第二模。第一模形成模制件主体部分的外表面和下陷部分外表面的一部分。第一滑动芯形成下陷部分外表面的其余部分。第二滑动芯形成下陷部分内表面和主体部分内表面的一部分。第二模形成主体部分内表面的其余部分。
对于JPA-H10-71634中公开的金属模具，第一滑动芯和第二滑动芯可以在与第一模相对于第二模的操作方向不同的方向上独立移动。打开金属模具时，第一滑动芯沿下陷部分的移出方向移动，然后第一和第二滑动芯都沿移出方向一体移动。
如图12(a)所示，首先，将诸如树脂合成物等的混合物射入金属模具的空腔，由此模制出具有下陷部分122的模制件120。其次，第一滑动芯111由汽缸朝向第一方向(图12中向右)致动，该第一方向不同于第一模相对于第二模103的操作方向(图12中竖直方向)。接着，第一滑动芯111与固定于第二滑动芯112的止挡件131接触(图12(b)中所示)，然后第一滑动芯111和第二滑动芯112一体向右移动(图12(c)中所示)。最后，下陷部分122从活动模113移出。
随后，如图12(d)所示，通过沿第一模的打开方向(图12中向上)拉动模制件120而使其移出。移出模制件120后，使汽缸伸长(图12(e)所示)，第一滑动芯111和第二滑动芯112移动到各自的初始位置(图12(f)中所示)。
发明内容
当混合物射入空腔时，如图13(b)所示，在设有第一滑动芯111和第二滑动芯112的金属模具(图13(a)中所示)的空腔中产生注射压力P1和P2。
当混合物射入时，注射压力P1向右推压模102和第一滑动芯111，而注射压力P2则向左推压第二滑动芯112。
接着，模102受到注射压力P1的推压而向右移动。如果第一滑动芯111不随着模102一致移动，那么其间将形成缝隙，从而会生成毛刺。对于金属模具来说，模102和第一滑动芯111一致移动以防止出现毛刺。
另一方面，第二滑动芯112受到注射压力P2的推压而向左移动。这里，第二滑动芯112和第一滑动芯111可以彼此独立移动，从而第二滑动芯112相对于第一滑动芯111向左移动。
如果第二滑动芯112向左移动，那么在第二滑动芯112和第一滑动芯111之间产生间距d。间距d导致毛刺122a的产生，毛刺122a出现在模制件120的下陷部分122。例如，间距d的长度在0.1到0.3mm之间。
如上所述，在传统的金属模具中，第一滑动芯111和第二滑动芯112之间存在间距d，从而导致在模制件120的下陷部分122处产生毛刺122a、台阶等。在这种情况下，模制件120的外观质量变得更差。
根据本发明的用于生产模制件的金属模具包括下述特征。
根据本发明的一个方面，用于生产具有下陷部分的模制件的金属模具包括：形成模制件主体部分的外表面的第一模和包括第二模，第二模由形成下陷部分的外表面的第一滑动芯、形成下陷部分的端部的第二滑动芯以及形成主体部分和下陷部分的内表面的活动模组成，其中，第一模相对于第二模可打开及可闭合，并且，第一滑动芯和第二滑动芯中的每一个都可以沿与第一模的打开及闭合方向不同的方向独立移动，并且，第二模设有偏置装置，其朝与第一滑动芯闭合的方向偏置第二滑动芯。
这样，当混合物射入模的空腔时，第一和第二滑动芯一体移动，从而其间不会出现缝隙。而且，在模制件的下陷部分不会出现毛刺、台阶等。
结果，模制件的外观质量得以改善。
优选地，金属模具设有混合物注入其中的空腔，该空腔在第一和第二模之间形成，并且，金属模具设有致动第一滑动芯的致动器，其中，偏置装置的偏置力设定为大于混合物的注射压力且小于致动器的致动力。
这样，当混合物射入时，第一和第二滑动芯确切地一体移动。结果，确切地使模制件的下陷部分不会出现毛刺、台阶或类似物。
附图说明
图1是图示根据本发明的闭合的金属模具的侧向剖面图。
图2是图示闭合的金属模具的正视剖面图。
图3是图示下陷部分的放大侧向剖面图。
图4是图示将混合物射入空腔及使模制件脱模的侧向剖面图。
图5是图示金属模具的偏置装置的侧向剖面图。
图6是图示受第二滑动芯推压而收缩的偏置装置的侧向剖面图。
图7是图示弹簧第一实施方式的侧向剖面图。
图8是图示弹簧第二实施方式的侧向剖面图。
图9是图示弹簧第三实施方式的侧向剖面图。
图10是图示弹簧第四实施方式的侧向剖面图。
图11是图示产生于模制件的毛刺或台阶的侧向剖面图。
图12是图示传统金属模具的操作的侧向剖面图。
图13是图示传统金属模具中由于混合物射入压力而造成在模制件上产生毛刺的侧向剖面图。
具体实施方式
实施本发明的最佳方式将参照附图在下文中进行描述。
首先，对生产模制件的金属模具进行如下描述。
金属模具1，如图1和2所示，包括第一模2和第二模3。第一模2形成模制件20主体部分21的外表面。第二模3包括第一滑动芯11、第二滑动芯12和活动模13。第一滑动芯11形成模制件20下陷部分22的外表面。第二滑动芯12形成下陷部分22的端部22a。活动模13形成主体部分21和下陷部分22的内表面。
活动模13设置于第二模3的基座6上。第二滑动芯12通过滑板18可滑动地设置于基座6上。第一滑动芯11通过滑板19可滑动地设置于第二滑动芯12上。
第二模3相对于第一模2在竖直方向上可移动，从而当第二模3在竖直方向上移动时金属模具1被打开或闭合。
第一滑动芯11和第二滑动芯12都可相对于基座6在与第一模2的打开和闭合方向不同的横向方向上移动。而且，第一滑动芯11和第二滑动芯12在横向方向上可彼此独立移动。因此，第一滑动芯11可以相对于第二滑动芯12横向移动。
当安装于第一滑动芯11和基座6之间的汽缸5相对于基座6在横向方向上以伸缩方式致动第一滑动芯11时，第一滑动芯11由于汽缸5的作用而移动。
滑动芯11具有形成在其上部处的孔11a。第一模2具有形成在其下部处的突出部2a。当金属模具1闭合时，突出部2a与孔11a接合。
这样，当金属模具1闭合时，第一模2与第一滑动芯11一体移动。
金属模具1设有位于第二滑动芯12和活动模13之间的偏置装置51。偏置装置51将第二滑动芯12朝向第一滑动芯11偏置。
事实上，第一模2是固定的，而设置于第一模2下方的第二模3则向下移动，从而本实施方式中的金属模具1被打开。然而，为了方便起见，在本描述部分中描述为第二模3是固定的，而第一模2则向上移动，从而金属模具1被打开。
另外，对于金属模具1，事实上能够构造成使第一模2向上移动而第二模3固定不动。
图3示出当上述金属模具1闭合时，在空腔1a中进行模制的模制件20的下陷部分22的成型状况。
在图3中，第一模2和第一滑动芯11之间的边界位于模制件20的朝向第一模2(图3中向右)的最突出部分。模制件20的下陷部分22在活动模13的下面延伸。
第二滑动芯12具有与下陷部分22的端部22a接触的面12a。
如上所述，下陷部分22在活动模13的下面延伸，从而当打开金属模具1正要将模制件20向上移出时，下陷部分22和活动模13会抵触，结果模制件20无法移出。
因此，在模制件20形成以后，金属模具1如下述方式打开。
如图12(a)-(d)所示，通过将诸如树脂等混合物射入空腔来模制出模制件20，接着通过向上移动第一模2打开金属模具1。然后，汽缸5以与打开方向不同的方向向右移动第一滑动芯11。最后，第一滑动芯11和第二滑动芯12一体向右移动。
如上所述，向右移动第二滑动芯12，下陷部分22的端部22a与第二滑动芯12的面12a接合。下陷部分22向右移动，从而从活动模13中脱出，接着使其朝第一模2的打开方向移出。
如图4(b)所示，当混合物射入图4(a)中所示的金属模具1的空腔1a时，第一模2向右受力(由注射压力P1引起)，而第二滑动芯12则向左受力(由注射压力P2引起)。
此时，第一模2和第一滑动芯11受注射压力P1的推压而稍微向右移动，同时尽管第二滑动芯12受到注射压力P2的向左推压，但是第二滑动芯12仍由于受到偏置装置51的向右偏置而跟随第一滑动芯11移行。
当金属模具1闭合(图4(a)所示)时，第一滑动芯11被汽缸5压向第二滑动芯12。而且，第二滑动芯12推压着将第二滑动芯12向右偏置的偏置装置51。
这样，由于偏置装置51的压力，当混合物射入时，第一滑动芯11和第二滑动芯12一体向右移动。
结果，在射入时，第一滑动芯11和第二滑动芯12之间不会出现缝隙。这样，第一滑动芯11和第二滑动芯12之间的边界上就不会出现毛刺或台阶。
而且，由金属模具1模制的模制件20的外观质量得到了改善。
不再需要针对模制件20所存在的毛刺进行旨在确保外观质量的其它工序。所以，在模制件20的模制过程中减少了工序数量。
下面对偏置装置51作详细描述。
如图5所示，偏置装置51包括接合构件55、止挡件54、弹簧52和垫圈53。接合构件55固定于活动模13。止挡件54可滑动地配合到接合构件55。止挡件54与接合构件55接合。弹簧52朝向第二滑动芯12偏置止挡件54。垫圈53设置在弹簧52和活动模13之间。
接合构件55由旋入活动模13内的台阶螺栓构成。止挡件54沿着第一滑动芯11和第二滑动芯12的移动方向(横向)滑动。
止挡件54受到来自弹簧的压力而与接合构件55的头部55a接合，从而向右移动受到限制。
接合构件55在其右端与第二滑动芯12接触。
如图5所示，当弹簧52推压止挡件54而使其与接合构件55接合时，则接合构件55的头部55a的右端和第二滑动芯12之间存在缝隙ST。
如图6所示，当第二滑动芯12被压向偏置装置51时，第二滑动芯12和止挡件54都逆着弹簧52的压力向左移动，直到第二滑动芯12与接合构件55的头部55a接触。
因此，止挡件54可以沿横向方向移动达缝隙ST的长度。换句话说，止挡件54的滑动行程设定为ST。例如，止挡件54的行程ST小于1.0mm。
如图7所示，弹簧52例如由盘形弹簧构成。
在图8所示的其它实施方式中，弹簧52由多个同向叠置的盘形弹簧构成。图8中所示的弹簧52由两个盘形弹簧构成。
在其它实施方式中，弹簧52由多个反向叠置的盘形弹簧构成。图9中所示的弹簧52由两个盘形弹簧构成。图10中所示的弹簧52由两组反向叠置的盘形弹簧构成，所述弹簧组由两个同向叠置的弹簧构成。
如上所述，弹簧52可以根据所需要的压力或伸缩行程来构成。例如，弹簧52的构造可以根据弹簧构成件的强度或形状、或者弹簧构成件的组合或叠置方式来设定。
所以，根据没有偏置装置51时出现在模制件20上的毛刺或台阶的情况，弹簧52可以以简易且低成本的方式来进行设定。
应该注意，偏置装置51以如下方式设定。当金属模具1闭合时，汽缸5推压着第一滑动芯11和第二滑动芯12，从而偏置装置51在第二滑动芯12与接合构件55的头部55a接触时必须收缩。当混合物射入空腔1a时，注射压力P2向左推压第二滑动芯12，从而偏置装置51必须将第二滑动芯12压向第一滑动芯11。因此，偏置装置51被设定为满足这样的关系：(注射压力P2)＜(偏置装置51的偏置力)＜(汽缸5的推压力)。
如果偏置装置51的偏置力小于注射压力P2，那么第二滑动芯12可能无法跟随第一滑动芯11移行，这将导致射入混合物时在模制件20上出现毛刺或台阶。如果偏置装置51的偏置力大于汽缸5的推压力，则可能会无法脱模。因此，偏置装置51的偏置力设定在上述范围内。
这样，偏置装置51的偏置力设定为大于注射压力P2而小于汽缸5的推压力，从而射入混合物时第二滑动芯12与第一滑动芯11一体移动。结果，模制件能够被模制成不具有毛刺或台阶。
而且，偏置装置51包括弹簧52，该弹簧52由作为用于对第二滑动芯12进行偏置的偏置部件的盘形弹簧构成。所以，当行程ST较小，例如小于0.1mm时，偏置力是足够的。
如果弹簧52的行程ST较大，则当金属模具1闭合时，第二滑动芯12的位置会发生变动。所以，在金属模具1的操作中或在模制件20的形成中会出现不均匀性。
为此，将盘形弹簧用作弹簧52使得能够改善金属模具1的操作和模制的可靠性。
而且，如果行程ST较小，那么弹簧52占据的空间较小。所以，偏置装置51可以被安装于位置空间较小的部位。结果，偏置装置51可以随意安装。
参照图11，对出现在模制件20的第一滑动芯11与第二滑动芯12之间的边界处的毛刺、台阶和两者一起的长度进行了实际测量。测量结果在下文进行描述。
如表1所示，毛刺、台阶和两者一起的各个长度分别是0.012、0.016和0.028mm，这些数值是在使用安装有偏置装置51的金属模具1对模制件进行模制的情况下6个样品的平均值。
另一方面，毛刺、台阶和两者一起的各个长度分别是0.145、0.047和0.192mm，这些数值是在使用未安装有偏置装置51的金属模具1对模制件进行模制的情况下6个样品的平均值。
[表1]
    毛刺     台阶   毛刺+台阶
安装有偏置装置51(本发明) 0.012mm 0.016mm 0.028mm
未安装偏置装置51(传统技术) 0.145mm 0.047mm 0.192mm
(各个数据均是6个样品的平均值)
根据以上示出的测量结果，在安装有偏置装置51的情况下毛刺、台阶和两者一起的长度与未安装有偏置装置51的情况相比分别变为十二分之一、三分之一和七分之一。所以，将偏置装置51安装到金属模具1中对毛刺或台阶的发生产生了影响。
工业实用性
本发明对用于像汽车保险杠这样的树脂模制件的模具是有益的。尤其是对用于生产具有下陷部分的模制件的金属模具是有益的。

Claims (2)

1.一种金属模具，用于具有下陷部分的模制件，所述金属模具包括：
第一模，其形成所述模制件的主体部分的外表面；以及
第二模，包括：第一滑动芯，其形成所述模制件的下陷部分的外表面；第二滑动芯，其形成所述模制件的下陷部分的端部；和活动模，其形成所述主体部分的内表面和所述下陷部分的内表面，
其中，所述第一模相对于所述第二模能够打开和闭合，
其中，所述第一滑动芯和所述第二滑动芯能够沿着与所述第一模的打开和闭合方向不同的第一方向独立移动，以及
其中，所述第二模设有偏置装置，所述偏置装置朝与所述第一滑动芯闭合的方向偏置所述第二滑动芯。
2.根据权利要求1所述的金属模具，
其中，所述第一模和所述第二模形成有混合物射入其中的空腔，
其中，所述第一滑动芯通过利用致动器而能够移动，以及
其中，所述偏置装置的偏置力设定为大于所述混合物的注射压力且小于所述致动器的致动力。
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