CN101410335B - 玻璃元件成型用模具 - Google Patents

Abstract

在开模动作开始初期，上模板1与上型芯3一起向上移动时，由弹性件10对上型腔模2施加向下的力，上型腔模2下表面压住所述下型腔模6的上表面而保持接触状态，利用下型芯5与上型芯3的外径差将玻璃元件成型制品4残留在下型芯5上，由此，玻璃元件成型制品4可靠地脱模、开模时可靠地留在下模上而顺利取出成型制品从而实现顺利自动搬运。

Description

玻璃元件成型用模具

技术领域

本发明涉及玻璃元件成型用模具。具体涉及用于具有大曲率曲面的光学玻璃元件成型和具有难以脱模的形状的玻璃元件成型的模具结构。

背景技术

玻璃元件成型中，经过加热模具并对其加压以及进行模具冷却的一系列工序后形成玻璃元件，尤其在具有大曲率曲面的光学元件的成型和具有难以脱模的形状的玻璃元件成型情况下，由于冷却时产生的模具热收缩，成型制品有时会咬入型芯，有时会出现破裂。

图5、图6表示用于这种玻璃元件成型的常用的传统模具结构。图5、图6表示分别与合模状态、开模状态对应的一对成型模具。

即，图5、图6中，附图标记3、5表示含有光学元件的成型面的一对上型芯和下型芯或含有未图示的玻璃元件的成型面的一对型芯；附图标记2、6表示与前述上型芯3、下型芯5间可能滑动地配合的一对上型腔模和下型腔模；附图标记1、7表示支承前述一对上型芯3、下型芯5以及一对上型腔模2、下型腔模6的一对上模板和下模板。

附图标记4表示玻璃元件成型制品。

玻璃元件成型制品4采用屈服点为620℃的玻璃材料，在610℃时关合模具并施加15kN的压力，缓慢冷却到510℃后将模具打开0.5mm，此时会产生开模过程中玻璃元件4粘附于上型芯3的凸面的问题(如图4所示)。

另外，一种不损伤成型模具的有效成型面、均匀加热和冷却成型区域的光学元件的成型装置已经提出(特开平5-286732号公报)。此装置的中间模端面上设有1个以上的孔或槽，此孔或槽中设置作用于上模而使其有向上的弹簧。该弹簧支承上模的重量。光学元件材料在上模、下模以及中间模之间受热软化，然后使缸筒下降，通过边压紧弹簧边加压来挤压成型，从而成型光学元件。

参照前述图5、图6，如上所述，尤其是具有大曲率曲面的光学元件的成型和具有难以脱模的形状的玻璃元件的成型中，由于冷却时产生的模具热收缩，成型制品有时会咬入上型芯3、下型芯5有时会破裂。而且，成型制品发生破裂时可能会损伤上型芯3、下型芯5，此外还会产生开模过程中玻璃元件4粘附于上型芯3上和不能从下型芯5上取出成型制品等问题。这些问题都成为从模具中取出成型制品而自动搬运时的障碍，在连续成型时会成为大问题。

并且，特开平5-286732号公报中提出的成型装置中，主要是关于，中间模的上部设有作用于上模而使其有向上的弹簧，从而平衡上模自身负载，主要涉及使加压时上模具有良好的可控制性，但并未公开如何改善合模动作的内容。

发明人对前述问题专心研究后，找出了根本上解决前述问题的方法。即，在如图3中上型芯3向上移动脱模时，使与上型芯3配合的上型腔模2不粘附于上型芯3一起移动。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种玻璃元件成型用模具，该模具强制地脱开玻璃元件成型制品的粘附而离型，并防止该成型制品的破裂和上、下型芯的破损，而且，通过该成型制品可靠地脱模且开模时留在下侧模具上，实现顺利自动搬运和连续成型。

为达成前述目的，本发明是在由上、下模构成的一对模具之间设置玻璃元件材料、并对前述一对模具和前述玻璃元件材料加热并施压来成型玻璃元件的成型装置上的成型玻璃元件的模具，其特征在于设有：形成前述玻璃元件的上成型面的上型芯；形成前述玻璃元件的下成型面的、外径比上型芯大的下型芯；与前述上型芯的外周侧面滑动配合的上型腔模；与前述下型芯的外周侧面滑动配合的下型腔模；在其上方侧支承前述上型芯和上型腔模的上模板；在其下方侧支承前述下型芯和下型腔模的下模板；以及强制存留装置，该装置在开模动作开始初期的前述模板与上型芯向上移动期间，迫使上型腔模向下而将前述上型腔模的下表面压住前述下型腔模的上表面而保持接触状态、利用下型芯与上型芯的外径之差使玻璃元件留在前述下型腔模侧。

根据本发明的优选实施例，前述强制存留装置包括：前述上型腔模上表面与前述上模板之间设置的弹性件；以及在上模板同上型芯一起向上移动时，在与前述型腔模间的间隔达到预定间隔时将前述上型腔模挡住的止挡部，该止挡部可让前述模板与前述上型腔模作为整体向上一起移动。

前述止挡部分包括：与前述上型腔模的上表面螺纹结合，控制前述上模板的下表面和上型腔模的上表面之间的预定间隔的制动螺钉；含有止挡前述制动螺钉头部的止挡台阶部的、形成于前述上模板上的台阶孔。

前述弹性构件，最好为耐热弹性构件，例如含陶瓷、INCO公司(International Nickel Company)的镍铬铁耐热耐蚀合金材料所生产的蝶簧。也可用耐热的卷簧、板簧代替蝶簧。

根据本发明，开模后使玻璃元件成型制品不粘附于上型芯而可靠地脱离上型芯而脱模，并可靠地残留在下型芯上；由此，可防止玻璃元件成型制品的破裂和型芯的破损；通过成型制品单侧开模时成型制品可靠地残留而顺利地取出成型制品，并能够实现自动搬运，且使成型循环可靠地连续。

附图说明

图1为表示本发明实施例的成型模具的合模状态的垂直剖视图。

图2为表示图1中成型模具的开模状态的垂直剖面图。

图3为表示本发明一变形例的成型模具的垂直剖面图。

图4为表示本发明另一变形例的成型模具的垂直剖面图。

图5为表示传统成型模具的合模状态的垂直剖视图。

图6为表示图5中成型模具的开模状态的垂直剖面图。

具体实施方式

以下参照附图就本发明实施例进行详细说明。图1、2的各附图标记中，与图3、图4相同的附图标记表示同一组成部分，以下主要就与图3、图4不同的部分进行说明。

图1、图2中，附图标记3、5表示具有光学玻璃元件成型面的一对上型芯、下型芯。附图标记2、6表示与一对上型芯3、下型芯5间可能滑动地配合的一对上型腔模和下型腔模。附图标记1、7表示支承一对上型芯3、下型芯5和一对上型腔模2、下型腔模6的一对上模板和下模板。附图标记4表示处于上型芯3的成型面与下型芯5的成型面之间的玻璃元件成型制品。

图1中，附图标记9为将上型芯3拴紧于上模板1的固定螺钉。附图标记10为存放于上型腔模2上表面的开口凹部10A内、具有耐热性的弹性件。本实施例中，使用Inconel(镍铬铁耐热耐蚀合金)718(INCO公司的商品名称)(垂直弹性系数为198220N/mm²、200N时弯曲0.2mm、使用温度范围为：室温～650℃)的蝶簧作为弹性件10，并确认其具有循环次数为2000次以上的耐久性。

图1表示成型模具合模时的状态，弹性件10的上端侧与上模板1的下表面接触而受压收缩，由此上模板1的下表面处于受弹性件10弹簧力的状态。并且，相等大小的反力作用于上型腔模2上，施加向下的力。

再有，前述弹性件10可用氮化硅Si₃N₄(使用温度范围：室温～1150℃)等陶瓷产品等的耐热材料为材质的耐热性蝶簧、卷簧以及板簧等弹性件来取代本实施例中的Inconel718的蝶簧。

图1中，附图标记D1表示上型芯3的外径；D2表示下型芯5外径。下型芯5外径的尺寸比在玻璃元件成型制品4上形成凹面的上型芯3的外径D1大。附图标记Z表示玻璃元件成型制品4的外周部分。如上所述，由于上型芯3的外径D1与下型芯5的外径D2之差形成的台阶差，玻璃元件4的外周部分Z的上表面与上型腔模的下表面接触。

上模板1与上型腔模2通过制动螺钉8联接。上模板1上形成有台阶孔11，该台阶孔11内插有制动螺钉8。

此时，制动螺钉8的螺纹部分与上型腔模2的上表面螺纹结合。台阶孔11中部形成有止挡台阶部11a。制动螺钉8头部的下表面与止挡台阶部11a的支承面之间设有间隔L。，如图2所示，开模后上模板1上升间隔L时，制动螺钉8头部到达前述支承面处并止挡，由此可通过间隔L规定上模板1的上表面与上型腔模2的上表面之间的距离。

再有，本实施例中，制动螺钉8与固定螺钉9的螺钉相同，原本皆是将上型腔模2固定在上模板1上的螺钉。制动螺钉8插入台阶孔11内并拧入上型腔模2时，可以不完全固定地设置间隔L，当然也可以调整间隔L。

本实施例的玻璃元件成型用模具为如上所述的结构，下面就其作用以及效果进行说明。

通过压模成型，成型出玻璃元件成型制品4后，进行图1的开模动作。该开模动作是通过与未图示的上下驱动装置结合的上模板1向上移动来进行的。

图1中，若上模板1向上移动开始，则上模板1会同上型芯3一起向上移动。在此期间，由于弹性件10的弹性力向下挤压上型腔模2从而其保持与下型腔模6的上表面的接触状态。因此，玻璃元件成型制品4外周部分Z的上表面由于上型腔模2的下表面的台阶差而位置受规定，从而玻璃元件成型制品4的位置保持不动。因此，即使是具有大曲率凹面的玻璃元件成型制品4也不会产生破裂和咬入，从而顺利地脱离上型芯成型面而脱模。

进而，上模板1同上型芯3一起仅向上移动间隔L，直到制动螺钉8的头部下表面与止挡台阶部11a的支承面接触。然后，通过制动螺钉8联接上型芯3与上侧的型腔模2，使两者一起向上移动。此时，如图2所示，上型腔模2的下表面从之前接触的玻璃元件成型制品4外周部Z的上表面脱离。这样玻璃元件成型制品4就不产生破裂和咬入，而是强制性地残留在下型芯5上。

开模结束后，通过未图示的产品取出装置取出残留在下型芯5上的玻璃元件成型制品4，并自动搬运到搬出场所。这样，若进行开模，则玻璃元件成型制品4就不会产生破裂和咬入，而是必定残留在下型芯5上，因此，可以通过产品取出装置可靠地取出玻璃元件成型制品。由此，不会因玻璃元件成型制品破裂、粘附于上型芯3开模等故障而中断成型工序，而是连续地实施连续的玻璃元件成型制品的成型循环从而可进行高效率生产。

以上是就用耐热性材料构成的弹簧作为弹性件10的本发明优选实施例进行说明，然而，本发明可以有各种变形。

例如，图3所示的例中，取代图1中的弹性件10，通过设于上型腔模2的通路18给凹部10A提供高压空气来对上型腔模2施加向下的力。高压空气也可向上型腔模2的上表面喷射。

而且，图4所示的例中，可在模板1上设置气缸20来代替提供高压空气、杆21的端部压住上型腔模2上表面上而对上型腔模2施加向下的力。

此外，前述杆的下端部设有半径大的头部，该头部的上表面通过设于上型腔模2的支承件而被止挡，兼有图1的行程制动螺钉8的功能。

Claims (7)

1.一种玻璃元件成型用模具，设于通过在由上模和下模构成的一对模具之间设置玻璃元件材料并对所述一对模具和所述玻璃元件材料加热且施压来成型玻璃元件的成型装置中，其特征在于，

设有：形成所述玻璃元件的上成型面的上型芯；

形成所述玻璃元件的下成型面的、外径比上型芯的外径大的下型芯；

与所述上型芯的外周侧面可滑动地配合的上型腔模；

与所述下型芯的外周侧面可滑动地配合的下型腔模；

将所述上型芯和上型腔模在其上方侧支承并在上下方向移动的上模板；

将所述下型芯和下型腔模在其下方侧固定并支承的下模板；

止挡装置，该装置将所述上型腔模止挡，使得在开模动作刚开始后，所述上型芯与所述上模板一起向上移动，在与所述上型腔模的间隔达到预定间隔时所述上型腔模才能与所述上模板一体地向上移动；以及

强制存留装置，在开模动作开始初期，所述上型芯与所述上模板一起向上移动，在所述上模板和所述上型腔模之间的间隔成为预定间隔前的期间，该装置对所述上型腔模施加向下的力，所述上型腔模的下表面与所述下型腔模的上表面及玻璃元件的外周部分的上表面保持接触状态，保持玻璃元件的位置不变而将该玻璃元件存留在所述下型腔模侧，

所述止挡装置由与所述上型腔模的上表面部螺纹结合的、规定所述上模板的下表面与上型腔模的上表面之间的预定间隔的制动螺钉和具有将所述制动螺钉头部止挡的止挡台阶部的、在所述上模板上形成的台阶孔构成。

2.如权利要求1所述的玻璃元件成型用模具，其特征在于，

所述强制存留装置设有：

在所述下型腔模的上表面和所述上模板之间配置的弹性件；以及

用以限定被成型的玻璃元件的外周部分的上表面、利用所述下型芯和所述上型芯的外径差而形成的所述上型腔模下表面的台阶差。

3.如权利要求1所述的玻璃元件成型用模具，其特征在于，

所述制动螺钉由与将上型芯固定于上模板的螺钉同类型的模具拴紧用螺钉构成。

4.如权利要求2所述的玻璃元件成型用模具，其特征在于，

所述弹性件由含陶瓷的耐热弹性件构成。

5.如权利要求4所述的玻璃元件成型用模具，其特征在于，

所述耐热弹性件可采用蝶簧、卷簧和板簧中的任一种弹簧。

6.如权利要求2所述的玻璃元件成型用模具，其特征在于，

所述强制存留装置可由将所述上型腔模的上表面作为受压面的高压空气供给部构成，以取代所述弹性件。

7.如权利要求2所述的玻璃元件成型用模具，其特征在于，

所述强制存留装置可由气缸构成，以取代所述弹性件。

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