CN102896741B - 键盘按键整版注塑模具结构及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了键盘按键整版注塑模具结构及其系统，键盘按键整版注塑模具结构包括前模架和后模架，前模架包括前模座和固定于前模座的前模仁，后模架包括后模座和固定于后模座的后模仁，前模仁与后模仁之间设有若干个用于构成整个键盘的按键的成型模腔，及连通于若干个成型模腔的热流道，所热流道与设于前模座的热咀连通，所述的成型模腔分为若干排，成型模腔的行距大于键盘上按键的行距；成型模腔的间距也大于键盘上按键的间距。本发明只需一套模具即可解决整个键盘的按键生产，并充分考虑到后段直接全自动化组装，能达到所有键帽都无需人工组装，提高了生产效率；取消了按键的中转库存，以前键帽注塑成型后需要入库，再由组装车间从仓库中领料进行装配。

Description

键盘按键整版注塑模具结构及其系统

技术领域

本发明涉及一种注塑模具结构及其系统，更具体地说是指一种用于注塑加工键盘上整版的按键的注塑模具结构及其系统。

背景技术

目前，在键盘的生产技术领域，大部分的生产商普遍采用小模具生产键盘的按键，然后再采用专业的安装生产线，将不同的按键组装在一个键盘上。由于键盘上的按键数量众多，这样的生产方式会增加很多工序，需要耗费很多的人力和物力；从而间接地增加了键盘的成本。一款键盘的键帽一般至少由13种键帽组装而成。业界键帽模具通常采用每种键帽开一套模，模具数量多，生产效率低，增加了人工成本与占用了注塑机台。从组装方面考虑，目前键帽组装传统依靠手工组装的方式，比较先进的技术也仅仅依靠振动盘的方式整列键帽组装，功能键还是需要人工装配。并且这种组装方式需要将物料准备好并运送到组装车间，占用了库存空间和降低了生产效率。

如何将键盘上的整版按键都安排在一个模具上面注塑成形，是一种很大的难题。由于按键上有斜面，而且数量多，模具的结构本身就比较复杂，将一百多个按键放在一个模具上面进行加工，面临着模具本身结构创新和取料装置(即机械手吸盘装置)创新的二个难点。

基于上述现有技术的不足，本发明人创新地设计出一种键盘按键整版注塑模具结构及其系统。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷，而提供一种键盘按键整版注塑模具结构及其系统。它采用加大按键的行距和间距，在行距之间为每一排按键设置有热流道，在模具中采用斜度镶件，在脱料时，先将斜度镶件中的模芯抽出来，再强行脱模；在顶料时，采用先顶按键料，再顶水口料，二者的行程相差1～3mm，使水口料和按键料(即注塑产品)在取料的时候完成切除水口的工作，减少原有的后继工序。有利于优化整版按键的注塑加工工艺。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

键盘按键整版注塑模具结构，包括前模架和后模架，所述的前模架包括前模座和固定于前模座的前模仁，所述的后模架包括后模座和固定于后模座的后模仁，其特征在于所述的前模仁与后模仁之间设有若干个用于构成整个键盘的按键的成型模腔，及连通于若干个成型模腔的热流道，所述的热流道与设于前模座的热咀连通，所述的成型模腔分为若干排，各排成型模腔之间的行距大于键盘上按键的行距，并且于各排成型模腔之间设有前述的热流道；每排的各个成型模腔之间的间距也大于键盘上按键的间距。

其进一步技术方案为：所述的成型模腔包括用于构成键盘按键上部分的前模腔和用于构成键盘按键下部分的后模腔，所述的前模腔设于前模仁上，所述的后模腔设于后模腔上。

其进一步技术方案为：所述的后模仁包括后模本体、固设于后模本体上的后模镶件和嵌设于后模本体中的后模斜度镶件，所述的后模座设有用于固定后模斜度镶件的镶件固定板。

其进一步技术方案为：所述的后模座设有顶针机构，所述的顶针机构包括按键顶针机构和水口料顶针机构，所述的水口料顶针机构设有1～3mm的行程空隙。

其进一步技术方案为：所述的后模座上设用于固定后模仁的后模板，后模板上设有固定镶件固定板的限位件；所述的前模座包括用于固定前模仁的前模仁底板、用于固定热咀的冷水套和前模固定板。

其进一步技术方案为：所述的限位件包括限位拉杆和套设于限位拉杆的限位套。

键盘按键整版注塑系统，包括注射成型装置，所述的注射成型装置上设有前述的键盘按键整版注塑模具结构。

其进一步技术方案为：还包括用于取出水口料和键盘按键的机械手吸盘装置；所述的机械手吸盘装置包括机械手连接板，及固定于机械手连接板上的导柱套件和水口吸嘴固定板，所述导柱套件的另一端固定连接有按键吸嘴固定板，所述的水口吸嘴固定板固设有若干个水口吸嘴组件，所述的按键吸嘴固定板固设有若干个按键吸嘴组件；所述的水口吸嘴固定板设于机械手连接板与按键吸嘴固定板之间，所述的按键吸嘴固定板上设有若干个用于穿过水口吸嘴组件的吸嘴穿孔。

其进一步技术方案为：所述的水口吸嘴组件包括与水口吸嘴固定板固定连接的连接头、与连接头活动式轴孔连接的吸杆，及设于吸杆头部的吸盘；所述吸杆的头部设有吸气孔，及与吸气孔联通的真空连接口；所述的按键吸嘴固定板的两侧边固设有真空过渡板，所述的真空过渡板设有真空通孔，及与真空通孔联通的若干个分接口，所述的分接口分别通过真空气管与吸杆的真空连接口、按键吸嘴组件的真空通孔连接；所述的连接头设有用于容置吸杆的导向孔，吸杆的尾部设有与连接头活动连接的滑动轴部，滑动轴部套设有复位弹簧，吸杆的尾端还设有限位挡片。

其进一步技术方案为：所述导柱套件包括导柱、套设于导柱上的压力弹簧和导套，所述的导柱包括与按键吸嘴固定板固定连接的固定端和与导套活动连接的活动端，所述的导套固设于机械手连接板，活动端的外端部设有限位挡块；所述的导柱套件还包括用于连接按键吸嘴固定板与导柱固定端的连接套、设于压力弹簧与水口吸嘴固定板之间且套设于活动端的止挡环；所述的水口吸嘴固定板设有用于穿过导柱的导柱通孔。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明采用加大按键的行距和间距，在行距之间为每一排按键设置有热流道，在模具中采用斜度镶件，在脱料时，先将斜度镶件中的模芯抽出来，再强行脱模；在顶料时，采用先顶按键料，再顶水口料，二者的行程相差1～3mm，使水口料和按键料(即注塑产品)在取料的时候完成切除水口的工作，减少原有的后继工序。有利于优化整版按键的注塑加工工艺。与传统键盘按键模具相比，模具数量减少，以前一款键盘的键帽所需模具为12套，现在一套既可解决；充分考虑到后段直接全自动化组装，能达到所有键帽都无需人工组装，提高了生产效率；取消了按键的中转库存，以前键帽注塑成型后需要入库，再由组装车间从仓库中领料进行装配。本发明开发完成之后，组装线直接和注塑机搭配，键帽注塑出来后通过组装机设备直接组装，为一体自动化装配做好铺垫。本发明键盘按键整版注塑模具系统采用了真空管路集成式的机械手吸盘装置，它的真空气路采用一根真空气管通过一个固定块连接多个按键吸嘴，从而大大地减化了整个装置的结构，减轻了其重量。水口吸嘴固定板、按键吸嘴固定板与机械手固定板都采用了弹簧复位的活动式连接方式，能用于水口和按键不在同一平面的注塑模具。另外，本发明还采用了自润式导套(导套内设有滚珠)的导柱套件的结构，能有效地减少活动部件磨损，有效地提升了吸盘装置的使用寿命。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明具体实施例之键盘使用时的按键平面示意图；

图2为本发明具体实施例之键盘于注塑加工时的按键分布图(包括浇口和热流道)；

图3为本发明键盘按键整版注塑模具结构具体实施例的侧面示意图一；

图4为本发明键盘按键整版注塑模具结构具体实施例的前模左视图；

图5为本发明键盘按键整版注塑模具结构具体实施例的前模左视图(未显示键盘按键)；

图6为本发明键盘按键整版注塑模具结构具体实施例的后模右视图；

图7为本发明键盘按键整版注塑模具结构具体实施例的后模右视图(未显示键盘按键)；

图8为本发明键盘按键整版注塑模具结构具体实施例的侧面示意图二(上下模分开，并且后模斜度镶件从后模仁中退出)；

图9为本发明键盘按键整版注塑模具结构具体实施例的侧面示意图三(上下模分开，并且按键被顶出)；

图10为本发明键盘按键整版注塑模具系统具体实施例的侧面示意图一(吸盘装置的吸嘴接近按键)；

图11为本发明键盘按键整版注塑模具系统具体实施例的侧面示意图二(吸盘装置将按键吸出)；

图12为本发明键盘按键整版注塑模具系统具体实施例的侧面示意图三(吸盘装置将按键和水口完全吸出)；

图13为本发明键盘按键整版注塑模具系统具体实施例之吸盘装置的平面示意图；

图13A为图13中的I部放大图；

图14为图13的B-B剖视放大图；

图15为图13的A-A剖面放大图；

图16为图15的局部放大图；

图17为本发明键盘按键整版注塑模具系统具体实施例的按键吸嘴固定板平面图；

图18为本发明键盘按键整版注塑模具系统具体实施例的水口吸嘴固定板平面图。

附图标记说明

模具结构部分：

91 前模架 911 前模座

912 前模仁 913 热咀

914 前模仁底板

915 冷水套 916 前模固定板

92 后模架 921 后模座

922 后模仁 923 后模本体

924 后模镶件 925 后模斜度镶件

926 镶件固定板 927 顶针机构

928 后模板 9281 限位件

9282 限位拉杆 9283 限位套

93 拉板

吸盘装置部分：

1 机械手联接板 11 导套固定板

12 中间板 13 联接杆

2 导柱套件 21 导柱

211 固定端 212 活动端

213 限位挡块 214 联接套

215 止挡环 22 压力弹簧

23 导套 24 滚珠

3 水口吸嘴固定板 31 水口吸嘴组件

32 联接头 321 导向孔

33 吸杆 331 吸气孔

332 真空联接口 333 滑动轴部

34 复位弹簧 35 限位挡片

36 导柱通孔 37 折起部

38 镂空部 4 按键吸嘴固定板

40 吸嘴穿孔 41 按键吸嘴组件

42 固定块 421 真空通孔

43 吸嘴 431 吸气口

44 真空过渡板 441 真空通孔

442 分接口 5 吸盘

6 吸盘 216 锁紧螺钉

45 固定块安装槽 443 总进气口

A1～A16 固定块 7 键盘按键

8 水口(又称为浇口) 81 水口料吸盘位

30 水口吸嘴组件安装孔

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图3至图12所示，本发明键盘按键整版注塑模具结构，包括前模架91和后模架92，前模架91包括前模座911和固定于前模座911的前模仁912，后模架92包括后模座921和固定于后模座921的后模仁922，前模仁912与后模仁922之间设有若干个用于构成整个键盘的按键的成型模腔，及连通于若干个成型模腔的热流道，热流道与设于前模座911的热咀913连通，成型模腔分为若干排，各排成型模腔之间的行距大于键盘上按键的行距(行距以能够实现每排按键之间的热流道，并能够模具结构的加工为参考，本实施例中，每排按键的中心行距为50～60mm)，并且于各排成型模腔之间设有前述的热流道；每排的各个成型模腔之间的间距也大于键盘上按键的间距(间距以能够实现模具加工和保证其结构强度为参考，本实施例中，每排按键的侧边间隙为5～10mm)。成形时按键之间的空隙和其安装之后在使用时的间隙如图2与图1所示。

成型模腔包括用于构成键盘按键上部分的前模腔和用于构成键盘按键下部分的后模腔，前模腔设于前模仁上，后模腔设于后模腔上。

后模仁922包括后模本体923、固设于后模本体923上的后模镶件924和嵌设于后模本体923中的后模斜度镶件925，后模座921设有用于固定后模斜度镶件925的镶件固定板926。后模座921设有顶针机构927，顶针机构927包括按键顶针机构和水口料顶针机构，水口料顶针机构设有1～3mm的行程空隙，也即当模具结构执行顶料工序时，按键顶针机构先到执行顶料动作，先将全部的按键从后模腔中顶出，水口料顶针机构由于存在1～3mm的行程空隙，等全部的按键从后模腔顶出1～3mm之后，水口料顶针机构再执行顶料动作，将水口料顶出，由于水口料和按键在顶出时有1～3mm的行程差，此时可以实现水口料(水口料包括每个成型模腔的浇口和热流道在注塑时形成的边角料)与按键的分离，以此减少后期的剪废料工序，进一步优化键盘按键的生产工艺。后模座921上设用于固定后模仁922的后模板928，后模板928上设有固定镶件固定板926的限位件9281；前模座911包括用于固定前模仁912的前模仁底板914、用于固定热咀913的冷水套915和前模固定板916。限位件9281包括限位拉杆9282和套设于限位拉杆9282的限位套9283。

其中，还包括拉板93，当前模仁912与后模仁922完全分离之后，拉板93会进一步将后模板928从后模座921上移动一段距离(这段距离由限位拉杆来限定)，此时后模斜度镶件925从后模仁922中退出，键盘按键的斜面(键盘按键底部的倒勾、卡槽等部位)没有后模斜度镶件925的挤压，可以在按键顶针机构的作用下，强行挤压脱模(由于键盘按键底部的倒勾、卡槽等部位在安装也是采用一定程度的强行挤压时的变形装配的，其结构设计上使之具有一定的弹性变形能力)。其中图3至图12的模具结构中为了提高附图的清晰度，未使用剖向线，此为模具结构的常用手法，本领域的技术人员能正确理解其结构。

本发明键盘按键整版注塑系统，包括注射成型装置(附图中未示出，即常用的注塑机)，注射成型装置上设有上实施例所述的键盘按键整版注塑模具结构。还包括用于取出水口料和键盘按键的机械手吸盘装置；其机械手吸盘装置如图13至图18所示，包括机械手连接板1(它与机械手连接，实现注塑之后的自动取料)，及固定于机械手连接板1上的四个导柱套件2和水口吸嘴固定板3，导柱套件2的另一端固定连接有按键吸嘴固定板4，水口吸嘴固定板3固设有若干个水口吸嘴组件31，按键吸嘴固定板4固设有若干个按键吸嘴组件41；水口吸嘴固定板3设于机械手连接板1与按键吸嘴固定板4之间，按键吸嘴固定板4上设有若干个用于穿过水口吸嘴组件31的吸嘴穿孔40。

按键吸嘴组件41包括设有真空通孔421的固定块42及固设于固定块42上的若干个吸嘴43，吸嘴43的头部设有吸盘5，吸嘴43设有与真空通孔421连通的吸气口431。

水口吸嘴组件31包括与水口吸嘴固定板3固定连接的连接头32、与连接头32活动式轴孔连接的吸杆33，及设于吸杆33头部的吸盘6；吸杆33的头部设有吸气孔331，及与吸气孔331连通的真空连接口332。

按键吸嘴固定板4的两侧边固设有真空过渡板44，真空过渡板44设有真空通孔441，及与真空通孔441连通的若干个分接口442，分接口442分别通过真空气管(图中未示出)与吸杆33的真空连接口332、按键吸嘴组件41的真空通孔421连接。

连接头32设有用于容置吸杆33的导向孔321，吸杆33的尾部设有与连接头32活动连接的滑动轴部333，滑动轴部333套设有复位弹簧34，吸杆33的尾端还设有限位挡片35。在本实施例中，吸杆33为分体式结构，其头部为空心杆结构，通过螺纹连接与滑动轴部333实现固定连接。连接头32与水口吸嘴固定板3的固定连接则采用的是螺纹夹紧结构。

导柱套件2包括导柱21、套设于导柱21上的压力弹簧22和导套23，导柱21包括与按键吸嘴固定板4固定连接的固定端211和与导套23活动连接的活动端212，导套23固设于机械手连接板1，活动端212的外端部设有限位挡块213。

导柱套件2还包括用于连接按键吸嘴固定板4与导柱固定端211的连接套214、设于压力弹簧22与水口吸嘴固定板3之间且套设于活动端212的止挡环215；水口吸嘴固定板3设有用于穿过导柱21的导柱通孔36。导套23与导柱21的连接面设有滚珠24。水口吸嘴固定板3为铝板，其两侧边设有折起部37，其中间设有若干个镂空部38。机械手连接板1包括与导套23固定连接的二个导套固定板11，及与二个导套固定板11连接的中间板12；中间板12与机械手(外部设备)连接，导套固定板11还通过设有的连接杆13与水口吸嘴固定板3连接(在本实施例中，连接杆13为一定位套杆式结构，通过螺钉将导套固定板与水口吸嘴固定板连接在一起)。连接套214为设有开口槽的结构，导柱21与连接套214采用侧边的锁紧螺钉216(图中只未示出了其中心线)进行固定连接。

上述实施例中，带有自润式导套的导柱套件可以解决铝制品易磨损而造成定位精度差的问题。上述实施例中，为达到减轻吸盘治具重量的目的，用16个铝制固定块，将103个按键吸嘴分别固定在这16个固定块上，由32根气管与之相连，减少了气管的数量。因U形铝板(即水口吸嘴固定板)受力较小，在U形板上开了8个直径为30mm的避空孔(即镂空部的一种实施结构)，使其重量减少了1/4以上。水口吸嘴采用S136钢材并经热处理加工而成，表面硬度可达HRC44-52。同时配合面经过高抛光处理，配合间隙小，能有效的保证运动顺畅和减少磨损。本实施例中，吸嘴数量较多，总共有127个，本发明吸盘装置巧妙地采用了一个吸嘴固定板固定多个吸嘴的办法，结构简单，同时又减轻了整体的重量。吸嘴固定板与机械手臂连接板之间采用的自润式导柱套件，能有效地保证103个产品同时顶出时在弹簧的作用下能平稳地后退，以保证产品能顺利顶出。

与传统键盘按键模具相比，模具数量减少，以前一款键盘的键帽所需模具为12套，现在一套既可解决；充分考虑到后段直接全自动化组装，能达到所有键帽都无需人工组装，提高了生产效率；取消了按键的中转库存，以前键帽注塑成型后需要入库，再由组装车间从仓库中领料进行装配。本发明开发完成之后，组装线直接和注塑机搭配，键帽注塑出来后通过组装机设备直接组装，为一体自动化装配做好铺垫。

综上所述，本发明采用加大按键的行距和间距，在行距之间为每一排按键设置有热流道，在模具中采用斜度镶件，在脱料时，先将斜度镶件中的模芯抽出来，再强行脱模；在顶料时，采用先顶按键料，再顶水口料，二者的行程相差1～3mm，使水口料和按键料(即注塑产品)在取料的时候完成切除水口的工作，减少原有的后继工序。有利于优化整版按键的注塑加工工艺。本发明键盘按键整版注塑模具系统采用了真空管路集成式的机械手吸盘装置，它的真空气路采用一根真空气管通过一个固定块连接多个按键吸嘴，从而大大地减化了整个装置的结构，减轻了其重量。水口吸嘴固定板、按键吸嘴固定板与机械手固定板都采用了弹簧复位的活动式连接方式，能用于水口和按键不在同一平面的注塑模具。另外，本发明还采用了自润式导套(导套内设有滚珠)的导柱套件的结构，能有效地减少活动部件磨损，有效地提升了吸盘装置的使用寿命。

以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.键盘按键整版注塑模具结构，包括前模架和后模架，所述的前模架包括前模座和固定于前模座的前模仁，所述的后模架包括后模座和固定于后模座的后模仁，其特征在于所述的前模仁与后模仁之间设有若干个用于构成整个键盘的按键的成型模腔，及连通于若干个成型模腔的热流道，所述的热流道与设于前模座的热咀连通，所述的成型模腔分为若干排，各排成型模腔之间的行距大于键盘上按键的行距，并且于各排成型模腔之间设有前述的热流道；每排的各个成型模腔之间的间距也大于键盘上按键的间距。

2.根据权利要求1所述的键盘按键整版注塑模具结构，其特征在于所述的成型模腔包括用于构成键盘按键上部分的前模腔和用于构成键盘按键下部分的后模腔，所述的前模腔设于前模仁上，所述的后模腔设于后模腔上。

3.根据权利要求2所述的键盘按键整版注塑模具结构，其特征在于所述的后模仁包括后模本体、固设于后模本体上的后模镶件和嵌设于后模本体中的后模斜度镶件，所述的后模座设有用于固定后模斜度镶件的镶件固定板。

4.根据权利要求3所述的键盘按键整版注塑模具结构，其特征在于所述的后模座设有顶针机构，所述的顶针机构包括按键顶针机构和水口料顶针机构，所述的水口料顶针机构设有1～3mm的行程空隙。

5.根据权利要求4所述的键盘按键整版注塑模具结构，其特征在于所述的后模座上设用于固定后模仁的后模板，后模板上设有固定镶件固定板的限位件；所述的前模座包括用于固定前模仁的前模仁底板、用于固定热咀的冷水套和前模固定板。

6.根据权利要求5所述的键盘按键整版注塑模具结构，其特征在于所述的限位件包括限位拉杆和套设于限位拉杆的限位套。

7.键盘按键整版注塑系统，其特征在于包括注射成型装置，所述的注射成型装置上设有权利要求1至6任一项所述的键盘按键整版注塑模具结构。

8.根据权利要求7所述的键盘按键整版注塑系统，其特征在于还包括用于取出水口料和键盘按键的机械手吸盘装置；所述的机械手吸盘装置包括机械手连接板，及固定于机械手连接板上的导柱套件和水口吸嘴固定板，所述导柱套件的另一端固定连接有按键吸嘴固定板，所述的水口吸嘴固定板固设有若干个水口吸嘴组件，所述的按键吸嘴固定板固设有若干个按键吸嘴组件；所述的水口吸嘴固定板设于机械手连接板与按键吸嘴固定板之间，所述的按键吸嘴固定板上设有若干个用于穿过水口吸嘴组件的吸嘴穿孔。

9.根据权利要求8所述的键盘按键整版注塑系统，其特征在于所述的水口吸嘴组件包括与水口吸嘴固定板固定连接的连接头、与连接头活动式轴孔连接的吸杆，及设于吸杆头部的吸盘；所述吸杆的头部设有吸气孔，及与吸气孔联通的真空连接口；所述的按键吸嘴固定板的两侧边固设有真空过渡板，所述的真空过渡板设有真空通孔，及与真空通孔联通的若干个分接口，所述的分接口分别通过真空气管与吸杆的真空连接口、按键吸嘴组件的真空通孔连接；所述的连接头设有用于容置吸杆的导向孔，吸杆的尾部设有与连接头活动连接的滑动轴部，滑动轴部套设有复位弹簧，吸杆的尾端还设有限位挡片。

10.根据权利要求9所述的键盘按键整版注塑系统，其特征在于所述的导柱套件包括导柱、套设于导柱上的压力弹簧和导套，所述的导柱包括与按键吸嘴固定板固定连接的固定端和与导套活动连接的活动端，所述的导套固设于机械手连接板，活动端的外端部设有限位挡块；所述的导柱套件还包括用于连接按键吸嘴固定板与导柱固定端的连接套、设于压力弹簧与水口吸嘴固定板之间且套设于活动端的止挡环；所述的水口吸嘴固定板设有用于穿过导柱的导柱通孔。