CN105252699B - 基于模内热切的电子产品外壳自动化成型装置及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于模内热切的电子产品外壳自动化成型装置，包括注塑模块，所述注塑模块从下至上依次包括下模板、上模板，下模板的顶部设有至少一个公模芯，上模板的底部设有与公模芯匹配的母模芯，公模芯与对应的母模芯合拢形成模腔，所述模腔中需要形成通孔的位置对应的内壁处设有至少一个可伸出贯穿模腔的成孔切刀；还包括驱动成孔切刀伸缩的切刀驱动模块和驱动模腔开合的模腔驱动模块。本发明通过模内热切的技术形成电子产品外壳上的通孔，可有效避免熔接线的形成提高产品的力学性能；此外本发明可以通过一次注塑即形成通孔结构，可有效缩短生产周期，提高生产效率。

Description

基于模内热切的电子产品外壳自动化成型装置及成型方法

技术领域

本发明涉及一种电子产品外壳成型装置，具体涉及一种基于模内热切的电子产品外壳自动化成型装置及成型方法。

背景技术

大多数的电子产品外壳采用塑料制成，一般采用注塑的方式实现电子产品外壳的成型。伴随着电子产品功能的多样化，其外壳部位的通孔结构不断增加，如摄像头孔、充电孔、扬声器孔、记忆卡孔等。现有技术中，主要有在模腔中需要形成通孔的位置设置贯通模腔的镶件，注塑时由于热熔胶无法填充镶件所在的位置而留空，冷却后形成通孔。在上述现有技术中，热熔胶填充至镶件的位置，被镶件所阻挡而被分成两股热熔胶流体，需要从镶件的两侧绕行，最终在镶件的后方汇聚，完成对模腔的填充。而在注塑的过程中，热熔胶的温度容易下降，汇聚的两股热熔胶无法真正融合而形成熔接线，熔接线部位容易成为应力集中点，降低电子产品外壳的力学强度。

为避免熔接线的形成，一般的做法是提高模腔内的温度和延长保温时间，促进镶件后方汇聚的热熔胶充分混合。这一做法增加了产品的生产成本，升高生产能耗且延长生产周期。现还有一种技术，其未在模腔内设置用于形成通孔的镶件，而是在注塑成型后对产品进行CNC加工，钻出通孔。这一做法可有效避免熔接线的形成，但生产效率较低，且CNC设备成本较高，难以控制生产成本。

因此，亟需一种可避免形成熔接线、可高效形成通孔的电子产品外壳成型装置。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种因此，亟需一种可避免形成熔接线、可高效形成通孔的电子产品外壳成型装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种基于模内热切的电子产品外壳自动化成型装置，包括注塑模块，所述注塑模块 依次包括下模板、上模板，下模板的顶部设有至少一个公模芯，上模板的底部设有与公模芯匹配的母模芯，公模芯与对应的母模芯合拢形成模腔，其特征在于：所述模腔中需要形成通孔的位置对应的内壁处设有至少一个可伸出贯穿模腔的成孔切刀；还包括驱动成孔切刀伸缩的切刀驱动模块和驱动模腔开合的模腔驱动模块。

所述下模板、上模板、公模芯、母模芯均可选用任一种现有技术实现。本发明在模腔中设置可以伸缩的成孔切刀，成孔切刀伸出时可贯穿模腔而与相对位置的模腔内壁相抵，收缩后则可退入模腔内壁中。在注塑时，成孔切刀缩入内壁中，热熔胶可以畅通地填充在模腔中；填充完毕后，切刀驱动模块驱使成孔切刀伸出，将需要形成通孔位置的热熔胶切割，经冷却后，切刀缩回，该部位则形成完整的通孔结构。此膜内热切的技术可有效避免熔接线的形成，同时无需额外耗费能源升高模温或延迟保温时间，有利于降低能耗；本发明可以通过一次注塑即形成通孔结构，可有效缩短生产周期，提高生产效率。

进一步的，所述切刀驱动模块包括设置在模腔外侧切刀油缸、与切刀油缸活塞杆连接的压板、设置在压板内侧的后承板；所述成孔切刀的末端穿透所述模腔的内壁而垂直固定在后承板内侧。

本发明特别选用油缸驱动成孔切刀动作。模腔内被填充热熔胶后，具有较高的内压，需要极大的动力方能驱动成孔切刀伸入模腔内完成热切的动作。相对于其他装置，油缸能够提供足够的压力驱使成孔切刀进入模腔内完成热切；同时油缸本身所具有的运行稳定性高的特点，也有利于提高热切形成的通孔质量，避免因成孔切刀抖动、未完全贯穿模腔等问题造成通孔产生披锋、毛刺等问题。压板可在成孔切刀和油缸之间传输动力，将切刀的压力平均地施加在成孔切刀上，有利于提高热切效果，并增强动作的平稳度。后承板的作用是

所述成孔切刀的顶端设有容料槽以及环绕容料槽设置的刀头；所述容料槽底部设有顶料块，顶料块底部通过一依次穿透成孔切刀、后承板顶针与一顶针驱动模块连接，顶针驱动模块驱动顶料块在容料槽内滑行；所述刀头顶部的外侧环绕有一圈内凹弧面。

特别的，本发明的成孔切刀顶部还设有容纳槽。成孔切刀在进行模内热切时，模腔内的热熔胶被刀头切割为容料槽内部位和刀头外侧部分。冷却成型后，容料槽内的热熔胶成为残料，刀头外侧形成通孔的内缘。除去残料后，便可获得完整的通孔结构。容料槽的设置，可以降低成孔切刀热切时所受的阻力，提高热切动作的流畅度；同时降低对油缸压力的需求，节约能源的同时还可提高油缸工作的稳定性，避免其发生故障。针对上述容料槽的结构，本技术还特别设置了顶料块结构。热熔胶冷却成型后，容易残留在容料槽中难以去除，影响生产效率。模内热切时，由于模腔内压力较高，顶料块被压紧在容料槽的底部；模腔开启后，油缸驱动切刀回缩，同时顶针驱动模块驱动顶针前行，推动顶料块伸出而顶出残料，使残料与成孔切刀快速分离。顶针驱动模块可选用任一种现有技术实现，如电机、油缸、气缸等。

更进一步的，所述切刀油缸的活塞杆与所述成孔切刀垂直，切刀油缸通过连接组件与所述压板连接；连接组件包括顶块和与顶块并列的行位块；行位块的后端设有向前倾斜的第一斜面，顶块的前端设有向后倾斜的第二斜面，第一斜面与第二斜面相切；所述压板安装在行位块前端，所述切刀油缸设置在顶块上方且通过活塞杆与顶块连接；所述顶针穿透所述行位块、顶块而与顶料块连接。

切刀油缸启动时，驱使顶块下压，通过第二斜面与第一斜面的配合，推动行位块向前行进。与此同时，顶针穿透行位块设置。由于本发明中，除了成孔切刀需要切刀油缸驱动，顶料块的动作也需要顶针驱动模块驱动才能实现。而二者的动作方向一致但并不同步进行，为避免两个动作相互干扰，本发明特别将切刀油缸设置在与成孔切刀、顶针动作方向垂直的位置，通过顶块与行位块的配合将切刀油缸的推力改向而驱使成孔切刀动作。而顶针驱动模块则可以直接设置在顶针直线方向上。通过这一改造，切刀油缸、顶针驱动模块的动作互不干扰，可有效确保成孔切刀切孔、顶料块顶出残料的动作快速、平稳地完成，进一步确保设备工作的可靠性。

优选的，所述顶针驱动模块包括顶针油缸以及连接块，连接块的后端与所述顶针油缸的活塞杆连接，连接块的前端固定所述顶针；所述连接块的前端还设有多个与顶针平行的增强杆，增强杆的前端与所述行位块固定连接，末端可伸缩的安装在连接块上；所述切刀驱动模块还包括设置在后承板内侧、包裹成孔切刀末端的切刀前板。

本发明中，顶针驱动模块同样采用油缸实现。顶针油缸驱动顶针，具有动作力度大、运行平稳、能耗低、静音等优点。与此同时，顶针油缸和切刀油缸可以采用同一个控制设备控制，有利于协调二者的动作，保证装置运行的稳定性。增强杆的作用是增强顶针的承力性能，避免顶针在顶针油缸高压推动下抖动、变形。

优选的，所述连接块的前端设有安装孔，安装孔底部设有直径大于安装孔的柱形空腔；所述增强杆的末端设有直径小于柱形空腔且大于孔径的限位块，限位块安装在所述柱形空腔中且其长度小于柱形空腔；柱形空腔与限位块长度的差等于顶针的行程；所述行位块和顶块上设有与增强杆匹配的导孔，增强杆的前端可滑动地安装在导孔内。

优选的，还包括分别设置在连接块与行位块之间、行位块前方、顶块下方的多个复位弹簧。

切刀油缸或顶针油缸泄压后，在复位弹簧的作用下，行位块、顶块或连接块会自动复位，通过复位弹簧，油缸中只需要设置单油路结构，使本发明的结构更加简单而成本低廉。

所述切刀驱动模块还包括超高压时序控制器，所述超高压时序控制器内设有超高压油泵与所述油缸连通。

超高压时序控制器可以精确地控制注塑、热切的时机，确保电子产品成型过程流畅、高效。超高压油泵可以为油缸提供足够大的压力完成热切动作。以上均可选用现有技术实现。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例1成孔切刀的局部放大图。

图3是本发明实施例2的结构示意图。

图4是本发明实施例2成孔切刀的局部放大图。

图5是本发明顶块的局部放大图。

图6是本发明成孔切刀模内热切的状态图。

图7是本发明顶针推出残料的状态图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1

如图1和图2，本实施例提供一种基于模内热切的电子产品外壳成型装置，包括注塑模块，所述注塑模块依次包括下模板1、上模板2，下模板1的顶部设有至少一个公模芯3，上模板2的底部设有与公模芯匹配的母模芯4，公模芯3与对应的母模芯4合拢形成模腔5，所述模腔5中需要形成通孔的位置对应的内壁处设有一个可伸出贯穿模腔的成孔切刀6；还包括驱动成孔切刀伸缩的切刀驱动模块和驱动模腔开合的模腔驱动模块。

本实施例中，所述切刀驱动模块包括设置在模腔外侧切刀油缸7、与切刀油缸活塞杆连接的压板8、设置在压板内侧的后承板9；所述成孔切刀6的末端穿透所述模腔的内壁而垂直固定在后承板9内侧。本实施例中，所述的模腔驱动模块可选用任一种现有技术实现，如气缸等。

本实施例中，所述成孔切刀的顶端设有容料槽10以及环绕容料槽设置的刀头11，所述刀头顶部的外侧环绕有一圈内凹弧面。

本实施例中，所述切刀驱动模块还包括设置在后承板内侧、包裹成孔切刀末端的切刀前板18。切刀前板有利于提高成孔切刀的稳定性，防止其发生偏移。

实施例2

如图3、图4、图5，本实施例提供一种基于模内热切的电子产品外壳成型装置，包括注塑模块，所述注塑模块依次包括下模板1、上模板2，下模板1的顶部设有至少一个公模芯3，上模板2的底部设有与公模芯匹配的母模芯4，公模芯与对应的母模芯合拢形成模腔5，所述模腔5中需要形成通孔的位置对应的内壁处设有一个可伸出贯穿模腔的成孔切刀6；还包括驱动成孔切刀伸缩的切刀驱动模块和驱动模腔开合的模腔驱动模块（未出示）。

进一步的，所述切刀驱动模块包括设置在模腔外侧切刀油缸7、与切刀油缸活塞杆连接的压板8、设置在压板内侧的后承板9；所述成孔切刀6的末端穿透所述模腔5的内壁而垂直固定在后承板9内侧。

进一步的，所述成孔切刀的顶端设有容料槽10以及环绕容料槽设置的刀头11；所述容料槽底部设有顶料块12，顶料12块底部通过一依次穿透成孔切刀、后承板的顶针18与一顶针驱动模块连接，顶针驱动模块驱动顶料块在容料槽内滑行；所述刀头顶部的外侧环绕有一圈内凹弧面。

本实施例中，所述切刀油缸7的活塞杆与所述成孔切刀6垂直，切刀油缸通过连接组件13与所述压板连接；连接组件包括顶块14和与顶块并列的行位块15；行位块15的后端设有向前倾斜的第一斜面16，顶块14的前端设有向后倾斜的第二斜面17，第一斜面16与第二斜面17相切；所述压板安装在行位块前端，所述切刀油缸7设置在顶块上方且通过活塞杆与顶块14连接；所述顶针穿透所述行位块15、顶块17而与顶料块12连接。

本实施例中，所述顶针驱动模块包括顶针油缸19以及连接块20，连接块20的后端与所述顶针油缸19的活塞杆连接，连接块20的前端固定所述顶针18；所述连接块20的前端还设有多个与顶针平行的增强杆21，增强杆21的前端与所述行位块15固定连接，末端可伸缩的安装在连接块20上；所述切刀驱动模块还包括设置在后承板内侧、包裹成孔切刀末端的切刀前板（未出示）。

本实施例中，所述连接块20的前端设有安装孔，安装孔底部设有直径大于安装孔的柱形空腔23；所述增强杆21的末端设有直径小于柱形空腔且大于孔径的限位块24，限位块24安装在所述柱形空腔23中且其长度小于柱形空腔；柱形空腔23与限位块24长度的差等于顶针的行程；所述行位块和顶块上设有与增强杆匹配的导孔25，增强杆的前端可滑动地安装在导孔内。

本实施例中，还包括分别设置在连接块与行位块之间、行位块前方、顶块下方的多个复位弹簧26。

本实施例中，所述切刀驱动模块还包括超高压时序控制器（未出示），所述超高压时序控制器内设有超高压油泵与所述油缸连通。所述超高压时序控制器可选用任一种时序控制器加上高压油泵实现。所述高压油泵是指可以提供大于10MPa压强的油泵。在这一压力下，成孔切刀的切割动作可以快速完成，并且有利于提高所形成的通孔边缘的光滑度、避免披锋等不良问题出现。

实施例3

本实施例提供一种基于实施例2装置的智能手机背壳外壳成型方法，包括如下工序：

S1.向模腔内注入熔融状态的胶体，并保温；

S2.成孔切刀伸出直至与模腔内壁相抵，切断需要成孔部位的胶体，如图6；

S3.冷却模腔，使胶体凝固；

S4.成孔切刀缩回，此后打开模腔，获得智能手机背壳外壳。

本实施例中，胶体的原料包括按重量计聚碳酸酯70份、柠檬酸钠5份、甘露醇10份、玻纤10份、抗氧剂2份。该材料采用共混法制成，注塑温度优选为180℃，胶体在1S内注入容积为10mL的模腔内。切刀的压强为20MPa，待胶体温度冷却至50℃时，成孔切刀缩回并打开模腔。

如图7，顶针将残料从容料槽中推出。

对比例1

本对比例提供一种智能手机背壳外壳成型方法，包括如下工序：

S1.向模腔内注入熔融状态的胶体，并保温；

所述模腔中对应手机外壳上设孔的地方设置有贯穿模腔的镶件（采用现有技术实现）；

S3.冷却模腔，使胶体凝固；

S4.打开模腔，获得智能手机背壳外壳。

胶体原料与实施例3一致。

对比例2

本对比例提供一种智能手机背壳外壳成型方法，包括如下工序：

S1.向模腔内注入熔融状态的胶体，并保温；

S3.冷却模腔，使胶体凝固；

S4.打开模腔，获得智能手机背壳外壳；采用CNC机床在外壳需要设置通孔的位置钻设出通孔。

胶体原料与实施例3一致。

性能测试。

采用2KG的铁球在手机背壳通孔的正上方落下，逐次增加铁球的落下高度，测试通孔边缘出现裂纹的最大高度。同时观察产品的外观，其结果如表1。

表1。

以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于模内热切的电子产品外壳自动化成型装置，包括注塑模块，所述注塑模块依次包括下模板、上模板，下模板的顶部设有至少一个公模芯，上模板的底部设有与公模芯匹配的母模芯，公模芯与对应的母模芯合拢形成模腔，所述模腔中需要形成通孔的位置对应的内壁处设有至少一个可伸出贯穿模腔的成孔切刀；还包括驱动成孔切刀伸缩的切刀驱动模块和驱动模腔开合的模腔驱动模块；所述切刀驱动模块包括设置在模腔外侧切刀油缸、与切刀油缸活塞杆连接的压板、设置在压板内侧的后承板；所述成孔切刀的末端穿透所述模腔的内壁而垂直固定在后承板内侧；所述成孔切刀的顶端设有容料槽以及环绕容料槽设置的刀头；所述容料槽底部设有顶料块，顶料块底部通过一依次穿透成孔切刀、后承板顶针与一顶针驱动模块连接，顶针驱动模块驱动顶料块在容料槽内滑行；所述刀头顶部的外侧环绕有一圈内凹弧面；其特征在于：所述切刀油缸的活塞杆与所述成孔切刀垂直，切刀油缸通过连接组件与所述压板连接；连接组件包括顶块和与顶块并列的行位块；行位块的后端设有向前倾斜的第一斜面，顶块的前端设有向后倾斜的第二斜面，第一斜面与第二斜面相切；所述压板安装在行位块前端，所述切刀油缸设置在顶块上方且通过活塞杆与顶块连接；所述顶针穿透所述行位块、顶块而与顶料块连接；所述顶针驱动模块包括顶针油缸以及连接块，连接块的后端与所述顶针油缸的活塞杆连接，连接块的前端固定所述顶针；所述连接块的前端还设有多个与顶针平行的增强杆，增强杆的前端与所述行位块固定连接，末端可伸缩的安装在连接块上；所述切刀驱动模块还包括设置在后承板内侧、包裹成孔切刀末端的切刀前板；所述连接块的前端设有安装孔，安装孔底部设有直径大于安装孔的柱形空腔；所述增强杆的末端设有直径小于柱形空腔且大于孔径的限位块，限位块安装在所述柱形空腔中且其长度小于柱形空腔；柱形空腔与限位块长度的差等于顶针的行程；所述行位块和顶块上设有与增强杆匹配的导孔，增强杆的前端可滑动地安装在导孔内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：还包括分别设置在连接块与行位块之间、行位块前方、顶块下方的多个复位弹簧。

3.根据权利要求1—2任一项所述的装置，其特征在于：所述切刀驱动模块还包括超高压时序控制器，所述超高压时序控制器内设有超高压油泵与所述油缸连通。