CN108040473A - 注塑成型机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种注塑成型机，所述注塑成型机具有注射系统和夹持系统。所述注射系统可以包括限定材料流动路径的一部分的可移除注射模块。所述注射模块可以包括在材料源与模具之间与所述材料接触的所有零件。所述注射模块可以包括阀装置，所述阀装置可在为所述注射模块填充材料的填充位置与将材料从所述注射模块排出到所述模具中的注射位置之间移动。所述注射模块的致动器可以支撑在机器上而非支承在注射模块上。所述夹持系统可以包括用于打开和关闭所述模具的压板线性致动器，以及用于将夹持力施加至关闭的模具的液压夹持系统。所述液压夹持系统可以包括自由浮动阀歧管组件，所述自由浮动阀歧管组件选择性地使所述液压缸处于自由浮动模式。

Description

注塑成型机

技术领域

本发明涉及一种用于模制成型的设备，并且更具体地涉及一种具有材料注射系统和模具夹持系统的注塑成型机。

背景技术

本发明涉及注塑成型机，诸如，生产热固化或者热固性材料（诸如但不限于硅橡胶）的类型是注塑成型机。热固性注射单元通常基于最初为热塑性聚合物设计的基于螺杆的注射系统而建立。典型的热塑性注射系统首先从料斗采用颗粒形式的材料并且将其进给至加热的筒体中，在该加热筒体中，在插入以迫使材料进入模具腔体之前，螺杆旋转以便输送、压缩和混合材料，在该模具腔体中，材料冷却成为固体从而制作零件。在引入热固性材料时，热塑性注射系统适于使用许多相同的元件来注射热固性材料。典型的热固性注射首先在压力下采用液体形式的材料并且将其进给到筒体中，在筒体中，在插入以迫使材料进入模具腔体之前，螺杆旋转以便输送材料，在该模具腔体中，加热材料以便固化并且变成固体从而制作零件。

在热固性注射系统方面的一些创新一直专注于在注射材料之前将材料保持在足够低的温度下使得其在进入模具腔体之前不会固化。一个创新是用在热固性材料首先进入模具的板与加热的模具腔体板之间的隔热材料来在两个以上的板中建立模具。这种方法的一个缺点是其能够增加模具设计的成本和复杂性。进一步的创新是通过板中的腔体来泵送液体以便冷却从而允许去除大量热量。液体冷却的一个缺点在于，如果泵送系统出现故障，则热固性材料能够在进入模具腔体之前固化，从而使整个机器停止工作。

其它创新专注于对进入模具的热固性材料的量进行计量。这样的一个创新是止回阀，该止回阀具有保持其关闭的弹簧。放置在螺杆的鼻部处，典型的止回阀没有弹簧并且将在螺杆收回时通过材料压差打开，然后在螺杆将向前插入时通过材料压差关闭。通过添加弹簧，止回阀将仅仅在螺杆收回时通过材料压差打开，然后在螺杆将向前插入之前，在克服弹簧力时通过材料压差关闭。当止回阀将更一致地打开和关闭时，这允许对离开筒体的材料进行更精确的计量。将止回阀用作切断器的一个缺点在于，这对于进行精确的计量仍然能够是挑战性的，因为切断器位于螺杆的尖端处，并且材料可能必须在进入模具腔体之前经过多个通路。进一步的创新是将独立控制的针切断器直接放置在模具基部上。这允许进行更精确的计量，因为已经在物理上使切断器定位成更接近模具腔体减少了被计量的材料体积。这种创新的一个缺点是能够增加模具基部的成本和复杂性。

其它创新专注于减少在最终产品中因为残存空气或者去除被称为飞边的额外材料的附加过程而产生的孔隙的数量。典型的模具具有小的通路，当材料进入模具腔体时，该小的通路允许模具腔体内的空气溢出。如果材料进入模具腔体比空气能够溢出得更快，以这种方式设计的模具可能产生具有残存空气的零件。因为孔隙可能对物理性质或者美学产生负面影响，所以不期望零件中有孔隙。如果材料流入允许空气溢出的通路中，则以这种方式设计的模具也可能产生出具有附加材料（称为飞边）的零件。当可能需要附加处理来去除飞边时，不期望零件上有飞边。一个创新是在材料进入之前使用真空泵从模具腔体中去除空气。然后，将模具设计为没有空气通路，在模具的一侧上的模具腔体区域外的真空孔，以及在模具的一侧环绕模具腔体和真空孔的垫圈。然后，模具夹持机构控制到下述位置的模具脱模距离：在该位置中，垫圈在两部分之间密封但是模具并没有完全关闭从而没有堵上真空孔。然后，在该位置中保持模具脱模距离直到真空泵已经抽出空气，然后完全关闭模具，这会堵上真空孔并且关闭分型距离。然后将材料注射到模具腔中。这种模具设计的优点在于，因为在模具中没有空气，所以部件将不会有残留空气，并且因为没有空气通路，所以部件将不会有飞边。这种模具设计的一些缺点在于，需要在模具中设计附加垫圈并且需要对距夹持机构的模具脱模距离进行精确地控制。

总之，许多创新一直专注于改正由热塑性注射系统改进的热固性注射系统的缺点。从一开始就将注射系统设计为遵循热固性材料的独特加工需求将会导致时间、成本和空间显著减少并且导致速度、精确度和可靠性显著提高。

快速更换制模在包括注塑成型的很多制造工业方面已经获得了大量商业成功。“主单元模”或者“MUD”已经成为行业标准，在US 5,562,935示出了其中一个版本。在附图中示出了具有配套的制模插入件的流行的U形框架式主单元模作为能够与注塑成型机一起使用的一种类型的模具的示例。因为通用模架可以重复使用，所以MUD系统的成功是由于更快的制模更换和更低的制模成本的益处。在快速更换制模的领域中存在多种专利和技术，然而，这并没有解决与材料更换（特别是不同颜色）相关的生产停工问题。

在塑料注塑成型中，在料斗中预先加热塑料颗粒，然后，在加热的筒体中的螺杆转动并且将材料投至模具中。当切换材料或者颜色时，需要拆除整个注射系统来完全清洁螺杆、筒体、喷嘴和与材料接触的所有部件。清除技术存在但是还不足以完全清理注射系统。拆除注射系统并清洗通常可能会花一整天，从而使得注塑成型机无法生产。这些相同的塑料成型机用于对如同具有一些很小修改的液体硅橡胶（“LSR”）一样的热固性材料进行模制成型。然而，对于材料更换以及在生产运行结束时仍然需要完全拆除以用于清洗，因为如果材料留在机器中好几天则可能会固化至将部件锁定在一起。从注射部件清除未固化的热固性材料是更复杂且更耗时的，因为通常需要溶剂来去除与树液相当的粘性材料。

用于塑料注塑成型机的现有技术夹持系统通常是伺服液压系统、伺服电气系统或其组合。这些系统通常包括在施加夹持力时用于机械优点的肘节机构。这些系统通常是昂贵的并且又大又重，特别是在10吨和更高的压力下。液压系统并不是非常节能的，因为液压泵每时每刻都在运行。电动伺服系统已经提高了效率，但是通常需要三相电力来操作并且购买液压系统通常更昂贵。肘节系统增加了费用、重量并且占据空间。在不同的模具堆积高度的情况下产生夹持力更加复杂，因为肘节的机械优点随着压板位置的变化而变化。不太昂贵的液压气动缸体和类似的气顶油增强器系统能够在不需要肘节机构的情况下提供大的夹持力，但是不具有提供用于打开和关闭压板的可编程运动控制的任何装置。许多成型应用都需要压板的可编程运动控制。

对于简单紧凑、成本低的压板夹持系统存在需求，该压板夹持系统可以产生夹持力，并且对于用于包括排出过程在内的打开和关闭压板的可编程运动控制的装置存在需求。

发明内容

本发明提供了一种注塑成型系统，该注塑成型系统通常包括注射框架和可移除地附接的注射模块。注射框架可以包括载件板，该载件板被构造成可释放地容纳注射模块。注射框架还可以包括安装至载件板以便驱动注射模块中的可移动部件的各种致动器。致动器和可移动部件可以被构造成在将注射模块装配至载件板中时可操作地相互接合。

在一个实施例中，注射模块可以具有用于容纳来自外部源的材料的进口以及用于选择性地关闭材料进口的进口阀（诸如，滑阀）。载件板可以包括用于操作该进口阀的致动器，诸如，气动缸。

在一个实施例中，注射模块可以包括可移动地置于注射歧管中的注射杆。载件板可以包括用于使注射杆在歧管内往复运动的致动器，诸如，气动缸。注射模块可以包括喷嘴和用于选择性地打开和关闭该喷嘴的移动针。注射模块可以包括用于可选择地操作针的致动器，诸如，气动缸。

在一个实施例中，注射架被安装成与模制成型机（诸如，C形框架式压机）相邻。能够容纳注塑成型系统的安装板可以安装至C形框架式压机。安装板可以可调节地固定至C形框架式压机以便允许调节注塑成型系统相对于模制成型机的相对位置。在一个实施例中，安装板由穿过槽的多个螺栓安装至C形框架式压机。槽可以被构造成提供期望的可调节性范围。例如，可以提供竖直延伸的槽以便允许调节注塑成型系统相对于C形框架式压机的竖直位置。可以提供额外的替代槽组以便允许额外的可调节性。

在一个实施例中，一个或多个致动器安装在注塑成型系统与模制成型机之间以便使注塑成型系统朝向模具以及远离模具移动。例如，可以将一个或多个缸体（诸如，一对气动缸）安装在载件板与安装板之间。缸体可以是能够在缩回位置、真空位置和成型位置之间在注塑成型系统中移动的3-位缸体。

在第二方面中，本发明提供了一种注塑成型系统，该注塑成型系统具有用于在注射之前从模具腔体抽吸空气的真空系统。在一个实施例中，真空系统包括位于喷嘴附近的真空套筒。例如，真空套筒可以同轴地装配在喷嘴附近。真空套筒的内径可以大于喷嘴的外径以便限定中间空气流动路径。真空源可以联接至真空套筒的远端以便允许通过真空套筒的模具端抽吸空气。

在一个实施例中，真空套筒在朝向模具的方向上延伸超出注射喷嘴。当注塑成型系统朝向模具往返运动时，这允许真空套筒先于注射喷嘴与模具接合。真空套筒可以包括位于模具端部上的密封件。该密封件被构造成在真空套筒与模具面之间创建气密密封。在一个实施例中，在注射喷嘴进口周围形成真空密封件以使得模具腔体与真空套筒流体连通。这样一来，当施加真空时，空气从模具腔体中被抽吸。

在一个实施例中，当注塑成型系统再向前移动以使喷嘴与模具进口接合时，真空套筒可缩回以便允许其移动到注塑成型系统中。在一个实施例中，注塑成型系统包括弹簧，该弹簧将真空套筒推动至其最向前的位置，但是能够压缩以便允许真空套筒移动至缩回位置中。弹簧可以是螺旋弹簧，该螺旋弹簧被同轴地装配在注射喷嘴上并且与真空套筒的远端接合。在替代实施例中，真空套筒可以是不能移动的，但是真空套筒可以包括密封件，在已经抽吸真空之后，该密封件能够压缩、压扁或者以其他方式允许注射喷嘴移动以与模具接合。

在使用中，注塑成型系统可以朝向模具向前移动直至真空套筒（而非喷嘴尖端）已经与模具面接合。在该位置中，真空套筒抵靠与喷嘴进口连通的模具面密封。然后，能够在真空套筒的后端处抽吸局部真空以便通过流道、模具进口和真空套筒从模具腔体提取空气。虽然模具腔体保持在真空下，但是注塑成型系统能够再朝向模具向前移动直至喷嘴尖端抵靠模具表面密封。在该第二行进阶段期间，真空套筒保持抵靠模具面密封，但是缩回到注射系统中。一旦位于该位置，模具腔体就通过喷嘴尖端与模具切断表面之间的密封而保持在真空下。在局部真空的帮助下能够将材料注射到模具腔体中。

在第三方面中，注射系统可以包括料筒，该料筒包括整体式通风系统。在一个实施例中，料筒包括活塞，该活塞具有通风横向端口和设置在横向端口的相对侧上的两个环形密封件。横向端口可以与通风通道流体连通。通风通道可以穿过延伸出料筒的远端的杆。在使用中，使用加压空气来使活塞向前移动并且驱动来自料筒的材料。如果加压空气设法透过第一环形密封件，则其将通过横向端口和排气通道排气而不是穿过第二环形密封件进入料室中。

本发明提供了一种特别适于与液体硅橡胶（“LSR”）材料一起使用的简单且有效的注塑成型系统。可释放地附接的注射模块能够容易地从注塑成型系统移除，这允许将其放置在冷存储器中以便防止材料在使用之间固化。将致动器并入载件板中减少了注射模块的大小、重量和复杂性。这也促进了可互换的注射模块的使用，因为不需要每个注射模块包括其自己的致动器组。能够通过使用将致动器联接至注射模块中的可移动部件的快速附接结构来促进注射模块的附接和移除。真空系统降低了将材料注射到模具腔体中所需的力并且有助于提高零件质量。可缩回真空套筒的整体形成提供了高度可靠的并且能够用有限的附加部件操作的有效结构。具有整体式通风的料筒有助于通过降低迫使加压空气进入料室中的风险来确保产品质量，在加压空气进入料室的情况下能够产生气泡并且影响材料质量。

本发明可以实施为能够提供许多益处的各种替代实施例，包括但不限于以下中的一个或多个：

1.与模具腔体分型线处的注射点的竖直定向在占用很小空间的同时允许直成型和包覆成型；

2.容易接受自对准快速制模插入件和框架，诸如，由DME 和 Progressive Components制造的自对准式快速制模插入件和框架。不需要起重机安装工具，存储工具需要更少的空间，减少的安装时间；

3.可调节的喷嘴定位以及从注射杆到腔室的最小化的距离通过消除用于腔体注射的铸口或者最小化铸口的长度来消除或者最小化材料浪费。这也允许每次注射的更精确的剂量或者“注射量”以及腔体压力。另外，可调节的喷嘴使循环时间最小化；

4.当模具被完全关闭并被夹持时，刚好在注射之前在喷嘴切断点处施加并且测量真空允许直接真空和更精确地读取腔体压力。该改进后的真空能够有助于消除对昂贵的精密研磨分型线通风孔的需要以便在防止LSR材料特有问题的飞边的同时减少在模具腔体中的残留空气；

5.模具腔体插入件可能形成有理想定位的孔，该孔容纳保持在机器上或者预先安装并插入机器加热器控制系统中的加热器筒和热偶温度探头，诸如，由Omega Engineering或者Tempco制造的加热器筒和热偶温度探头；

6.理想的是取决于零件几何结构来制造1个、2个和4个腔体工具。在一些应用中，本发明可以与具有甚至更多个腔体的工具一起使用；

7.重型模座的消除减少了成型期间制模工具的运动质量，这会减少所需的机器功率并且加速整个周期时间；

8.由于机器的占用空间小，所以如果需要更多数量的腔体来产生更高的生产率，则这能够用许多（2个或者更多个）机器以低资本成本来实现，每个机器用一个或者多个喷嘴来运行简单的（1个、2个或者4个腔体）工具，而不是运行复杂且成本高的多腔体工具（例如，8个、16个、32个腔体）。注塑成型机促进模块化且可升级的方法以用于随着更精确的注射量控制和更少的浪费而增加的需求。此外，在一些应用中，本发明可以与具有甚至4个以上的腔体的工具一起使用；

9.容易适于自动化零件移除（例如，将零件拉离核心的空气夹持器系统）或者手动移除；

10.另一种可能的设置方式是将注射系统附接至移动压板以通过模具腔体插入件的中心进行注射。在不脱离本发明的情况下，注塑成型系统的导向系统可以是如图所示或者在铰链板上被导向的线性导向；

11.注射系统可以容纳具有任何大小的材料进给筒，该材料进给筒适于特定生产或者试验生产，或者快速更换以使材料或者颜色交替，但是材料也可以由泵和软管连续进给以便进行更长时间的生产运行，诸如，由Fluid Automation出售的材料进给筒。筒体系统的一个优点在于，在没有清洗的情况下可以长时间冷却和储存材料和注射模块。

参照各个替代实施例来描述本发明。在一个所示的替代实施例中，本发明并入至水平压机中。在该实施例中，本发明包括多个替代部件，包括替代注射模块和替代夹持系统。尽管该实施例包括多个替代部件，但是应该理解的是，这些替代部件不限于彼此结合使用，如结合水平压机实施例所示和所描述的，而是可以单独使用或者以基本上任何组合使用。

在一个实施例中，注射模块可以包括进口阀，例如，用于致动注射模块的旋转阀。旋转阀可以具有打开位置和关闭位置。在打开位置中，注射模块与外部材料源流体连通以使得可以将材料移动到注射歧管中。例如，通过缩回注射杆可以将材料吸入注射歧管中。在关闭位置中，注射歧管与喷嘴流体连通以使得能够将材料从注射模块排出到模具中。例如，通过注射杆的延伸可以将材料从注射歧管排出。

在一个实施例中，注射模块可以包括注射歧管和喷嘴。喷嘴可以与旋转阀同心以用于更紧凑的设计。旋转阀可以具有可旋转地置于注射歧管中的第一端以及连接至喷嘴并且支撑喷嘴的第二端。旋转阀的第一端可以是渐细的并且可以装配至渐细底座中从而使夹持力有助于维持旋转阀与注射歧管之间的充分密封。

在一个实施例中，旋转阀的形状被设计成促进致动。例如，在一个实施例中，旋转阀包括用作驱动表面的外露的平坦表面。包括平坦表面的旋转阀的部分可以装配到90度“止转轭”或者“齿条和小齿轮”式旋转致动器中。

在一个实施例中，注射模块还可以包括出口阀，例如，与旋转阀和喷嘴同心的针。该针可以被构造成在旋转阀和喷嘴内线性移动以便选择性地关闭喷嘴的出口端。旋转阀可以限定容纳针的通孔。系统可以包括针筒或者使针在打开位置与关闭位置之间线性移动的其它线性致动器。例如，针筒可操作以将针移动到关闭位置中并且可以使用一个或者多个弹簧来使针返回打开位置。更具体地，系统可以包括推动针远离模具的针弹簧以及推动针筒远离模具的针筒弹簧。作为替代方案，针筒可以是延伸以关闭喷嘴以及缩回以打开喷嘴的双作用筒体。

注射模块可以包括置于注射歧管内的注射杆。在操作中，注射杆缩回以将材料吸入注射歧管中并且延伸以将材料从注射歧管排出到模具中。注射杆可以联接至电子控制的注射线性致动器装置。如果需要的话，注射线性致动器装置可以是可调节的以便控制注射杆冲程距离和速度。例如，在一个实施例中，注射线性致动器包括步进马达，该步进马达驱动螺纹联接至杆板的一对滚珠螺杆。杆板选择性地联接至注射杆。例如，注射杆的外露端可以限定内螺纹孔并且杆板可以通过螺纹紧固件连接至注射杆。更具体地，杆板可以限定通孔，并且具有旋钮端的肩部螺纹件能够通过杆板中的通孔装配到注射杆的螺纹端中以用于进行免工具附接。在使用中，步进马达使滚珠螺杆旋转引起杆板沿着滚珠螺杆的线性运动。杆板的线性运动进而导致注射杆在注射歧管内的线性运动。应该理解的是，所描述的线性致动器装置仅仅是示例性的并且可以使用替代致动器装置来移动注射杆。

在一个实施例中，注射模块包括可分离的上歧管和下歧管。在一个实施例中，上歧管和下歧管螺纹连接在一起。上歧管可以包括旋转阀并且下歧管可以包括注射杆。该设置允许大小不同的注射杆和缸体附接至上歧管以获得正被模制的零件的期望的材料用量或者注料尺寸。

在另一方面中，本发明可以包括替代夹持系统。该替代夹持系统可以包括用于打开和关闭模具的压板线性致动器以及用于用期望的力来夹持关闭的模具的液压夹持系统。液压夹持系统可以包括一个或多个能够以“自由浮动（free float）”模式操作的液压缸，同时压板线性致动器操作以打开或关闭模具。

在一个实施例中，压板线性致动器可以是允许用基本上任何马达（诸如，电动马达）来打开和关闭模具的马达和滚珠螺杆装置。如果需要的话，还可以使用步进马达来提供具有精确控制的线性致动器。

在一个实施例中，液压夹持系统包括将移动压板连接至固定压板或者其它固定结构的一个或者多个液压缸。例如，液压夹持系统可以包括设置在压板线性致动器的相对侧上的一对液压缸。液压夹持系统可以包括选择性地连接或者隔离每个缸体的杆侧和活塞侧的阀歧管组件。当连接时，阀歧管允许液压流体在缸体的活塞侧与杆侧之间自由地流动，这进而允许液压缸利用压板线性致动器提供的任何运动来浮动。当分离时，阀歧管允许正常操作液压缸。在一个实施例中，液压夹持系统可以包括在打开期间吸收由液压缸的活塞侧排出的余油并且在关闭期间将余油返回到活塞侧的流体储槽。

在一个实施例中，阀歧管组件包括滚珠和弹簧装置，该滚珠和弹簧装置作用为能够关闭以防止油流从活塞侧流到流体储槽以及缸体的杆侧的阀。阀歧管组件进一步包括致动器，当期望液压缸进入“自由浮动”模式时，致动器能够选择性地使滚珠离开。在一个实施例中，阀致动器是具有柱塞的空气缸，该柱塞能够被驱动以将滚珠推离其底座从而允许油在缸体的活塞侧与杆侧之间自由地流动。

在一个实施例中，当阀关闭时，液压缸的活塞侧可以由油压增强器操作。油压增强器可以是空气/油增强器，诸如，能够使用约80 psi的空气压力来生成约3200 psi的油压的40:1空气/油增强器单元。该液压回路和可编程线性运动的组合提供了比现有技术机器更小、成本更低并且更节能的高吨位夹持系统。除了通过120伏的单相电源夹持之外，成本低、力小的可编程压板线性致动器能够操作成型工艺的所有方面。空气/油增强器在不需要肘节机构的情况下提供所需的具有成本低且容易获得的空气压力的夹持吨位。选择该装置来节约空间并且使用传统缸体。该构造仅仅是示例性的。例如，在其它实施例中可以使用单液压、多个或者整体式系杆液压缸。

通过参照实施例的描述和附图，将更全面地理解并领会本发明的这些和其它特征。

在详细描述本发明的实施例之前，要理解的是，本发明并不限于在以下说明中所陈述或者在附图中所示出的操作细节或者构造细节和部件结构。本发明可以以各种其它实施例实施并且能够以本文没有明确地公开的替代方式实践或者执行。同样，要理解的是，本文中使用的措词和术语是为了描述的目的并且不应该被视为是限制性的。本文所使用的“包括（including）”和“包括（comprising）”及其变形意味着包括其后所列出的项目及其等同物。另外，列举可以用于描述各个实施例。除非另外明确指出，列举的使用不应该被认为使本发明受限于任何具体顺序或者数量的部件。列举的使用也不应该被认为将可能与列举的步骤或者部件组合或者组合成列举的步骤或者部件的任何附加步骤或者部件排除在本发明的范围之外。对权利要求元件的任何引用，例如“X、Y和Z中的至少一个”，意味着包括X、Y或者Z中的任何一个和X、Y和Z的任何组合，例如，X、Y、Z；X、Y；X、Z；以及Y、Z。

附图说明

图1A是根据本发明的实施例的包括注塑成型系统的注塑成型机的正视图。

图1B是沿图1A的线A-A截取的注塑成型机的一部分的截面图。

图2是注塑成型机的透视图。

图3是注塑成型机的正视图。

图4是图2的区域A的放大透视图。

图5是注塑成型机的侧视图。

图6是图7的区域B的放大视图。

图7是注塑成型机的后视图。

图8是沿着图9的线G-G截取的截面图。

图9是注塑成型机的一部分的侧视图。

图10是图11的区域H的放大视图。

图11是注塑成型机的一部分的透视图。

图12是注塑成型机的一部分的正视图。

图13是沿着图12的线A-A截取的注塑成型机的一部分的截面图。

图14是类似于图13的注塑成型机的一部分的截面图。

图15是图14的区域D的放大视图，其示出了喷嘴和真空套筒被移除的关闭的模具。

图16是类似于图15的放大视图，其示出了处于真空位置的真空套筒和喷嘴。

图17是类似于图15的放大视图，其示出了处于注射/模制成型位置的真空套筒和喷嘴。

图18是注塑成型系统的一部分的截面图。

图19是示出了从注塑成型系统移除的注射模块的分解视图。

图20是注塑成型系统的侧视图。

图21A是注射模块的侧视图。

图21B是注射模块被移除的注塑成型系统的后视图。

图22A是注射模块被移除的注塑成型系统的分解侧视图。

图22B是注射模块被移除的注塑成型系统的分解顶视图。

图23是沿着图22B的线F-F截取的注射模块的截面图。

图24是沿着图22A的线D-D截取的注射模块的截面图。

图25是示出了真空组件的注塑成型机的一部分的放大视图。

图26是根据替代实施例的安装有模具的替代注塑成型机的右侧顶部透视图。

图27是模具和模具夹具从注塑成型机移除的替代注塑成型机的左侧顶部透视图。

图28是安装有模具并且处于打开位置的替代注塑成型机的正视图。

图29是模具处于关闭位置的替代注塑成型机的顶视图。

图30是模具处于关闭的真空位置的注塑成型机的截面图。

图31是图30的区域的放大视图，其示出了处于真空位置的注射系统。

图32是类似于图31的放大视图，除了其示出了处于注射位置的注射系统。

图33是模具处于打开位置并且模具的顶出器板被顶出器柱推动的注塑成型机的正视截面图。

图34是注射系统的透视图。

图35是示出了移除的注射模块的注射系统的部分分解透视图。

图36是示出了移除的注射模块的注射系统的部分分解顶视图。

图37是注射模块的透视图。

图38是注射模块的正视截面图。

图39是注射模块的顶部截面图。

图40是注射模块的分解图。

图41是沿着图36的线41-41截取的注射系统的一部分的左侧截面图，其示出了旋转阀致动器。

图42是沿图着36的线42-42截取的注射系统的一部分的部分分解的左侧截面图，其示出了从杆板移除的注射杆连接螺纹件。

图43是多个部分被移除以便示出压板线性致动器的注塑成型机的透视图。

图44是液压夹持系统的透视图。

图45是注塑成型机和模具的顶部截面图。

具体实施方式

综述。

在图1至图7中示出了根据本发明的实施例的注塑成型机，并且总地指示为10。注塑成型机10通常包括C形框架式压机12和注塑成型系统14。C形框架式压机12通常是常规的并且包括限定用于形成所需零件的模具腔体15的模具13。注塑成型系统14可移动地安装到C形框架式压机12并且被构造成将材料选择性地注射到模具腔体15中。注塑成型系统14通常包括注射框架16、注射模块18和料筒20。注射框架16通常包括载件板22和多个致动器76、82、90和150，该多个致动器76、82、90和150被构造成使注射框架16向前并远离模具13移动以及操作注射模块18的各个零件。注射模块18可释放地附接至载件板22。注射模块18包括从料筒20到模具13的材料流动路径的至少一部分，包括喷嘴32和喷嘴尖端34。当需要时，注射模块18能够从注射框架16移除。这允许将注射模块18放置在冷藏位置中，在该冷藏位置中，注射模块18内的材料在更长的时间内将不会固化。注塑成型系统14还可以包括用于在注射之前从模具腔体15抽取空气的真空系统36。在该实施例中，真空系统36包括位于喷嘴32附近的真空套筒38。该真空套筒38向前延伸超出喷嘴32以使得真空套筒38先于喷嘴尖端34接触模具13。真空系统36还包括用于将局部真空施加至真空套筒38的真空源（未示出）。在所示实施例中，真空套筒38能够相对于喷嘴32缩回。所示实施例的注塑成型系统14包括弹簧40，弹簧40将真空套筒38推至其最向前的位置，同时在注射框架16从真空位置移动到注射位置时允许真空套筒38向后移动。在使用中，注射框架16可以朝向模具移动到真空位置，在该真空位置中，真空套筒38（而非喷嘴32）与模具13接合。在该位置中，可以操作真空源以便在模具腔体15内创建局部真空。虽然模具腔体15保持在真空下，但是注射框架16能够朝向模具13进一步移动直到喷嘴尖端34抵靠模具面密封。在第二行进阶段期间，在弹簧40被逐渐压缩时，真空套筒38在缩回到注射框架16中的同时保持抵靠模具面密封。一旦注射框架16已经移动到注射位置中，则材料能够在局部真空的帮助下被注射到模具腔体15中。在所示实施例中，料筒20包括整体式通风系统。所示料筒20通常包括活塞42，活塞42位于圆柱形套筒44内并且将料筒20分成料室46和加压空气室48。活塞42包括设置在横向端口54的相对侧的两个环形密封件50和52。杆56从活塞42向后延伸通过料筒20的端壁58。杆56限定了与横向端口54流体连通的内部通风通道60。在使用中，如果加压空气设法渗透通过环形密封件50，则其将通过横向端口54和通风通道60排出到环境中。这将降低加压空气将泄漏到料室46中并且影响材料质量的风险。

虽然在传统C形框架式压机的背景下描述了本发明，但是应该理解的是，本发明能够被包括在广范围的模制成型机械中，包括各种替代的竖直和水平压机。本发明中包括的各种缸体可以是气动缸、液压缸或者能够提供往复运动的基本上任何其它致动器。

诸如“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“上”、“下”、“内”、“向内”、“向前”、“向后”、“外”和“向外”的方向性术语用于基于图示中所示的实施例的定向来辅助描述本发明。方向性术语的使用不应被解释为将本发明限于（多个）任何具体方向。

一般构造和操作。

如上所述，注塑成型系统14可以被包括在具有不同压机和模具组件的多种注塑成型机械中。为了公开的目的，结合使用模具13的C形框架式压机来描述注塑成型系统14，模具13由自对准快速制模插入件（inserts）和框架（诸如，由DME和Progressive Components制造）组装形成。鉴于C形框架式压机12和模具组件通常是常规的，则将不会对它们进行更详细的描述。现在参照图2至图4，所示实施例的注塑成型机10通常包括竖直定向的C形框架式压机12、工作台板100、底隔热板102、模具腔体插入件框架104、底腔体插入件106、顶腔体插入件108和顶隔热板110以及顶板112。多个加热器筒114a至114d可以装配至底腔体插入件106和顶腔体插入件108中。加热器筒可以被其它加热设备（诸如，加热压板或者其它相似结构）替换。在所示实施例中，模具组件还包括联接至顶出器板118的腔体芯/顶出器销组件116。顶出器板118能够通过操作安装至工作台板100的下表面上的顶出器缸120而移动。在使用中，顶出器缸120可以延伸以便使顶出器板118移动并且因此使腔体芯/顶出器销组件116移动从而从模具腔体15提升已模制零件。

现在参照图6至图13，注塑成型系统14通常包括注射框架16、注射模块18和料筒20。注射框架16通常包括安装板21、载件板22和多个致动器76、82、90和150，多个致动器76、82、90和150被构造成使注射框架16向前并远离模具13移动以及操作注射模块18的各个零件。所示实施例的安装板21是大体上矩形板，该大体上矩形板具有用于利用螺栓64a至64d来将安装板21固定到C形框架式压机12上的四个安装槽62a至62d。槽62a至62d允许相对于C形框架式压机12和模具13调节安装板21的竖直位置，并且因此调节注塑成型系统14。

载件板22限定用于容纳注射模块18的底座66。一对导向柱68a和68b可以从底座66延伸，在底座66中，它们能够容纳在限定于注射模块18中的对应导向槽70a和70b中。载件板22还可以包括一对摆动夹具72a和72b，一对摆动夹具72a和72b能够用于将注射模块18固定在底座66中。摆动夹具72a和72b可以由其它附接结构（诸如，闩锁件或紧固件）补充或者替换。载件板22可以限定喷嘴孔74，喷嘴孔74允许喷嘴32从注射模块18延伸通过载件板22。

注射框架16包括被构造成使注射框架16相对于安装板21移动的一对3-位置缸体76。如图8和图19可能最佳地示出，3-位置缸体76固定至载件板22。杆78延伸通过载件板22中的衬套79并且通过螺栓80连接至安装板21。更具体地，在所示实施例中，每个杆78的自由端被钻孔和攻丝以便容纳螺栓80。在组装期间，螺栓80通过安装板21中的开口装配并且螺纹连接到杆78中。这使得注射框架16固定至安装板21以便允许注射框架16相对于安装板21（以及因此C形框架式压机12和模具13）前后移动。

注射框架16还包括滑阀缸体82，滑阀缸体82被构造成操作注射模块18中的滑阀84。现在参照图8和图19，滑阀缸体82能够进行往复运动从而允许其打开和关闭滑阀84。滑阀缸体82包括终止于头部88（诸如，螺纹连接到杆86的端部中的螺栓）的杆86。头部88被构造成与限定在滑阀84的配合端中的T形槽91可操作地相互配合（参见图19）。当注射模块18置于载件板22中时，这允许滑阀缸体82快速且容易地联接至滑阀84。滑阀84可以由不同类型的阀替换。在这种应用中，滑阀缸体82可以由适于替换阀的致动器替换。例如，可以为在打开位置与关闭位置之间旋转而不是进行线性移动的阀设置旋转致动器。

注射框架16还包括被构造成操作注射模块18中的注射杆92的注射缸体90。现在参照图6、图11和图13，安装注射缸体90以用于进行竖直往复运动从而允许其使注射杆92延伸和缩回。注射缸体90包括终止于头部97（诸如，螺纹连接至杆94的端部中的螺栓）的杆94。头部97被构造成与限定在注射杆92的配合端中的T形槽96可操作地相互配合。当注射模块18置于载件板22中时，这允许注射缸体90快速且容易地联接至注射杆92。注射缸体90可以装配有允许控制注射杆92的行进的调节系统。如图10和图13可能最佳地示出，该调节系统通常包括竖直延伸至杆94的竖直孔中的螺纹杆98。带刻度的调节旋钮130固定至螺纹杆98的底端。调节螺母132可以螺纹装配在螺纹杆98上并且通过壳体134防止旋转，壳体134包括带刻度的注射量读出器136。在使用中，带刻度的调节旋钮130可以旋转以控制调节螺母132沿螺纹杆98的位置。调节螺母132用作止动件以便限制杆94以及因此注射杆92的向下移动。如果需要，还能够将限位开关138安装到调节螺母132上以便在注射杆已经完全缩回时将信号提供至控制系统。

如上所述，注射模块18形成从料筒22到模具13的材料流动路径的很大一部分。将参照图23和图24更详细地描述注射模块18。注射模块18通常包括歧管140，歧管140安置滑阀84、喷嘴32、注射杆92和用于与料筒20联接的装配件142。滑阀84装配在通孔144内并且包括朝向相对端的密封件146。喷嘴32是喷嘴组件的部分，该喷嘴组件包括喷嘴尖端34、安装在喷嘴32内的针148以及用于使针148在喷嘴32内移动的针缸体150。喷嘴组件的后端可以包括用于调节针148相对于喷嘴32的位置的螺纹调节机构。喷嘴组件通过通孔151装配。注射杆92可移动地安装在通孔152内。通孔152竖直延伸通过与通孔151（其安置喷嘴组件）和通孔144（其安置滑阀84）相交的歧管140。密封件154和密封板156可以装配至位于通孔152的底端的歧管140。通孔152的上端是容纳装配件142的沉头孔153。该装配件可以包括位于相对端的O形密封件158。

如上所述，注塑成型系统14可以包括真空系统36，真空系统36能够用于在模具腔体15中抽取真空。现在参照图25，真空系统36通常包括真空套筒38、弹簧40、轴环160和真空源（未示出）。真空套筒38位于轴环160内的喷嘴32附近。例如，真空套筒38、喷嘴32和轴环160可以同心地对准。轴环160可以包括与载件板22中的真空入口通路164流体连通的横孔162。密封件166可以装配在轴环160和载件板22之间。轴环160固定至载件板22。另一密封件168可以装配在载件板22与注射模块18之间。第三密封件170可以装配在真空套筒38与轴环160之间。弹簧40可以定位在真空套筒38与注射模块18之间以便朝向模具13向前推动真空套筒38。真空套筒38的模具端可以包括能够在真空套筒38与模具面之间创建防漏接口的密封件174。

如上所述，料筒20包括整体式通风系统（参见图1B、图13和图14）。所示料筒20通常包括圆柱形套筒44，圆柱形套筒44的相对端由向前的端盖58a和后端盖58b关闭。可移动地位于圆柱形套筒44内的活塞42将料筒20的内部分成料室46和加压空气室48。活塞42包括设置在横向端口54的相对侧上的两个环形密封件50和52。杆56从活塞42向后延伸通过料筒20的后端盖58b。杆56限定与横向端口54流体连通的内部通风通道60。在使用中，如果加压空气设法渗透通过环形密封件50，则其将通过横向端口54和通风通道60释放到环境中。这将减少加压空气泄漏到料室46中并且影响材料质量的风险。向前的端盖58a可以限定通路180，通路180为材料提供流动路径以便从料室46流动到装置142。向前的端盖58a还可以包括通孔182，通孔182允许料筒20通过螺栓184固定至装配件142上的注射模块18的顶部。料筒20可以由其它材料源替换。

在使用中，注塑成型系统14能够在缩回位置、真空位置和注射位置之间移动。在缩回位置中，喷嘴32和真空套筒38远离模具13向后移动。在真空位置中（如图16所示），注塑成型系统14朝向模具13向前移动以便使真空套筒38与模具13的面接触。在该位置中，密封件174在真空套筒38与模具13之间创建密封。在该位置中，真空源（未示出）能够抽取真空，该真空源通过真空套筒38、横孔162和真空入口通路164将空气抽出模具腔体15。可以包括压力开关（未示出）以指示已经实现适当真空的时间。一旦模具腔体15处于足够的真空下，则注塑成型系统14能够移动到图17所示的注射位置中。在该位置中，喷嘴尖端34与模具进口直接接合从而创建允许将材料注射到模具腔体15中的防漏密封。还应该注意的是，在该位置中，真空套筒38已经缩回到轴环160中。更具体地，注塑成型系统14的向前移动可以通过压缩弹簧40而使真空套筒38向后移动。

替代实施例。

如上所述，本发明可以实施为多个替代实施例。例如，在图26至图45中示出了替代实施例。在该实施例中，注塑成型机210通常包括压模机212（通常也称为“模座”）、注射系统214和夹持系统300（例如，参见图26至图29）。压模机212通常包括基座402，安装在基座402顶上以用于支撑夹持系统300的第一固定端压板404，安装在基座402顶上以用于支撑模具组件和注射系统214的“A侧”的第二固定注射压板406，在第一固定压板404与第二固定压板406之间延伸的多个压板支撑杆408a至408d，以及可移动地安装到压板支撑杆408a至408d上以便支撑模具组件的“B侧”的移动压板410。夹持系统300被构造成打开和关闭压模机212并且因此打开和关闭模具组件（将图28和图33与图29和图30进行比较）。在图26中机器210被示出为具有模具组件，而在图27中机器210被示出为没有模具组件。所示压模机212仅仅是示例性的，并且本发明可以通过使用其它形式或类型的压机来实施，该其它形式或类型的压机可以与根据本发明的注射系统或夹持系统对接。另外，在具有一对模具部件306和308的模具组件的背景下描述本发明，该一对模具部件306和308在关闭时配合地限定具有所需模制品的形状的模具腔。然而，本发明可以包括在具有其它类型的模具组件的注塑成型机中，该其它类型的模具组件包括不同数量的模具部件及其组合。例如，虽然未示出，但是模具可以包括加热器筒。

如上所述，注射系统214安装至第一固定压板404并且被构造成将材料注射到模具腔体中，并且可选地在模具腔中抽取局部真空。在该实施例中，注射系统214通常包括安装至注射压板406的注射框架216和可移动地附接至注射框架216的注射模块218（参见图34至36）。所示实施例的注射框架216通常包括载件板222和模块安装座412。载件板222通过一对气动缸414可操作地联接至注射压板406，该一对气动缸414能够延伸和缩回以便使载件板222移动，并且因此使注射系统214朝向和远离模具移动。气动缸414可以由能够选择性地使注射模块218移动以与模具上的进料口接合的（多个）基本上任何其它致动器替换。例如，该气动缸可以由液压缸或者马达和线性驱动装置替换。另外，如果需要的话，其它装置可以使模具朝向固定位置的注射模块移动，或者注射模块可以一直保持抵靠模具。这种情况可能是具有室温UV固化材料的情况。

在该实施例中，注塑成型系统214包括用于在注射之前从模具腔体抽取空气的真空系统。在所示实施例中，在模具腔体进料口处创建真空密封以使得模具腔体能够与真空源流体连通地放置。这样一来，当施加真空并且模具完全关闭时，空气从模具腔体中被抽取。如能够看到，真空装置允许通过借由模具中的特有通道抽取空气来在模具腔体中创建局部真空，材料通常通过该特有通道进入模具腔体。在所示实施例中，真空系统集成至载件板222中。如图所示，所示实施例的载件板222限定真空端口420并且包括真空套筒238（参见图34）。真空端口420与真空套筒238的内部流体连通，使得连接至真空端口420的真空源（未示出）在真空套筒238的内部内抽取真空（参见图33）。真空套筒238限定了在注射模块218附接至注射框架216时能够容纳喷嘴232的内部。在该实施例中，真空套筒238包括柔性的弹性尖端374，该柔性的弹性尖端374在处于真空位置和注射位置时能够在真空套筒38与模具面之间创建防漏接口（如下面更详细地描述的）。真空套筒尖端374可以是橡胶或者能够在真空位置和注射位置中提供防漏密封的基本上任何其它材料。虽然所示实施例包括设置在喷嘴232附近的真空套筒238，但是该构造仅仅是示例性的并且真空系统可以包括能够将真空源联接至模具的进料口的任何替代设置。例如，代替同轴设置在喷嘴附近的真空套筒，真空系统还可以包括能够可操作地联接至真空源并且能够在进料口处创建真空密封的替代结构。例如，替代结构可以包括真空出口（诸如，空气管线或者其它流体流动路径），该真空出口在物理上与喷嘴分离或者在与所示的同轴真空套筒238不同的设置中与喷嘴集成。还应该注意的是，根据本发明的真空系统可以集成在基本上任何注射系统中并且不限于与具有可移除地附接的注射模块的注射系统一起使用。

在该实施例中，模块安装座412固定至载件板222并且为注射模块、注射杆致动器、针致动器和注射模块阀致动器提供安装结构。如图35和图36可能最佳地示出，该实施例的模块安装座412包括用于可移除地容纳注射模块218的底座416。模块安装座412和载件板222限定允许喷嘴232装配到真空套筒238的内部中的开口。模块安装座412包括用于将注射模块218固定在底座416中的模块夹具418。模块夹具418可以通过一对夹持螺纹件423而固定在关闭位置中，该一对夹持螺纹件423延伸通过模具安装座412和载件板222。夹持螺纹件423可以包括促进螺纹件423的手动旋转的旋钮。在该实施例中，模块夹具418可以被吸在夹具导向螺栓425上。针致动器可以固定至模块夹具418。例如，在所示实施例中，针致动器是固定至模块夹具418的气动缸350。针缸体350可以在针348处于打开位置的缩回位置与针348处于关闭位置的延伸位置之间移动。针缸体350可以包括将在缩回位置偏压针缸体350的弹簧。针缸体350可以由能够向针348提供期望移动的其它线性致动器替换。

在该实施例中，模块安装座412还包括注射杆致动器组件424，注射杆致动器组件424包括注射杆致动器290和相关联的支撑结构。该实施例的支撑结构通常包括联接至马达安装板430的一对支撑杆428。该实施例的注射杆致动器290通常包括马达432、齿轮组件434、一对滚珠螺杆436、杆板438和杆连接螺纹件440。马达432安装至安装板430的下表面上。齿轮组件434安装在安装板430与齿轮板442之间。滚珠螺杆436安装至齿轮组件434并且延伸通过齿轮板442中的对应开口。杆板438可滑动地装配在支撑杆428上并且与滚珠螺杆436螺纹接合。杆板438通过使杆连接螺纹件440经过杆板438中的开口并使其螺纹联接至注射杆292（例如，通过将螺纹件440螺纹装配至注射杆292的端部中的螺纹孔中）而联接至注射杆292。在操作中，马达432的旋转通过齿轮组件434传递至滚珠螺杆436。杆板438与滚珠螺杆436螺纹对接以使得滚珠螺杆436的旋转赋予杆板438沿滚珠螺杆436的线性运动。如上所述，杆板438通过连接螺纹件440固定至注射杆292以使得将杆板438的移动赋予注射杆292。在该实施例中，马达432是电动步进马达。该实施例的注射杆致动器仅仅是示例性的并且可以由能够提供具有所需运动的注射杆的基本上任何其它线性致动器替换，在该实施例中，该所需运动是线性往复运动。如果需要的话，注射杆致动器还可以包括测力计，该测力计被构造成允许控制系统动态地测量施加至注射杆292的力以获得特定直径注射杆292的注射压力。例如，如图35所示，测力计垫片444可以装配在杆板439与注射杆292之间。测力计垫片可以由其它类型的传感器替换并且在测力计垫片是不必要的应用中可以被去除。

在所示实施例中，模块安装座421还承载注射模块阀致动器282。所示实施例的注射模块218包括可以通过旋转移动在负载位置与注射位置之间移动的旋转阀284。因此，注射模块阀致动器282被构造成提供旋转阀284的选择性选择移动。现在参照图41，所示注射模块阀致动器282通常包括气动缸450和90度旋转致动器（诸如，止转轭）452。旋转致动器452包括容纳旋转阀284的驱动部分并且与旋转阀284的驱动部分接合的键槽454。例如，在所示实施例中，键槽454和旋转阀284分别包括驱动平面456和458。当注射模块218恰当地安装在模块安装座412中时，旋转阀284置于旋转致动器键槽454中，驱动平面456和458可操作地接合。使用密封件（未示出）来在旋转致动器452、注射模块218、载件板222和模块安装座412之间创建防漏连接，使得可以在真空端口420与真空套筒238之间创建真空连接。所示注射模块阀致动器282仅仅是示例性的并且可以由被构造成操作阀的其它致动器替换。例如，可以使用其它类型的旋转阀致动器。作为另一示例，线性致动器可以在注射模块218包括线性阀（而不是旋转阀）时使用。在一些应用中，可能不需要阀致动器。例如，注射模块阀装置可以包括一个或者多个方向阀（例如，滑阀或者旋转阀）或者其可以包括一个或者多个止回阀。在替代实施例中，可以提供一个止回阀（未示出）以便在注射杆292缩回时允许将材料抽吸至歧管中并且可以提供第二止回阀（未示出）以便在注射杆292延伸时允许通过喷嘴232将材料从歧管喷出。

在所示实施例中，注射模块218可移除地附接至注射框架216。这允许移除注射模块218以用于清洗并且允许在相同的机器上安装可互换注射模块218。在所示实施例中，注射模块218通常包括歧管组件480（也称为筒体）、注射杆292、喷嘴232、旋转阀284和针348（参见图37至图40）。所示实施例的歧管组件480包括可移除地连接的上歧管482和下歧管484。在该实施例中，上歧管482和下歧管484螺纹连接在一起，但是也可以使用其它类型的连接（诸如，卡扣式连接）。在一些应用中，歧管组件480可以由单个整体式歧管替换。在所示实施例中，上歧管482限定进料口486。进料口486可以装配有进料口装配件488。注射杆292可以装配在下歧管484中的内孔内。在该实施例中，密封件490、衬套492和保持环494围绕注射杆292装配至下歧管484中的内孔中。虽然所示实施例的注射杆292包括在内孔内线性移动的圆柱形杆，但是注射杆292可以具有替代构造。例如，注射杆可以替代地为具有螺纹的螺杆，并且不仅被构造用于线性运动而且被构造成在内孔内旋转。

该实施例的旋转阀284被构造成置于上歧管482内。在该实施例中，旋转阀284通常包括渐细的第一端502、贯通通路504、横通路506、环形底座508和具有驱动平面458的第二端510（参见图40）。旋转阀284还限定内孔512。内孔512的第一端514是沉头孔并且具有螺纹以便容纳阀帽516上的螺纹端。内孔512的第二端518是沉头孔并且具有螺纹以容纳喷嘴232上的螺纹端。旋转阀284装配有多个密封件，包括装配在环形底座508上的密封件520，装配在第一端502上的密封件522，装配在内孔512的第一端514内的密封件524，以及装配到内孔512的第二端518中的密封件526。在所示实施例中，各个密封件520、522、524和526是O形密封件，但是在需要时，它们还可以是其它类型的密封件。在所示实施例中，喷嘴232是限定内孔538的管状结构。喷嘴232具有附接至旋转阀284的第一端530和附接至喷嘴尖端534的第二端532。密封件536可以装配在喷嘴232与喷嘴尖端534之间。如上所述，所示实施例的针348装配在旋转阀284和喷嘴232内。在所示实施例中，针348同心并且同轴地设置在旋转阀284中的内孔512、喷嘴232的内孔538以及阀帽516的内孔540内。在该实施例中，肩部垫片542、推力轴承544和夹子546装配在针348的端部上。在使用中，针348能够在打开位置与关闭位置之间在旋转阀284和喷嘴232内轴向移动，在打开位置中喷嘴232的出口端打开以便排出材料，在关闭位置中喷嘴232的出口端由针348关闭。在该实施例中，针348在打开位置中被偏压。例如，如图所示，注射模块218可以包括装配至阀帽516的内孔540中的针复位弹簧548。更具体地，注射模块218可以包括针复位弹簧548，诸如，螺旋弹簧，该针复位弹簧548装配在针348上并且在肩部垫片542与阀帽516之间被压缩。

上歧管482限定渐细底座500，渐细底座500被构造成允许在固定旋转阀284中的通路504和506与上歧管482中的内孔选择性地对准。在装料位置中，旋转阀284被定位成使得贯穿通路504与上歧管482中的内孔对准。当注射杆292缩回时，这允许通过进料口486将材料抽吸至歧管组件480中。在注射位置中，横通路506在面向注射杆292的方向上与上歧管482中的内孔对准。横通路506与旋转阀284中的内孔512流体连通，并且进而与喷嘴232的内孔流体连通。这样一来，当注射杆292延伸时，包含在歧管组件480中的材料通过旋转阀284和喷嘴232排出。如上所述，旋转阀284通过旋转阀致动器在负载位置和注射位置之间移动。

如上所述，注塑成型机210包括夹持系统300，夹持系统300被构造成打开和关闭压模机212（并且因此打开和关闭模具部件306和308），并且将所需夹持力施加至压模机212（并且因此施加至模具部件306和308）。在所示实施例中，“A侧”模具部件306固定至注射压板406并且“B侧”模具部件308固定至可移动压板410。夹持系统300连接至端部压板404并且包括压板线性致动器600和液压夹持系统602。现在参照图43和图45，所示实施例的压板线性致动器600包括固定安装结构，该固定安装结构具有安装至端部压板404的一对导向柱620和622以及安装至导向柱620和622的自由端的端板624。压板线性致动器600还包括可旋转地安装至端板624的滚珠螺杆610以及具有滚珠螺母613的行进板612，滚珠螺母613可滑动地装配在导向柱620和622上并且螺纹装配在滚珠螺杆610上。行进板612和滚珠螺母613通过导向柱620和622防旋转地固定，使得滚珠螺杆610的旋转使滚珠螺母613和行进板612沿滚珠螺杆610以及导向柱620和622做线性运动。压板线性致动器600进一步包括在行进板612的一端处和另一端处联接至可移动压板410的一对可移动压板杆624和626。在使用中，行进板612的线性运动会导致压板杆604的线性运动并且因此导致移动压板410的线性运动。在所示实施例中，滚珠螺杆610通过马达614（诸如，电动步进马达）旋转。马达614可以通过基本上任何驱动部件联接至滚珠螺杆610。然而，在所示实施例中，马达614通过带616和滑轮618联接至滚珠螺杆610。带和滑轮可以由其它驱动部件（诸如，齿轮组件）或者直接联接至马达614的滚珠螺杆610替换。在使用时，齿轮组件可以被构造成提供减少或增加滚珠螺杆610相对于马达的速度的传动装置。虽然未示出，但是压板线性致动器600可以包括限位开关或者能够在滚珠螺杆610的位置上提供反馈并且因此在压板杆604的位置上提供反馈的其它位置传感器。例如，系统可以包括限位开关，该限位开关位于行进板612和/或滚珠螺母613的运动范围的相对极限处以便识别压板杆604已经完全延伸或缩回的时间。

现在参照图44和图45，液压夹持系统602包括安装至端部压板404的一对液压缸606和608。每个液压缸606和608分别包括缸体杆630和632，缸体杆630和632穿过端部压板404并且联接至移动压板410。在需要时，缸体的数量和位置在不同应用之间可以变化。在所示实施例中，当模具组件处于关闭位置时，液压夹持系统602被构造成将夹持力施加至模具组件。在所示实施例中，通过使用液压增强器640将液压流体引入缸体606和608的活塞侧中来施加夹持力。该实施例的液压增强器640是被选择成提供所需夹持力的气顶油液压增强器。各种合适的空气/油液压增强器是容易获得的。虽然所示实施例包括空气/油液压增强器，但是在替代方案中可以使用其它类型的增压器，诸如，油/油液压增强器。作为另一替代方案，液压增强器可以由其它高压液压流体源（诸如，液压泵）替换。

在所示实施例中，液压夹持系统602被构造成将夹持力施加至关闭的模具组件，但不是用于打开和关闭模具组件。相反地，使用压板线性致动器600来打开和关闭模具组件。更具体地，在该实施例中，压板线性致动器600被构造成使可移动压板410在打开位置与关闭位置之间移动。因为缸体杆630和632联接至可移动压板410，所以它们与可移动压板410一起移动。为了允许缸体杆630和632与可移动压板410一起移动，在操作压板线性致动器600的同时能够使缸体杆606和608处于“浮动模式”。在浮动模式下，当缸体杆630和632通过压板线性致动器600的运动而延伸或者缩回时，液压流体在液压活塞634的活塞侧和杆侧之间自由地流动。流体储槽642联接至液压回路以处理随着缸体杆630和632的延伸和缩回而产生的液压流体体积不平衡。在所示实施例中，液压夹持系统602包括自由浮动阀歧管组件650，自由浮动阀歧管组件650能够通过选择性地使每个缸体的杆侧和活塞侧流体连通而使液压缸606和608处于浮动模式。如图30和图33可能最佳地示出，自由浮动阀歧管组件650通常包括自由浮动歧管652、自由浮动阀654和自由浮动阀致动器656。自由浮动阀654能够置于歧管652内抵靠阀座668。当自由浮动阀654已安置时，自由浮动阀654通常将歧管的内部分成高压侧680和低压侧682。自由浮动歧管652的高压侧680通过管线658和660联接至每个液压缸606和608的活塞侧。类似地，自由浮动歧管652的低压侧682通过管线662和664以及流体储槽642联接至每个液压缸606和608的杆侧。歧管652包括在关闭位置中抵靠阀座668偏压自由浮动阀654的阀弹簧670。所示实施例的自由浮动阀致动器656包括缸体杆674的空气缸体672，缸体杆674进入歧管652中并且在空气缸体672延伸时能够选择性地使自由浮动阀654从阀座668离开。在该实施例中，密封件684装配在缸体杆674附近。当自由浮动阀654已离开时，流体在液压缸606和608的活塞侧和杆侧之间自由地流过歧管654的内部。

在所示实施例中，本发明包括顶出器组件700，顶出器组件700促进模具部件从模具腔体中的简单且有效地移除。现在参照图33和图45，顶出器组件700通常包括顶出器柱702、顶出器板704、导向杆706和板簧708。顶出器柱702附接到固定压板404并且延伸到压模机12的内部中。可移动压板410限定顶出器柱开口710，顶出器柱开口710允许顶出器柱702经过可移动压板410以便与顶出器板704接合。顶出器板704包括顶出器销712并且可移动地安装在导向杆706上。板簧708装配在模具部件308与顶出器板704之间以便远离模具部件308偏压顶出器板704。当打开压模机212时，可移动压板410的移动使得其在固定的顶出器柱702上经过。当可移动压板410继续移动时，顶出器柱702与顶出器板704接合并且迫使顶出器板704朝向模具部件308移动足够的距离以用于使顶出销712将模制件从模具腔体顶出。压板线性致动器马达614可操作以促进模制件的顶出。例如，马达614可以使可移动压板410来回移动多次以帮助模制件与模具腔体分离。虽然所示实施例包括单个顶出器销712，但是顶出器板704可以包括基本上任何期望数量的顶出器销。

替代实施例的操作。

现在将描述图26至图45所示的替代实施例的操作。通常能够将注塑成型机210的操作分成以下阶段：（a）关闭模具；（b）夹持模具；（c）将真空施加至模具；（d）将材料注入模具中；（e）固化模制件以及（f）打开模具并且顶出模制件。这些一般阶段表示一种用于操作图26至图45的注塑成型机210的方法。可以根据替代方法来操作注塑成型机210。例如，在替代实施例中，注射系统214和夹持系统300可以彼此分开使用。作为另一示例，在一些实施例中，可以在没有真空功能的情况下使用注射系统214。在这种实施例中，可以从机器210中去除真空结构（例如，真空套筒328和真空端口420）或者可以只是不使用该真空结构。

对注塑成型机210的操作的描述将开始于如图26、图28、图33和图45所示的处于打开位置的压模机212，其中，模具部件306和308彼此分离。从该初始位置开始，通过使自由浮动阀歧管组件650处于“自由浮动”模式并且操作压板线性致动器600以使可移动压板410移动至关闭位置中来关闭模具组件。更具体地，操作自由浮动缸体672以便使缸体杆674延伸并且使自由浮动阀654从阀座668离开。当自由浮动阀歧管组件650保持在自由浮动位置中时，操作线性致动器马达614以便使滚珠螺杆610在导致行进板612朝向压模机212向下移动滚珠螺杆610的长度的方向上旋转。行进板612的这种运动进而使压板杆624和626朝向压模机212移动，尤其使得可移动压板410移动到关闭位置中，在关闭位置中模具部件306和模具部件308紧密地面对面接触。可以操作马达614直到到达限位开关（未示出）、已经执行特定数量的马达步进或者直到测力计或其它负载传感器（未示出）指示施加了足够的力为止。一旦关闭，则操作液压夹持系统602以便将夹持力施加至模具组件。更具体地，操作自由浮动缸体672来使缸体杆674缩回以允许阀弹簧670将自由浮动阀654偏压到阀座668中。已安置阀654使歧管652的内部的高压侧和低压侧分开。当自由浮动阀654已安置时，操作液压增强器642以将期望压力的液压油供应至两个液压缸606和608的活塞侧。在该实施例中，通过将期望压力的空气供应至液压增强器640的进口来操作液压增强器640。如果需要的话，系统可以包括测力计、压力传感器或者确定将所需夹持力施加至模具组件的时间以及所需夹持力的大小的其它负载传感器。

一旦模具组件关闭并且施加了所需夹持力，则用材料填充注射模块218。在填充注射模块218之前，针缸体350延伸，由此使得针348关闭喷嘴232的出口端。为了准备容纳材料的注射模块218，旋转阀284被移动到填充位置中（参见图38）。在该实施例中，通过注射模块阀致动器282将旋转阀284移动到“填充”位置中。如图41所示，气动缸450缩回以便操作止转轭452并且使旋转阀284旋转到填充位置中。一旦旋转阀284处于填充位置，则能够通过注射杆致动器290将材料抽吸至注射模块218中。如上所述，材料源能够联接至材料进口装配件488。例如，在液体硅橡胶（“LSR”）模具的背景下，能够将常规的LSR筒固定至材料进口装配件488。通过操作马达432来使注射杆292缩回。如上所述，马达432的旋转使齿轮组件434和滚珠螺杆438转动。杆板438沿滚珠螺杆438行进以便使注射杆292缩回。能够小心地控制马达432的操作以确保适当数量的材料被抽吸至歧管组件480中。一旦注射模块218被装载，则通过使气动缸450延伸来使旋转阀284旋转到注射位置中（参见图30）。

一旦注射模块218填充有材料，则注射系统214被移动到真空位置中并且将真空施加至模具腔体。通过使气动缸414缩回到图30和图31所示的位置中使载件板222移动以便将注射系统214定位到真空位置中，然后排出空气压力从而使得喷嘴232不被夹至模具面。在没有夹持力的情况下，真空套筒尖端374能够远离模具面轻推喷嘴的端部。在该位置中，真空套筒238与模具面接合，但是喷嘴232不与模具面接合。相反地，在喷嘴232的尖端与置于模具面上的喷嘴底座之间至少存在小的间隙或者非气密连接。一旦处于真空位置，外部真空源被施加至真空端口420以便经由套筒238和铸口在模具腔体中抽吸真空。如果需要的话，可以设置压力传感器（未示出）以确定已经施加了期望真空的时间。

在施加了期望真空之后，注射系统214被移动到注射位置中，并且因为内部空气已经被抽取所以材料被更自由地注射到模具组件中。更具体地，当在喷嘴尖端232与置于模具面上的喷嘴底座之间施加恒定夹持力时，通过重新施加空气压力以及使气动缸414完全缩回到图32所示的位置中而使载件板222移动以便使注射系统214定位到注射位置中。在该位置中，喷嘴232尖端牢固地置于模具面上的喷嘴底座中。通过使针缸体350缩回来使针348缩回到打开位置。在该实施例中，针缸体弹簧和针弹簧帮助针缸体和针移动到打开位置中。一旦针348打开，则通过在相反的方向上操作马达432来使注射杆292延伸。同样，马达432的旋转使齿轮组件434和滚珠螺杆438转动。杆板438沿滚珠螺杆438行进以便使注射杆292延伸。能够控制马达432的操作以便确保将合适量的材料喷出到歧管组件480中。额外地或替代地，可以使用测力计垫片444来测量施加至注射杆292的力的大小。在已经填充模具腔体之后，可以通过操作针缸体350来使针348延伸从而关闭喷嘴232。为了公开的目的，在于已经施加真空之前将材料抽吸至注射模块218中的方法的背景下描述本发明的操作。在替代实施例中，在施加真空之前，注射模块218可能装载有材料。

在典型应用中，可以期望将注射系统214保持在注射位置中直到材料已经具有足够的时间以便在铸口中固化。一旦材料被充分固化，则可以通过操作气动缸414来使注射系统214远离模具组件移动到打开位置。各半部保持夹持直到材料已经被充分固化。这通常是基于时间和温度。模具半部通常装配有如图1a中所示的用于热固化LSR材料的加热器筒和热偶传感器（在替代实施例中未示出）。可以用温度控制器（诸如，由Omega Engineering提供的系统）来控制加热气筒。通常使模具工具达到用于快速固化LSR材料的设定温度，诸如，325华氏度（F）。额外的控制系统可以包括计时器并且可以被编程成在打开压模机212之前等待固化一段预定时间。可以利用合适的固化方法来固化非热固化材料。例如，仅仅在室温下用紫外光来固化UV固化的LSR。UV固化的LSR不需要加热器筒、传感器或者温度控制系统。相反地，创建特殊的模具材料（诸如，透明丙烯酸）以允许UV光源进入模具组件中从而固化材料。

通过操作压板线性致动器600来打开压模机212。更具体地，通过使自由浮动阀歧管组件650处于“自由浮动”模式并且然后操作压板线性致动器600以使移动压板410移动到打开位置中来打开模具组件。如上所述，操作自由浮动缸体672以使缸体杆674延伸并且使自由浮动阀654从阀座668离开。当自由浮动阀歧管组件650保持在自由浮动位置中时，操作线性致动器马达614以使滚珠螺杆610在导致行进板612远离压模机212向上移动滚珠螺杆610的长度的方向上旋转。行进板612的这种运动进而使压板杆624和626远离压模机212移动，由此使得可移动压板410移动到打开位置中。在该操作期间，可以操作马达614直到到达限位开关（未示出）或者已经执行了具体数量的马达步进为止。

如能够看出的，图26至图45的替代注塑成型机210包括可移除地附接的注射模块218，注射模块218能够被容易地移除并且更易于清洗。备用的（预先清洗的）注射模块也可以用于置换机器210中需要清洗的注射模块，从而将材料更换时间减少至几分钟。在该实施例中，注射模块218包括与正被模制的材料接触的所有部件，因此不需要清洗机器部件。然而，本发明并不限于注射模块包括与材料接触的所有部件的实施例。另外，在该实施例中，注射模块218可移除地附接至机器210，这允许其更容易被清洗。在该实施例中，机器210提供用于致动注射工艺的所有机构，包括使注射杆292移动、使喷嘴232横向移动到模具213以及从模具213横向移动、材料阀284的操作以及使针348安置在喷嘴232内以及从喷嘴232离开。这意味着，在每个注射模块中不需要复制致动器，由此在使用可互换的注射模块时减少了总体成本。所示注射模块218设计用于液体硅橡胶（“LSR”）并且使用注射杆。与材料接触的注射模块218的部件是注射杆292、歧管组件480的内孔、材料阀284、喷嘴232的内孔等。在不使用溶剂的情况下能够容易地清洁注射模块。当拆卸注射模块部件时，各个零件相对小并具有直通孔。另外，O形圈被定位成防止材料与螺纹接触。将部件放置到小烤炉中并且能够在几分钟内实现烘烤固化LSR。一旦材料已经被固化，其变成橡胶筒形件，该橡胶筒形件能够被拉出或推出其相应孔（例如，歧管孔）。在外表面（例如，针或者注射杆）上的固化材料能够被简单地剥离。一旦从部件移除了固化材料，则能够重新组装注射模块并且准备使用。虽然在所示替代实施例中所有致动器均由机器承载而不是由注射模块承载，但是这不是绝对必要的并且可以用集成至注射模块中的一个或者多个致动器来实施本发明。

在图26至图45的实施例中，注射模块218插入到机器载件板222中并且使用夹具418来将模块218固定就位。机器210现在被示出为水平构造。压板404、406和410以及注射系统214水平地打开和关闭。当喷嘴232通过模具部件306的背部而不是沿分型线进入时，不需要调节喷嘴232位置。在该实施例中，在图1至图25的实施例中示出的摆动夹具被单个模块夹具418替换，该单个模块夹具418包括致动喷嘴232内的针348的针缸体350。模块夹具418由两个螺纹件423固定就位，该两个螺纹件423穿过载件板222并且具有用于免工具附接和拆卸的旋钮。模具夹具418被吸在夹具导向螺栓425上以用于在移除注射模块218期间易于处理。针348和针缸体350都具有复位弹簧以便缩回针348和使针348离开并且让材料流过喷嘴232。当空气被施加至针缸体350时，针348被向前推动并且抵靠喷嘴232以便切断材料流。

已经用电控注射杆致动器组件424替换了具有图1至图25的实施例的机械冲程调节的注射（活塞）缸体以便控制注射杆292冲程距离和速度。该注射杆致动器组件424包括步进马达432，该步进马达432驱动由杆板438桥接的一对滚珠螺杆436，该杆板438允许在一对滚珠螺杆436之间附接注射杆292。杆板438移动以推动或拉动注射杆292。其它实施例可以包括允许注射模块和注射杆的附接和拆卸的任何类型的致动器结构，诸如，具有电位计位置反馈的一列式带驱动的DC（直流）电动马达。杆板438允许方便地附接注射杆292。具有旋钮端的肩部螺纹件440还能够用于将注射杆292无需工具地附接至杆板438以及从杆板438炒蟹。测力计垫圈444被示出为并且可以在杆板438内，并且与注射杆292的底部接触以便提供注射压力反馈。

已经用与针348同心的旋转阀284替换了图1至图25的滑阀以用于更紧凑的设计。已经添加了渐细的阀座以帮助提供可靠的切断器从而防止在喷嘴232抵靠模具紧密夹持并且正在进行注射时发生回流。其它实施例可以包括替代阀，诸如，止回阀或者渐细滑阀。所示旋转阀284具有前部部分，该前部部分具有作用为驱动表面的平面458。该部分装配在90度“止转轭”或者“齿条和小齿轮”式旋转致动器452内，旋转致动器452具有圆柱形内键槽454以及安装在载件板222内的对应驱动表面平面456。在一个位置中，旋转阀284允许材料从进料口486进入注射歧管218。在另一位置中，旋转阀284堵塞进口486并且引导材料通过喷嘴232以用于注射。已经用与针348同心的旋转阀284替换了图1至图25的滑阀以用于更紧凑的设计。已经添加了渐细的阀座以帮助提供可靠的切断器从而防止在喷嘴232抵靠模具紧密夹持并且正在进行注射时发生回流。其它实施例可以包括替代阀，诸如，止回阀或者渐细的滑阀。这些阀可以是材料供应的部分或者以其他方式集成至向注射模块218进给材料的流动路径中。

图26至图45的载件板222的形状已经重新设计为接受旋转阀致动器282，用于注射模块218的模块安装座412，以及对应模块夹具418。线性轴承可以环绕串联双作用空气缸414的杆。

在图26至图45的实施例中，具有螺纹端的一对杆428从载件板222向下延伸到线性致动器装置424，线性致动器装置424包括移动杆板438和一对固定板430和442以便安装步进马达432和齿轮组件434。

在图26至图45的实施例中，注射模块218由与O形密封件螺纹连接在一起的圆柱形零件组成以便在压力下包含材料。部件可以由不锈钢或者钢制成。针348、旋转阀284、喷嘴232和注射杆282全部包含在注射模块218中。针348的外露端可以限定用于使针348从喷嘴232尖端离开的c形夹546、复位弹簧548和衬套544的凹槽。启动后，模块夹具418内的弹簧复位针缸体350推动以便安置针348并且切断材料从喷嘴232溅出。当空气从针缸体350排出时，针348和针缸体350将缩回。

图26至图45的实施例的注射歧管480已经被分成螺纹连接在一起的两个零件。上歧管482包含旋转阀284并且下歧管484包含注射杆292和相关联的缸体。该结构允许大小不同的注射杆和缸体附接以获得正被模制的零件的期望材料用量或者“注射量”。

如能够看出的，图26至图45的实施例是具有水平模座结构的机器210的部分，该水平模座结构具有用于安装夹持系统的固定端部压板404，用于安装模具的顶出部或者“B侧”（模具部件308）的可移动压板410，以及用于安装模具的“A侧”（模具部件306）和注射系统214的固定注射压板406。

在该实施例中，本发明使用低成本电子压板线性致动器600，低成本电子压板线性致动器600包括马达614和用于打开和关闭压板的滚珠螺杆610。可以使用任何类型的马达，但是该实施例示出了通过皮带616和滑轮618使滚珠螺杆610旋转的步进马达。滚珠螺母613通过行进板612保持固定免于旋转，行进板612具有沿着一对导向柱620和622行进的衬套。行进板612还具有附接至可移动压板410的一对压板连接杆624。步进马达614被编程为以最适于正用于模制的工具的期望速度和距离来打开和关闭可移动压板410。固定顶出器柱702安装到固定端部压板404并且面向可移动压板410。为了打开模具并且顶出零件，压板线性致动器600使可移动压板410朝向顶出器柱702向后移动。顶出器柱702与B侧模具部件308的弹簧加压式顶出器板704接触并且顶出过程开始。压板线性致动器600使可移动压板410进一步向后移动，使得顶出器柱702利用期望的可编程运动来推动顶出器板704以便将零件从模具部件308顶出。

在顶出零件之后，压板线性致动器600关闭可移动压板410以便利用液压系统602开始模具夹持。低成本线性致动器600具有足够的力以便打开、关闭和顶出，但是，在该实施例中，在注射和固化材料期间没够足够的力以便抵抗所涉及的高压而夹持模具。液压系统602由安装在压板线性致动器600的任一侧上的一对液压缸606和608组成。缸体杆630和632连接至可移动压板410。具有油储槽642的自由浮动阀歧管组件650和管状油管线658、660、662和664连接至缸体606和608的杆侧端口和活塞侧端口两者。自由浮动阀包括钢滚珠654和将滚珠654安置在阀座558中的弹簧670，从而创建止回阀以便防止油流从缸体606和608的活塞侧流到杆侧。具有与钢滚珠654相邻的杆674的空气缸672处于阀歧管的另一端。当空气缸672启动之后，杆674将钢滚珠654推离其底座668并且允许油在两个方向上在液压缸606和608的杆侧和活塞侧之间自由地流动。如上所述，这允许液压缸606和608“自由流动”从而使得压板线性致动器600能够打开和关闭模具并且顶出零件。在打开期间阀歧管上的油储槽642吸收由液压缸的活塞侧排出的余油，并且在关闭期间使余油返回到活塞侧。

在压板线性致动器600已经关闭模具之后，空气缸672排气，由此使钢滚珠654安置在阀座668中。高压油通过阀654的活塞侧上的端口施加（例如，3200 psi（磅/平方英寸））以便产生夹持模具所需的吨位。该吨位级别取决于在机器上使用的液压缸的活塞区域。例如，一对4英寸直径缸体将产生约40吨3200 psi的夹持力。在零件已经固化之后，去除高压油，空气缸672打开阀654以允许缸体606和608自由浮动并且压板线性致动器600打开模具。在该实施例中，使用紧凑的、节能的40:1空气/油增强器来提供高油压。其它实施例可以使用其它电动或者气动增强器装置，但是40:1空气/油单元仅仅使用在制造设施中容易获得的80 psi的空气压力来产生3200 psi的油压。

该液压回路和可编程线性运动的组合提供了比典型的现有技术机器更小、成本更低并且更节能的大吨位夹持系统。除了通过120伏的单相电源进行夹持之外，成本低、力更小的可编程压板线性致动器还能够操作成型工艺的所有方面。空气/油增强器640利用成本低、容易获得的空气压力提供所需的夹持吨位。结构被选择成节约空间并且使用传统缸体。在其它实施例中可以使用单个液压缸、多个或整体式拉杆液压缸。

当面对模具进行密封时，图26至图45的实施例使用单个刚性管作为具有通用橡胶尖端374的真空套筒238。虽然能够以多种替代方式来操作注塑成型机210，但是包括真空部分的注射工艺能够如下实施：

● 在缩回位置中将注射模块218从模具工具拉开。加热并关闭模具；

● 未固化的LSR材料进入注射模块218中，其中，旋转阀284处于填充位置并且针348置于喷嘴232内（空气施加至针缸体350）；

● 注射杆292从顶部位置向下移动到低用量位置以将LSR材料抽吸至注射歧管中。注射杆292的低用量位置和直径确定注射量；

● 旋转阀284旋转至顶出或者注射位置；

● 串联空气缸使注射模块218和喷嘴232抵靠模具向上移动并且橡胶尖端与模具面接触；

● 从空气缸218排出空气以带走抵靠模具按压喷嘴232的力，但是橡胶尖端仍然与模具接触，而用作将喷嘴232稍微推离模具的软弹簧；

● 然后在真空套筒238内以及喷嘴232的尖端的外部周围施加真空（经由载件板222中的端口），从而通过铸口衬套从模具腔体抽吸空气；

● 将空气重新施加至串联空气缸以便抵靠模具夹持喷嘴232并且同时将力施加在旋转阀284的渐细底座上；

● 从针缸体350排出空气从而使针348从其底座缩回；

● 致动器使注射杆292以期望速度移动回到顶部位置，从而迫使材料通过喷嘴232并且进入模具中；

● 将空气重新施加至针缸体350以便切断通过喷嘴232的附加流并且停止真空；

● 在用于材料在铸口区域中固化的足够时间之后，将注射模块218和喷嘴232从模具拉开；

● 然后，可以经由载件板222中的相同端口将正气压向下送至真空套筒238以便在需要时空气冷却喷嘴232直到施加下一次真空；

● 在材料已经在模具部件306和308中完全固化之后，模具压板404和410打开，并且从模具工具顶出或者移除零件和铸口；

● 如果需要，工艺还在下一个周期中重复。

上述描述是对本发明的当前实施例的描述。在不脱离本发明的精神和更广泛的方面的情况下能够做出各种更改和变化。本公开内容的提出是为了说明的目的并且不应该被解释为是本发明的所有实施例的详尽说明，或者是对于结合这些实施例所说明或者所描述的特定要素的权利要求的范围的限定。例如，但不限定，本发明的任何单个（多个）要素都可以由提供基本相似的功能或者提供适当操作的替代要素替换。这包括，例如，目前已知的替代要素，诸如本领域的技术人员目前可能已知的那些，和在未来可能研发出的替代要素，诸如本领域的技术人员在研发时可能识别为替代的那些。进一步地，所公开的实施例包括一致描述的和可能合作提供一组权益的多个特征。本发明并不仅仅限于那些包括所有这些特征或者提供所有所述权益的实施例，除了发行的权利要求书中明确提出的其它范围之外。对单数形式的权利要求要素的任何引用，例如，使用冠词“一个（a）”、“一个（an）”、“该”或者“所述”，都不应该被解释为将元素限定为单数。

Claims (88)

1.一种注塑成型机，包括：

模座，所述模座被构造成容纳模具；

夹持系统，所述夹持系统可操作以选择性地使所述模座在打开位置与关闭位置之间移动；以及

注射系统，所述注射系统被构造成将材料引入到模具中，所述注射系统具有载件和注射模块，所述注射模块可移除地附接至所述载件，所述注射模块具有用于接收来自材料供应源的材料的注射模块进口，并且限定从所述注射模块进口到模具的流动路径的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的注塑成型机，其中，所述注射模块包括歧管、喷嘴以及可移动地置于所述歧管内的注射杆，所述注射杆是可缩回的以便将材料吸入所述歧管中，并且所述注射杆是可延伸的以便使材料通过所述喷嘴从所述歧管排出。

3.根据权利要求2所述的注塑成型机，其中，所述注射系统包括至少一个注射系统线性致动器以便选择性地使所述载件和所述注射模块朝向所述模具组件移动以及远离所述模具组件移动。

4.根据权利要求1所述的注塑成型机，其中，所述注射模块包括喷嘴和置于所述喷嘴内的针，所述针是可移动的以便打开和关闭所述喷嘴。

5.根据权利要求2所述的注塑成型机，其中，所述注射模块包括阀，所述阀能够在打开位置与关闭位置之间选择性地移动，在所述打开位置中，所述注射模块进口与所述歧管连通以使得所述注射杆能够将材料吸入所述歧管中；在所述关闭位置中，所述歧管与所述喷嘴连通以使得所述注射杆能够通过所述喷嘴将材料从所述歧管排出。

6.根据权利要求5所述的注塑成型机，其中，所述阀是旋转阀。

7.根据权利要求6所述的注塑成型机，其中，所述旋转阀具有置于所述歧管中的渐细的第一端以及联接至所述喷嘴的第二端。

8.根据权利要求1所述的注塑成型机，其中，所述注射系统包括用于通过材料进口而在所述模具中抽吸局部真空的真空出口。

9.根据权利要求8所述的注塑成型机，其中，所述真空出口包括真空套筒，所述喷嘴置于所述真空套筒内。

10.根据权利要求9所述的注塑成型机，其中，所述真空套筒置于所述载件上并且包括柔性的有弹性的尖端。

11.根据权利要求1所述的注塑成型机，其中，所述夹持系统包括液压夹持系统，所述液压夹持系统能够在夹持模式与自由浮动模式之间操作，在所述夹持模式中，所述液压夹持系统将夹持力施加至所述模具；在所述自由浮动模式中，所述液压夹持系统能够在打开和关闭所述模具期间自由浮动。

12.根据权利要求11所述的注塑成型机，其中，所述夹持系统包括线性致动器。

13.根据权利要求12所述的注塑成型机，其中，所述液压夹持系统包括至少一个液压缸，所述至少一个液压缸具有将所述液压缸分成第一侧部和第二侧部的活塞；以及

其中，所述夹持系统包括在所述第一侧部与所述第二侧部之间提供油流动路径的液压回路，所述液压回路包括阀装置，所述阀装置能够选择性地关闭所述油流动路径以便使所述夹持系统处于所述夹持模式以及打开所述油流动路径以便使所述夹持系统处于所述自由浮动模式。

14.根据权利要求1所述的注塑成型机，其中，所述注射系统包括用于通过材料进口在所述模具中抽吸局部真空的真空出口；以及

其中，所述夹持系统包括液压夹持系统，所述液压夹持系统能够在夹持模式与自由浮动模式之间操作。

15.一种用于注塑成型机的夹持系统，包括：

液压夹持系统，所述液压夹持系统被构造成可操作地联接至模座并且将夹持力施加至关闭的模座，所述液压夹持系统包括：

至少一个液压缸，所述至少一个液压缸具有活塞和杆，所述活塞将所述液压缸分成第一侧部和第二侧部，所述液压缸和所述杆能够附接在固定压板与可移动压板之间；以及

液压回路，所述液压回路提供从所述第一侧部到所述第二侧部的油流动路径，所述液压回路包括阀装置，所述阀装置能够选择性地在夹持位置与自由浮动位置之间移动，在所述夹持位置中所述流动路径是关闭的；在所述自由浮动位置中所述流动路径是打开的。

16.根据权利要求15所述的夹持系统，包括线性致动器，所述线性致动器被构造成使可移动压板在打开位置与关闭位置之间移动。

17.根据权利要求16所述的夹持系统，其中，所述线性致动器包括电动马达，可操作地联接至所述电动马达的滚珠螺杆，以及可操作地联接至所述滚珠螺杆的行进板。

18.根据权利要求17所述的夹持系统，其中，所述液压夹持系统包括置于所述线性致动器的相对侧上的一对液压缸。

19.根据权利要求17所述的夹持系统，其中，所述电动马达是步进马达。

20.根据权利要求19所述的夹持系统，其中，所述线性致动器包括从所述行进板延伸的至少一个压板杆。

21.根据权利要求20所述的夹持系统，其中，所述线性致动器包括至少一个导向杆，所述导向杆引导所述行进板的运动。

22.根据权利要求15所述的夹持系统，其中，所述液压回路和所述阀装置包括在自由浮动歧管组件中。

23.根据权利要求22所述的夹持系统，其中，所述阀装置能够在打开位置与关闭位置之间移动，当所述阀装置处于所述打开位置时，所述液压夹持系统能够在所述线性致动器移动期间自由浮动。

24.根据权利要求21所述的夹持系统，其中，所述阀装置包括自由浮动阀和致动所述自由浮动阀的自由浮动阀致动器。

25.根据权利要求22所述的夹持系统，其中，所述歧管组件包括安置所述自由浮动阀的歧管，所述歧管包括底座，所述自由浮动阀包括能够选择性地置于所述底座上的滚珠，所述阀装置包括用于将所述滚珠偏压在所述底座中的弹簧。

26.根据权利要求23所述的夹持系统，其中，所述自由浮动阀致动器包括缸体，所述缸体具有能够选择性地使所述滚珠从所述底座离开的杆。

27.根据权利要求21所述的夹持系统，其中，所述至少一个液压缸可操作地联接至所述歧管。

28.根据权利要求25所述的夹持系统，其中，液压流体储槽联接至所述歧管。

29.根据权利要求18所述的夹持系统，进一步包括增强器，所述增强器被构造成选择性地将高压油施加至所述至少一个液压缸以便产生夹持力。

30.根据权利要求27所述的夹持系统，其中，所述增强器是气顶油增强器。

31.一种用于注塑成型机的注射系统，所述注塑成型机包括具有模具腔体和材料进口的模具组件，所述注射系统包括：

喷嘴，所述喷嘴提供流动路径以便经由材料进口将材料引入到模具组件中；

真空出口，所述真空出口被构造成经由材料进口在模具腔体中选择性地抽吸局部真空，所述真空出口被构造成联接至真空源；以及

其中，所述注射系统能够在真空模式与注射模式之间操作，在所述真空模式中，所述真空出口与模具中的材料进口可操作地接合以便允许在模具腔体中抽吸局部真空；在所述注射模式中，所述喷嘴与模具中的材料进口可操作地接合以便允许将材料注射到模具腔体中。

32.根据权利要求29所述的注塑成型机，其中，所述真空出口是置于所述喷嘴周围的真空套筒。

33.根据权利要求30所述的注塑成型机，其中，所述喷嘴同轴地置于所述真空套筒内。

34.根据权利要求30所述的注塑成型机，其中，所述喷嘴同轴地置于所述真空套筒内，所述真空套筒的内径比所述喷嘴的外径大，由此，真空室限定在所述真空套筒与所述喷嘴之间。

35.根据权利要求32所述的注塑成型机，其中，所述真空套筒比所述喷嘴长，因此所述注射系统朝向所述模具组件的移动使得所述真空套筒先于所述喷嘴而与所述模具组件接合。

36.根据权利要求33所述的注塑成型机，其中，所述真空套筒包括柔性的有弹性的尖端，所述尖端能够弹性变形以便允许所述注射系统从所述真空位置移动到所述注射位置中。

37.根据权利要求31所述的注塑成型机，其中，所述注射系统包括可移除地附接至载件的注射模块，所述真空套筒联接至所述载件并且所述喷嘴联接至所述注射模块。

38.根据权利要求35所述的注塑成型机，其中，所述载件包括真空进口以及将所述真空进口连接至所述真空室的通路。

39.一种用于注塑成型机的注射系统，包括：

注射模块，所述注射模块设置为下述模块：所述模块被构造成容易地附接至所述注塑成型机以及从所述注塑成型机移除，所述注射模块包括：

歧管，所述歧管限定内部空间，

注射杆，所述注射杆能够在所述内部空间内移动，以及

喷嘴，所述喷嘴能够被定位成与模具流体连通。

40.根据权利要求37所述的注射系统，进一步包括阀装置以便在所述注射杆在一个方向上移动时允许材料进入所述歧管的所述内部空间，以及在所述注射杆在相反的方向上移动时允许从所述喷嘴排出所述内部空间中的材料。

41.根据权利要求38所述的注射系统，其中，所述歧管包括可移除地连接的上歧管和下歧管。

42.根据权利要求39所述的注射系统，其中，所述阀装置联接至所述上歧管，并且所述注射杆置于所述下歧管内。

43.根据权利要求38所述的注射系统，其中，所述阀装置包括至少一个方向阀或者至少一个止回阀。

44.根据权利要求38所述的注射系统，其中，所述阀装置包括旋转阀。

45.根据权利要求38所述的注射系统，进一步包括置于所述喷嘴内的针，所述针能够在打开位置与关闭位置之间选择性地移动，在所述打开位置中所述喷嘴是打开的；在所述关闭位置中所述喷嘴是关闭的。

46.根据权利要求43所述的注射系统，其中，所述针同轴地置于所述喷嘴内；以及

其中，所述针包括能够与外部针致动器对接的外露端。

47.根据权利要求44所述的注射系统，进一步包括将所述针偏压在所述打开位置的针弹簧。

48.根据权利要求38所述的注射系统，其中，所述阀装置包括旋转阀，所述旋转阀包括置于所述歧管中的渐细底座中的渐细的第一端以及连接至所述喷嘴的第二端。

49.根据权利要求37所述的注射系统，进一步包括载件，所述载件被构造成可移除地支撑所述注射模块。

50.根据权利要求47所述的注射系统，其中，所述注射模块包括针，所述针可移动地置于所述喷嘴内；以及

其中，所述载件包括针致动器以便选择性地使所述针在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置中所述喷嘴是打开的；在所述关闭位置中所述喷嘴由所述针关闭。

51.根据权利要求47所述的注射系统，其中，所述载件包括注射杆致动器以便选择性地使所述注射杆延伸和缩回。

52.根据权利要求38所述的注射系统，进一步包括载件，所述载件被构造成可移除地支撑所述注射模块；以及

其中，所述载件包括阀致动器，所述阀致动器选择性地使所述阀装置在填充位置与注射位置之间移动。

53.根据权利要求50所述的注射系统，其中，所述注射模块包括可移动地置于所述喷嘴内的针；

其中，所述载件包括针致动器以便选择性地使所述针在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置中所述喷嘴是打开的，在所述关闭位置中所述喷嘴由所述针关闭；以及

其中，所述载件包括注射杆致动器以便选择性地使所述注射杆延伸和缩回。

54.根据权利要求37所述的注射系统，进一步包括载件，所述载件被构造成可移除地支撑所述注射模块；以及

其中，所述载件包括真空套筒。

55.根据权利要求52所述的注射系统，其中，所述喷嘴置于所述真空套筒内。

56.根据权利要求53所述的注射系统，其中，所述真空套筒延伸超出所述喷嘴并且包括柔性的有弹性的尖端。

57.根据权利要求54所述的注射系统，其中，所述载件限定与所述真空套筒连通的真空进口端口。

58.一种注射模块，所述注射模块可移除地附接至注塑成型机，所述注射模块包括：

材料进口，通过所述材料进口可以将材料引入到所述模块中；

歧管，所述歧管限定内部，所述内部被构造成容纳经由所述材料进口而引入到所述模块中的一定体积的材料；以及

材料出口，通过所述材料出口可以将置于所述内部中的所述一定体积的材料注射到模具中，其中，所述材料进口，所述内部以及所述材料出口限定从材料源到模具的流动路径的至少一部分。

59.根据权利要求56所述的注射模块，进一步包括置于所述内部内的注射杆。

60.根据权利要求57所述的注射模块，其中，所述注射杆能够选择性地在第一方向以及与第一方向相反的第二方向上移动，所述注射杆在第一方向上移动以便将所述一定体积的材料吸入所述内部中，所述注射杆在第二方向上移动以便将所述一定体积的材料注射到模具中。

61.根据权利要求58所述的注射模块，进一步包括喷嘴，所述喷嘴限定与所述歧管的所述内部连通的内部材料流动路径，所述喷嘴具有限定所述材料出口的尖端。

62.根据权利要求59所述的注射模块，进一步包括阀装置。

63.根据权利要求60所述的注射模块，其中，所述阀装置能够在填充位置与注射位置之间移动。

64.根据权利要求61所述的注射模块，其中，所述阀装置包括旋转阀、滑阀和止回阀中的至少一个。

65.根据权利要求61所述的注射模块，其中，所述阀装置包括旋转阀。

66.根据权利要求63所述的注射模块，其中，所述旋转阀是渐细的并且所述歧管包括渐细的阀座。

67.根据权利要求64所述的注射模块，其中，所述喷嘴联接至所述旋转阀。

68.根据权利要求65所述的注射模块，其中，所述歧管包括上歧管和下歧管，所述上歧管和所述下歧管能够容易地彼此附接和拆卸。

69.根据权利要求66所述的注射模块，其中，所述上歧管包括渐细的阀座，并且所述注射杆可移动地装配到所述下歧管中。

70.根据权利要求67所述的注射模块，进一步包括可移动地装配在所述喷嘴内的针，所述针能够在第一位置与打开位置之间移动，在所述第一位置中所述尖端是关闭的，在所述打开位置中所述尖端是打开的。

71.根据权利要求68所述的注射模块，其中，所述针同轴地置于所述旋转阀和所述针内。

72.一种包括根据权利要求56所述的注射模块的注射系统，所述注射系统包括载件，所述注射模块可移除地附接至所述载件。

73.根据权利要求70所述的注射系统，其中，所述注射模块包括阀装置，所述载件包括可操作地联接至所述阀装置的阀致动器。

74.根据权利要求70所述的注射系统，其中，所述注射模块包括注射杆，所述载件包括可操作地联接至所述注射杆的注射杆致动器。

75.根据权利要求70所述的注射系统，其中，所述注射模块包括针，所述载件包括可操作地联接至所述针的针致动器。

76.根据权利要求70所述的注射系统，其中，所述载件包括载件致动器以便使所述注射系统在打开位置与关闭位置之间移动。

77.根据权利要求74所述的注射系统，其中，所述载件致动器包括至少一个缸体。

78.一种与模具一起使用的模制成型方法，所述模具具有模具腔体和用于将材料引入到所述模具腔体中的材料进口，所述方法包括以下步骤：

提供在模具的真空出口和材料进口之间的接合；

当所述真空出口与所述材料进口接合并且所述模具关闭时，通过将局部真空施加至所述真空出口来在所述模具腔体中抽吸局部真空；

当所述模具腔体保持在局部真空下时，提供喷嘴与所述材料进口之间的接合；以及

当所述模具腔体保持在局部真空下时，经由所述喷嘴将材料引入到所述模具腔体中，由此所述局部真空有助于将材料注射到所述模具腔体中。

79.根据权利要求76所述的模制成型方法，其中，所述真空出口包括真空套筒，所述喷嘴置于所述真空套筒内。

80.根据权利要求77所述的模制成型方法，其中，所述真空套筒包括有弹性的柔性尖端。

81.根据权利要求78所述的模制成型方法，其中，提供所述真空套筒与所述材料进口之间的接合的步骤包括使所述真空套筒移动至与所述模具接合。

82.根据权利要求79所述的模制成型方法，其中，提供所述喷嘴与所述材料进口之间的接合的步骤包括：当所述真空套筒保持与所述材料进口接合时，使所述喷嘴移动至与所述模具接合。

83.根据权利要求80所述的模制成型方法，其中，所述真空套筒和所述喷嘴联接至可移动载件，由此所述真空套筒和所述喷嘴与所述载件一起移动。

84.根据权利要求81所述的模制成型方法，其中，使所述喷嘴移动至与所述模具接合的步骤包括：使所述真空套筒朝向所述模具移动，由此在所述真空套筒与所述材料进口之间保持密封时使所述尖端压缩。

85.根据权利要求80所述的模制成型方法，其中，所述载件连接至线性致动器，提供所述真空套筒与所述材料进口之间的接合的步骤包括：操作所述线性致动器以便使所述真空套筒移动到所述真空套筒与所述材料进口接合的真空位置中；以及

提供所述喷嘴与所述材料进口之间的接合的步骤包括：操作所述线性致动器以便使所述喷嘴移动到所述喷嘴与所述材料进口接合的注射位置中。

86.根据权利要求80所述的模制成型方法，其中，所述载件连接至线性致动器，提供所述真空套筒与所述材料进口之间的接合的步骤包括：操作所述线性致动器以便使所述喷嘴和所述真空套筒移动到真空位置中，在所述真空位置中，所述真空套筒与所述材料进口接合并且所述喷嘴套筒与所述材料进口间隔分开。

87.根据权利要求84所述的模制成型方法，其中，提供所述喷嘴与所述材料进口之间的接合的步骤包括：操作所述线性致动器以便使所述喷嘴和所述真空套筒移动到所述真空套筒和所述喷嘴与所述材料进口接合的注射位置中。

88.根据权利要求85所述的模制成型方法，进一步包括以下步骤：

在所述模具腔体中抽吸真空之前用针关闭所述喷嘴；以及

在将材料注射到所述模具中之前使所述针移动以便打开所述喷嘴。