JP2004249328A - Die for metal injection-molding machine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属射出成形機用金型に関し、特に、マグネシウム合金又は亜鉛合金等の金属射出成形やダイカスト法等において使用される金型の剛性力を強化して高品質な成形品を得るための金属射出成形機用金型に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図3に従来の金属射出成形機及び金型を示す。図3において、1は外部に設置したヒータ、2は図示しない原料を溶融し且つ貯留するシリンダ、3は原料を搬送し且つ射出するためのスクリュを示す。5は金型を示し、固定金型24及び可動金型25から構成され、図示しない加熱装置により加熱されている。15a,15bは固定金型24,可動金型25を射出成形機に各々取り付けるための取り付け板、14は製品部となるキャビテイ、9a,9bは各々固定側及び可動側入れ子、8a,8bは可動側入れ子9a及び固定側入れ子9bを各々組み込み保持する主型である。固定金型24は溶融金属の湯口であるスプルー12とスプルー12を形成するスプルーブッシュ6、スプルー12とキャビテイ14とを繋ぐランナー13が組み込まれている。11は射出成形された製品を突き出しにより取り出すためのエジェクタピン、10はこのエジェクタピン11に固定接続して固定側金型方向に突き出させるためのエジェクタプレ−トである。16bは、可動金型25の主型8bとエジェクタプレート10との間に配置され、主型8bの変形を抑制するためのサポートブロックである。可動金型25にはノズル4の先端に形成するプラグと呼ばれる凝固金属を受け止める凹部20が設置されているプラグキャッチャーブッシュ7が組み込まれている。
【0003】
次に、金属射出成形機及び金型の動作について、説明する。
図3に示すように、ヒータ1によりシリンダ2を加熱しておき、図中、右方より原料をシリンダ2内に投入する。スクリュ3が回転しながら後退することにより投入した原料はシリンダ2前方に搬送される。そして、原料は、シリンダ2から加熱されて溶融状態となってスクリュ3の前方に貯留される。可動金型25を移動させ、固定金型24と合せて金型を閉じた状態でシリンダ2が前進し、金型とシリンダ2前方に設けられたノズル4を接触させ、この接触部から溶融した原料が漏れないように高圧で押し付けた後、スクリュ3が高速で移動することにより、溶融状態となった原料がノズル4を介して湯口であるスプルー12からランナー13を通過してキャビテイ14内に充填される。キャビテイ14内に充填された溶融状態の原料は金型内で冷却凝固した後に、可動金型25を移動して金型を開き、エジェクタプレート10を押すことにより、エジェクタプレート10に連結されているエジェクタピン11がスプルー12、ランナー13及び製品を突き出すことにより離型される。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−16719号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の金属射出成形機及び金型では、高温高圧でキャビテイ内に充填される溶融原料は、高エネルギーを持っているため、溶融原料を受容する金型は大きな強度が必要となる。最近は、薄く軽い製品の需要が多いため、成形機の射出速度が高速化し、金型温度が上昇する等、金型には更に高負荷がかけられるようになってきている。このため、金型は剛性不足となり、製品形状を維持することが困難となり、成形品の肉厚が増加し、またバリが発生する等の問題がある。
【0006】
本発明は、このような課題を解決するためのものである。金型の剛性力を上げるために、金型を大きく作成したり、固定型と可動型の突き当て調整を何度も行なう必要もなく、どのような形状の製品においても対応できる金型構造とすることにより、バリや肉厚増加等を低減させることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のうちで請求項1記載の発明は、固定側取り付け板により射出成形機に取り付けられる固定金型と、可動側取り付け板により射出成形機に取り付けられ、固定金型に対向して配置される可動金型とからなり、固定金型と可動金型とが型締めされて、固定側入れ子と可動側入れ子との間にキャビテイを形成する金属射出成形機用金型において、
固定側入れ子と、固定側取り付け板との間にサポートブロックを配置しており、
上記サポートブロックが金型の型締め方向に対して伸縮自在であることを特徴とする。
【0008】
本発明のうちで請求項2記載の発明は、上記サポートブロックに加熱手段が設けられていることを特徴とする。
【0009】
本発明のうちで請求項3記載の発明は、前記加熱手段は、バンドヒータ又はIH誘導加熱コイル等の外部加熱装置であることを特徴とする。
【0010】
本発明のうちで請求項4記載の発明は、前記サポートブロックは、他の金型部材である取り付け板、主型、入れ子等の材質よりも線膨脹係数の大きい材質としたことを特徴とする。
【0011】
本発明のうちで請求項5記載の発明は、前記サポートブロックは、アルミニウム、ジェラルミン、ステンレス、銅合金を用いるようにしたことを特徴とする。
【0012】
本発明のうちで請求項6記載の発明は、前記サポートブロックは、上記加熱手段により、約100〜700℃の範囲で設定可能であるようにしたことを特徴とする。
【0013】
本発明のうちで請求項7記載の発明は、前記可動側金型のサポートブロックに加熱手段を設けるようにしたことを特徴とする。
【0014】
なお、上記かっこ内の符号は、後述する実施の形態の対応する部材を示す。
【0015】
【発明の実施の形態】
図により本発明の実施の形態の金属射出成形機及び金型を説明する。図1は本発明を実施した金属射出成形機及び金型を示す断面構成図、図2(a)は可動型に適用した実施形態を示す断面構成図、(b)は固定型に適用した実施形態を示す断面構成図である。本発明を実施したサポートブロック及びその加熱手段以外の構成及び作用は、従来技術と同様であるため詳細な説明を省略する。
【0016】
本実施の形態の金属射出成形機用金型では、固定側取り付け板15aに取り付けられた固定金型24と、可動側取り付け板15bに取り付けられ、固定金型24に対向して配置される可動金型25とからなり、固定金型24と可動金型25とが型締めされて、固定側入れ子9aと可動側入れ子9bとの間にキャビテイ14を形成する。固定側入れ子9aと、固定側取り付け板15aとの間に固定側サポートブロック16aを配置しており、固定側サポートブロック16aが可動金型25の型締め方向に対して伸縮自在となるようにしたものである。
【0017】
具体的には、固定側サポートブロック16aに加熱手段を設けるようにしている。加熱手段としては、図2(b)に示すように、バンドヒータ又はIH誘導加熱コイル等の固定側外部加熱装置17aである。図2に示すように、金型全体を加熱する油媒体とは個別に固定側サポートピン16aの各々には、夫々外部加熱装置であるバンドヒータ17aと、それを制御する熱電対18aが配置されており、図示しない温度制御装置により温度制御される。固定側サポートブロック16aは、外部加熱装置17aにより、約100〜700℃の範囲で設定可能であるようにする。
【0018】
また、固定側サポートブロック16aは、他の金型部材である取り付け板15a、主型8a、入れ子9aの材質よりも線膨脹係数の大きい材質とするのが好ましい。具体的には、固定側サポートブロック16aは、固定側の主型8aや入れ子9a、取り付け板15aのSKD51やS55C等よりも熱膨張率の高いSUS304で製造されている。この他には、アルミニウム、ジェラルミン、ステンレス、銅合金等を用いるようにするのが好適である。固定側サポートブロック16aは、次式から熱膨張率を算出することにより、温度制御装置に任意の値を入力することにより、固定側サポートブロック16a全長を決定することができ、バリ等の成形不良に対処することが可能となる。
ΔL=α(t2−t1)×L
ΔL:熱膨張量(mm)
L: 膨張前の長さ(mm)
α:線膨脹係数
t1:変化前の温度(℃) t2:変化後の温度(℃)
【0019】
以上、固定金型について説明したが、可動金型のサポートブロックは、通常、主型と取り付け板の間に配置されており、主型を介してサポートブロックが入れ子に作用するため効果が現れにくいためである。これに対して、固定金型のサポートブロックは、入れ子と取り付け板の間に配置されており、直接、サポートブロックが入れ子に作用するため、効果が顕著に現れる。従って、可動金型のサポートブロックも、以下に説明するように、同様に入れ子と取り付け板の間に配置すれば、同様な効果を得ることができる。
図2(a)に示すように、可動金型25のサポートブロック16bに加熱手段を設けるようにすることもできる。
加熱手段としては、図2(a)に示すように、バンドヒータ又はIH誘導加熱コイル等の固定側外部加熱装置17bである。図2(a)に示すように、金型全体を加熱する油媒体とは個別に固定側サポートピン16bの各々には、夫々外部加熱装置であるバンドヒータ17bと、それを制御する熱電対18bが配置されており、図示しない温度制御装置により温度制御される。可動側サポートブロック16bは、外部加熱装置17bにより、約100〜700℃の範囲で設定可能であるようにする。
【0020】
また、可動側サポートブロック16bは、他の金型部材である取り付け板15b、主型8b、入れ子9bの材質よりも線膨脹係数の大きい材質とするのが好ましい。具体的には、可動側サポートブロック16bは、固定側の主型8bや入れ子9b、取り付け板15bのSKD51やS55C等よりも熱膨張率の高いSUS304で製造されている。
【0021】
【実施例】
以下の条件で実験を行なった。
使用機種:JLM220−MG機
温度条件:シリンダ温度 600℃、金型温度 180℃
製品厚み等:平均肉厚 0.8mm
サポートブロック大きさ: φ50×長さ70mm
加熱条件:350℃
実験の結果、キャビテイ14内より突き出された製品に0.1mmのバリが発生していた場合に、固定側サポートブロック16aの長さが70mmであるときに、固定側サポートブロック16aを350℃に加熱することにより、バリの発生を防止することができた。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項1、2記載の発明は、射出成形用の固定金型に固定側製品部であるキャビティを構成している製品入れ子と固定側金型の取り付け板との間に固定側サポートブロックを配置しており、固定側サポートブロック自体の長さを変化させることにより、金型のたわみを抑制することができる。これにより、従来のように金型の突き当て調整が不要となり、且つ金型の剛性増加のために金型を大型化することなく、バリの発生や製品肉厚の増加等を防止することができる。また、製品の肉厚や投影面積等の製品形状が変わっても、同様のサポートブロックで対応することができるため、金型の設計も容易になる。
また、サポートブロック毎のピンポイント的に金型の剛性を増加することができるため、安定した製品状態にすることを短期に行なうことができるので、量産体制への移行を迅速に行なうことができる。さらに、量産中の金型メンテナンス間隔を長くすることができるので、装置のダウンタイムを少なくすることができるので、生産効率が向上する。
【0023】
本発明のうち請求項3記載の発明は、前記加熱手段は、バンドヒータ又はIH誘導加熱コイル等の外部加熱装置としたので、効率良く温度制御を行なうことができる。
【0024】
本発明のうち請求項4、5記載の発明は、前記サポートブロックは、他の金型部材である取り付け板、主型、製品入れ子等の材質よりも線膨脹係数の大きい材質、例えば、アルミニウム、ジェラルミン、ステンレス、銅合金等を用いるようにしたので、サポートブロックの長さ変化による調整を最適に行なうことができる。
【0025】
本発明のうち請求項6記載の発明は、前記サポートブロックは、上記加熱手段により、約100〜700℃の範囲で設定可能であるようにしたので、サポートブロックの長さ変化による調整を最適に行なうことができる。
【0026】
本発明のうち請求項7記載の発明は、前記可動側金型のサポートブロックに加熱手段を設けるようにしたので、両方の金型でサポートブロックの制御を行なうことができるので、製品形状の複雑な場合にもより好適に制御を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した金属射出成形機及び金型を示す断面構成図である。
【図2】(a)は可動型に適用した実施形態を示す断面構成図、(b)は固定型に適用した実施形態を示す断面構成図である。
【図3】従来の金属用射出成形機及び金型の構造を示す断面構成図である。
【符号の説明】
5 金型
8a 固定側主型
8b 可動側主型
9a 固定側入れ子
9b 可動側入れ子
14 キャビテイ
15a 固定側取り付け板
15b 可動側取り付け板
16a 固定側サポートブロック
16b 可動側サポートブロック
17 外部加熱装置
24 固定金型
25 可動金型[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mold for a metal injection molding machine, and in particular, to obtain a high-quality molded product by enhancing the rigidity of a mold used in metal injection molding of a magnesium alloy or a zinc alloy or a die casting method or the like. And a mold for a metal injection molding machine.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 shows a conventional metal injection molding machine and a metal mold. In FIG. 3,
[0003]
Next, the operations of the metal injection molding machine and the mold will be described.
As shown in FIG. 3, the
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-16719 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional metal injection molding machine and mold, the molten raw material filled in the cavity at high temperature and high pressure has high energy, so that the die for receiving the molten raw material needs to have high strength. In recent years, since there is a great demand for thin and light products, the injection speed of a molding machine has been increased, and the mold temperature has been increased. For this reason, the mold has insufficient rigidity, and it is difficult to maintain the product shape, and there are problems such as an increase in the thickness of the molded product and generation of burrs.
[0006]
The present invention is to solve such a problem. To increase the rigidity of the mold, there is no need to make a large mold or to repeatedly adjust the fixed mold and movable mold, and the mold structure is compatible with products of any shape. By doing so, the purpose is to reduce burrs, increase in wall thickness, and the like.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
A support block is arranged between the fixed side nest and the fixed side mounting plate,
It is characterized in that the support block is extendable and contractible in a mold clamping direction of the mold.
[0008]
A second aspect of the present invention is characterized in that the support block is provided with a heating means.
[0009]
The invention according to
[0010]
The invention according to claim 4 of the present invention is characterized in that the support block is made of a material having a larger linear expansion coefficient than materials of other mold members such as a mounting plate, a main mold, and a nest. .
[0011]
The invention according to
[0012]
The invention according to
[0013]
The invention according to
[0014]
In addition, the code | symbol in a parenthesis shows the corresponding member of embodiment mentioned later.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A metal injection molding machine and a mold according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a metal injection molding machine and a mold according to the present invention, FIG. 2A is a sectional view showing an embodiment applied to a movable mold, and FIG. It is sectional drawing which shows a form. The configuration and operation other than the support block embodying the present invention and its heating means are the same as those of the prior art, and therefore detailed description is omitted.
[0016]
In the mold for a metal injection molding machine of the present embodiment, a fixed
[0017]
Specifically, a heating unit is provided in the fixed-side support block 16a. The heating means is a fixed external heating device 17a such as a band heater or an IH induction heating coil as shown in FIG. 2B. As shown in FIG. 2, a band heater 17 a as an external heating device and a thermocouple 18 a for controlling the band heater 17 a are arranged on each of the fixed-side support pins 16 a separately from the oil medium for heating the entire mold. The temperature is controlled by a temperature control device (not shown). The fixed-side support block 16a can be set in the range of about 100 to 700 ° C. by the external heating device 17a.
[0018]
Further, it is preferable that the fixed-side support block 16a be made of a material having a larger linear expansion coefficient than the material of the mounting plate 15a, the main mold 8a, and the insert 9a, which are other mold members. Specifically, the fixed-side support block 16a is made of SUS304 having a higher coefficient of thermal expansion than the fixed-side main die 8a, the nest 9a, and the SKD51 and S55C of the mounting plate 15a. In addition, it is preferable to use aluminum, duralumin, stainless steel, a copper alloy, or the like. The fixed-side support block 16a can determine the overall length of the fixed-side support block 16a by calculating the coefficient of thermal expansion from the following equation and inputting an arbitrary value to the temperature control device. Can be dealt with.
ΔL = α (t2−t1) × L
ΔL: Thermal expansion (mm)
L: Length before expansion (mm)
α: linear expansion coefficient t1: temperature before change (° C.) t2: temperature after change (° C.)
[0019]
As described above, the fixed mold has been described. However, the support block of the movable mold is usually arranged between the main mold and the mounting plate, and the support block acts on the nest through the main mold. is there. On the other hand, since the support block of the fixed mold is disposed between the nest and the mounting plate, and the support block directly acts on the nest, the effect is remarkably exhibited. Therefore, the same effect can be obtained if the support block of the movable mold is also disposed between the nest and the mounting plate as described below.
As shown in FIG. 2A, a heating means may be provided in the support block 16b of the
As a heating means, as shown in FIG. 2A, a fixed-side external heating device 17b such as a band heater or an IH induction heating coil is used. As shown in FIG. 2A, each of the fixed-side support pins 16b is individually provided with a band heater 17b as an external heating device and a thermocouple 18b for controlling the same, separately from the oil medium for heating the entire mold. Are arranged, and the temperature is controlled by a temperature control device (not shown). The movable support block 16b can be set in the range of about 100 to 700 ° C. by the external heating device 17b.
[0020]
The movable support block 16b is preferably made of a material having a larger linear expansion coefficient than the material of the mounting plate 15b, the main mold 8b, and the nest 9b, which are other mold members. Specifically, the movable-side support block 16b is made of SUS304 having a higher coefficient of thermal expansion than the fixed main die 8b, the nest 9b, and the SKD51 and S55C of the mounting plate 15b.
[0021]
【Example】
The experiment was performed under the following conditions.
Model used: JLM220-MG machine Temperature conditions: cylinder temperature 600 ° C, mold temperature 180 ° C
Product thickness, etc .: average thickness 0.8mm
Support block size: φ50 × length 70mm
Heating condition: 350 ° C
As a result of the experiment, when the product protruding from the
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, a product nest and a mounting plate for a fixed-side mold, which constitute a cavity serving as a fixed-side product part, in a fixed mold for injection molding. And the fixed-side support block is disposed between the fixed-side support block and the length of the fixed-side support block itself, so that the bending of the mold can be suppressed. As a result, it is not necessary to perform abutting adjustment of the mold as in the related art, and it is possible to prevent the occurrence of burrs and an increase in product thickness without increasing the size of the mold due to an increase in the rigidity of the mold. it can. Further, even if the product shape such as the product thickness or the projected area changes, the same support block can cope with the change, so that the design of the mold becomes easy.
In addition, since the rigidity of the mold can be increased in a pinpoint manner for each support block, a stable product state can be achieved in a short period of time, so that a transition to a mass production system can be quickly performed. . Further, since the mold maintenance interval during mass production can be lengthened, the downtime of the apparatus can be reduced, and the production efficiency is improved.
[0023]
According to the third aspect of the present invention, since the heating means is an external heating device such as a band heater or an IH induction heating coil, the temperature can be controlled efficiently.
[0024]
In the invention according to
[0025]
In the invention according to
[0026]
In the invention according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing a metal injection molding machine and a mold embodying the present invention.
2A is a cross-sectional configuration diagram showing an embodiment applied to a movable die, and FIG. 2B is a cross-sectional configuration diagram showing an embodiment applied to a fixed die.
FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a conventional metal injection molding machine and a metal mold.
[Explanation of symbols]
5 Mold 8a Fixed-side main mold 8b Movable-side main mold 9a Fixed-side nest 9b Movable-
Claims (7)
固定側入れ子(9a)と、固定側取り付け板(15a)との間に固定側サポートブロック(16a)を配置しており、
上記固定側サポートブロック(16a)が金型(5)の型締め方向に対して伸縮自在であることを特徴とする金属射出成形機用金型。A fixed mold (24) attached to the injection molding machine by the fixed-side mounting plate (15a), and attached to the injection molding machine by the movable-side mounting plate (15b), and arranged to face the fixed mold (24). A fixed mold (24) and a movable mold (25) are clamped to form a cavity (14) between a fixed insert (9a) and a movable insert (9b). ) To form a metal injection molding machine mold,
A fixed-side support block (16a) is arranged between the fixed-side insert (9a) and the fixed-side mounting plate (15a),
A mold for a metal injection molding machine, characterized in that the fixed-side support block (16a) is extendable and contractable in the direction of clamping the mold (5).
前記可動側サポートブロック(16b)に加熱手段を設けるようにしたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか記載の金属射出成形機用金型。A movable-side support block (16b) is arranged between the movable-side insert (9b) and the movable-side mounting plate (15b),
The mold for a metal injection molding machine according to any one of claims 1 to 6, wherein a heating means is provided on the movable support block (16b).
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