TW200927330A - Injection cylinder in injection apparatus for molding metal material - Google Patents

Description

200927330 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種金屬材料成型用射出裝置的射出 缸，於此熔融金屬材料藉由使用柱塞自前方噴嘴注入模且。 【先前技術】 已用於金屬材料成型的射出裝置可分為螺旋式及柱塞 式，兩種形式皆具幾乎相同基本構型的射出紅，差別僅在 ❹ 於熔化及射出金屬材料的裝置。 螺旋式射出裝置具有擁有噴嘴組件接附於其前端及進 料開口形成於其後端的圓柱型本體，加熱通過進料開口加 入的粉末型金屬材料以在其藉由職運動到達陳型本體 前端部分之前熔化。藉由將螺桿向後移計量(累積)熔融材料 於圓柱型本體前端部分，及接著藉由推進螺桿將之自前端 喷嘴注入模具。（參考國際專利申請案第㈣遍咖號） -些柱塞式射出裝置具有熔化及儲存大量金屬材料於 B __柱型本體。在藉由推進柱塞融材料自喷嘴射 出之别’藉由將螺桿向後移來計量(累積)一部份熔融材料於 圓柱型本體前端部分。在其他射出裝置，金屬材料係在送 入圓柱型本體前熔化於熔融爐或其他單元。在此熔融進料 方法，進料開口係形成於圓柱型本體前端部分的頂部。 因為金屬材料需要高於其液相線的高溫以熔化(例如， 對鎂合金595 C或更咼）’射出红的相關組件係由具有優秀 高溫強度的高張力鋼產品所製造。因於射出缸内部表面(螺 旋於此前後移動)的經改善耐磨性之緣故，一些射出缸本體 5 200927330 2射出缸_插人於其内部，内襯係由具有耐磨性較鋼 =的為高之合金所製造。（參考日本翻特許公開申請案 第 2004-50248 號）

接附射出紅内襯至射出红本體内部的可能裝置包含冷 縮配適’及賴配適於此射恤峽雜由_脹在與射 出紅内°卩表面緊密接觸前於室溫插人。在任-種情況，當 射出缸内襯的内部表面在重複麵之後磨損，射出紅内襯 在内部表面拋光以增加酿。對應於該__旋或柱塞 接著選擇為連續操作，使用冷縮配適，將射出缸内襯拉出 為困難的，於是當磨損超過使用極限時，射出缸本體及射 出紅内襯皆必須以新的置換。 對過盈配適，射出紅内襯係由具有熱膨脹係數較射出 1體材料的熱膨脹係數為高之材料製造，射出叙内襯係 於室溫插人射扯本體’及在_喃由加熱與射出 缸本體-起膨脹使得射出缸内襯與射出缸㈣表面因為它 們的熱膨脹係數之間的差異而緊密接觸。換言之，當該兩 個元件冷卻至室溫及熱膨脹消失時，它們恢復至其的 尺寸，此促進將射出缸内襯拉出。此提供當在内部表面的 磨知到達使用極限時，可移出射出缸_的轉效益，及 新的射出紅内概可插入射出缸本體以使用。 射出缸内襯與射出缸内部表面之間的緊密接觸係基於 它們個自物質的熱膨脹係數之間的差異，若射出知的内徑 與射出缸内襯的外徑具有過大容差則間隙會因不足接觸^ 產生。同時，過小的容差會使得在熱膨脹操作之前射出缸 200927330 内襯至射出紅本體的插入太緊使得該兩個元件受到來自熱 膨脹的不必要應力’在每一次成型時射出壓力的施用亦容 易地貢獻於耐久性的降低，縮短射出缸壽命。 在進料開Π形成於射妹本_端部分的螺旋式震 置Θ在進料開口附近金屬材料尚未要成型及係於固體狀 態’此表示沒有任何熔融金屬材料自沿該進料開口渗入射 出缸内襯與射恤内部表面之間4目反地，於柱塞式装置， 進料開口係排列於要溶化及進料金屬材料的前端部分的頂 部，於是熔融金屬材料因射出壓力自沿該進料開口渗入射 出紅内襯與射出虹本體内部表面之間，及甚至可自射出紅 本體及喷嘴組件之_鋪表面漏出。基於此原因，射出 缸本體及喷嘴組件係使用在它們的接觸表面之間的密封環 而耦合，彼此。為進行塑性變形以密封，此密封環易於降 母—次進行於射恤、射恤嶋、嗔嘴、柱塞等 的維修時需要置換。 【發明内容】 本發明係義轉決當射恤_藉由過盈配適而接 Ζ射出紅本體内側所發生的先前問題，於是本發明目的 為提供:種新的射出紅於射出裝置以成型金屬材料，其可 Γΐϊ融金屬材料的浅漏即使其射出缸内襯為過盈配適的 佧射出紅簡的前端及噴嘴元件的後端皆配適於在射 2體前端的開口，及該射出叙内襯係藉由喷嘴元件固定 罢、、出紅本體。另一目的為提供一種新的射出紅於射出裝 以成型金屬材料，其不需任何密封環。 7 200927330 本發明侧於一種於射出裝置的射出红以成型金屬材 料，其包含下列元件： -種圓筒形式的射恤本體，其具有第—裝配部件及 較大直徑的第二裝畴件於騎端部分賴σ，進料 係形成於射出缸本體的頂部區域； -種圓筒形式的射㈣内襯，形狀射恤内觀前端

周圍的凸緣’形成於射恤_頂部區域的預先決定位置 的進料開口，射出缸内襯藉由熱膨脹與射出叙本體内部表 面緊密接觸且射綠_自.編人射恤本體使得凸 緣配適於第-裝畴件及使得频孔與進制σ在相 置； -種圓筒形式的噴嘴組件，其具有倾於其末端及凸 緣於其後端周圍，該凸緣脑適於第二裝_件使得凸緣 後端面與射出缸内襯的凸緣前端面接觸；及 -種沿噴嘴組件陳部份排列馳合環，合環的後 端面係與喷嘴組件㈣端㈣合及使闕栓繫緊於射出缸 本體開口的前端面’細喷嘴組件卿出缸本體彼此繫緊 且射出缸内襯的凸緣介於其間。 根據本發明射出缸亦涵蓋下列方面：射出缸本體係由 在及问於其金屬材料液相線的高溫具有優秀高溫強度的高 張力鋼製品所製造；射出缸_係由具有熱膨脹係數較該 鋼製品的熱膨脹係數為高之鈷合金所製造；及在射出缸本 ，内徑與㈣缸峨外徑之間的容差係設定使得在熱膨服 月’J在其間的配適為鬆動配適或過渡配適，及熱膨脹後為過 8 200927330 盈配適。 …根據本㈣射出缸亦涵蓋頂方面.射恤内概係由 鎖定元件定位使得進料開口與進料孔位於相同位置，鎖定 兀件係排列於越過射出缸_凸緣邊緣與射恤本體第一 裝配#件開口緣之間的邊界，藉以射出虹内襯進料孔與進 料開口維持在相同位置。 根據本發明射出紅亦涵蓋下列方面··喷嘴組件具有與 噴嘴組件凸緣後端面的開口同心及沿之形成的環狀凸出； 及該％：狀凸出與沿在射恤内襯前端面關口接觸。 根據本發_出㈣涵蓋下财面：时嘴組件後端 的凸^具有-種厚度使得當凸緣配適射出缸本體開口時， 凸緣刖端面自射恤本體開σ的前端面凸出；及凸緣前端 面的凸出產生-種緊縮間隙於開σ前端面她合環後端面 之間。 根據本發明，射出缸_凸緣及喷嘴組件凸緣係配適 於在射出財體前端的開口使得射出㈣襯前端及喷嘴組 件後端彼此接觸。噴嘴組件亦藉由编合環及螺栓綱射出缸 本體壓下’於是射恤内襯的凸緣壓下絲_裝配部件的 壓緊面接觸’喷嘴組件藉_合至且射出缸_固定於射 出紅本體’除此之外’螺检至麵合環的繫緊力經由喷嘴組 件集中於射出灿_凸緣。結果，甚至在沒有密封元件 的情況射出缸本體開口㈣固著及齡可緊密地達到且無 間隙’使付其可止g融材料自射峰本艘及喷嘴組件之 間的汽漏’甚至在具過盈配適的情況。 9 200927330 噴嘴組件可僅藉由使用螺栓繫緊麵合環而輕合至射出 缸内襯而固著於射出缸本體，此齡_ 出缸本體㈣中裝配部件壓緊_螺栓之需求，及 於射出缸内襯凸緣之需求，此亦促進置換射出紅内概。射 出缸内襯凸緣不會具有任何螺栓孔，螺栓孔會傾向於產生 洩漏間隙。熔融金屬材料自進料開口及進料孔之間的邊界 φ 進入射出缸内襯與射出缸内部表面之間，若有任何浪漏， 所以不會自此種螺栓孔漏出。 噴嘴組件凸緣的前端面你合環接觸的那—面)係自射 體前端面凸出，及形成於凸緣後端面的環狀凸出係 射出叙内襯前端面接觸。因為此轉合模式，耗合環係維 、不與射出紅本體前端面接觸，所以繫緊力集中於射出紅 2襯，增加環狀凸出接觸表面及射出缸内襯前端面之間的 =面壓力，及藉由延伸喷嘴組件凸緣與第二裝配部件的麗 ❹ 緊面之間的表面勤。於是熔融材料的茂漏可長時間防止 而不需有密封元件的置入其間。 設定容差使得在射出缸内徑與射出紅内襯外徑之間的 配適在熱膨脹前在其間的配適為勸配適或過渡配適，及 熱膨脹後為過盈配適。於是可達到該緊密接觸而不會因熱 膨脹力而增加相互干擾，使得射出缸内部表面及射出叙内 2會產生溶融材料可進入的間隙，此，與射出缸内襯與 件至射恤前端_著及私合併，使得其可以甚 ^更尚的可靠性防止炫融材料自射出紅本體及喷嘴組件之 間的或漏。 200927330 【實施方式】 放置於f ，4圖參考數字1表示射出缸，其係水平地 著;且其射恤本體的後端11通過及固 祕紐娜周圍。參 考數予2表坤化錢存單元 體11㈣端部分。 /、賊置於射出红本

具有第一裝配部件14及第二裝配 端關σ A賴騎製造。糾缸内襯 =的凸緣13a係配適於第一裝配部件14，及喷嘴組件μ 的凸緣^係配適於第二裝配部件16。進料開口 17係形成 =射出缸本體1!前端部分_部。如將敘述，射出紅内概 通過此射扯本體’射13 _部壁形成射出缸 孔，柱塞18插人此孔以_自射恤孔的 15後端内部反覆運動。 ^ ^ *射出缸_13係由具有凸緣13a形成於其前端周圍的 圓筒型元件所製造，進料孔13b係形成於該圓筒型元件的 預先決定位置。當射恤_ 13通過及固著於射出紅本體 U時，進料孔13b及形成於射出缸本體n的進料開口口 來到相同位置。 此射出缸内襯13於室溫下自在射出缸本體1]t前端的 開口 A插入且進料孔13b直接朝上直到凸緣13a進到第一 裝配部件14内側。為定位，驅動鎖定插銷13a，進入插銷孔， 插銷孔係形成於越過凸緣邊緣與第一裝配部件開口緣之間 的邊界，由此進料孔13b及進料開口 17係維持在相同位 11 200927330 置。經插人射恤_ 13因熱膨脹而翻過盈配適，與射 出缸本體11内部表面緊密接觸。 喷嘴組件15具有圓筒型狀的本體，其具有喷嘴15&於 其末端及凸緣！5b於其後端周圍，—種與在凸緣说後端 面B的開口同心的環狀凸出以自開口周圍凸出。凸緣具 有種厚度使得當凸緣配適在射出叙本體U開口的第二裝 配耕16時’凸緣15b前端面自射出飯本體的前端面D凸 出。用於與凸緣1免#端面唾合的耦合環19係配適於噴嘴 元件圓筒型本體周圍。 為接附此喷嘴組件15，在將噴嘴組件15的凸緣说裝 配至第二絲部件16之前將射出虹_ 13插人及裝配至 射出缸本體11使得在凸緣15b後端面B的環狀凸出^與 射出紅内襯13的凸緣i3a前端面c接觸。接著將輕合環19 與凸緣Mb的前端面喷合及使用螺栓2〇繫緊於射出缸本 體’由此凸緣15b齡至射出紅本體u㈣前端D。因為噴 嘴組件15及射出紅本體u彼此輕合且射出红内概13的凸 緣13a插入於其間，螺栓2〇至耦合環19的繫緊力經由噴 嘴組件15的後端集中於射出缸内襯13的凸緣13&，於是喷 嘴組件及射出^:嶋沒有咖地緊細合於射出紅本體^ 的開口 A。 喷嘴組件15與射恤本體^的先前驗亦藉由螺检 20固著射出缸内襯13與噴嘴組件15至射出缸本體u。此 消除固著凸緣13a至第一裝配部件14的壓緊面1%的螺栓 之需求，及於凸緣13a製作螺栓孔之需求。更進一步，在 12 200927330 ❹ ❹ 凸緣13a及壓緊面14a之間的接觸表面，及於喷嘴組件i5 後端面B的環狀凸出15c與射出知内襯13的凸緣13&前端 面C之間的接觸表面’不具任何溶融材料可進入的間隙。 結果’即使射出缸本體11的内部壁及射出叙峨13的外 部周圍狀在其__及熔融金屬材料滲人此間隙，該 溶融金屬材料係由凸緣13a與壓緊面14之間的緊密接觸而" 阻擋而不能自射出红本體n與嘴嘴組件15之間液漏出。 在先前轉合，噴嘴組件15的凸緣15b的後端面Β上的 環狀凸出15c與射出紅内襯13的凸緣13a前端φ c接觸。 凸緣15b的前端面自射出缸本體„的前端面d凸出，輕合 環19與凸緣15a的嗔合產生距射出紅本體u前端面β的 間隙，未與射出紅本體u的前端面接觸，此集中螺检加 的繫緊力於射恤内襯13，增加表面壓姐環狀凸出l5c 的接觸表面上，及藉由延伸凸緣13a與裝配部件的麗緊面 壓力。於是進一步改善這些接觸表面間的緊 选接觸’使伸其可長_防歧融材料的·而不會有密 封元件的干預。 叙本體11較佳為由在或高於金屬材料液相線溫度

It金’約595°〇具有㈣高溫賊的高張力鋼產品， 列KD61，所製造。射出仏内襯13較佳為由具有哉膨脹 係數向於_製㈣_彡_數之齡 提供，_62_缸本體及外= 13 200927330 及射出㈣襯之間的交互干擾作用，並防止熔融金屬 材料進入其間的接觸表面之滲入。較在 ^為不欲的因為不必要的應力會因為過量的熱膨脹而發生 射件t ’且有因為在每一次成型金屬材料所發生的 射出壓力之耐久性問題。 Ο 14 200927330 【圖式簡單說明】 第1圖為根據本發明成型金屬材料的射出裝 的縱向截面視圖； 射出& 第2圖為射出缸本體前端的縱向截面視圖，具為虛線的 射出知1内襯及噴嘴組件； 第3圖為射出知:本體前端的前視圖；及 第4圖為射出缸本體前端的縱向截面視圖’射出紅内襯 © 及噴嘴組件接附於此。 【主要元件符號說明】 1 射出缸 2 材料熔化及儲存單元 11 射出虹本體的後端 12 支撐板 13 射出缸内襯 13a、15a、15b 凸緣 13a’ 鎖定插銷 13b 進料孔 14 第一裝配部件 14a 第一裝配部件的壓緊面 15 喷嘴組件 15c 環狀凸出 16 第二裝配部件 17 進料開口 18 柱塞 15 200927330

19 20 A B C

D 麵合壞 螺栓 射出缸本體11前端的開口 凸緣15b後端面 凸緣13a前端面 射出缸本體11的前端面

Claims (1)

1. 200927330 ， 七、申請專利範圍： 1. -種金屬材料成觀射出裝置的射出缸，其包含： -射恤本體，其具有—第—裝配部件及—第二裝配部 件，於該第二裝配部件的一前端的一開口有較大的直 徑’ -進料開口於該射出紅本體的一頂部區域形成； -圓筒形式的射出缸内襯，形成於該射出缸内觀前端周 圍的-凸緣’於該射出缸内襯的—卿區域的預定位置 β 軸的-轉孔’該射$㈣娜藉由熱雜與該射出 缸本體的-内部表面緊密接觸，該射出紅内概自開口側 插入該射出缸本體，使得該凸緣配適於該第一裝配部件 及使彳寸該進料孔與該進料開口係在相同位置； 一圓筒形式的噴嘴組件，其於其一末端具有一喷嘴及於 其一後端周圍具有一凸緣，該凸緣係配適於該第二裝配 件，使彳寸該凸緣的一後端面與該射出缸内襯的凸緣的 一前端面接觸；及 一耦合環，該耦合環沿該喷嘴組件的一圓柱部份設置， 該耦合環的一後端面係與該喷嘴組件的一前端面嚙合及 係以一螺拴繫緊於該射出缸本體開口的一前端面，藉以 該噴嘴組件與該射出缸本體係彼此繫緊且該射出缸内襯 的凸緣介於其間。 2.如申請專利範圍第1項所述的金屬材料成型用射出裝置 的射出虹，其中：該射出缸本體係由在及高於該金屬材 料的一液相線溫度具有優秀高溫強度的一高張力鋼製品 所製造；該射出缸内襯係由具熱膨脹係數高於該鋼製品 17 200927330 φ 的麟脹雜之-齡金難成；及在飾恤本體 一内徑與該射出缸内襯的一外徑之間的一容差係設定為 使得在熱膨脹前在其間的配適為鬆動配適或過渡配適y 及熱膨脹後為過盈配適。 ’ 3. 如申請專利範圍第i項所述的金屬材料成型用射出裝置 的射出缸，其中該射出缸内襯係由一鎖定元件所定位， 使得該進料開口與該進料孔位於相同位置，該鎖定元件 ❹ 錢置於越職射攸嶋凸緣的-邊緣與該射出紅本 體第-裝配部件的-開口緣之間的—邊界，藉以該射出 缸内襯的進料孔與該進料開口維持在相同位置。 4. 如申請專利範圍第1項所述的金屬材料成型用射出裝置 的射出缸，其中該噴嘴組件係具有與該噴嘴組件凸緣後 端面的一開口同心及沿其形成的一環狀凸出，該環狀凸 出係與沿在該射出缸内概前端面的一開口接觸。 5. 如申請專利範圍第1項所述的金屬材料成型用射出裝置 G 的射出缸，其中沿該喷嘴組件後端的該凸緣具有一厚 度，該厚度使传當該凸緣配適該射出紅本體的開口時， 該凸緣的刚端面自該射出紅本體開口的前端面凸出；及 該凸緣前端面的凸出於該開口的前端面與該耦合環的後 端面之間產生一緊縮間隙。 18