TW522061B - Improved injection nozzle for a metallic material injection molding machine - Google Patents

Description

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技藝範If) 本發明係應用一改良射出噴嘴於金屬材料射出成型機 ，及特別適用於金屬合金射出成型機。 發明背景_ 在金屬材料射出技藝中，噴嘴與鑄模上之注料口轉接器 之間的面對表面，已被切削以相互配合並被設計以使具= 實質表面接觸。在此設計中，係假設滑動台架柱狀管^於 噴嘴施以足量壓力’以避免其與注料口轉接器分開：接： 。然而，頃發現即令當最高可承受之力被施於噴嘴與注料 口轉接器之間的介面時，其仍不足以避免介面之某些分離 。介面的這種分離.在介面的表面上產生射出材料的堆積， 最後導致該介面密封狀態失效且有射㈣制損，有^ 導致災難性結果。 θ 在先前技藝設計中’喷嘴之多個面與注料口轉接器之間 的嚙合幾何關係，係被設計以抗拒滑動台架柱狀管所施i 正向力’ it於貫穿-成型機完全循環中維持確切之密封接 觸狀態。噴嘴與注料口轉接器之嚙合表面可為扁平狀，球 狀，圓錐狀或任何幾何形狀，其可提供確切接觸之一可承 受區域。滑動台架柱狀管施料料口轉接器與嘴嘴之間的 介面之正向力’係意欲克服在射出過程中聚集之射出壓力 所導致之反作用力，及在射出過程中於成型機之零件間傳 送任何能量所導致之任何動態之力。 不幸地，頃發現當射出金屬材科時，提供適當夾鉗力以 避免噴嘴與注料口轉接器之間分離，事實上是不可能的，

裝 η

線 -4 - 522061 五、發明説明（2 ) 特別是材料處於一搖溶狀態時，由於如此高之壓力被牽扯 在内及反作用與動態的力，達至如此之高與相當難以控制 之水平，分離最後終於發生。 日本鋼鐵工場股份有限公司（Japan Steel w〇rks Ud )之 日本專利1 1048286，為一喷嘴之另一例子，其於通常為與 金屬材料射出有關而屈服於射出壓力時，仍將繼績出現漏 損難題。在該設計中，喷嘴有一突出柱狀部分，其被插入 進入鑄模内之一柱狀凹處。噴嘴上形成之兩環狀表面與鑄 模係被支撐於環狀接觸，以維持喷嘴至鑄模之介面的密封 狀態。維持如此之一密封狀態唯一難題，其已藉本發明所 克服’本發明毋須令噴嘴與鑄模面對面接觸。 發明摘要 本發明主要目的係於一金屬材料射出成型機中提供一 喷嘴於注料口轉接器介面，其將於射出循環中維持密封狀 態。 本發明之另一目的係於一金屬材料射出成型機提供一 射出喷嘴，其可相對於注料口轉接器移動，而在嘴嘴與轉 接器間之介面不會漏失密封狀態。 本發明之又-目的係於一金屬材料射出 型機噴嘴與#模之間的一密封狀態，其需要—最二=== 被施於鑄模與噴嘴之間，俾於其間維持_密封狀^(力、 本發明之又一目的係於一金屬材料射出成型：提供一 成型機嘴嘴與注料口轉接器設計，其毋須嘴嘴 間 之接觸以維持其間之密封狀態。 -5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱） 五 、發明説明（ 二面之而該達等成目的可藉將嘴嘴伸展進入注料口轉接器之 二型二提/ -…嘴與-料 。’ ρ π、 杏有一柱狀表面與一喷嘴環狀部位 =邵位緊貼吻合於柱狀表面内，於喷嘴

=提：表面與部位間之_密歸狀態。該表面與：： 足I長度以允許其間有限度的軸向運動， I ^2態之漏失。實際的密封狀態可藉由轉接器與嘴嘴間 :的勿口被&供’或藉該等表面間之金屬材料輕微渗 “疋供，於孩處金屬材料凝結並提供必要之密封狀雖。 、本發明於一金屬#料射出成型機提供一射出噴嘴連接 &射出成型機之-射出管一固定平台之稱轉模之一部位 及裝f於鑄模之-注料口轉接器。當金屬材料被經注料口 轉接斋射出進入鑄模時，嘴嘴嚙合注料口轉接器。喷嘴具 有、/王料施頭部位’其伸展進入注料口轉接器内之一通道 、庄料說頭之一外緣吻合進入通道之内部表面，以使產生 压料龍頭表面與外緣間之一密封狀態，或使金屬材料產生 孩密封狀態’並藉此於射出循環中避免金屬材料經由噴嘴 與注料口轉接器間之介面之漏失。 本發明適用於噴嘴與注料口轉接器間之介面需要一密 封狀態之任何金屬材料射出或鑄造製程。本發明頃發現特 別適用於當射出金屬合金於搖溶狀態時，諸如鎂基合金等 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4规格（2l〇x297&發y 522061

發明説明（ 圖以一適用於本發明金屬射出成型機之 一透視圖。 射出組件的 圖2為如圖1所示之該射出組件的管部件之— 圖3為一用於金屬射出成型機之先前技藝之牛、。 料口轉接器介面的一圖式。 貫爲與 >王 圖4 A為符合本發明之噴嘴盥 面視圖。 科口轉接器介面之一 圖4B為如圖4A所！會噴嘴與注料口轉接 4B-4B之視圖。 叫 < 琢邵 圖5為當喷嘴於-固定平台上之鑄模與—注料 嚙合時，注料口轉接器與噴嘴介面之一橫斷-部件。要 丝倖具體實施例詳纟 參考圖1與2,射出成型組件1〇包括，_射出管^ 射出成型螺栓12以向-噴嘴13進料搖溶狀態金屬材料。滑 動台架柱狀管14將該組件1〇移向與移離固定平a η 甜組件1〇替代噴嘴13於操作組合中連接於—鐸二之二 口轉接器，該鑄模絲置固定平台15與—可移^ (未繪出）之間如本技藝已為吾人所熟知者的方式。多個 帶-桿係連接固^平台i 5於平台！ 5之四個角^ 7所指固出， 及如本技藝已為吾人所熟知者的方式於噴嘴在射出位置時 ，連接於射出成型機之機座《該多個繫帶_桿確保壓力均勻 地施於平台15及裝置於其上之轉模，如本技藝已為吾人所 熟知者的方式。 為使金屬材料之射出進入鑄模’滑動台架柱狀管Μ將管 平 件 器 裝 訂 台 繫 -7- 本紙張尺度適用巾關家標準(CNS) A4規格_〉〈297公董） 11移向固定平台15直至喷嘴13於操作中在鑄模内 口轉接器。當，貪嘴13鳴合轉接器，滑動台架柱狀管1爽甜 組件1 0就定位俾使金屬材料之射出進入鑄模。 一旋轉零件18轉動螺栓12將金屬材料自一進料喉19移 至噴嘴13。加熱傳送帶2〇沿著管丨丨長度方向加熱金屬材料 至所欲之射出溫度。當金屬材料通過螺栓12之頂部部位時 不逆轉閥21使金屬材料得以驅動螺栓12回向射出成型 外罩22。如此會於螺栓12頂部產生金屬材料之一射出充填 物。 、 在操作中，金屬材料屑片被進料至成型機之管丨丨的進料 喉19。屑片係藉射出成型螺栓12經管丨丨傳送且藉該管附近 的加熱傳送帶20同步加熱至一搖溶狀態。當要射出的足量 金屬材料被移動經過不·逆轉閥21，螺栓12接著被射出外罩 22内之一射出單位驅動向前以射出金屬材料進入鑄模。當 其進入鑄模時由於金屬材料冷卻的非常快，金屬材料儘快 被射出進入鑄模是重要的，俾確保鑄模所有部位被填滿。 為做到如此，必須在射出循環中射出唧筒被快速地向前移 動，且施以極大之力。該高速與力使得在整個射出循環中 ，欲噴嘴13與注料口轉接器保持接觸非常困難，即令喷嘴 13藉由滑動台架柱狀管14確實地被夾鉗於注料口轉接器， 亦然，其中該柱狀管14具有繫帶棒與繫帶桿係被設置用以 全力抗拒注料口轉接器與喷嘴13之間的任何脫離。實際上 頃發現噴嘴1 3與注料口轉接器在射出循環中確實會脫離 522061 A7

動態的與不活潑的負荷會出現在射出循環中的多個不 同部分。金屬材料在每一射出循環之間凝固於噴嘴形成— 柱狀、'堵塞物”。在每一射出循環開始時，射出柱狀管被 液壓流體加壓，該流體強迫螺栓向前移動，且增加在螺栓 前方但在堵塞物後方的搖溶狀態金屬材料壓力。最後，來 自射出”的該力將足以導致堵塞物自噴嘴脫離，且吹挤 進入鑄模爽帶著搖溶狀態金屬材料。射出m續向前移 動，且螺栓強迫金屬材料進入鑄模直至鑄模被填滿。當堵 塞物離開噴嘴時，其會產生反作用力，該力施於噴嘴會降 低與 >王料口轉接器之介面上的密封狀態負荷。這項密封狀 怨負荷的降低可導致密封狀態介面的脫離，與隨之發生的 金屬材料漏損。 另一重大的負荷發生於當鑄模填滿時，螺栓將突然地停 止。螺栓，，筒，及在螺栓前方的金屬材料的減速，於喷-嘴與注料口轉接益連結產生額外的力。喷嘴彈回及密封狀 感之力被降低，同時炫化恩力則升至最高。如此將導致金 屬材料自噴嘴之密封狀態面與注料口轉接器之間漏損。 如圖3所示，先前技藝噴嘴1 3,有一切削之球狀表面23， 其實質上以一預先決定的角度吻合注料口轉接器插入物 25之球狀表面24。注料口轉接器插入物25於喷嘴13,與注料 口轉接器16'之間提供熱阻絕，以使噴嘴13’不致被轉接器 過度冷卻。當喷嘴π’帶進與注料口轉接器插入物25壓力 接觸時，轉接器插入物25與噴嘴13,提供一完全密封狀態， 以使經射出通道被射出的金屬材料不致脫離射出通道。不 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 522061 A7 --~ ....... — — — 五、發明説明1 "——-- 幸Η 4上拍出，噴嘴13’與注料口轉接器插入物25在射出 循％中確實會脫離，而金屬材料開始堆積在注料口轉接器 人已、二過切削以確實吻合的噴嘴13，表面上。這意 味著，超過一定時間，介於噴嘴13,與注料口轉接器插入物 25《間的連結將失效，且必須替換上-新的喷嘴與注料口 轉接器^入物。這是昂貴的且耗費時間，故令人意欲找出 種連…其既不會失效或至少在更多個的射出循環中恰 當地運轉。噴嘴與注料口轉接器介面如圖4Α與4Β所示，即 挺供了如此之一種連結。 如圖4Α與4Β所示之設計，喷嘴13"包括一注料龍頭部位 26其被切削以緊貼吻合於注料口轉接器通道27内。喷嘴 13上之肩部28可亦可不毗連倚靠注料口轉接器ι6 〃之面29 ，且於該處被經過滑動台架柱狀管14所施之壓力支撐。藉 此設計，頃發現，噴嘴13〃與注料口轉接器16〃事實上可相-互軸向移動，且於過程中無任何拖延效應。而金屬材料則 可自注料口轉接器16〃與噴嘴13〃之注料龍頭部位％表面間 之壁取得，其取得亦僅止於此。合金凝固於此區域且避免 任何向噴嘴13〃外面之更多之滲入。當鑄模部件自鑄模被射 出時，注料口轉接器16〃與噴嘴13〃間之表面上的金屬材料 與注料口分離。 據此’藉由噴嘴形狀之如此簡單的改變，噴嘴密封狀態 失效的難題即已被克服。 再者，此設計修正之尚有一些更進一步的益處。例如， 噴嘴肩部28不需與注料口轉接器ι6 〃之面29接觸，因而可 -10- 本紙張尺 1適用巾國g家鮮(CNS) Α4規格(21G χ挪公董） 522061 五、發明説明（8 ^免該等表面 <磨損。當然，如果面29與肩部28間之隔離 提供足量散阻絕，目|| ..... 則一螺栓轉接器插入物如圖3所標示之24 ’可置於注料口轉接器16〃末端，俾將喷嘴13〃更進一 接器16〃熱阻絕。 # 利用新喷嘴可射出多樣之金屬材料，然而，該喷嘴更特 別，用於金屬合金諸如鎂基合金等。該喷嘴亦適用於其他 金屬合金諸如鋁或鋅基合金等。 圖為在固定平台15上嚙合注料口轉接器16〃之—實 噴嘴13"的一橫斷-部件视圖。 π β瞭解’本發明非僅限^此處圖式說明或所示，其可 為僅為緣出實踐本發明之最佳模型，其並容許於形式，大 小，零件组裝與操作細節上之修正 有諸如此類之修正，其精神與範圍如申請專:ς二斤 處Ait件符號說明 10 射出成型組件 11 射出管 12 射出成型螺拾 13 噴嘴 13， 先前技藝噴嘴 13丨· 喷嘴 14 滑動台架柱狀管 15 固定平台 1 61 先前技藝注料口轉接器 -11 - 本紙張尺度適财S S家解^·Α4規格(21G x 297公爱） 522061 A7 B7 五、發明説明（9 ) 16丨丨 注 料 口 轉 接 器 17 繫 帶 -桿 18 旋 轉 零 件 19 進 料 喉 20 加 熱 傳 送 帶 2 1 不 -逆襄 ^閥 22 射 出 成 型 外 罩 24 球 狀 表 面 2 5 注 料 α 轉 接 器 插 入物 26 注 料 龍 頭 部 位 2 7 注 料 口 轉 接 器 通 道 28 肩 部 29 面 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）

Claims (1)

1. 展該噴嘴之長度，主 較小之斷面大，並：二有-管狀厚度其實質上比 接器範圍内時，主要二'被留置於一鳴合注料口轉 亦可抗拒射出壓力面可抗拒射出壓力且較小之斷面 7. -金屬材料射出成型機之 器連結，其中該注料口 = 該噴嘴具有-直徑小於第一本、〗柱狀表面且 第二表面緊貼地裝配於第―面以二柱狀表面，該 鳴合轉接器，第_盘第呆=表面之内，以於當喷嘴 λ fi Η ^ ^ ^弟一表面時，提供第一表面與第二 允許：門之狀態嘴合，而該等表面則有充分長度得 、 ；巧等表面間無任何密封狀態 之夭。 8. 如其申^專=圍第7項之改良喷嘴與注料口轉接器連結 ，其中㈣嘴具有-直徑小於第-柱狀表面之第三柱狀 f ，噴嘴鳴合於注料口轉接器時，其中該第一與 第二柱狀表面係為接近但非接觸關係。 " 9. 圍第7或8項之改良噴嘴與注料口轉接器 連，〆其中介於該等表面之一小溝槽允許-限量金屬材 料^入孩溝槽’並凝固於該溝槽内以形成密封狀態，該 限Ϊ材料係被附著於注料口且自該處被移除。 10. -金屬射出成型機之一種改良噴嘴與注料口轉接器連 結’其中菽噴嘴有-第一部位’其係緊貼注料口轉接器 之-表面部位之内，以使噴嘴可於注料口轉接器内軸向 移動’且於喷嘴與轉接器接觸間無任何密封狀態之漏失 -14 - 522061 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 U·如申請專利範圍第1〇項之改良喷嘴與注料口轉接器連 結’其中第一部位與表面部位係被一小溝槽分開，該溝 槽允許一限量金屬材料進入該溝槽，並凝固於該溝槽内 以形成密封狀態。 12_如申請專利範圍第10或11項之一改良喷嘴與注料口轉 接器連結，其中該等部位係為柱狀。 13·如申請專利範圍第4項之金屬材料射出成型機，其中該 〉王料龍頭部於射出循環時，具有充分的長度可維持通道 與注料龍頭部位之間的密封狀態，且當注料口自通道被 釋放時，該長度夠短得使通道與注料龍頭部位 、 间所攔 住的任何金屬材料獲得釋放。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)