TWI438076B - 螺紋模具及其退牙結構 - Google Patents

Description

螺紋模具及其退牙結構

本發明涉及一種螺紋模具，特別是涉及一種螺紋模具的退牙結構。

目前，螺紋模具廣泛用於生產精密光學儀器，如光學鏡頭的鏡座。螺紋模具具有一絞牙結構，該絞牙結構的外端部具有外螺紋。該絞牙結構另一端通過一齒輪與一馬達相連接構成一退牙結構，成型產品之前馬達驅動該絞牙結構進入模具內，從而在絞牙結構外端部的外圍形成成型腔，以注入熔融材料，熔融材料冷卻後即形成具有內螺紋的產品。而後，馬達運轉使絞牙結構退出模具從而開模取出產品。然而，在產品成型過程中，射出機的動作往往是瞬間加速或瞬間停止，產生較強的側向應力，對馬達造成很大的負擔，從而難以控制絞牙結構的行程與同心度，最終影響產品的精密性，無法實現產品的大規模量產。

有鑒於此，有必要提供一種產品精密性較穩定且適於大規模量產的螺紋模具及其退牙結構。

一種螺紋模具，包括一動模及一定模，該定模內設有流道，該動模內設有與流道相連通的至少一模穴，該退牙結構包括一成型桿及一驅動該成型桿軸向移動的馬達，該成型桿一端形成有外螺紋 ，該成型桿上依序環設有第一及第二套筒，該兩套筒軸向上連接，可於套筒的結合處有效消除由於注塑機瞬間加速或停止所產生的應力。

一種退牙結構，包括一成型桿及一驅動該成型桿軸向移動的馬達，該成型桿一端形成有外螺紋，該成型桿上依序環設有第一及第二套筒，該兩套筒軸向上連接，用以減少模具成型產品時產生的應力的影響。

上述螺紋模具及其退牙結構中，在成型桿上套設複數套筒，可於各套筒的結合處有效消除由於注塑機瞬間加速或停止所產生的應力，避免對馬達產生影響，從而維持該螺紋模具的精密性，提高產品的精密度。

10‧‧‧定模

100‧‧‧成型腔

12‧‧‧定模分模面

14‧‧‧流道

20‧‧‧動模

200‧‧‧鏡座

210‧‧‧內螺紋

22‧‧‧動模分模面

24‧‧‧模穴

30‧‧‧退牙結構

40‧‧‧馬達

42‧‧‧端面

420‧‧‧安裝孔

44‧‧‧輸出軸

46‧‧‧上端

460‧‧‧鍵槽

48‧‧‧下端

50‧‧‧固定件

52‧‧‧第一階梯孔

54‧‧‧第一台階

56‧‧‧通孔

60‧‧‧連接桿

62‧‧‧主體部

64‧‧‧結合部

640‧‧‧結合孔

642‧‧‧溝槽

66‧‧‧螺紋

67‧‧‧凸條

68‧‧‧盲孔

69‧‧‧第二台階

70‧‧‧成型桿

71‧‧‧第三台階

72‧‧‧成型部

74‧‧‧外螺紋

76‧‧‧端面

78‧‧‧軸桿部

79‧‧‧安裝部

790‧‧‧柱狀體

792‧‧‧凸柱

80‧‧‧套筒組

82‧‧‧第一套筒

820‧‧‧第二階梯孔

822‧‧‧第一套筒的下端

823‧‧‧第四台階

824‧‧‧第一套筒的上端

826‧‧‧螺孔

84‧‧‧第二套筒

840‧‧‧穿孔

842‧‧‧筒狀部

844‧‧‧台狀部

846‧‧‧連接孔

848‧‧‧凸肋

86‧‧‧第三套筒

860‧‧‧第三階梯孔

862‧‧‧第三套筒的上端

864‧‧‧第三套筒的下端

866‧‧‧第五台階

868‧‧‧收容槽

90‧‧‧螺釘

92‧‧‧桿體

94‧‧‧頭部

圖1為本發明螺紋模具的結構示意圖。

圖2為本發明螺紋模具所加工出的一產品示意圖。

圖3為本發明螺紋模具的退牙結構的立體圖。

圖4為圖3所示退牙結構的分解圖。

圖5為圖3所示退牙結構的剖視圖。

下面將結合附圖對本發明螺紋模具及其退牙結構作進一步詳細說明。

如圖1所示，該螺紋模具包括一定模10、與該定模10相對的一動模20、以及多個退牙結構30。圖1中僅示出兩個退牙結構30，實 際上該退牙結構30的數量可根據模具的大小、生產規模等因素而設定。

該定模10與動模20分別形成有一分模面12、22，當定模10與動模20合模後，該兩分模面12、22相重合。該定模10上設有多個流道14，該動模20內設有多個模穴24，合模時所述模穴24均與定模10的流道14相連通。所述模穴24的數量與退牙結構30的數量相同，每一退牙結構30收容於一相應的模穴24內。

請一起參閱圖1與圖3，每一退牙結構30具有一成型部72，該成型部72的外周面上形成有外螺紋74。合模後該成型部72的外端面76大致與動模20的分模面22相平齊，該模穴24於相應的退牙結構30的成型部72的外圍形成一成型腔100，合模時該成型腔100與定模10的流道14相連通，以便於注入熔融材料進而形成產品。

圖2示出由該螺紋模具所形成的其中一種產品：鏡座200，該鏡座200呈圓筒狀，其內表面一體形成有內螺紋210，當相應的鏡頭螺合安裝至該鏡座200內後，可有效避免鏡頭晃動，提高產品的精密性。可以理解地，該螺紋模具還可成型其它各種具有內螺紋的產品。

如圖3所示，每一退牙結構30包括一馬達40、一固定件50、一連接桿60、一成型桿70及一套筒組80。

該馬達40是用於驅動成型桿70前後移動實現合模或退牙，由於伺服馬達具有高精度的位置、速度、轉矩、定位及通訊控制，故對於本發明螺紋模具而言，優先選用伺服馬達作為驅動機構。

請同時參閱圖4與圖5，該馬達40的端面42形成有複數安裝孔420 ，用於與固定件50相鎖合，所述安裝孔420沿端面42的圓周方向大致呈均勻間隔設置，從而與固定件50鎖合後馬達40的端面42各處受力較為均勻。該馬達40具有一自端面42向上延伸的輸出軸44，該輸出軸44大致呈圓柱狀。該輸出軸44於遠離馬達40的上端46形成一鍵槽460，該鍵槽460自輸出軸44的頂端豎直向下延伸，其長度小於輸出軸44的長度，從而使該輸出軸44的上端46，即具有鍵槽460的部分，橫截面呈“D”形，而輸出後的下端48，即連接於輸出軸44的上端46與馬達40之間的部分，橫截面呈“O”形。

該固定件50呈圓筒狀，通過螺釘90固定連接於馬達40上，且與馬達40的輸出軸44呈共軸設置。該固定件50對應馬達40的每一安裝孔420設有一第一階梯孔52，所述第一階梯孔52沿軸向穿透該固定件50。每一第一階梯孔52上寬下窄，固定件50於該第一階梯孔52內形成一第一台階54。從而螺釘90的桿體92可穿過該第一階梯孔52與馬達40的安裝孔420相螺合，而螺釘90的頭部94則抵靠於該第一台階54上。該固定件50中央形成一通孔56，該通孔56的孔徑大致等於馬達40的輸出軸44的直徑，並與馬達40的輸出軸44共軸。該固定件50的高度小於輸出軸44的下端48的高度，在將固定件50組裝於馬達40上後，馬達40的輸出軸44穿過該固定件50的通孔56，輸出軸44的上端46露出於固定件50之外。

該連接桿60連接於馬達40的輸出軸44與成型桿70之間，包括一主體部62及形成於主體部62頂端的一結合部64。本實施例中，連接桿60為一軸桿，外表面形成有螺紋66。其中該主體部62抵靠於固定件50之上，其外徑大於固定件50的內徑而小於固定件50的外徑。該主體部62內形成有一盲孔68，該盲孔68自主體部62與固定件 50相結合的端面沿軸向向上延伸，該盲孔68的直徑與馬達40的輸出軸44的下端48的直徑相當，該盲孔68的深度與固定件50的高度之和不小於馬達40的輸出軸44的高度。一凸條67由該主體部62的內表面向盲孔68內延伸，該凸條67位於盲孔68的頂端，其大小、形狀與馬達40的輸出軸44的鍵槽460的大小、形狀相當，組裝後該盲孔68將馬達40的輸出軸44突出於固定件50之外的部分收容於其內，凸條67則收容於輸出軸44的鍵槽460之中，兩者構成平鍵連接，從而限定連接桿60相對於馬達40的輸出軸44的轉動，當馬達40帶動其輸出軸44轉動時，連接桿60隨輸出軸44一起轉動。

該連接桿60的結合部64自該主體部62軸向延伸，該結合部64為一內花鍵結構，其外周面為光滑的圓柱面，內部形成一沿軸向的結合孔640，並自結合孔640沿徑向向外延伸複數間隔分佈的溝槽642。該結合孔640與溝槽642沿軸向的深度與結合部64的高度相當。該結合部64的外徑略小於連接桿60的主體部62的直徑，從而於連接桿60的外周面靠近其頂端形成一第二台階69。

該成型桿70連接於該連接桿60的結合部64上。該成型桿70包括一光滑的軸桿部78，該軸桿部78的頂端形成所述成型部72，成型部72的外周面上即形成該外螺紋74。一安裝部79自軸桿部78的底端軸向延伸，用於將該成型桿70安裝於連接桿60上。該安裝部79的外徑小於軸桿部78的外徑，於兩者的結合處形成一第三台階71。安裝部79的末端形成一與連接桿60的結合部64的內花鍵相配合的外花鍵結構，包括一柱狀體790及自該柱狀體790沿徑向向外凸設的複數凸柱792，其中柱狀體790的直徑與結合孔640的直徑相當，凸柱792的形狀、大小與結合部64的溝槽642的形狀、大小相當 。該外花鍵結構的高度略小於安裝部79的高度，且基本上與連接桿60的結合部64的高度相當。

套筒組80套設於連接桿60以及成型桿70的外圍，包括第一套筒82、第二套筒84及第三套筒86。其中該第一套筒82內設有一貫穿該第一套筒82的第二階梯孔820，該第二階梯孔820上窄下寬，從而該第一套筒82的下端822具有較大的內徑，上端824具有較小的內徑，其中該第一套筒82的上端824的內徑、高度分別與連接桿60的結合部64的外徑、高度相當，下端822的內徑與連接桿60的主體部62的外徑相當，高度遠小於主體部62的長度。該第一套筒82於其下端822與上端824的相交處形成一第四台階823，從而在組裝時，第一套筒82的上端824套設於連接桿60的結合部64上，下端822套設於連接桿60的主體部62的頂端，第四台階823抵靠於連接桿60的第二台階69上，防止第一套筒82在重力的作用下沿軸向向下運動。一對螺孔826形成於第一套筒82的上端，用於與第二套筒84相連接。

該第二套筒84套設於成型桿70的軸桿部78的外圍，該第二套筒84內形成一貫通的穿孔840供該成型桿70穿過，該穿孔840的直徑與成型桿70的軸桿部78的外徑相當，且略小於連接桿60的結合部64的外徑。該第二套筒84包括一筒狀部842與一台狀部844，其中該台狀部844呈扁平圓盤狀，抵靠於第一套筒82上，其外徑略小於第一套筒82的外徑，而大於連接桿60的直徑。一對連接孔846軸向貫穿該台狀部844，且分別與第一套筒82的螺孔826相對應，從而螺釘90穿過該第二套筒84的連接孔846與第一套筒82的螺孔826相螺合，將二者固定連接在一起。該筒狀部842自該台狀部844中 央軸向向上延伸，呈長筒狀結構，其長度大致在成型桿70長度的一半左右，以確保與成型桿70的同心度。一對凸肋848分別形成於筒狀部842靠近其頂端的外周面上，用於與第三套筒86相卡扣。

該第三套筒86內形成一貫穿該第三套筒86的一第三階梯孔860，同樣該第三階梯孔860上窄下寬，從而該第三套筒86的上端862具有較小的內徑，下端864具有較大的內徑，上端862與下端864之間形成一第五台階866，該上端862的內徑與成型桿70的外徑相當，該下端864的內徑與第二套筒84的筒狀部842的外徑相當，下端864的長度遠小於第二套筒84的筒狀部842的長度，一對收容槽868形成於該第三套筒86的下端864內，自下端864的內表面沿徑向向外延伸且與第三階梯孔860相連通，其大小、形狀與第二套筒84的凸肋848相匹配。組裝時，第二套筒84的筒狀部842伸入至第三套筒86的下端864內並抵靠於該第三套筒86的第五台階866上，第二套筒84的凸肋848則分別收容於第三套筒86的下端864的收容槽868內，防止第三套筒86相對於第一、第二套筒82、84轉動，從而該第一、第二、第三套筒82、84、86結合為一體，構成套筒組80，環設於連接桿60與成型桿70相結合部位的外圍並可隨成型桿70及連接桿60一起轉動或移動。在轉動過程中，連接桿60的螺紋66可降低磨損及散熱降溫的作用。

當該螺紋模具合模時，馬達40驅動其輸出軸44轉動並帶動成型桿70朝向定模10移動，使成型桿70的成型部72的端面76與動模20的分模面22相平齊，從而模穴24在成型桿70的成型部72的外圍形成成型腔100，模穴24對應於成型桿70的成型部72的直徑、該成型 部72的外徑及其外螺紋74的設置則根據所要成型產品的規格而定。此時如圖5所示，連接桿60的底端抵靠於固定件50上，而成型桿70的安裝部79則抵靠於連接桿60的結合部64內，從而馬達40、固定件50、連接桿60、成型桿70在軸線方向上可避免相對移動，另一方面，第一、第二套筒82、84套設於連接桿60與成型桿70的結合處，第三套筒86與第一、第二套筒82、84相結合且套設於成型桿70的外圍，從而可有效保證連接桿60與成型桿70的同心度，特別在成型桿70較長時，可保證成型桿70的位置的精確性。當注塑機向成型腔100內注入熔融材料時，由於瞬間速度變化所產生的應力可於各套筒之間的結合處釋放掉，從而大大減輕了對伺服馬達40的影響，有效保證產品的精密性。

待熔融材料冷卻形成所需要產品，馬達40帶動固定件50向外移動，在固定件50與連接桿60之間形成一段距離，此距離應不小於成型桿70的成型部72的高度，作為退牙的空間。然後，馬達40驅動其輸出軸44反向轉動，輸出軸44帶動連接桿60轉動，由於連接桿60與成型桿70通過花鍵連接而無法相對轉動，成型桿70隨連接桿60一起轉動，而由於成型桿70與該螺紋模具所成型的產品之間是螺紋配合，在產品不動的情況下，該連接桿60與成型桿70邊轉動邊向外移動，即朝向馬達40移動，從而使成型桿70脫離產品，最終，將定模10與動模20分模，再頂出產品即可獲得所要的產品。另，在上述退牙過程中，由於所採用的是伺服馬達，可精確控制成型桿70的移動與轉動，從而避免成型桿70沿其軸向晃動，並可利用轉速來調整產品的扭力值。另外，由於每一模穴24均為單獨作動，組模方便。在研發時可同時測試數種不同的扭力值；在量產時如某一穴成型桿70絞牙時，可方便更換備品，而且其他穴並 不會受到影響，可以繼續生產。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

30‧‧‧退牙結構

40‧‧‧馬達

50‧‧‧固定件

60‧‧‧連接桿

70‧‧‧成型桿

80‧‧‧套筒組

82‧‧‧第一套筒

84‧‧‧第二套筒

86‧‧‧第三套筒

90‧‧‧螺釘

Claims (18)

1. 一種退牙結構，包括一成型桿及一驅動該成型桿軸向移動的馬達，其改良在於：該退牙結構還連接於馬達輸出軸與成型桿之間的連接桿以及第一套筒、第二套筒、第三套筒，該成型桿一端形成有外螺紋，該馬達包括一輸出軸，該第一套筒套設於該連接桿，第二套筒套設於該成型桿，該第三套筒連接於第二套筒遠離第一套筒的端部；該第三套筒包括具有較小內徑的第一端與具有較大內徑的第二端，該第一端與該第二端相背，該成型桿穿過該第三套筒的第一端，該外螺紋被該第一端暴露，該第二套筒遠離第一套筒的端部收容於該第三套筒的第二端內並抵靠該第一端與該第二端之間形成的台階，該第三套筒還設有至少一收容槽，該收容槽自該第三套筒的第二端的內表面沿徑向向外延伸，該第二套筒遠離該第一套筒的端部的外周面凸設至少一凸肋，該凸肋收容於該收容槽內避免該第二、第三套筒的相對轉動，該第一套筒、該第二套筒以及該第三套筒軸向上連接，用以減少模具成型產品時產生的應力的影響。
2. 如申請專利範圍第1項所述之退牙結構，其中該第二套筒包括一台狀部與自台狀部中央向外延伸的一筒狀部，該台狀部上形成有通孔，該第一套筒上形成有螺孔，螺釘穿過台狀部上的通孔並與第一套筒的螺孔相螺合將第一套筒與第二套筒連接為一體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之退牙結構，其中該連接桿與成型桿之間通過花鍵連接避免二者之間的相對轉動。
4. 如申請專利範圍第3項所述之退牙結構，其中該連接桿形成內花鍵，成型桿形成與連接桿的內花鍵相配合的外花鍵。
5. 如申請專利範圍第1項所述之退牙結構，其中該馬達的輸出軸與連接桿之 間形成平鍵連接避免二者之間的相對轉動，其中馬達的輸出軸形成鍵槽，連接桿形成與該鍵槽相配合的凸條。
6. 如申請專利範圍第1項所述之退牙結構，其中該連接桿包括主體部以及形成於主體部頂端的結合部，該結合部的外徑小於該主體部的外徑，該主體部與該結合部之間形成第二台階，該第一套筒內沿軸向形成一階梯孔並於該第一套筒內形成一第四台階，該第一套筒套設於該連接桿端部的外圍，該連接桿的第二台階與該第一套筒的第四台階相抵靠。
7. 如申請專利範圍第1項所述之退牙結構，其中還包括一固定件，該固定件固定於馬達上，該連接桿抵靠於該固定件上，馬達的輸出軸穿過該固定件與連接桿連接。
8. 如申請專利範圍第1項所述之退牙結構，其中該馬達為伺服馬達。
9. 如申請專利範圍第1項所述之退牙結構，其中該連接桿為螺桿，其外周面上設有螺紋。
10. 一種螺紋模具，包括一動模及一定模，該定模內設有流道，該動模內設有與流道相連通的至少一模穴，每一模穴內設有一退牙結構，該退牙結構包括一成型桿及一驅動該成型桿軸向移動的馬達，其改良在於：該退牙結構還連接於馬達輸出軸與成型桿之間的連接桿以及第一套筒、第二套筒、第三套筒，該成型桿一端形成有外螺紋，該馬達包括一輸出軸，該第一套筒套設於該連接桿，第二套筒套設於該成型桿，該第三套筒連接於第二套筒遠離第一套筒的端部；該第三套筒包括具有較小內徑的第一端與具有較大內徑的第二端，該第一端與該第二端相背，該成型桿穿過該第三套筒的第一端，該外螺紋被該第一端暴露，該第二套筒遠離第一套筒的端部收容於該第三套筒的第二端內並抵靠該第一端與該第二端之間形成的台階，該第三套筒還設有至少一收容槽，該收容槽自該第三套筒的第二端的內表面沿徑向向外延伸，該第二套筒遠離該第一套筒的 端部的外周面上凸設至少一凸肋，該凸肋收容於該收容槽內避免該第二、第三套筒的相對轉動，該第一套筒、第二套筒以及第三套筒軸向連接，用以減少模具成型產品時產生的應力的影響。
11. 如申請專利範圍第10項所述之螺紋模具，其中該第二套筒包括一台狀部與自台狀部中央向外延伸的一筒狀部，該台狀部形成有通孔，該第一套筒上形成有螺孔，螺釘穿過台狀部上的通孔並與第一套筒的螺孔相螺合將第一套筒與第二套筒連接為一體。
12. 如申請專利範圍第10項所述之螺紋模具，其中該連接桿與成型桿之間通過花鍵連接避免二者之間的相對轉動。
13. 如申請專利範圍第12項所述之螺紋模具，其中該連接桿形成內花鍵，成型桿形成與連接桿的內花鍵相配合的外花鍵。
14. 如申請專利範圍第10項所述之螺紋模具，其中該馬達的輸出軸與連接桿之間形成平鍵連接避免二者之間的相對轉動，其中馬達的輸出軸形成鍵槽，連接桿形成與該鍵槽相配合的凸條。
15. 如申請專利範圍第10項所述之螺紋模具，其中該連接桿包括主體部以及形成於該主體部頂端的結合部，該結合部的外徑小於該主體部的外徑，該主體部與該結合部之間形成第二台階，該第一套筒內沿軸向形成一階梯孔並於該第一套筒內形成一第四台階，該第一套筒套設於該連接桿端部的外圍，該連接桿的第二台階與該第一套筒的第四台階相抵靠。
16. 如申請專利範圍第10項所述之螺紋模具，其中還包括一固定件，該固定件固定於馬達上，該連接桿抵靠於該固定件上，馬達的輸出軸穿過該固定件與連接桿連接。
17. 如申請專利範圍第10項所述之螺紋模具，其中該馬達為伺服馬達。
18. 如申請專利範圍第10項所述之螺紋模具，其中該連接桿為螺桿，其外周面上設有螺紋。