TWI546179B - 模具及其調整方法 - Google Patents

Description

模具及其調整方法

本發明涉及一種模具及其調整方法，尤其涉及一種應用於調整成型光學鏡片偏心之精密模具及其調整方法。

注塑成型技術是將注塑模具裝設於成型機上，控制該注塑模具中之壓力和溫度，使融熔之塑膠注入該注塑模具中，最終經冷卻固化以成型出塑膠製品。注塑成型技術具有成型速度快，一次成型，且模具使用壽命較長之特點。模具之製造方法請參閱Tseng等人於1990年IEEE系統、智能控制國際會議(1990 IEEE International Symposium on Intelligent Control)上發表之論文“Knowledge-based mold design for injection molding processing”。

採用傳統之注塑模具製造光學鏡片時，由於模具加工精度及成型機合模之精度有限，該模具之公模與母模合模時，兩者之間容易出現偏差，從而使得製造出來之光學鏡片之兩側之兩個非球面不可避免地存在一定之偏心度，即光學鏡片兩側之兩個非球面之幾何中心線不重合，存在一定偏差，造成成型之光學鏡片之光軸與其幾何中心線不重合。

如圖1所示之一種先前之注塑模具10，其包括一公模100，一母模110，一公模仁120，及一母模仁130。該公模仁120設有一第一成 型面122，該母模仁130設有一第二成型面132。該模具10合模時形成一成型型腔(圖未標示)，用於成型該光學鏡片12，該公模仁120之第一成型面122與該母模仁130之第二成型面132分別用於成型該光學鏡片12兩側之兩個非球面。

圖1給出的模具10為合模狀態，該公模仁120之第一成型面122之幾何中心線與該母模仁130之第二成型面132之幾何中心線之間具有偏差，即產生一偏差量φ，因此，使得所成型之光學鏡片兩側之兩個非球面之幾何中心線之間也產生一偏差量φ，因此採用該模具10所製造出之光學鏡片為不合格鏡片。

先前技術中，當該公模仁120與母模仁130之間存在偏差時，一般採用更換該公模仁120或母模仁130，以校正該公模仁120與母模仁130之間之偏差。然而，更換該公模仁120或母模仁130拆裝比較麻煩，且上述方法成本較高。

有鑒於此，提供一種可消除光學鏡片成型過程中存在之偏差且低成本之精密模具及其調整方法實為必要。

一種模具包括：一母模、一公模、一裝配於該母模之母模仁、一裝配於該公模之公模仁。該公模仁包括一入子以及一套設於該入子之入子套筒，該入子具有一第一成型面，該母模仁具有第二成型面，該第二成型面用於與第一成型面配合形成成型型腔。該入子套筒之內壁沿該入子套筒之軸向方向開設有複數凹槽，該複數凹槽沿該入子套筒內壁之圓周方向等角度分佈，該入子套筒之內壁與該入子之間具有間隙，該模具進一步包括複數厚度不等之墊片，該複數墊片分別設置於複數凹槽內且抵靠於該入子之外壁， 以使第一成型面之幾何中心線與第二成型面之幾何中心線重合。

一種上述模具之調整方法，該模具用於成型光學鏡片，該光學鏡片具有一第一曲面及第二曲面，該入子之第一成型面用於成型該光學鏡片之第一曲面，該母模仁之第二成型面用於成型該光學鏡片之第二曲面，該調整方法包括以下步驟：將公模仁裝配於公模塊，母模仁裝配於母模塊，調整該公模仁與該母模仁之位置關係，然後測量入子之第一成型面之幾何中心線與該母模仁之第二成型面之幾何中心線之間之偏差量；藉由該偏差量，選擇更換若干墊片中之部分墊片，以將該入子相對於該母模仁平移，使得該入子之第一成型面之幾何中心線與該母模仁之第二成型面之幾何中心線重合。

相對於先前技術，該模具包括複數墊片，通過更換厚度不同之墊片，以使得該入子相對於該母模仁平移，而使得該入子之第一成型面之幾何中心線與該母模仁之第二成型面之幾何中心線重合，從而校正該入子之第一成型面之幾何中心線與該母模仁之第二成型面之幾何中心線之間之偏差，因此，無需更換該公模仁或母模仁，進而降低生產成本。

20‧‧‧模具

40‧‧‧光學鏡片

42‧‧‧第一曲面

44‧‧‧第二曲面

210‧‧‧母模

220‧‧‧母模仁

222‧‧‧第二成型面

230‧‧‧公模

231‧‧‧安裝孔

233‧‧‧第一凹槽

234‧‧‧第二凹槽

235‧‧‧第三凹槽

236‧‧‧第四凹槽

240‧‧‧公模仁

242‧‧‧入子

244‧‧‧入子套筒

245‧‧‧第一孔

246‧‧‧第二孔

253‧‧‧第一墊片

254‧‧‧第二墊片

255‧‧‧第三墊片

256‧‧‧第四墊片

273‧‧‧第五墊片

284‧‧‧第六墊片

2331、2341、2351、2361‧‧‧側壁

2420‧‧‧底座

2421‧‧‧凸台

2422‧‧‧第一成型面

2443‧‧‧第一平面

2444‧‧‧第三平面

2531、2541‧‧‧第一接觸面

2532、2542‧‧‧第二接觸面

圖1為先前技術中注塑模具合模偏心造成光學鏡片偏心之示意圖。

圖2為本發明實施例提供之一種模具之立體示意圖。

圖3為本發明實施例提供之模具之分解示意圖。

圖4為本發明實施例提供之模具之入子套筒之剖視示意圖。

圖5為沿圖2中V-V線剖開之剖視示意圖。

圖6為本發明實施例提供之模具所成型之光學鏡片之剖視示意圖。

圖7為本發明實施例提供之模具合模發生偏心之示意圖。

圖8為圖7所示之模具被校正偏心誤差後之剖視示意圖。

下面將結合附圖對本發明作進一步之詳細說明。

請參閱圖2至圖5，為本發明實施例提供之一種模具20，其用於成型光學鏡片40(如圖6所示)。該光學鏡片40具有第一曲面42及第二曲面44。該模具20包括一母模210，一裝配於該母模210之母模仁220，一公模230，一裝配於該公模230內之公模仁240，以及第一墊片253、第二墊片254、第三墊片255與第四墊片256。

該公模仁240包括一入子242以及一個套設於該入子242之入子套筒244。該公模230設置有一安裝孔231，該安裝孔231之形狀與該入子套筒244之形狀相匹配，該入子242及入子套筒244設置於該公模230之安裝孔231內。

該入子242由一體成型之底座2420與圓柱狀凸台2421組成，該底座2420是於圓柱體之外壁沿該底座2420之軸向方向設置有一第一平面2443、與該第一平面2443正對之一第二平面(圖未示)，第三平面2444以及與該第三平面2444正對之第四平面(圖未示)，該第一平面2443、第二平面、第三平面2444與第四平面等角度之分佈於該入子外壁之圓周上。該底座2420與該凸台2421之軸線重合，且該底座2420之最小半徑大於該凸台2421之半徑。該凸台 2421之一端設有一第一成型面2422，該第一成型面2422用於成型該光學鏡片40之第一曲面42。

該入子套筒244為一中空之圓柱狀結構，該中空部分之結構為一階梯孔，該階梯孔包括相互連通之第一孔245與第二孔246。

該入子套筒244之第一孔245用於容納入子242之凸台2421，該第一孔245之內壁與入子242之凸台2421之間具有間隙，該間隙約為0.005毫米。

該入子套筒244之第二孔246用於容納底座2420與墊片253、254、255以及256。該第二孔246之內壁上沿著該入子套筒244之軸向方向開設有第一凹槽233、第二凹槽234、第三凹槽235以及第四凹槽236，該第一凹槽233與第二凹槽234正對設置，該第三凹槽235與第四凹槽236正對設置，且該第一凹槽233、第二凹槽234、第三凹槽235與第四凹槽236等角度之分佈於該入子套筒244內壁之圓周上。該凹槽233、234、235以及236之寬度分別大於等於放入其內之墊片253、254、255以及256之寬度。該入子套筒244第二孔246之內壁與該入子242之底座2420之間具有間隙，該間隙約為0.01毫米。

當入子套筒244套設於入子242時，該入子242之第一平面2443與該入子套筒之第一凹槽233相對設置，該第二平面與該第二凹槽234相對設置，該第三平面2444與該第三凹槽235相對設置，該第四平面與該第四凹槽236相對設置。

該第一墊片253設置於該入子套筒244之第一凹槽233，該第一墊片253設有一第一接觸面2531及一第二接觸面2532，該第一接觸 面2531及該第二接觸面2532均為平面且互相平行，該第一接觸面2531抵靠於該入子242之第一平面2443，該第二接觸面2532抵靠於該入子套筒244之第一凹槽233之側壁2331。該第二墊片254設置於該入子套筒244之第二凹槽234，該第二墊片254設有一第一接觸面2541及一第二接觸面2542，該第一接觸面2541及該第二接觸面2542均為平面且互相平行，該第一接觸面2541抵靠於該入子242之第二平面，該第二接觸面2542抵靠於該入子套筒244之第二凹槽234之側壁2341。該第三墊片255設置於該入子套筒244之第三凹槽235，該第三墊片255一面抵靠於該入子242之第三平面，相對之另一面抵靠於該入子套筒244之第三凹槽235之側壁2351。該第四墊片256設置於該入子套筒244之第四凹槽236，該第四墊片256一面抵靠於該入子242之第四平面，相對之另一面抵靠於該入子套筒244之第四凹槽236之側壁2361。

該母模仁220與入子242之第一成型面2422相對之位置設有一第二成型面222，該第二成型面222用於成型該光學鏡片40之第二曲面44。

另外，不限於本實施例，該入子242之底座2420為圓柱形狀，該第一墊253片、第二墊片254、第三墊片255以及第四墊片256分別具有與該入子242之底座2420之外壁接觸之接觸面，該接觸面之形狀與該入子242之底座2420之外壁形狀相匹配，以使該第一墊片253、第二墊片254、第三墊片255以及第四墊片256之接觸面與該入子242之外壁緊密貼合。

另外，該入子之形狀也可沒有凸台，只包括底座之結構，該入子套筒之中空部分之結構用於容納入子與墊片。該入子之一端部設 置有第一成型面，與母模仁之第二成型面於合模時形成一成型型腔。該墊片分別設置於凹槽內，該墊片之一面抵靠於該入子之外壁，相對之另一面抵靠於該入子套筒凹槽之側壁。

該模具裝置20之調整方法如下：首先，將該公模仁240裝配於公模塊，該母模仁220裝配於母模塊，調整該公模仁240與該母模仁220之位置關係，然後測量該公模仁240之入子242之第一成型面2422之幾何中心線與該母模仁220之第二成型面222之幾何中心線之間之偏差量。

該公模仁240之入子242之第一成型面2422之幾何中心線與該母模仁220之第二成型面222之幾何中心線之間之偏差量，可通過以下兩種方式測量：

a)應用三座標測量儀直接測量該入子242之第一成型面2422之幾何中心線與該母模仁220之第二成型面222之幾何中心線之間之偏差量。

b)應用三座標測量儀測量該模具20所成型之光學鏡片40之第二曲面44之幾何中心線與第一曲面42之幾何中心線之間之偏差量，以計算出該入子242之第一成型面2422之幾何中心線與該母模仁220之第二成型面222之幾何中心線之間之偏差量。

其次，請參閱圖7，當該模具20合模後，該公模仁240之入子242之第一成型面2422之幾何中心線與該母模仁220之第二成型面222之幾何中心線之間於X軸方向(第一凹槽233與第二凹槽234中心連線之方向)上偏差量為δ時，應將該入子242沿X軸正方向平移δ位移，以校正該入子242之第一成型面2422之幾何中心線與該 母模仁220之第二成型面222之幾何中心線之間之偏差量δ。藉由該偏差量δ，將該第一墊片253更換為第五墊片273(如圖8所示)，將該第二墊片254更換為第六墊片284，並使得該第五墊片273抵靠於該公模仁240之入子套筒244及該入子242，以及使得該第六墊片284抵靠於該公模仁240之入子套筒244及該入子242，以將該入子242相對於該入子套筒244沿X軸正方向平移δ位移，使得該入子242之第一成型面2422之幾何中心線與該母模仁220之第二成型面222之幾何中心線重合。該第五墊片273之厚度d5等於該第一墊片253之厚度d1與該偏差量δ之和，該第六墊片284之厚度d6等於該第二墊片254之厚度d2與該偏差量δ之差，即d1+d2=d5+d6。

可以理解，當該入子242之第一成型面2422之幾何中心線與該母模仁220之第二成型面222之幾何中心線之間於Y軸方向(第三凹槽235與第四凹槽236中心連線之方向)上存在偏差時，更換第三墊片255及第四墊片256可校正該入子242之第一成型面2422之幾何中心線與該母模仁220之第二成型面222之幾何中心線之間於Y軸方向上之偏差量。

可以理解，模具之公模仁之第一成型面之幾何中心線與母模仁之第二成型面之幾何中心線之間之偏差一般為X軸方向上之偏差與Y軸方向上之偏差之組合，對於此種情況，該模具20亦可校正公模仁之第一成型面之幾何中心線與母模仁之第二成型面之幾何中心線之間之偏差。

由於該模具20包括相對設置之第一墊片253及第二墊片254，以及相對設置之第三墊片255及第四墊片255，通過調整相對設置之第 一墊片253、第二墊片254，以及相對設置之第三墊片255及第四墊片255之厚度，可使得該公模仁240之入子242相對於該入子套筒244平移，而使得該公模仁240之入子242之第一成型面2422之幾何中心線與該母模仁220之第二成型面222之幾何中心線重合，從而校正該入子242之第一成型面2422之幾何中心線與該母模仁220之第二成型面222之幾何中心線之間之偏差，因此，無需更換公模仁240或母模仁220，進而降低生產成本。

綜上所述，本創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本創作之較佳實施例，本創作之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之人士爰依本創作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。

20‧‧‧模具

210‧‧‧母模

220‧‧‧母模仁

230‧‧‧公模

231‧‧‧安裝孔

240‧‧‧公模仁

242‧‧‧入子

244‧‧‧入子套筒

253‧‧‧第一墊片

254‧‧‧第二墊片

255‧‧‧第三墊片

256‧‧‧第四墊片

2420‧‧‧底座

2421‧‧‧凸台

2443‧‧‧第一平面

2444‧‧‧第三平面

2531、2541‧‧‧第一接觸面

2532、2542‧‧‧第二接觸面

Claims (9)

1. 一種模具，其包括：一母模、一公模、一裝配於該母模之母模仁以及一裝配於該公模之公模仁，該公模仁包括一入子以及一套設於該入子之入子套筒，該入子具有一第一成型面，該母模仁具有一第二成型面，該第二成型面用於與第一成型面配合形成成型型腔，其改進在於：該入子套筒之內壁沿該入子套筒之軸向方向開設有複數凹槽，該複數凹槽沿該入子套筒內壁之圓周方向等角度分佈，該入子套筒之內壁與該入子之間具有間隙，該模具進一步包括複數厚度不等之墊片，該複數墊片分別設置於複數凹槽內且抵靠於該入子之外壁與對應凹槽之側壁，藉由調整複數凹槽內墊片之厚度以使第一成型面之幾何中心線與第二成型面之幾何中心線重合。
2. 如申請專利範圍第1項所述之模具，其中，該入子之外壁沿該入子之軸向方向設有與入子套筒凹槽數量相等之複數平面，該複數平面沿該入子外壁之圓周方向等角度分佈，該複數墊片分別具有一與該入子之外壁接觸之接觸面，該接觸面均為平面，該複數墊片之接觸面分別與該入子外壁之複數平面貼合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之模具，其中，該入子為圓柱狀結構，該複數墊片分別具有一與該入子之外壁接觸之接觸面，該接觸面之形狀與該入子之外壁形狀相匹配。
4. 如申請專利範圍第1項所述之模具，其中，該入子包括一底座以及形成於該底座上之圓柱狀凸台，該入子套筒為一中空之圓柱狀結構，該入子套筒之中空部分包括用於容納該入子之圓柱狀凸台之第一孔，以及用於容納該入子底座及墊片之第二孔。
5. 如申請專利範圍第4項所述之模具，其中，該複數凹槽開設於該入子套筒第二孔之內壁且沿該入子套筒之軸向方向延伸，該複數凹槽沿該入子套筒第二孔內壁之圓周方向等角度分佈。
6. 如申請專利範圍第4項所述之模具，其中，該入子套筒第一孔之內壁與該入子凸台之間之間隙為0.005毫米，該入子套筒第二孔之內壁與該入子底座之間之間隙為0.01毫米。
7. 一種如申請專利範圍第1項所述之模具之調整方法，該模具用於成型光學鏡片，該光學鏡片具有相對設置之第一曲面和第二曲面，該入子之第一成型面用於成型該光學鏡片之第一曲面，該母模仁之第二成型面用於成型該光學鏡片之第二曲面，該調整方法包括以下步驟：將公模仁裝配於公模塊，母模仁裝配於母模塊，調整該公模仁與該母模仁之位置關係，然後測量入子之第一成型面之幾何中心線與該母模仁之第二成型面之幾何中心線之間之偏差量；藉由該偏差量，選擇更換若干墊片中之部分墊片，以將該入子相對於該母模仁平移，使得該入子之第一成型面之幾何中心線與該母模仁之第二成型面之幾何中心線重合。
8. 如申請專利範圍第7項所述之調整方法，其中，該入子之第一成型面之幾何中心線與該母模仁之第二成型面之幾何中心線之間之偏差量，通過以下方式測量：應用三座標測量儀測量該光學鏡片之第一曲面之幾何中心線與第二曲面之幾何中心線之間之偏差量，通過該光學鏡片之第一曲面之幾何中心線與第二曲面之幾何中心線之間之偏差量，計算該入子之第一成型面之幾何中心線與該母模仁之第二成型面之幾何中心線之間之偏差量。
9. 如申請專利範圍第7項所述之調整方法，其中，該入子之第一成型面之幾何中心線與該母模仁之第二成型面之幾何中心線之間之偏差量，通過以 下方式測量：應用三座標測量儀測量該入子之第一成型面之幾何中心線與該母模仁之第二成型面之幾何中心線之間之偏差量。