專利名稱：注塑選擇部件的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于模塑部件的注塑設(shè)備，特別涉及這樣一種設(shè)備，其可結(jié)構(gòu)變形地模塑若干不同部件中的一個，這種部件特別是電聯(lián)接器殼體。
用于制造注塑部件的模具通常是應(yīng)用于幾千個部件快速連續(xù)模塑的較高產(chǎn)量的場合。這些模具經(jīng)常是幾天或幾個星期連續(xù)不斷地運轉(zhuǎn)制造相同的部件。若想要制造一種不同的部件，就需從模塑機(jī)中取出模具，并換上另一個模具。這當(dāng)然意味著在更換模具時要使模塑機(jī)停止生產(chǎn)。這在經(jīng)濟(jì)上通常并不會引起困難，因為在較長的生產(chǎn)周期中生產(chǎn)非常大量的部件。相對短的停車換模具時間是可以容忍的。然而，當(dāng)需要少量的不同部件，因而生產(chǎn)周期較短時，更換模具所需的停產(chǎn)時間就很明顯了，它將使經(jīng)濟(jì)上的不利猛增。
可結(jié)構(gòu)變形的模具是公知的，可以對其進(jìn)行操作來模塑不同部件。通常需要拆卸這些模具，并增加或去掉一些模塊。結(jié)構(gòu)變形時當(dāng)然需要使模塑機(jī)停車。1993年10月26日授予Collette等的美國專利5,255,889公開了一例這種可結(jié)構(gòu)變形的模具?！?89專利公開了一種制造飲料瓶的吹模，其具有上模部分和下模部分，二者由不同的中間部分連接，這些中間部分可以從中部增加或者去除以模塑所需尺寸的瓶子。雖然一些同樣的模具部件對于所有所模塑的部件是通用的，但結(jié)構(gòu)變形過程花費了相當(dāng)多的時間，致使產(chǎn)量下降。與大多數(shù)模塑機(jī)一樣，在為使模具結(jié)構(gòu)變形而停車之后必須從機(jī)器中清除舊的模塑材料。機(jī)器重新運轉(zhuǎn)起來以后必須廢棄最初的幾個模塑件，直到工藝重新穩(wěn)定下來。在1989年8月29日授予Boehm等人的美國專利4,861,534中公開了另一例可結(jié)構(gòu)變形的模具。這種模具用于模塑電路板，其采用具有一排塑孔栓的單一模腔，塑孔栓可選擇性地從模腔中縮回。通過只允許在電路板上制出理想孔構(gòu)型所需的塑孔栓保持在模腔中，而縮回所有其它的塑孔栓，可以在電路板上制出任何所需的孔構(gòu)型。然而，當(dāng)需要不同尺寸的電路板時則要更換模具。
需要的是一種可結(jié)構(gòu)變形的模具，它可以很容易地自動變化來制造較小量的不同部件，而不會因更換模具而使機(jī)器長時間停車。
本發(fā)明提供了一種用于選擇性地模塑多個不同部件中的一個的設(shè)備，其包括一個具有一第一模腔的第一模體和一個其內(nèi)帶有第二和第三模腔的第二模體。該模塑設(shè)備的第一和第二模體中的一個可選擇性地相對于另一個運動，使第二和第三模腔中的一個與第一模腔連通。該模塑設(shè)備包括一個產(chǎn)生一模體運動的致動器。一模架控制器自動控制該致動器。注塑裝置與模塑設(shè)備相連，用于將模塑材料注入第一模腔內(nèi)。
現(xiàn)在參考附圖舉例說明本發(fā)明的一實施例，其中

圖1為一可結(jié)構(gòu)變形的模塑機(jī)的主要功能組件的圖示，用于描述本發(fā)明；圖2和3為在圖1所示的機(jī)器中模塑出的一種典型的電聯(lián)接器殼體的平面圖和前視圖；圖4為沿圖2中的4-4線的一橫剖面圖；圖5、6、7、8為圖1所示的機(jī)器的三個模腔的橫剖面圖，其示出了各模具的結(jié)構(gòu)；圖9為一框圖，其示出了圖1所示機(jī)器的控制功能。
按照本發(fā)明的介紹，在圖1中簡要地示出了一注塑機(jī)10的主要功能元件。雖然本模塑機(jī)10設(shè)置成選擇性地模塑若干個不同的電聯(lián)接器殼體，但可以很容易地使本機(jī)器適合于任何適用的理想模塑件。如圖1所示，本機(jī)器分別包括一機(jī)架12和第一、第二、第三模體14、16和18。第一模體14通過任一適當(dāng)?shù)难b置剛性地連接于機(jī)架12，而第二和第三模體16和18則滑動地連接于機(jī)架，后面將對此進(jìn)行說明。第一模體14包括一第一表面22和一與第一表面22相交的第一模腔24。一注入器26連接于機(jī)架12，并通過一通道28將注塑材料注入到第一腔中，通道28通過一個形成在第一模體內(nèi)的孔30與第一模腔連通。也可以使通道28直接與第一模腔24連通，而不需要孔24。
第二模體16包括一第二表面36，其平行于第一表面并與其相對，如圖1所示。在第二表面36上形成有一切口38，從而形成兩個腿40和42。腿40包括一第二模腔44，而腿42包括一第三模腔46，兩個模腔均與第二表面36相交。第二模體通過兩個彼此成直角設(shè)置的滑動件滑動地連接于機(jī)架12。從圖1中看，一豎直設(shè)置的滑動件50的靜止部分52通過任何適當(dāng)?shù)难b置與機(jī)架12相連，而其可動部分54與第一表面22相對設(shè)置，因此其在平行于第一表面的方向上滑動。一第一線性致動器56，在本實施例中為一氣缸，連接于機(jī)架12，且它包括一個與可動部分54相連的活塞桿58。從圖1中看，一水平設(shè)置的滑動件60的靜止部分62連接于滑動件50的可動部分54，而其可動部分64設(shè)置成在朝著和離開第一表面22的方向上移動，同時保持與第一表面垂直。第二模塑體16連接于滑動件60的可動部分64。一第二線性致動器66，在本實施例中為一氣缸，連接于可動部分54。第二致動器66包括一活塞桿68，其連接于滑動件60的可動部分64，以便在一縮回位置和一伸出位置之間移動第二模體16；抽回位置在圖1中以實線示出，而在伸出位置，第二表面36與第一表面22接合，這在圖1中沒有示出。設(shè)置第一致動器56是為了在一伸出位置和一縮回位置之間移動第二模體16；伸出位置在圖1中以實線示出，而縮回位置在70處以虛線示出。
第三模體18分別包括平行的第三和第四表面76和78。一第三模腔80穿過第三模體延伸，并與兩表面76和78相交。從圖1中看出，一垂直設(shè)置的滑動件82包括一個與機(jī)架12相連的靜止部分84和一個連接于并承載著第三模體18的可動部分?；瑒蛹?2這樣定位，使第三表面76鄰近第一表面22，并與之滑動接合。一第三線性致動器，在本實施例中為一氣缸，包括一活塞桿90，其連接于滑動件82的靜止部分84，以在平行于第一表面22的方向上移動第三模體18。第三致動器88在一伸出位置、一中間位置和一縮回位置之間移動第三模體，伸出位置在圖1中以實線示出，中間位置以標(biāo)記92處的虛線示出，縮回位置以標(biāo)記94處的虛線示出。第三模體18包括兩個開孔96和98，它們完全貫穿模體18，并與第三表面76相交，其目的后面將予以解釋?？梢岳斫猓m當(dāng)?shù)鼗瑒铀腥齻€模體14、16和18，就可以以本領(lǐng)域中熟知的方法取出模塑件。
三個線性致動器56、66和88的控制是由一模架控制器100以通常的方式實施的。控制器100通過控制線路102，在本實施例中為壓縮空氣線路，與致動器聯(lián)接，且它可以選擇性地控制這三個致動器56、66和88。一光電管控制器(cell controller)104與模架控制器100相連，用以自動地向機(jī)器10發(fā)出指令，以對三個模體進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形來生產(chǎn)所需的部件。光電管控制器(cell controller)104是在一個制造設(shè)備內(nèi)控制若干臺機(jī)器的運轉(zhuǎn)的現(xiàn)有的裝備件。一輸入/輸出終端106選擇性地與模架控制器100相連，這樣，操作員就可手動輸入一模塑結(jié)構(gòu)命令。提供一模壓控制器108以控制各種標(biāo)準(zhǔn)模壓功能，例如打開和關(guān)閉模具，向模塑材料注入系統(tǒng)發(fā)出指令，以及已完成模塑件的排出。
圖9為一框圖，其示出上述運行功能。在那里示出了光電管控制器(cellcontroller)104和輸入/輸出終端106平行地與模壓控制器108和模架控制器100相連。模架控制器通過控制線路102與三個線性致動器56、66和88相連并控制其運行，而模壓控制器108與標(biāo)準(zhǔn)模壓功能件110相連并控制其運行。作用于標(biāo)準(zhǔn)模壓功能件110的裝置在模塑工業(yè)中是公知的，因此在此未予示出或不作描述。
雖然本發(fā)明用于制造差不多任何可以模塑的部件都是有利的，但下面的描述將以一電聯(lián)接器殼體作為一典型的例子，并說明在機(jī)器10中模塑某些聯(lián)接器殼體的獨特優(yōu)點?？梢栽跈C(jī)器10中模塑出的許多不同的聯(lián)接器中的一實例示于圖2、3和4中。在那里示出了一聯(lián)接器120，它具有一主體122和左右兩端部126和124。端部124和126上帶有用于保證與配合的聯(lián)接器適當(dāng)匹配的鍵形件128和用于將聯(lián)接器殼體120保持在一塊電路板(未示出)上的板形鎖定件130。主體122包括若干開孔132，用于在隨后的組裝過程中接納電觸點。在本實施例中，主體122被壁136劃分成三個組件134，每個組件上都帶有開孔132以容納兩平行排電觸點19。這種聯(lián)接器殼體120通常以各種不同尺寸生產(chǎn)，從而形成一多少類似的聯(lián)接器家族。每個不同尺寸的聯(lián)接器都具有相同的左右兩端部126和124，但主體122根據(jù)所需觸點的數(shù)量帶有不同數(shù)量的組件134。下面參照本模塑機(jī)10討論具有三、四、五、六個組件134的聯(lián)接器殼體120。然而應(yīng)理解，機(jī)器10不限于制造不同聯(lián)接器殼體的家族，也不只限于制造聯(lián)接器殼體，而是采用適當(dāng)?shù)哪Ｇ痪涂捎糜谏a(chǎn)其它模塑部件。
圖5、6、7、8分別為第一、第二和第三模體14，16和18的橫剖面圖。第一模體14的第一模腔24包括用于模塑聯(lián)接器殼體120的左端部126的一型腔126′和用于模塑三個組件134的三個型腔134′。模體16的第二模腔44在腿40內(nèi)包括一用于模塑右端部124的型腔124′，第三模腔46在腿42內(nèi)包括分別用于模塑一右端部124和一組件134的一型腔124′和一型腔134′。第三模體18的第四模腔80包括用于模塑兩個組件134的型腔134′。
在運行中，將三個模體14、16和18設(shè)置在一第一位置，如圖5所示，來生產(chǎn)一種具有三個組件134的第一聯(lián)接器殼體。使致動器66縮回，以將第二模體16移動到圖1所示的位置，然后伸出致動器88，將第三模體18移動到圖1中實線所示位置，然后再將致動器56伸出，以便將第二模體16移動到圖1中實線所示的位置，然后再伸出致動器66，從而使第二模體向第一表面的方向移動，并且端部40和42分別進(jìn)入開孔96和98，直到腿40的第二表面36與第一表面22密封地接合，如圖5所示。這使得兩模腔24和44對準(zhǔn)。然后，模壓控制器108向注入器發(fā)出指令將模塑材料注入到第一腔24并從而進(jìn)入第二腔44內(nèi)，以制造出一個三組件聯(lián)接器殼體。然后，模壓控制器108發(fā)出指令使模具打開并排出模塑件，關(guān)閉模具，并注入模塑材料，制造另一個部件。連續(xù)進(jìn)行這種過程，直到需要不同的部件，例如一種五組件的聯(lián)接器殼體為止。
將三個模體14、16、18設(shè)置在一第二位置，如圖6所示。使致動器66縮回，以將第二模體16移動到圖1所示的位置，然后使致動器88部分地縮回，以將第三模塊18移動到在圖1中標(biāo)記92處的虛線所示的中間位置，使致動器56保持在圖1中實線所示的伸出位置，然后使致動器66伸出以向第一表面22移動第二模體16，直到腿40的第二表面36與第四表面78密封地接合，從而將第三表面76壓入與第一表面22密封接合，如圖6所示。這使得三個模腔24、80、44對準(zhǔn)。然后，模壓控制器108向注入器發(fā)出指令將模塑材料注入第一模腔24，從而分別注入第四和第二模腔80和44中，以制造一個五組件的聯(lián)接器殼體。然后模壓控制器108發(fā)出指令，以打開模具，排出模塑部件，關(guān)閉模具，和注入模塑材料來制造另一部件。
如果需要一個六組件聯(lián)接器殼體，則將三個模腔14、16和18設(shè)置在一第三位置，如圖7所示。使致動器66縮回，以將第二模體16移動到圖1所示的位置，第三模體18保持在圖1中標(biāo)記92處的虛線所示的中間位置，使致動器56縮回，以將第二模體16移動到圖1中標(biāo)記70處的虛線所示的位置，然后使致動器66伸出，直到腿42的第二表面36與第四表面78密封地接合并從而迫使第三表面76進(jìn)入與第一表面22的密封接合，如圖7所示。這使得模腔24、80、46對準(zhǔn)。然后，模壓控制器108向注射器發(fā)出指令將模塑材料注入第一模腔24并從而分別注入第四和第三模腔80和46中，以制造一個六組件的聯(lián)接器殼體。然后，模壓控制器108發(fā)出指令，以打開模具，排出模塑部件，關(guān)閉模具并注入模塑材料來制造另一個部件。
當(dāng)需要一個四組件聯(lián)接器殼體時，將三個模體14、16和18設(shè)置在一第四位置，如圖8所示。使致動器66縮回，以將第二模體16移動到圖1所示的位置，然后完全縮回致動器88，以將第三模體18移動到圖1中標(biāo)記94處的虛線所示的位置，致動器56保持縮回，從而第二模體16處于圖1中標(biāo)記70處的虛線所示位置，然后伸出致動器66，從而第二模體16向第一表面22移動，并且端部40和42分別進(jìn)入開孔96和98，直到腿40的第二表面36與第一表面22密封地接合，如圖8所示。這使得兩模腔24和46對準(zhǔn)。然后，模壓控制器108向注入器發(fā)出指令將注塑材料注入第一模腔24，并從而注入第三模腔46，以制造一個四組件聯(lián)接器殼體。模壓控制器108然后又發(fā)出指令，以打開模具，排出模塑部件，關(guān)閉模具，并注入模塑材料來制造另一部件。
這一制造模塑部件的工藝可以按要求持續(xù)任意長的時間來以任何順序生產(chǎn)任意數(shù)量的結(jié)構(gòu)各不相同的部件。為了模塑各不同的部件，三個模體14、16和18自動移動到各自的正確位置，這一運動只需要大約兩到三秒，因此生產(chǎn)時間的損失很小。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的介紹用于只有一第一模體和一可動的第二模體的模塑機(jī)，或用于具有三個以上可移動模體的模塑機(jī)也是有利的，上述三個以上可移動模體形成有不同的模腔組合以生產(chǎn)不同部件。而且所模塑的不同部件不一定屬于一個家族，它們可以是完全獨立而無關(guān)的部件。
本發(fā)明的一個重要的優(yōu)點是可以模塑較少量的不同部件而無需使模塑機(jī)停車。模體無需操作人員就可自動進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形。結(jié)構(gòu)變形時不必清除舊的模塑材料，也不必廢棄頭幾個模塑部件，因此用時非常短。制造用于一典型的電聯(lián)接器殼體家族的結(jié)構(gòu)可變形模具的成本比用于制造多個普通的用于這樣的家族的模具的成本低得多。
權(quán)利要求
1.一種用于選擇性地模塑多個不同部件中的一個的設(shè)備，其包括一個具有一第一模腔(24)的第一模體(14)和一其內(nèi)具有一第二和一第三模腔(44，46)的第二模體(16)，所述模塑設(shè)備的特征在于所述第一和第二模體(14，16)中的一個可選擇性地相對于另一個運動，使所述第二和第三模腔(44，46)中的一個與所述第一模腔(24)連通，所述模塑設(shè)備包括一個用于產(chǎn)生所述一個模體(14，16)運動的致動器(56、66、88)，一模架控制器(100)自動地控制所述致動器(56，66，88)，和一注塑裝置(26)，其與模塑設(shè)備相連，用于將模塑材料注入所述第一模腔(24)。
2.如權(quán)利要求1所述的模塑設(shè)備，其特征在于所述第一模體(14)具有一第一表面，而所述第二模體(16)具有一第二表面(36)，第一和第二表面(22、36)的設(shè)置是為了使其密封地接合，致動器(56、66、88)的設(shè)置是為了通過使所述第一和第二表面(22、36)中的一個朝向另一個移動來實現(xiàn)所述密封接合。
3.一種用于選擇性地模塑多個不同部件中的一個的設(shè)備，其包括一第一模體(14)，其內(nèi)具有一第一模腔(24)，一第二模體(16)，其內(nèi)具有一第二模腔(44)，以及一第三模體(18)，其內(nèi)具有一第四模腔(80)，所述模塑設(shè)備的特征在于所述第一、第二和第三模體(14，16，18)中的一些可以選擇性地相對于其它模體移動到一用于模塑一第一部件的第一位置，在該位置只有所述第二模腔(44)與所述第一模腔(24)連通，和移動到一用于模塑一第二部件的第二位置，在該位置所述第二和第四模腔(44、80)與所述第一模腔(24)連通；(d)一致動器(56、66、88)，用于產(chǎn)生所述第二和第三模體(16、18)的所述運動；和(e)與所述模塑設(shè)備相連的注塑裝置(26)，用于將模塑材料注入所述第一模腔(24)。
4.如權(quán)利要求3所述的模塑設(shè)備，其特征在于所述第一模體(14)具有一第一表面(22)，所述第二模體(16)內(nèi)包括一第三模腔(46)，其與所述第二模腔(44)間隔開，并與所述第二模體(16)上的一第二表面(36)相交，所述第一、第二、第三模體(14、16、18)中的一些相對于其它模體可以選擇性地移動到一用于模塑一第三部件的第三位置，在該位置所述第三和第四模腔(44、46)與所述第一模腔(24)連通。
5.如權(quán)利要求4所述的模塑設(shè)備，其特征在于所述第一、第二、第三模體(14、16、18)中的所述一些可以選擇性地相對于其它模體移動到一用于模塑一第四部件的第四位置，在該位置只有所述第三模腔(46)與所述第一模腔(24)連通。
6.如權(quán)利要求5所述的模塑設(shè)備，其特征在于所述致動器(56、66、88)設(shè)置成在一平行于所述第一表面(22)的方向上產(chǎn)生所述第二和第三模體(16、18)的所述運動，并在一朝向和離開所述第一表面(22)的方向上產(chǎn)生所述第二模體(16)的所述運動。
7.如權(quán)利要求6所述的模塑設(shè)備，其特征在于所述第三模體(18)具有第三和第四表面(76、78)，當(dāng)所述第一、第二和第三模體(14、16、18)處于所述第二和第三位置之一時，所述第三表面(76)與所述第一表面(22)密封地接合，且所述第四表面(78)與所述第二表面(36)密封地接合。
8.如權(quán)利要求6所述的模塑設(shè)備，其特征在于當(dāng)所述第一、第二、第三模體(14、16、18)處于所述第一和第四位置之一時，所述第二表面(36)的一部分與所述第一表面(22)密封接合。
9.如權(quán)利要求6所述的模塑設(shè)備，其特征在于所述第三模體(18)具有第三和第四表面(76、78)，所述第三模體(18)包括一貫穿其中延伸并與所述第三和第四表面(78)相交的孔(96、98)，而當(dāng)所述第一、第二、第三模體(14、16、18)處于所述第一和第四位置時，所述第二模體(16)的一部分(40、42)延伸入所述開孔(96、98)中.
10.如權(quán)利要求9所述的模塑設(shè)備，其特征在于所述第一、第二和第三部件為電聯(lián)接器殼體(120)，各有一左端部(126)、一右端部(124)和至少一個設(shè)置在二者之間用于將若干電觸點接納于其內(nèi)的組件(134)，其中設(shè)置第一模腔(24)來模塑所述左、右端部(124、126)中的一個，并設(shè)置所述第二模腔(44)來模塑所述左、右端部中的另一個。
11.如權(quán)利要求10所述的模塑設(shè)備，其特征在于所述第一模腔(24)設(shè)置成用來模塑三個所述聯(lián)接器殼體組件(134)，所述第四模腔(80)設(shè)置成用來模塑兩個所述聯(lián)接器殼體組件(134)，而所述第三模腔(46)設(shè)置成用來模塑一個所述聯(lián)接器殼體組件(134)和所述左、右端部(124、126)中的一個，因此，所述第一部件包括左、右端部和兩端部之間的三個聯(lián)接器殼體組件，所述第二部件包括左、右端部和兩端部之間的五個聯(lián)接器殼體組件，且所述第三部件包括左、右端部和六個在兩端部之間設(shè)置的聯(lián)接器殼體組件。
全文摘要
本發(fā)明公開一種在一可結(jié)構(gòu)變形的模具中注塑若干不同部件的方法和設(shè)備。模塑機(jī)10包括一連接于一機(jī)架(12)的第一模體(14)和可相對于第一模體(14)移動的第二和第三模體(16、18)。一模架控制器(100)連接并控制三個線性致動器(56、66、88),設(shè)置這三個線性致動器用來將三個模體移動到不同的結(jié)構(gòu)。各模體具有模腔(24、44、46、80),它們可以與其它模體中的模腔對準(zhǔn)以形成不同的組合,用來成型各種不同的部件。
文檔編號B29C45/76GK1185767SQ96194256
公開日1998年6月24日 申請日期1996年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月31日
發(fā)明者T·F·達(dá)維斯 申請人:惠特克公司