專利名稱：機加工歧管及其制作方法
技術領域：
本發明一般涉及一種用于注模成型的歧管，尤其是涉及一種用于注模成型的機加工歧管及其制作方法。
背景技術：
注模成型是一種廣為人知的用來生產各種零部件的生產工藝。注模成型包括將一種熔化的材料，例如，一種熔化的塑料或是樹脂，引入到一個模具內的空腔里直到該空腔被注滿為止。該熔化的材料在模具里硬化成型成該空腔的內部表面的形狀。在該熔化的材料硬化或凝固后，該硬化或凝固的材料被從空腔中移去。
對于注模成型，歧管組件通常被用來將熔化的材料從中央注入部分或注入口傳送到一些空腔或是位于該模具的一個大空腔內的多個節點。這樣的一種歧管組件公開于Tooman的美國專利No.4,964,795中。在該專利中，歧管組件具有一種一體的或是單件的圓柱狀鑄件歧管，該歧管具有一個通道，和至少一個從歧管徑向向外延伸并具有熔化的材料可以通過的通道的噴嘴。該噴嘴的通道的終端，即澆口，與模具內的空腔流體連通。
然而，希望提供一種非鑄件形式的歧管組件。也希望的是，從粗料或是棒料機加工而成一種歧管組件，還希望的是，一種大致是圓形的或具有大致是圓形或是環形截面的、機加工而成的歧管組件。因此，在本領域中有提供滿足這些要求的歧管組件的需要。
發明內容
因此，本發明涉及一種適于將注模成型材料從熔化材料供應器傳送到一個模具內的歧管組件。該歧管組件包括一個主流體件，其限定了一個中央流體通道，該中央流體通道沿著主流體件的縱軸方向從主流體件延伸。該主流體件也限定出多個支流通道，每個支流通道在該中央流體通道的橫向上，并與其流體連通。此外，該主流體件限定一個截面大致呈圓形的外部表面。該外部表面機加工為截面大致呈圓形。
另外，本發明涉及一種制作機加工的歧管組件的方法，該歧管組件用于將注模成型材料從熔化材料供應器傳送到一個模具內。該方法包括提供一個具有縱向軸線的桿材的步驟。該方法也包括機加工該桿材以形成一個沿著該桿材的縱向軸線的中央流體通道，多個各自在中央流體通道的橫向上并與其流體連通的支流通道，和該歧管組件的一個截面大致呈圓形的外部表面。
本發明的一個優點是提供一種機加工的歧管組件，從而省去鑄造工藝。本發明的另一個優點是該機加工的歧管組件是由板材或桿材加工而成。本發明的另一個優點是該機加工的歧管組件被加工成一種圓形的或是環形的橫截面形狀。本發明的另一個優點是提供了一種制作機加工的歧管組件的方法。本發明的另一個優點是該方法允許歧管組件被機加工而成，從而在某些情形下相對于鑄造工序而言節省了時間和費用。本發明的另一個優點是，在注模成型工藝中，由于歧管的圓形的外部表面，它能允許熱量沿著歧管更均勻地傳遞，從而提高模制零部件的質量。
在閱讀下面的說明書及其附圖后，本發明其它的特征和優點將會被更好地理解。
圖1是根據本發明的一種機加工歧管組件的透視圖。
圖2是圖1中的歧管組件的一部分的局部視圖。
圖3是沿著圖2中3-3線的剖面圖。
圖4是歧管或噴嘴的局部視圖，其中示出了熱電偶的布置。
圖5是根據本發明圖1的機加工歧管組件的另一實施例的透視圖。
圖6是根據本發明的機加工歧管組件的制作方法的透視圖，圖中示出其第一步驟。
圖7是類似于圖6的視圖，示出制作機加工歧管組件的第二步驟。
圖8是類似于圖6的視圖，示出制作機加工歧管組件的第三步驟。
圖9是類似于圖6的視圖，示出制作機加工歧管組件的第四步驟。
具體實施例方式
參照附圖，尤其是圖1示出了根據本發明的機加工歧管組件10的一個實施例。該機加工歧管組件10包括一個一體或是一個單件的機加工圓柱狀的歧管12，該歧管12包括一個沿著歧管12延伸的中央流體通道14、歧管12的各支流通道和從歧管12向下延伸的至少一個噴嘴16。每一個噴嘴16包括一個從歧管12的中央流體通道14伸出的中央噴嘴通道17，每一個噴嘴16可以是不同的長度以便于與特定模具的不同的模腔尺寸相適應，這是一定的模具所需要的。
歧管12和至少一個噴嘴16由金屬材料制成。歧管12和至少一個噴嘴16由方形的管材或圓形的桿材機加工而成。歧管12和至少一個噴嘴16形成一個一體的、單件式結構。
機加工歧管組件10包括第一絕緣器18，該第一絕緣器18是一個布置在每個噴嘴16上的鈦絕緣環，用于阻止每個噴嘴16與中心或腔體32之間的熱傳遞。歧管12還通過支撐塊34來與中心或是腔體32絕緣。歧管12通過銷子36以可拆卸的方式固定在支撐塊34和中心32上，該銷子36延伸穿過支撐塊34，并穿入與歧管12和中心32的定位接合。機加工歧管組件10也包括一個P-20注入口襯墊20，該襯墊20從歧管12徑向向外延伸，以促使注模成型材料導入進歧管12。注入口20與支撐件或是夾板40絕緣，其是通過位于注入口20和支撐件或是夾板40的的接合處之間的一個不銹鋼定位環形式的第二絕緣器22來實現的。第二絕緣器22是一個不銹鋼定位環，該不銹鋼定位環由諸如螺栓等的緊固件38以可拆卸的方式固定在夾板40上，并防止從注入口20到夾板40的熱傳遞。應當理解，被熔化的材料可以是塑料、金屬、木纖維、鋼等等，并且被從一個注模成型機(未示出)注模到機加工歧管組件10的注入口20內。
機加工歧管組件10包括一個第三絕緣器24，該第三絕緣器24位于歧管12的每個支流通道的徑向終端13處，以促進從歧管12的端部到其周圍的材料的相對較低的熱傳遞。該第三絕緣器24是一個400號不銹鋼塞子，其限定出歧管12的中央流體通道14的徑向終端13。該第三絕緣器24具有一個弧形的端部42，它形成位于中央流體通道14內的徑向終端13。該弧形的端部42減少了熔化材料的流體剪切力，當流體流過一個從歧管的通道14到鄰近的噴嘴通道17的拐角時，該流體剪切力可能會發生在這些拐角處。該機加工歧管組件10包括一個雙頭螺母44，該雙螺母44位于歧管的通道14的端部，以罩住通道14從而便于在必要時移去該第三絕緣器24。
該機加工歧管組件10包括若干鈦反作用件26，這些鈦反作用件26通過諸如螺釘54或類似件的緊固件相對于徑向地延伸的噴嘴16以可拆卸的方式在徑向上固定，從而使歧管12與夾板40絕緣。另外，這些反作用件26預先裝載有若干墊片，該墊片在夾板40和歧管12之間起作用，在注模成型過程中，其承受由歧管12產生的力以支撐所述歧管12。
機加工歧管組件10也包括至少一個，優選是多個電加熱器28，這些加熱器28是以可拆卸的方式布置在歧管12和噴嘴16的圓周以供給熱量從而將所述塑料保持在一個特定的或是預定的溫度下的加熱帶。這些加熱器28由歧管12上的若干兩個一體的半圓柱體組成，電阻絲與例如接線盒的電源并聯。這些加熱器28的若干所述半圓柱體以通用的夾緊件或是類似部件以可拆卸的方式夾緊所述歧管12和噴嘴16的圓周。應當理解，所述加熱器28的該半圓柱體在圓周方向上是不連續的，以便如現有技術所知的那樣在它們之間形成間隙。
機加工而成的歧管組件10包括至少一個、優選為多個溫度測量傳感器30以監測熔化的材料的溫度。這些傳感器30被固定在所述歧管12和噴嘴16里面傳感器孔或洞46中，所述孔、洞在所述歧管12和噴嘴16上、與流體通道14、17的外部直徑和所述歧管12和噴嘴16的外部直徑等距離之處鉆出，如圖4所示。這些溫度測量傳感器30可以是固定在傳感器孔46內的熱電偶形式的器件，該熱電偶通過固定螺釘定位在若干螺紋孔50內，這些螺紋孔50是垂直于傳感器孔46的軸線的孔。這些傳感器30通過電阻絲與一個諸如接線盒的電源相連，包括一個不銹鋼編織導線護罩52，其用于防止電加熱器的電流導線(未示出)產生的射頻噪音干擾。
這些加熱器28和傳感器30在圍繞注模系統的若干有限區域內排列和被監測。這種多區域的控制有利于更準確地監視和控制整個注模過程中的熔化材料的溫度，從而減少熱量損失，有利于成型。
在操作中，熔化的材料在高溫和壓力下經過注入口襯墊20被注模進歧管12。然后，所述熔化的材料沿著歧管12的中央流體通道14流進噴嘴16。接著該熔化的材料流進該模具(未示出)的每個噴嘴16的噴嘴通道17以進行成型。當流體流過90度拐角時，配備具有弧形端部42的第三絕緣器24的歧管12的若干終端13在該歧管12的這些終端13處減少剪切流量。
在整個注模過程中，加熱器28維持該熔化的材料在一個特定的溫度，該溫度由若干傳感器30監控。這些加熱器28和傳感器30各自的多區域設計使操作者可以監控該熔化的材料在整個系統中在任意點或區上的溫度，從而對該注模過程施加實時控制以獲得更好的產品。
根據本發明的另一個實施例，參見圖5，示出了該機加工歧管12。與該歧管12類似的部件具有類似的、增加了100的附圖標記。在這個實施例中，該機加工歧管112包括一個主流體件113，該主流體件113呈圓柱狀，從而限定出一個橫截面大致呈圓形或是環形的外部表面115。該主流體件113由金屬材料制成。該主流體件113限定出一個沿著縱向軸線L延伸穿過該主流體件113的中央流體通道114。優選地是，該中央流體通道114在橫截面上大致呈圓形，并且位于該主流體件113的中央。該主流體件113也限定出多個支流通道119，每個支流通道在中央流體通道的橫向上并與其流體連通。正如下文將更詳細地描述一樣，該歧管112將注模成型材料通過中央流體通道114和支流通道119從一個成型材料供給器(未示出)傳送到一個模具(未示出)內。應當理解，該歧管112是機加工而成的，其橫截面大致呈圓形，這種形狀允許熱量在整個歧管112內均勻地傳送。
該歧管112也包括多個襯墊，通常以附圖標記121指示。每一個襯墊121通常為圓柱狀，并且從主流體件113的外部表面115向外延伸。每一個襯墊121限定出一個平的、圓形終端123。這些襯墊121與主流體件113成一體，并且如下文將要詳細討論的那樣由機加工而成。如圖5所示，若干所述支流管道119從相應的各個襯墊121延伸穿過，并以每個襯墊121的終端123為中心。
在所示的實施例中，該歧管112包括6個襯墊121。其中3個襯墊121在該歧管112的一側沿縱向對齊，而另3個襯墊121在該歧管112的另一側沿縱向對齊。這些襯墊121包括一個澆入口襯墊125和若干噴嘴襯墊127。該澆入口襯墊125和若干噴嘴襯墊127是相通的，除了澆入口襯墊125伸出該主流體件113的外表面115外的程度超過所述噴嘴襯墊127的延伸程度。該澆入口襯墊125位于該歧管112上，其尺寸設置得使延伸通過澆入口襯墊125的支流通道119能與一個澆入口(未示出)流體連通，如在圖1和圖2中示出的澆入口20一樣。這些噴嘴襯墊127位于所述歧管112上，尺寸設置得使延伸通過噴嘴襯墊127的支流通道119能與一個噴嘴(未示出)流體連通，如在圖1到圖3中示出的噴嘴16一樣。然而，應當理解，這些襯墊121的位置和尺寸能夠依據其所采用的澆入口和/或噴嘴而變化。
圖5中的歧管112能被應用在一個注模成型過程中。該歧管112與機加工歧管組件10的其它部件裝配在一起，并布置在一個注模成型機(未示出)中，從而使得一個澆入口(未示出)與澆入口襯墊125的支流通道119流體連通，而噴嘴16則與相應的若干噴嘴襯墊127的支流通道119流體連通。在一個實施例中，襯墊121的終端123起壓力板的作用，這使得澆入口(未示出)和噴嘴16能夠與襯墊121相擠壓，從而防止注模成型材料的泄漏。
而且，該主流體件113的端部被堵住以封住所述中央流體通道114的端部。該主流體件113能夠以任何合適的方式被堵住，例如用上文描述過的與圖2中相關的雙頭螺母44。
接著，熔化的注模成型材料通過澆入口(未示出)被引入到歧管112，并流進澆入口襯墊125的支流通道119。該熔化的材料流經該中央流體通道114，并流出這些噴嘴襯墊127的支流通道119。接著，該熔化的材料流經噴嘴16后流進模具的空腔(未示出)。應當理解，該機加工歧管組件能夠包括任何數目的絕緣器(未示出)，例如圖1-3中的包括的第一、第二和第三絕緣器18、22、24一樣。
而且，多個加熱器，例如上文描述過的與圖1相關的若干加熱器28，在注模成型過程中能被布置在歧管112的外部表面115。如下文將要更詳細描述的一樣，圖5中通常是環形截面的歧管112允許更均勻地加熱歧管112，從而更均勻地加熱流經其中的該熔化的材料。這樣，應用該歧管112就提高了成型部件的質量。
現在參見圖6到圖9，根據本發明的一種方法，是如圖5中示出的制作該歧管112的方法。圖6中示出了其第一步驟，該方法包括提供一個桿材130，并將該桿材130定位于一個傳統的磨床內，該磨床通常以附圖標記131指示，并以多個傳統刀具132中的任意一個來進行加工。在一個實施例中，在該桿材13被置于磨床131內之前，已經加工成一個沿著桿材130的孔，該孔構成所述中央流體通道114，也提供了用來固定該桿材130在所述磨床131上的卡盤134內的方式。該桿材130由金屬材料制成，其選自于圓形的桿材原料或是矩形的桿材原料。應當理解圖6-9示出了加工該桿材130以形成該歧管112的大致呈圓形的外部表面115、襯墊121、中央流體通道114，以及支流通道119的后續步驟。
如圖7所示，該方法的下一步驟包括機加工該桿材130直到其具有一個大致呈矩形的橫截面形狀。刀具132能夠以任何合適的方式被驅動，該卡盤134能夠以任何合適的方式旋轉該桿材130，以加工出該矩形截面的桿材130。該桿材130的這種矩形的截面形狀限定出第一側面136、與所述第一側面136相對的第二側面138、和多個沿著桿材130縱向延伸的棱140。應當理解，隨著切削的進行，最終的切削深度將到達這些襯墊121的終端123。例如，在圖6中該澆入口襯墊125的終端123是可見的。隨著該桿材130被切削得更深，該刀具132被移開以避免碰著這些襯墊121，從而形成這些襯墊121。
下一步，如圖8所示，該方法包括弄圓該桿材130的步驟，從而形成帶有多個襯墊122的該歧管112的外表面116。在所示出的實施例中，該步驟包括使該桿材130的第一側面136變圓。該刀具132通過該桿材130以切掉該桿材130的第一側面136的若干棱140，以加工出該歧管112的一個半圓形的外表面115。如圖8所示，當弄圓該桿材130的第一側面136以在該第一側面136上形成若干襯墊121時，該刀具132避開了這些襯墊121。
接著，該方法包括繞桿材130的軸線L旋轉該桿材130的步驟。在圖9所示的實施例中，該磨床131的卡盤134使該桿材130繞其軸線轉動180度。
隨后，該方法包括弄圓該桿材130的第二側面的步驟，如圖9所示。如前所述，該刀具132通過該桿材130以切掉該桿材130的第二側面138的棱140，以加工出該歧管112的另一個半圓形的外表面115。如圖9所示，當弄圓該桿材130的第二側面138以在該第二側面138上形成若干襯墊121時，該刀具132避開了這些襯墊121。
最后，該方法包括相應于各個所述襯墊121加工出多個支流通道119的步驟。所述若干支流通道119能夠以任何合適的方式被加工出，并被鉆孔以與中央流體通道114流體連通。
這樣，本發明的歧管112就被機加工而成，相對于某些情形下的鑄造操作，該加工方法能夠節省成本。而且，加工成型的歧管112包括一個機加工而成的、大致呈圓形截面的外表面115。如圖1所示的若干加熱帶28或是其它的加熱器(未示出)都能夠被用在該歧管112的外表面115，以加熱該熔化的注模成型材料。該圓形的外表面115和圓形的中央流體通道114使得該歧管112在橫截面上高度對稱，從而允許熱量沿著該歧管112均勻地傳送。這樣就提高了該成型的零部件的質量。
上文以示意性的方式描述了本發明。應當理解，已經使用的術語是基于這些術語的表述性本意而非限制性的。
根據本發明以上的教導，很多的修改和變形都是可能的。因此，在所附的權利要求的保護范圍內，本發明不僅僅限于以上所具體描述的方式而可以以其它方式實現。
權利要求
1.一種制作機加工歧管組件的方法，該歧管組件用于將注模成型材料從一個注模成型材料供應器傳輸到一個模具內，所述方法包括以下步驟提供一根具有縱向軸線的桿材；機加工該桿材以便沿該桿材的縱向軸線形成一條中央流體通道，多個在該中央流體通道的橫向上并與其流體連通的支流通道，以及一個橫截面形狀大致呈圓形的外表面。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述機加工步驟包括弄圓該桿材，以限定出一個具有多個襯墊的外表面，所述多個襯墊從所述外表面向外延伸，并形成相應于各個襯墊的支流通道。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述機加工步驟包括在所述弄圓步驟之前機加工該桿材，直到該桿材具有大致矩形的截面。
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述弄圓桿材的步驟包括弄圓該桿材的一個第一側面，繞所述縱向軸線旋轉該桿材，并弄圓該桿材的一個第二側面。
5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述襯墊包括澆入口襯墊和多個噴嘴襯墊，其中該澆入口襯墊從該外表面向外延伸到該噴嘴襯墊之外。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供桿材的步驟包括從由圓形桿坯和矩形桿坯組成的組中選擇該桿材。
7.如權利要求1所述的方法，其中該中央流體通道的截面形狀大致呈圓形。
8.如權利要求1所述的方法，其中該中央流體通道在該桿材內居中設置。
9.一種用于將注模成型材料從一個注模成型材料供應器傳輸到一個模具內的歧管，所述歧管包括一個主流體件，該主流體件具有一個沿該主流體件的縱向軸線延伸的中央流體通道；多個在該中央流體通道的橫向上并與其流體連通的支流通道；和一個橫截面形狀大致呈圓形的外表面，該外表面被機加工以便大致呈圓形。
10.如權利要求9所述的歧管，其特征在于，包括從所述外表面向外延伸的多個襯墊，其中所述支流通道延伸穿過相應的各個所述襯墊。
11.如權利要求10所述的歧管，其特征在于，所述襯墊包括一個澆入口襯墊和多個噴嘴襯墊，其中該澆入口襯墊從該外表面向外延伸到該噴嘴襯墊之外。
12.如權利要求9所述的歧管，其特征在于，所述主流體件包括一個桿材，該桿材被機加工直到大致有矩形的橫截面，然后被弄圓以限定出所述外表面。
13.如權利要求12所述的歧管，其特征在于，所述桿材在第一側面被弄圓，接著繞所述縱向軸線旋轉，然后在第二側面被弄圓。
14.如權利要求12所述的歧管，其特征在于，所述桿材是從由圓形桿坯和矩形桿坯組成的組中選出。
15.如權利要求9所述的歧管，其特征在于，所述中央流體通道的截面形狀大致呈圓形。
16.如權利要求9所述的歧管，其特征在于，所述中央流體通道在該主流體件內居中設置。
17.一種用于將注模成型材料從一個注模成型材料供應器傳輸到一個模具內的歧管組件，所述歧管組件包括一個歧管，該歧管包括沿其延伸的歧管流體通道；至少一個從所述歧管沿徑向向外延伸到遠端的噴嘴，所述至少一個噴嘴包括一個中央噴嘴通道，該中央噴嘴通道從所述歧管的流體通道伸出并與其流體連通；及所述歧管和所述至少一個噴嘴由金屬材料機加工而成并成一體、單獨的、單件式。
全文摘要
一種用于將注模成型材料從注模成型材料供應器傳輸到一個模具內的歧管，及制作該歧管的方法。所述歧管包括一個主流體件，該主流體件具有一個沿著該主流體件的縱向軸線延伸的中央流體通道；該主流體件也包括多個各自在該中央流體通道的橫向上并與其流體連通的支流通道。該主流體件具有一個橫截面大致呈圓形的外表面，該截面大致呈圓形的外表面是通過機加工而成的。
文檔編號B29C45/27GK1715035SQ20051008249
公開日2006年1月4日 申請日期2005年7月4日 優先權日2004年7月2日
發明者帕特里克·A·圖曼 申請人:塑料工程技術服務公司