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CN106103034B - 带分支部的中空部件的制造方法和制造装置 - Google Patents

带分支部的中空部件的制造方法和制造装置 Download PDF

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CN106103034B CN201480077213.2A CN201480077213A CN106103034B CN 106103034 B CN106103034 B CN 106103034B CN 201480077213 A CN201480077213 A CN 201480077213A CN 106103034 B CN106103034 B CN 106103034B
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Abstract

带分支部的中空部件的制造方法和制造装置，能够简单且廉价地在主管部与分支管部的连结部分设置连通孔。使滑动轴(60)朝向主腔(38)前进，使作为切削刃发挥功能的顶端外周缘(66)整周地突出至主管部(12)的中空部(16)内从而形成连通孔(20)，因此能够在一系列的制造工序中简便地设置连通孔(20)，并且能够抑制飞边的产生而不需要或减少锉削等精加工，提高生产率并且降低制造成本。

Description

带分支部的中空部件的制造方法和制造装置
技术领域
本发明涉及以中空部彼此连通的方式在主管部一体地连结分支管部而成的树脂制的带分支部的中空部件的制造方法和制造装置。
背景技术
已知有一种制造方法，其具有：(a)树脂填充工序，向具有主腔和分支部腔的成形模内填充熔融树脂，所述主腔配置有中空形成用块，所述分支部腔被设置为与该主腔连通，并且被滑动轴以能够进退的方式插入，且在该分支部腔与该滑动轴之间的环状空间成形分支管部，(b)主管部成形工序，使所述中空形成用块移动，从而一边从设置于所述主腔的一端部的排出口挤出多余的树脂，一边在该主腔内的树脂中设置中空部而成形中空的主管部，(c)以及拔轴工序，使所述分支部腔内的所述滑动轴后退而在所述分支管部形成中空部，(d)该制造方法制造以所述中空部彼此连通的方式在所述主管部一体地连结所述分支管部而成的树脂制的带分支部的中空部件。专利文献1所述的技术为这样的一例，其提出了以下方案：为了在主管部与分支管部的连结部分形成连通孔，使用钻头和/或刀具等进行开孔加工，或在形成连通孔的部位的树脂壁上一体地设置把持棒并进行剜撬。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-230066号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在使用钻头和/或刀具等进行开孔加工的情况下，工序数增加、生产率差并且制造成本变高。在利用把持棒剜撬的情况下，也容易产生飞边因而需要锉削等麻烦的精加工，仍有改善的余地。
本发明是将以上的情况作为背景而做出的，其目的在于，能够简单且廉价地在主管部与分支管部的连结部分设置连通孔。
用于解决问题的手段
为了达到这样的目的，第1技术方案具有：(a)树脂填充工序，向具有主腔和分支部腔的成形模内填充熔融树脂，所述主腔配置有中空形成用块，所述分支部腔被设置为与该主腔连通，并且被滑动轴以能够进退的方式插入，且在该分支部腔与该滑动轴之间的环状空间成形分支管部，(b)主管部成形工序，使所述中空形成用块移动，从而一边从设置于所述主腔的一端部的排出口挤出多余的树脂，一边在该主腔内的树脂设置中空部而成形中空的主管部，(c)以及拔轴工序，使所述分支部腔内的所述滑动轴后退而在所述分支管部形成中空部，(d)所述制造方法制造以所述中空部彼此连通的方式在所述主管部一体地连结所述分支管部而成的树脂制的带分支部的中空部件，所述制造方法的特征在于，(e)所述主管部成形工序是从加压口向所述主腔内压入加压流体而使所述中空形成用块向该排出口侧移动的工序，所述加压口设置于所述主腔的与所述排出口相反的一侧的另一端部，所述制造方法具有:(f)冲孔工序，该冲孔工序是如下工序：在通过所述主管部成形工序成形了所述主管部后，使所述滑动轴朝向所述主腔前进，使该滑动轴的顶端外周缘的整周突出至该主管部的中空部内，由此，在构成该主管部的树脂壁中的与所述分支管部的连结部分形成连通孔；和(g)冲孔屑移动工序，该冲孔屑移动工序是如下工序：继所述冲孔工序之后，从所述加压口压入加压流体，使在利用所述滑动轴形成所述连通孔时所产生的冲孔屑向所述排出口侧移动。
第2技术方案具有：(a)成形模，其具有主腔和分支部腔，所述主腔配置有中空形成用块，所述分支部腔被设置为与该主腔连通，并且被滑动轴以能够进退的方式插入，且在该分支部腔与该滑动轴之间的环状空间成形分支管部，(b)流体压入装置，其从加压口向该主腔内压入加压流体，以使所述中空形成用块移动而一边从设置于所述主腔的一端部的排出口挤出多余的树脂，一边在该主腔内的树脂设置中空部而成形中空的主管部，所述加压口设置于所述主腔的与所述排出口相反的一侧的另一端部，(c)滑动轴移动装置，其使所述分支部腔内的所述滑动轴后退而在所述分支管部形成中空部，(d)所述制造装置制造以所述中空部彼此连通的方式在所述主管部一体地连结所述分支管部而成的树脂制的带分支部的中空部件，其特征在于，(e)所述滑动轴移动装置能够使该滑动轴前进后退移动，以能够通过使所述滑动轴朝向所述主腔前进、并使该滑动轴的顶端外周缘的整周突出至所述主管部的中空部内，来在构成该主管部的树脂壁中的与所述分支管部的连结部分形成连通孔，另一方面(f)，所述滑动轴的顶端面形成为中心部分凹陷的凹形状，并且在该顶端面的外周缘，以在周向上分开的方式设置有多个向顶端侧突出的凸部。
发明的效果
在第1技术方案的带分支部的中空部件的制造方法中，通过使滑动轴朝向主腔前进、并使该滑动轴的顶端外周缘的整周突出至主管部的中空部内来形成连通孔，因此能够在一系列的制造工序中简便地设置连通孔，并且通过适当地设定滑动轴的顶端形状，能够抑制飞边的产生进而不需要或减少锉削等精加工，能够提高生产率并且降低制造成本。
另外，主管部成形工序是通过从设置于主腔的加压口压入加压流体而使中空形成用块向排出口侧移动从而成形主管部的工序，通过继冲孔工序之后再次从加压口压入加压流体，从而使在形成连通孔时所产生的冲孔屑向排出口侧移动，因此例如能够将冲孔屑与在主管部成形工序中从排出口挤出的多余的树脂一起进行回收并进行再利用等，能够容易地进行冲孔屑的后处理。
第2技术方案的带分支部的中空部件的制造装置能够适宜地实施第1技术方案的制造方法，因此实质上能够得到与该第1技术方案同样的作用效果。另外，滑动轴的顶端面形成为中心部分凹陷的凹形状，在该顶端面的外周缘，以在周向上分开的方式设置有多个向顶端侧突出的凸部，因此在对连通孔进行冲孔加工时能够将凸部作为起点而适当地切入树脂壁并将其切断，可进一步抑制飞边的产生。
附图说明
图1是表示能够按照本发明方法制造的带分支部的中空部件的一例的剖视图。
图2是对能够适宜地制造图1的带分支部的中空部件的制造装置的一例进行说明的结构图。
图3是表示使用图2的制造装置制造图1的带分支部的中空部件时的树脂填充工序的剖视图。
图4是表示继图3的树脂填充工序后进行的主管部成形工序的剖视图。
图5是表示继图4的主管部成形工序后进行的冲孔工序的剖视图。
图6是表示继图5的冲孔工序后进行的冲孔屑移动工序的剖视图。
图7是表示继图6的冲孔屑移动工序后进行的拔轴工序的剖视图。
图8是表示在进行图7的拔轴工序后从成形模取出成形品并将无用部分切断除去的工序的剖视图。
图9是图2中的IX-IX向视部分即分支管部的连结部分的剖视图，是对树脂填充工序、主管部成形工序、冲孔工序、以及拔轴工序进行比较表示的图。
图10是表示图2的制造装置所具备的滑动轴的顶端形状的一例的立体图。
图11是表示滑动轴的顶端形状的另一例的立体图。
图12是表示滑动轴的顶端形状的又一例的立体图。
图13是对本发明的另一实施例进行说明的图，是与图5的冲孔工序相当的剖视图。
具体实施方式
本发明是通过使滑动轴前进而形成连通孔来抑制飞边的产生的发明，根据树脂材料等条件而无需锉削等精加工，但是也可以根据需要进行锉削等精加工，即使在该情况下精加工的作业也变得容易。优选滑动轴的顶端形状形成为顶端面的中心部分凹陷的凹形状，并且在该顶端面的外周缘以在周向上分开的方式设置有多个向顶端侧突出的凸部，但是在实施第1技术方案的制造方法时，也可以是相对于轴心成直角的平坦面，还可以是与主管部的树脂壁对应的弯曲形状等，可以是各种各样的形态。另外，不仅能够使滑动轴前进，还能使滑动轴绕轴心旋转。
主管部和分支管部通常是截面为圆形的圆筒形状，但是也可以将截面设为椭圆形状、方形形状等，能够是各种各样的形态。主管部的长度方向的形状，可以是直线形状也可以是弯曲等曲线形状，能够适当地选定。主管也可以连结多个分支管部，分支管部相对于主管部的连结角度可以适当地设定。
成形主管部的中空部的中空形成用块使用通过加压流体使其移动的浮动型的部件，即使主管部为弯曲形状、U字形状、J字形状等复杂的形状，也能够适当地成形中空部。作为上述加压流体，可以采用氮气、空气、甘油等各种各样的流体，但是优选氮气等非活性气体。
期望的是，在主腔的排出口，根据需要设置开闭该排出口的开闭部件，并且将收纳多余树脂的废料腔设置成与排出口连续。也可以将这些开闭部件和/或废料腔省略，例如也可以只设置能够限制熔融树脂的流出的较小的开口截面的排出口。成形模构成为能够分离成多个，以能够将成形品从腔取出。
使滑动轴前进后退的滑动轴移动装置构成为能够在前进位置、后退位置以及成形位置这至少3个部位停止，所述前进位置是使滑动轴的顶端突出至主管部的中空部内的位置，所述后退位置是使滑动轴的顶端从分支部腔拔出的位置，所述成形位置是使滑动轴的顶端位于主腔的附近以在树脂填充工序中成形分支管部。具体而言，可以构成为使用一对往复移动气缸，或构成为使用由电动机使进给丝杠旋转而进行直线往复移动的进给丝杠机构等，可以是各种各样的形态。
实施例
以下，参照附图对本发明的实施例详细地进行说明。
图1是按照本发明方法所制造的带分支部的中空部件10的剖视图，具有倒J字形状的主管部12和连结于该主管部12的中间位置的直线形状的分支管部14，由纤维强化热可塑性树脂和/或非强化的热可塑性树脂等合成树脂材料一体地构成。主管部12和分支管部14都是截面为圆形的圆筒形状，内部具备中空部16、18，并且长度方向的两端开口，中空部16、18经由在主管部12的树脂壁上形成的连通孔20而彼此连通。分支管部14以与主管部12成大致直角的方式连结于主管部12，并且分支管部14的直径尺寸比主管部12的直径尺寸小，连通孔20以与分支管部14的中空部18相同的直径尺寸形成。
图2是对能够适宜地制造上述带分支部的中空部件10的制造装置30的概略结构进行说明的图，具备成形该带分支部的中空部件10的成形模32。成形模32由一对分离模32a、32b(图9参照)构成，以能够将在模具内成形的成形品34(参照图8)取出。成形模32具备：主腔38，其与所述主管部12的外形大致相同；和分支部腔40，其被设置为与该主腔38连通，并且与所述分支管部14的外形大致相同。
在主腔38的一端部设置有被圆柱形状的开闭部件42开闭的排出口44，并且与该排出口44连续地设置有废料腔46。由排出口开闭装置48使开闭部件42沿着轴向直线移动，并在图2所示的关闭位置、图7所示的退避位置、以及该两个位置的中间的图4所示的打开位置这3个位置停止。排出口开闭装置48构成为具备例如由电动机使进给丝杠旋转从而使开闭部件42直线往复移动的进给丝杠机构，以能够使开闭部件42在这3个位置停止而定位。在主腔38的另一端部配置有浮动芯50来作为中空形成用块，在由流体压入装置52从加压口54压入加压流体(本实施例中为氮气等非活性气体)时，浮动芯50因该压力而在主腔38内向所述一端部侧移动。浮动芯50形成为具有与主管部12的中空部16的直径尺寸大致相等的直径尺寸的球状，当在主腔38内填充有树脂并且排出口44被打开的状态下，由加压流体使浮动芯50在主腔38内移动至一端部侧时，如图4所示一边从排出口44向废料腔46内挤出多余的树脂72一边在主腔38内的树脂设置中空部16而成形中空的主管部12。开闭部件42的打开位置被设定为能够将多余树脂72收纳于废料腔46内。在主腔38开设有供注射熔融树脂材料的浇注口56。
在分支部腔40内插入有与分支管部14的中空部18的直径尺寸大致相等的直径尺寸的圆柱形状的滑动轴60，该滑动轴60能够在分支部腔40内同心地进退，在与该滑动轴60之间的环状空间填充树脂，由此成形具有中空部18的分支管部14。由滑动轴移动装置62使滑动轴60沿着轴向移动，滑动轴60在前进位置、后退位置以及成形位置这3个位置停止，所述前进位置如图5所示是滑动轴60的顶端突出至主管部12的中空部16内的位置，所述后退位置如图7所示是滑动轴60的顶端从分支部腔40拔出的位置，所述成形位置如图3所示是滑动轴60的顶端位于主腔38的附近的位置。滑动轴移动装置62为了能够使滑动轴60在上述3个位置停止而定位，例如构成为具备由电动机使进给丝杠旋转而使滑动轴60进行直线往复移动的进给丝杠机构。因此，在如图4所示成形了主管部12的状态下，如图5所示滑动轴60突出至前进位置时，能够打穿主管部12与分支管部14的连结部分的树脂壁而形成连通孔20。
滑动轴60的顶端面64如图10所示，形成为中心部分凹陷的凹形状，该顶端面64的外周缘66作为切削刃发挥功能。另外，在该外周缘66，以在周向上分开的方式设置有多个(在图10中在关于轴心对称的位置上设置有2个)向顶端侧突出的凸部68，通过该外周缘66的切削刃，能够在抑制飞边的产生的同时切断树脂壁而形成连通孔20。为了使树脂壁的切断厚度尽量小，所述成形位置被设定为使外周缘66的凸部68稍微地突出至主腔38内、并切入主管部12的树脂壁。另外，为了能够遍及连通孔20的整周地切断树脂壁，前进位置被设定为使滑动轴60的顶端外周缘66整周地突出至主管部12的中空部16内的位置。
接着，对使用如上述那样构成的制造装置30来制造带分支部的中空部件10的步骤进行说明。首先，如图2所示，在浮动芯50配置于加压口54侧的端部、且使开闭部件42前进至关闭位置、并且且滑动轴60定位于成形位置的初始状态下，从浇注口56注射熔融树脂材料，由此如图3所示将树脂填充到主腔38和分支部腔40内。由于在分支部腔40中插入有滑动轴60，因此在该阶段成形中空的分支管部14。该工序为树脂填充工序，图3是树脂填充工序后的状态。另外，图9是图2中的IX-IX向视部分即分支管部14的连结部分的剖视图，(a)是与图3对应的树脂填充工序后的状态。
接着，若主腔38内的树脂的外周部即与成形模32的成形面接触的表层部开始冷却固化，则在使开闭部件42后退至打开位置而打开排出口44的状态下，由流体压入装置52从加压口54压入加压流体，使浮动芯50如图4所示移动至排出口44侧。由此，一边从排出口44向废料腔46内挤出多余树脂72，一边在主腔38内的树脂中设置中空部16，成形中空的主管部12。该工序为主管部成形工序，图4和图9的(b)为主管部成形工序后的状态。
接着，通过使分支部腔40内的滑动轴60前进至前进位置，从而使该滑动轴60的顶端外周缘66的整周突出至主管部12的中空部16内，打穿构成主管部12的树脂壁中的与分支管部14连结的部分而形成连通孔20。该工序为冲孔工序，图5和图9的(c)为冲孔工序后的状态。
接着，通过从加压口54再次压入加压流体，将在冲孔工序中利用滑动轴60形成连通孔20时所产生的冲孔屑70向排出口44侧吹走。该工序为冲孔屑移动工序，图6为冲孔屑移动工序后的状态。
接着，使滑动轴60移动至后退位置，在分支管部14形成中空部18。另外，也使开闭部件42后退至退避位置，从废料腔46拔出。该工序为拔轴工序，图7和图9的(d)为拔轴工序后的状态。
此后，打开构成成形模32的一对分离模32a、32b，将如图8所示的成形品34从成形模32取出，并且将包括收纳于废料腔46内的多余树脂72在内的无用部分F连同浮动芯50、冲孔屑70一起切断除去。由此，能够得到如图1所示的作为目的的带分支部的中空部件10。在本实施例中，由滑动轴60打穿树脂壁而形成连通孔20，因此可抑制飞边的产生，根据条件无需锉削等精加工，但是也可以根据需要进行去飞边等精加工。此外，被切断除去的多余树脂72、冲孔屑70可再利用。关于浮动芯50，可直接废弃或用其除去附着树脂而进行再使用，但是通过使用与带分支部的中空部件10相同的合成树脂材料来构成浮动芯50，能够将其与多余树脂72、冲孔屑70一起再利用。
这样，在本实施例的带分支部的中空部件10的制造方法中，使滑动轴60朝向主腔38前进，使作为切削刃发挥功能的顶端外周缘66的整周突出至主管部12的中空部16内从而形成连通孔20，因此能够在一系列的制造工序中简便地设置连通孔20，并且能够抑制飞边的产生而无需或减少锉削等精加工，提高生产率并且降低制造成本。
特别是，上述滑动轴60的顶端面64形成为中心部分凹陷的凹形状，并且在该顶端面64的外周缘66，以在周向上分开的方式设置有多个向顶端侧突出的凸部68，因此冲孔加工连通孔20时能够将凸部68作为起点适当地切入树脂壁而将其切断，可进一步抑制飞边的产生。
另外，在形成上述连通孔20的冲孔工序后，相继地从加压口54压入加压流体(非活性气体)，将形成连通孔20时所产生的冲孔屑70向排出口44侧吹走，因此能够将冲孔屑70与多余树脂72一起进行回收再利用，冲孔屑70的后处理变得容易。
此外，在上述实施例的滑动轴60的顶端外周缘66，在关于轴心对称的2个部位设置有一对凸部68，但是也能够如图11所示以等角度间隔设置3个凸部68，或者如图12所示以等角度间隔设置4个凸部68。
另外，所述实施例中，在主管部12设置有单一的分支管部14，但是也可以如图13所示设置多个(图13为一对)分支管部14。这些分支管部14的相对于主管部12的连结角度例如图示那样被设定为大致直角，但是也可以以从直角方向倾斜的姿势连结。在图13的实施例中，另外在分支管部14的顶端部一体地设置向外周侧延伸的圆环状的凸缘74，在该情况下，能够可靠地防止使滑动轴60前进而形成连通孔20时，分支管部14向主管部12侧陷入。图13是与图5的冲孔工序相当的剖视图。
以上，基于附图对本发明的实施例详细地进行了说明，但这些只不过是一实施方式，本发明能够基于本领域技术人员的知识以对其施加了各种各样的变更、改良的方式实施。
附图标记说明
10：带分支部的中空部件；12：主管部；14：分支管部；16、18：中空部；20：连通孔；30：制造装置；32：成形模；38：主腔；40：分支部腔；44：排出口；50：浮动芯(中空形成用块)；52：流体压入装置；54：加压口；60：滑动轴；62：滑动轴移动装置；64：顶端面；66：外周缘；68：凸部；70：冲孔屑；72：多余树脂。

Claims (2)

1.一种带分支部的中空部件的制造方法，具有：
树脂填充工序，向具有主腔(38)和分支部腔(40)的成形模内填充熔融树脂，所述主腔配置有中空形成用块(50)，所述分支部腔被设置为与该主腔连通，并且被滑动轴(60)以能够进退的方式插入，且在该分支部腔与该滑动轴之间的环状空间成形分支管部(14)；
主管部成形工序，使所述中空形成用块移动，从而一边从设置于所述主腔的一端部的排出口(44)挤出多余的树脂(72)，一边在该主腔内的树脂设置中空部(16)而成形中空的主管部(12)；以及
拔轴工序，使所述分支部腔内的所述滑动轴后退而在所述分支管部形成中空部(18)，
所述制造方法制造以所述主管部(12)中的中空部(16)和所述分支管部(14)中的中空部(18)彼此连通的方式在所述主管部一体地连结所述分支管部而成的树脂制的带分支部的中空部件(10)，
所述制造方法的特征在于，
所述主管部成形工序是从加压口(54)向所述主腔内压入加压流体而使所述中空形成用块向所述排出口侧移动的工序，所述加压口设置于所述主腔的与所述排出口相反的一侧的另一端部，
所述制造方法具有:
冲孔工序，该冲孔工序是如下工序：在通过所述主管部成形工序成形了所述主管部后，使所述滑动轴朝向所述主腔前进，使该滑动轴的顶端外周缘(66)的整周突出至该主管部的中空部内，由此，在构成该主管部的树脂壁中的与所述分支管部的连结部分形成连通孔(20)；和
冲孔屑移动工序，该冲孔屑移动工序是如下工序：继所述冲孔工序之后，从所述加压口压入加压流体，使在利用所述滑动轴形成所述连通孔时所产生的冲孔屑(70)向所述排出口侧移动。
2.一种带分支部的中空部件的制造装置，具有：
成形模(32)，其具有主腔(38)和分支部腔(40)，所述主腔配置有中空形成用块(50)，所述分支部腔被设置为与该主腔连通，并且被滑动轴(60)以能够进退的方式插入，且在该分支部腔与该滑动轴之间的环状空间成形分支管部(14)；
流体压入装置(52)，其从加压口(54)向所述主腔内压入加压流体，以使所述中空形成用块移动而一边从设置于所述主腔的一端部的排出口(44)挤出多余的树脂(72)、一边在该主腔内的树脂设置中空部(16)而成形中空的主管部(12)，所述加压口设置于所述主腔的与所述排出口相反的一侧的另一端部；以及
滑动轴移动装置(62)，其使所述分支部腔内的所述滑动轴后退而在所述分支管部形成中空部(18)，
所述制造装置(30)制造以所述主管部(12)中的中空部(16)和所述分支管部(14)中的中空部(18)彼此连通的方式在所述主管部一体地连结所述分支管部而成的树脂制的带分支部的中空部件(10)，
其特征在于，
所述滑动轴移动装置能够使该滑动轴前进后退移动，以能够通过使所述滑动轴朝向所述主腔前进、并使该滑动轴的顶端外周缘(66)的整周突出至所述主管部的中空部内，来在构成该主管部的树脂壁中的与所述分支管部的连结部分形成连通孔(20)，另一方面，
所述滑动轴的顶端面(64)形成为中心部分凹陷的凹形状，并且在该顶端面的外周缘(66)，以在周向上分开的方式设置有多个向顶端侧突出的凸部(68)。
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