TWI277501B - Machined manifold and method of making same - Google Patents

Description

1277501 九、發锔說明： 【發明所屬之技術領域】 本^明係有關於射出成型用歧管，且特別是有關於一 種經射出成型用之機械加工之歧管及其製造方法。 5 【先前技術】 。射出成型是一種廣為人知之用以製造多種零件的製 =且射出成型係將如炫融塑膠或樹脂等炫融材料導入在 一模具内之模穴直到該模穴填滿為止^贿融材料在模且 中硬化成該模穴之内表面形狀，且在該溶融材料硬化或固 10化後，將該硬化或固化材料由該模穴中取出。 為了進行射出成型，通常會使用一歧管總成將溶融材 料由一 t央射出部份或注入口輸送至多數模穴或在該歓 之-大极穴中之多數點。TGGman之美國專利第務號 揭露了這種歧管總成的-例子，且在該專利中，—歧管總 U成包括-具有一通道之一體、單件式之禱造圓桂形歧管， 及至少—由該歧管徑向向外延伸且具有—供溶融材料通過 之通道的喷嘴。該噴嘴通道之末端係被稱為轉口並且盘該 模具之模穴流體性地連通。 但是，-歧管總成最好不是鑄造者，且歧管總成最好 可由一塊件辦件經機械加l成。此外，最好可提供 -大致為圓形且具有-大致圓形橫截面形狀之經機械加工 歧管。因此，在發賴屬技術巾需要提供—可翻以 求之歧管總成。 20 1277501 因此，本發明係-可將成型材料由—成型材料源輸送 至-模具中之歧管。該歧管包括一主流動構件，且該主流 動構件界定出一沿該主流動構件之縱轴延伸穿過^ 構件之中央流動通道。該主流動構件亦具有與該中/央^動 5通道橫交且流體性地連通之分支通道，此外，該主流動構 件具有-橫截面大致呈圓形之外表面，而該外表面係經機 械加工成具有大致圓形之橫截面。 另外，本發明是一種製造一用以將射出成型 • 型材料源輸送至模具之方法。該方法包括提供一具有一縱 10轴之桿的步驟，且該方法亦包括對該桿進行機械加工以形 成一沿該桿之縱軸延伸之中央流動通道、多數各與該中央 流動通道橫交且流體性地連通之分支通道、及具有大致。 形橫截面之歧管外表面的步驟。 經機械加工之歧管總 本發明之其中一優點是提供一 15

成，藉此免除一鑄造程序。本發明之另一優點是該經機械 加工之歧管總成係由一塊件或桿件經機械加工製成，而本 發明之又一優點是該經機械加工歧管總成是經機械加工成 具有一圓形橫截面形狀。本發明之再一優點是提供一種萝 造一經機械加工歧管之方法，且本發明之又一優點是嗲方 法使一歧管可以被機械加工，在某些情形下與鑄造操作相 比更節省成本與時間。本發明之另一優點是該方法在射出 成型製程時，使熱町通過該歧管並由於該圓形外表面而更 均勻地分布，藉此改善該等成型零件之品質。 本發明之其他特徵與優點可輕易地知道，因為前述其 20 1277501 他特徵與優點可在配合附圖研讀以下說明後而更了解。 第1圖是本發明之經機械加工歧管總成的立體圖。 第2圖是第1圖之經機械加工歧管總成之一部份的部份 圖。 5 第3圖是沿第2圖之線3-3所截取之截面圖。 第4圖是歧管或喷嘴的部份視圖，並顯示熱電偶位置。 第5圖是第1圖之經機械加工歧管總成之歧管之本發明 另一實施例的立體圖。 第6圖是本發明之製造經機械加工歧管總成的方法，並 10 顯示一第一步驟。 第7圖是類似第6圖之視圖，顯示製造一經機械加工歧 管總成之方法的第二步驟。 第8圖是類似第6圖之視圖，顯示製造一經機械加工歧 管總成之方法的第三步驟。 15 第9圖是類似第6圖之視圖，顯示製造一經機械加工歧 管總成之方法的第四步驟。 L實施方式3 請參閱圖式，且特別參閱第1圖，其中顯示本發明之經 機械加工歧管總成10之一實施例。該經機械加工歧管總成 20 10包括一體或單件式經機械加工圓柱形歧管12，且該歧管 12包括一中央流動通道14及至少一喷嘴16。該中央流動通 道14沿著該歧管12延伸且包括該歧管12之各分支，而該喷 嘴16則由該歧管12向下延伸。各噴嘴16包括一由該中央流 動通道14延伸出來之中央喷嘴通道17，且各喷嘴16可具有 1277501 各種不同的長度以配合一特殊桓 、具可此需要的各種模穴尺 寸。 該歧管12與該至少一噴嘴〗 + > 、 係由金屬材料製成，且該 歧管12與至少一噴嘴16係由—古^ i ^ 7 $塊件或圓桿經機械加工 製成。該歧管12與該至少一喑崦 貨鳥16係形成為一體、單一與 早件的早體式結構。 該經機械加工歧管總成1〇白 ^ 卜 匕括一弟一絕緣體18，且該 10 15 弟-絕緣體18形成為-設置在各噴嘴16四週以防止在各喷 嘴16與模芯或模穴32之間之熱傳的鈦絕緣環。該歧管12亦 精由支持塊3績該模芯與料32_，且該歧管Η藉由定 位銷36可分離地連接在鱗支持如樓賴芯以，而該 衫位銷36延伸㈣該等切塊％並定㈣合該歧管吻 口亥模心32。她機械加卫歧管總成卿包括—由該歧管u 位向向外延伸之Ρ_2()注人口管加，以便將射出成型材料導 入歧s 12中。該注入口 2〇係利用一第二絕緣體22與一支持 構件或夾板4〇隔離，且該第二絕緣體22係一位在該注入^ 20與該支持構件或夾板40之間的不鏽鋼定位環。該第二絶 緣體22是一利用一如螺栓等固定件％可分離地連接在該夾 板40上’且防止熱由該注入口 20傳送至該夾板40。在此應 了解的是該熔融材料可以是塑膠、金屬、木質纖維、鋼鐵 等’且由一成型機（圖未示）射入該經機械加工歧管總成1〇 之注入口 2〇。 該經機械加工歧管總成10包括一設置在該歧管12各分 支之圓弧終端13處的第三絕緣體24，使相當少之熱由該歧 20 1277501 管12之末端傳送至周遭材料。該第三絕緣體24是一形成該 歧管12之中央流動通道14之圓弧終端13的400不鏽鋼塞，且 該第三絕緣體24具有/在该中央流動通道14内形成該等圓 弧終端13之彎曲端42。該彎曲端42可減少在該熔融材料内 5 之流動剪力的量，而該^IL動为力通常會在材料流由該流動 通道14移動通過/直角轉彎處而到達相鄰喷嘴通道Π時， 發生在這些角落處。該經機械加工歧管總成1〇包括一設置 在該中央流動通道14之末端處以封蓋該等通道14並且便於 ί 在需要時移除該第三絕緣體24之具螺紋雙螺帽44。 10 該經機械加工歧管總成10包括多數鈦反應構件26，且 該等鈦反應構件26利用如螺絲54等固定件可分離地徑向相 對連接該等徑向延伸喷嘴16，且隔離該歧管12與一夾板 40。此外，該等反應構件26係在該夾板4〇與該歧管12之間 的預負載墊，且當它受到射出成型製程時於該歧管12中產 !5 生之壓力時支持該歧管12。 該經機械加工歧管總成10更包括至少一個且最好多數 • 個電加熱器28，而該等加熱器28係多數可分離地設置在歧 管12周緣及噴嘴16四週以提供用以保持該塑膠於一特定或 預定溫度的加熱帶。該等加熱器28係形成為兩在歧管12上 2〇之半圓柱體且以電線並聯一如分電箱之電源，且該等加熱 器2 8之半圓柱體係使用習知夾持固定件等可分離地失持在 該歧管Π周緣與噴嘴10四週。在此應了解的是該等加熱器 28之半圓柱體在周緣上是不連續的，叫發明所屬技術- 般地在其間形成一間隙。 1277501 該經機械加工歧管總成10包括至少一個且最好多數個 用以監測该炫融材料溫度之溫度測量感測器30，而該等威 測器30係固定連接在該歧管12與喷嘴16内，並且在與該等 流動通道14、17外徑及該歧管12與噴嘴16外徑等距處貫穿 5通過該歧管12與該喷嘴Μ的感測器孔或洞46t，如第4圖所 示。該等溫度測量感測器30可以是—種利用定位螺絲固定 在該等感測器孔46中之熱電偶，且該等定位螺絲係定位在 垂直穿過該等感測器孔46縱軸之螺孔5〇中。該等感測器3〇 籲係、以電氣電氣連接於-如電氣分電箱之電源且包括—不鑛 10鋼編織線屏蔽構件52，該不屏蔽構件52可保護加熱器電線 (圖未示）不受止射頻雜訊干擾，且因此確保準確之^讀 數。 又口貝 該等加熱器28與感測器30係配置成可在該射出系統四 週之多數限定區域中受到監管，這多區域控制有助於更準 15確地監測與控制該熔融材料在整個射出程序中的溫度，因 此可得到較少之熱損失與較佳模具。 • 祕作時’⑽材料以高溫與高壓經由魅入口管2〇 射入歧管12中。接著，該炫融材料沿著該歧管以中央泣 動通道14流至該等喷嘴16。然後，該溶融材料流經各噴^ 2〇 之喷嘴通道Π而到達該模具（圖未示）。裝設具有彎曲额 之第三絕緣體24的歧管I2圓弧終如可減少炫融材料汽動 通過歧管12之圓孤終端13處之剪力，因為該㈣__ 過一九十度(90 °)彎角。 在整個射出製程中’該等加熱器28將該熔融材料保持 1277501 在一由該等感測器30加以監控之特定溫度。該等加熱器與 感測器28與30之多區域設計分別使操作者可監控該炫融材 料在整個系統中之任一點或區域處之溫度，藉此對該射出 製程得到較佳之控制並因此得到較佳之產品。 5 _參閲第5圖’其中顯示本發明之機械加工之歧管12 的另-實施例，且該歧管12之類似零件具有加上一百（刚) 之相似之符f虎。在這實施例中，該經機械加工之歧管ιΐ2包 括-形狀為圓柱形之主流動構件113,以界^出―通常是圓 形橫截面形狀之外表面115。該主流動構件113係由—金屬 料製成，且該主流動構件113界定出—沿該主流動構件113 之縱軸L延伸穿過該主流動構件113的中央流動通道114。較 佳地，該中央流動通道114通常具有圓形橫截面且在該主流 動構件113内居中。該主流動構件m亦界定出多數各與該 中央流動通道114橫交且流體性地連通之分支通道ιΐ9，如 15以下所詳述者，該歧管112將射出成型材料運由一成形材料 源（圖未示)經由該中央流動通道m與該等分支通道ιΐ9送 至-模具（圖未示）内。在此應了解的是該歧管ιΐ2係經機械 加工而大致呈圓形橫截面並且這形狀使熱可以更均句地分 配通過該歧管112。 20 該歧管112亦包括多數大致以121表示之塾i2i ，且該等 塾m各為圓柱形並且由該主流動構件出之外表面⑴向 外延伸。各塾121界定出—平坦、圓形終端123，且該等塾 m與該主雜構件113—體錢並且以―將細下詳細說 明之方式機械加工。 如第5圖所示，該等分支通道119延伸 11 1277501 穿過該等墊121中之對應墊並且在各個墊121之終端123上 是居中的。 在所示實施例中，該歧管112包括六個墊121。其中三 個墊121在該歧管112之一側上縱向地對齊，而另外的三個 5 則在在該歧管112之另一側上縱向地對齊。該等墊121包括 一個注入口墊125及多數喷嘴塾127，且注入口塾125與喷嘴 墊127是相同的，但該注入口墊125由該主流動構件113之外 表面115向外延伸得比该專T嘴塾127更遠。該注入口塾125 係定位在該歧管112上且尺寸係可使延伸穿過該注入口墊 10 125之分支通道119可以與一如第1與2圖所示之注入口 2〇的 注入口（圖未示）流體性地連通，。該等喷嘴墊127係定位在 該歧管112上且尺寸係可使延伸穿過該等噴嘴墊127之分支 通道119可以與一如第1至3圖所示之噴嘴16的噴嘴（圖未示） 流體性地連通。但是，在此應了解的是該等墊121之位置與 15 尺寸可依據所使用之注入口及/或噴嘴來改變。 第5圖之歧管112可使用在一射出成型製程中，且該歧 管112係與該經機械加工歧管總成1〇之其他零件組合在一 起並且設置在一射出成型機（圖未示）中，使一注入口（圖未 示）與該注入口墊125之分支通道119流體性地連通，且噴嘴 2〇 16與該等噴嘴墊127之對應分支通道119流體性地連通。在 一實施例中，該等墊121之終端123作為壓力板，使得該注 入口（圖未示）與該等噴嘴16可以壓抵於該等墊121，以藉此 防止該熔融射出成型材料洩漏。 此外，該主流動構件113之末端插入並密封該中央流動 12 1277501 通道114之末端。該主流動構件113可以任何適當方式插 入’例如以第2圖所述之具螺紋雙螺帽44插入。 接著，經由該注入口（圖未示）將熔融射出成型材料注入 戎歧管112中，並到達該注入口墊125之分支通道119。該熔 融材料机經該中央流動通道114且由該等喷嘴墊I]?之分支 通道119流出，接著，該熔融材料流經該等噴嘴16並進入該 杈八（圖未示）。在此應了解的是如第1至第3圖之第一、第二 與第二絕緣體的任何數目之絕緣體（圖未示）均可包含在該 馨、經機械加工歧管總成中。 1〇 同時’在射出成型製程中，如第1圖所述之加熱器28 ' 的多數加熱器可以設置在該歧管112之外表面115四週。如 • 以下所詳述者，由於第5圖之歧管112之大致圓形橫截面， 故可更均勾地加熱該歧管112且因此更均勻地加熱流經其 中之炼融材料。因此，使用該歧管112可以改善該成形零件 15 之品質。 ^ 現請參閱第6至9圖，其中顯示本發明製造第5圖之歧管 112之方法。在第6圖所示之第一步驟中，該方法包括提供 一桿130且將該桿130定位在一以131表示之習知研磨機 内’以利用多數習知切割器132中之任一種進行機械加工。 2〇在一貫施例中，在該桿130定位在該研磨機131中之前，一 、 孔縱向通過該桿130而形成，以藉此形成該中央流動通道 114並因此提供一用以將該桿130固定連接在該研磨機131 之夾具134内的裝置。該桿130係由金屬製成且係由一圓桿 塊或矩形桿塊所選出者，而在此應了解的是第6至9圖顯示 13 1277501 機械加工該桿130以形成該歧管112之大致圓形外表面 115、墊121、中央流動通道114及分支通道119的後續步驟。 如第7圖所示，該方法之下一步驟包括機械加工該桿 130直到該桿130具有一大致矩形橫截面形狀為止。該切割 5 為132可以任何適當之方式致動，且該夾具134可以任何適 當之方式旋轉該桿13〇,以產生該矩形桿130。在這矩形中， 該桿130具有一第一側136、一與該第一側136相對之第二側 138、及多數沿著該桿130縱向延伸之邊緣14〇。在此應了解 的是當進行切割時，最後之切割深度將會到達該等墊121之 10 終端123之深度。例如，該注入口墊125之終端123可在第6 圖中看到，且當該桿130切割至更深之深度時，該切割器132 會移動以避開該等墊121，藉此形成該等墊121。 其次，如第8圖所示，該方法包括圓化該桿130，使該 歧管112之116形成前述多數墊121之步驟。在所述實施例 15 中，這步驟包括使該桿130之第一側136圓化。該等切割器 132通過該桿130上方並藉此去除在該桿130之第一側136上 之邊緣140，並且產生該歧管112之一半外表面115。如第8 圖所示，該切割器132在使該桿130之第一側136圓化時避開 該等墊121並藉此在第一側136上形成該等墊121。 20 接著，該方法包括使該桿130以該縱軸L為中心旋轉的 步驟。在第9圖所示之實施例中，該研磨機131之夾具134使 該桿130以該軸L為中心旋轉一百八十度（18〇。）。 然後，該方法包括使該桿130之第二側圓化之步驟，如 第9圖所示。如前述般，該切割器132通過該桿130上方並藉 14 !2775〇1 此去除在該桿130之第二側丨38上之邊緣140,並且產生該歧 管112之一半圓化外表面Η5。如第9圖所示，該切割器132 在使該桿130之第二側138圓化時避開該等墊121並藉此在 該第二側138上形成該等墊121。 5 最後，該方法包括通過對應墊121形成前述多數分支通 道119之步驟。該等分支通道119可以任何適當之方式形成 與鑽孔，以與該中央流動通道114流體性地連通。 如此，可機械加工本發明之歧管112，且與鑄造操作相 較，在某些情形下，這製造方法可以節省成本。同時，該 1〇完成之歧官112包括一橫截面大致為圓形之經機械加工外 表面115。因此，如第1圖所示之帶狀加熱器28，或其他加 熱器（圖未示）可以使用在該歧管112之外表面115上，以加熱 $亥溶融射出成型材料。該圓形外表面115與該圓形中央流動 通道114使該歧管112在橫截面上極為對稱，藉此使熱可均 15勻分散通過該歧管112。因此，可改善該等成形零件之品質。 本發明已以一舉例之方式說明過了，且在此應了解的 是已使用之用語係以字的本質來解釋而不是要用來限制。 在了解前述揭示後，本發明可有許多變形例與變化 例。因此，在以下申請專利範圍之範缚内，本發明可以前 2〇 述特定方式以外之方式實施。 I：圖式簡單説明3 第1圖是本發明之經機械加工歧管總成的立體圖。 第2圖是第1圖之經機械加工歧管總成之一部份的部份 圖0 15 1277501 第3圖是沿第2圖之線3-3所截取之截面圖。 第4圖是歧管或噴嘴的部份視圖，並顯示熱電偶位置。 第5圖是第1圖之經機械加工歧管總成之歧管之本發明 另一實施例的立體圖。 5 第6圖是本發明之製造經機械加工歧管總成的方法，並 顯示一第一步驟。 第7圖是類似第6圖之視圖，顯示製造一經機械加工歧 管總成之方法的第二步驟。 第8圖是類似第6圖之視圖，顯示製造一經機械加工歧 10 管總成之方法的第三步驟。 第9圖是類似第6圖之視圖，顯示製造一經機械加工歧 管總成之方法的第四步驟。 16 1277501 【主要元件符號說明】 10...經機械加工歧管總成 54...螺絲 12…歧管 112···歧管 13···終端 113…主流動構件 14...中央流動通道 114...中央流動通道 16…喷嘴 115…外表面 17...中央喷嘴通道 119…分支通道 18…第一絕緣體 121···墊 20...注入口 123···終端 22…第二絕緣體 125...注入口墊 24.··第三絕緣體 127…喷嘴墊 26…鈦反應構件 130···桿 28...加熱器 131...研磨機 30...溫度測量感測器 132...切割器 32...模穴 134...夾具 34...支持塊 136·.·第一側 38...固定件 138...第二側 40...爽板 140...邊緣 42...彎曲端 44...具螺紋雙螺帽 46…感測器孔 50…螺孔 52…屏蔽構件 17

Claims (1)

1277501 十、申請專利範圍： 1. 一種方法，用以製造一將射出成型材料由成型材料源輸 送至模具，該方法包含： 一提供步驟，係提供一具有一縱軸之桿；及 5 一機械加工步驟，係對該桿進行機械加工以形成一 沿該桿之縱軸延伸之中央流動通道、多數各與該中央流 動通道橫交且流體性地連通之分支通道、及具有大致圓 形橫截面之歧管外表面。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該機械加工步驟包 10 含使該桿圓化以界定出一具有多數墊之外表面，且該等 墊由該外表面向外延伸且形成多數通過該等墊中之對 應墊之分支通道。 3. 如申請專利範圍第2項之方法，包括在使該桿圓化之 前，對該桿進行機械加工直到該桿具有一大致矩形橫截 15 面為止。 4. 如申請專利範圍第2項之方法，其中前述使該桿圓化之 I 步驟包含使該桿之第一側圓化、使該桿以該縱軸為中心 旋轉及使該桿之第二側圓化。 5. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該提供步驟包含一 20 注入口墊及多數喷嘴墊，其中該注入口墊由該外表面向 外延伸之距離大於該等喷嘴墊。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該提供步驟包含由 一包括一圓桿塊件與一矩形桿塊件之群選出之桿。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該中央流動通道通 18 1277501 之橫截面大致為圓形。 8·如申請專利範圍第丨項之方法，其中該中央流動通道位 於該桿之中央。 9· 一種歧管，用以將射出成型材料由成型材料源輸送至模 5 具，該歧管包含： 一主流動構件，具有一沿該主流動構件之縱軸延伸 穿過該主流動構件之中央流動通道； 多數分支通道，係各與該中央流動通道橫交且流體 性地連通者；及 10 一外表面，係橫截面大致呈圓形，其中該外表面係 經機械加工成具有大致圓形之橫截面。 10·如申請專利範圍第9項之歧管，包括多數由該外表面向 外延伸之墊，其中該等分支通道延伸通過該等墊中之對 應塾。 15 η·如申請專利範圍第1〇項之歧管，其中該等墊包含一注入 _ 時及？數噴健，其巾雜切墊由該外表面向外延 伸之距離大於該等喷嘴墊。 12·如申請專利範圍第9項之歧管，其中該主流動構件包含 一桿，且該桿經機械加工直到該桿具有一大欵矩形橫截 20 面且接著使其圓化以形成該外表面為止。 13. 如申請專利範圍第12項之歧管，其中該 、。 弟〜側上 被圓化，接著以該縱軸為中心旋轉，然後在— 乐〜側上 被圓化。 14. 如申請專利範圍第12項之歧管，其中該桿係由一包人一 19 1277501 圓桿塊件與一矩形桿塊件之群選出之桿。 15. 如申請專利範圍第9項之歧管，其中該中央流動通道通 之橫截面大致為圓形。 16. 如申請專利範圍第9項之歧管，其中該中央流動通道位 5 於該主流動構件之中央。 17. —種經機械加工歧管總成，用以將射出成型材料由成型 材料源輸送至模具，該總成包含： 一歧管，包括一沿其延伸之歧管流動通道；及 至少一喷嘴，係由該歧管徑向向外延伸至一遠端， 10 且該至少一喷嘴包括一由該歧管流動通道延伸出來且 與該歧管流動通道流體性地連通之中央喷嘴通道， 且該歧管與該至少一喷嘴係由一金屬材料經機械 加工製成且係一體、單一且單件式者。 20