用于注射模制设备的滚珠丝杠定心装置的制作方法

1.本说明书总体上涉及注射模制系统，更具体地说，涉及用于注射模制堆叠模具的定心装置。


背景技术：

2.在注射模制领域，期望在最短的时间量内形成大量的零件。增加量的方法之一是开发具有许多成形腔的模具工具，从而允许在单个模具循环内同时成形若干个零件。响应于这种需要，开发了一种通常称为堆叠模具的特定类型的模具，其中有若干个模具块，有时称为“堆叠”，这些模具块在模具工具的两个不同侧上设置成形腔。在生产期间，模具块将被拉开以位于打开位置，以暴露成形腔，使得成品可以从模具块中移除。然后，模具块滑回关闭位置，开始新的注射模制循环，以形成新的零件。
3.模具块在打开位置与关闭位置之间的运动通常使用肘节臂、齿条和小齿轮或蜗轮系统来完成。然而，这些系统可能很复杂，并且需要定制的成形零件。此外，这些系统的运动可能由于被移动的重量的量而变得笨重。期望提供一种能够容易地为不同尺寸的模具定制的更简单的系统。还希望创建一种提供更精确的运动并具有减少摩擦的系统，以便模具部件的运动更流畅和更不笨重。


技术实现要素：

4.在一个实施例中，一种注射模制设备包括：堆叠模具工具，其包括：静止模具块；中心模具块，该中心模具块能够相对于静止模具块在打开位置与关闭位置之间移动；以及远侧模具块，该远侧模具块能够相对于中心模具块在打开位置与关闭位置之间移动；以及滚珠丝杠定心装置，该滚珠丝杠定心装置包括：中心轴承壳体，该中心轴承壳体连接到中心模具块；可旋转轴，该可旋转轴延伸穿过中心轴承壳体的通道，并且以可旋转方式安装到中心轴承壳体，该可旋转轴具有第一侧滚珠轨道和第二侧滚珠轨道；第一螺母，该第一螺母联接到静止模具块，该第一螺母包括轨道部分，该轨道部分与第一侧滚珠轨道协作以限定用于第一组滚珠轴承经过的通路；以及第二螺母，该第二螺母联接到远侧模具块，该第二螺母包括轨道部分，该轨道部分与第二侧滚珠轨道协作以限定第二组滚珠轴承要经过的通路。
5.在另一实施例中，滚珠丝杠定心装置包括：中心轴承壳体，该中心轴承壳体用于连接到中心模具块；可旋转轴，该可旋转轴延伸穿过中心轴承壳体的通道，并且以可旋转方式安装到中心轴承壳体，该可旋转轴具有第一侧滚珠轨道和第二侧滚珠轨道；第一螺母，该第一螺母用于联接到静止模具块，第一螺母包括轨道部分，该轨道部分与第一侧滚珠轨道协作以限定用于第一组滚珠轴承经过的通路；以及第二螺母，该第二螺母用于联接到该远侧模具块，该第二螺母包括轨道部分，该轨道部分与该第二侧滚珠轨道协作以限定用于第二组滚珠轴承经过的通路。
6.在又一实施例中，一种方法包括：将堆叠模具工具的远侧模具块在第一纵向方向上平移，以在第一旋转方向上旋转滚珠丝杠定心装置的可旋转轴，其中所述滚珠丝杠定心
装置联接到堆叠模具工具，其中：滚珠丝杠定心装置的第一螺母壳体固定到堆叠模具工具的静止模具块；滚珠丝杠定心装置的中心轴承壳体固定到堆叠模具工具的中心模具块；并且滚珠丝杠定心装置的第二螺母壳体固定到堆叠模具工具的远侧模具块。
7.结合附图，鉴于以下详细描述，将更全面地理解由这里描述的实施例提供的这些和附加特征。
附图说明
8.在附图中阐述的实施例本质上是说明性的和示例性的，并且不旨在限制由权利要求限定的主题。当结合以下附图阅读时，可以理解说明性实施例的以下详细描述，其中相同的结构用相同的附图标记表示，并且其中：
9.图1示意性描绘了根据本文所示和描述的一个或多个实施例的包括滚珠丝杠定心装置和堆叠式注射模制工具的处于关闭位置的注射模制设备的截面立面图；
10.图2示意性地描绘了根据本文所示和描述的一个或多个实施例的处于打开位置的注射模制设备的截面立面图；
11.图3示意性地描绘了根据本文所示和描述的一个或多个实施例的滚珠丝杠定心装置的中心轴承壳体的放大截面图；
12.图4示意性地描绘了根据本文所示和描述的一个或多个实施例的滚珠丝杠定心装置的滚珠螺母的截面立面图。
13.图5a示意性地描绘了根据本文所示和描述的一个或多个实施例的滚珠丝杠定心装置的螺母壳体的侧视图；
14.图5b示意性地描绘了根据本文所示和描述的一个或多个实施例的滚珠丝杠定心装置的螺母壳体的端视图；以及
15.图5c示意性地描绘了根据本文所示和描述的一个或多个实施例的滚珠丝杠定心装置的螺母壳体的截面顶视图。
具体实施方式
16.这里描述的实施例涉及一种注射模制设备和滚珠丝杠定心装置，以用于相对于静止模具块移动中心模具块，以及相对于中心模具块移动远侧模具块，以同时形成和移除所形成的两个注射模制零件。这里更详细地描述了注射模制设备和滚珠丝杠定心装置的各种实施例以及注射模制设备和滚珠丝杠定心装置的操作。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同附图标记来指代相同或相似的零件。
17.现在参考图1和图2，示出了根据本文描述的一个或多个实施例的注射模制设备8。注射模制设备8通常可包括滚珠丝杠定心装置10和能够位于关闭位置(图1)与打开位置(图2)之间的堆叠模具工具12。尽管滚珠丝杠定心装置10被公开为与本文描述的堆叠模具工具12组合使用，但是滚珠丝杠定心装置10取决于特定操作的需要而与几乎任何其它类型的模具工具结合使用也在本公开的范围内。尽管这里称为滚珠丝杠定心装置10，但是滚珠丝杠定心装置10也可以称为正时装置，以用于对中心模具块16和远侧模具块18的运动和间隔进行正时，如这里所讨论的。此外，在正常使用中，堆叠模具工具12具有两个滚珠丝杠定心装置10，在堆叠模具工具12的每一侧上各一个；本公开描述了一个滚珠丝杠定心装置10，但是
该描述可适用于上述两个滚珠丝杠定心装置10。
18.堆叠模具工具12包括不移动的静止模具块14、相对于静止模具块14在关闭位置(图1)与打开位置(图2)之间移动的中心模具块16、以及相对于中心模具块16在关闭位置(图1)与打开位置(图2)之间移动的远侧模具块18。如这里更详细地描述的，当从关闭位置移动到打开位置时，中心模具块16和远侧模具块18在箭头a1的方向上移动，当从打开位置移动到关闭位置时，在与箭头a1的方向相反的箭头a2的方向上移动。应该理解，箭头a1和箭头a2的方向平行于滚珠丝杠定心装置10的纵向轴线l延伸。
19.中心模具块16具有至少一个注射端口和用于形成模制零件的一部分的一对第一模具半部16a、16b。中心模具块16的第一模具半部16a、16b设置在中心模具块16的相背侧上。分别地，静止模具块14和远侧模具块18各自具有第二模具半部14a、18a，该第二模具半部14a、18a各自对应于中心模具块16上的第一模具半部16a、16b中的相应一个。应当理解，中心模具块16的第一模具半部16a、16b形成模制零件的第一半部或第一部分，而静止模具块14和远侧模具块18的第二模具半部14a、18a形成模制零件的第二半部或第二部分。
20.滚珠丝杠定心装置10包括连接到中心模具块16的中心轴承壳体20。如图3所示，中心轴承壳体20包括延伸穿过中心轴承壳体20的通道22。可旋转轴24延伸穿过中心轴承壳体20的通道22，并限定滚珠丝杠定心装置10的纵向轴线l。可旋转轴24具有位于中心轴承壳体20的通道22中的中心凸缘26。中心凸缘26从可旋转轴24径向延伸，并位于两个滚子轴承28、28'之间，该两个滚子轴承抵靠可旋转轴24的邻近中心凸缘26的外表面25。中心轴承壳体20可以包括开口，以允许可旋转轴24和滚子轴承28、28'插入到中心轴承壳体20中。具体地说，中心轴承壳体20可以具有覆盖物29，该覆盖物通过一个或多个紧固件33可移除地附接到中心轴承壳体20的开口端31。移除紧固件33和覆盖物29，允许滚子轴承28、28'插入到中心轴承壳体20的通道22中，其中可旋转轴24的中心凸缘26位于其间，然后通过用紧固件33将覆盖物29抵靠中心轴承壳体20的开口端31固定，将滚子轴承28、28'和中心凸缘26固定在中心轴承壳体20的通道22内。
21.再次参考图1和图2，可旋转轴24包括第一侧滚珠轨道30，该第一侧滚珠轨道形成在可旋转轴24的外表面25内，并且沿着可旋转轴24的外表面25从邻近中心凸缘26延伸到可旋转轴24的第一端32。第一侧滚珠轨道30跨静止模具块14的一部分延伸。第一侧滚珠轨道30由螺旋沟槽30a限定，该螺旋沟槽在第一角方向上延伸或成螺旋，其中螺旋沟槽30a的上端朝向中心轴承壳体20定向。第二侧滚珠轨道34形成在可旋转轴24的外表面25内，并且沿着可旋转轴24的外表面25从邻近中心凸缘26延伸到与可旋转轴24的第一端32相反的可旋转轴24的第二端36。第二侧滚珠轨道34跨远侧模具块18的一部分延伸。第二侧滚珠轨道34由螺旋沟槽34a限定，该螺旋沟槽在第二角方向上延伸或成螺旋，其中螺旋沟槽34a的上端朝向中心轴承壳体20定向，并且与第一角方向相反。
22.滚珠丝杠定心装置10还包括第一螺母39和第二螺母41。第一螺母39和第二螺母41分别接合第一侧滚珠轨道30和第二侧滚珠轨道34。如图4所示，示出了第一螺母39。应该理解，第一螺母39和第二螺母41彼此相同，但沿着纵向轴线l和可旋转轴24在相反的方向上定向。因此，这里提供的对第一螺母39的描述同样可适用于第二螺母41。第一螺母39包括轨道部分40和从轨道部分40延伸的延伸部分44。延伸部分44包括形成在其中的凹部61。在实施例中，凹部61围绕延伸部分44的整个外周62延伸。在其它实施例中，凹部61在沿着延伸部分
的外周62的一个或多个点处形成。螺旋沟槽45形成在轨道部分40的内表面47中。螺旋沟槽45对应于第一侧滚珠轨道30的螺旋沟槽30a。因此，第一螺母39的螺旋沟槽45与第一侧滚珠轨道30的螺旋沟槽30a协作，以限定第一组滚珠轴承经过的通路，以用于使可旋转轴24沿纵向轴线l平移，如本文更详细地讨论的。如图4所示，在螺旋沟槽45中设置有入口49a和出口49b，以允许第一组滚珠轴承移动穿过通路。入口49a和出口49b通过第一再循环滚珠管49c和第二再循环滚珠管49d相互连接。虽然未示出，但可以提供第二入口和第二出口，以促进第一组滚珠轴承的再循环和转移。类似地，第二螺母41的轨道部分40包括螺旋沟槽，该螺旋沟槽与第二侧滚珠轨道34的螺旋沟槽34a协作以限定第二组滚珠轴承经过的通路，以用于使可旋转轴24沿纵向轴线l平移。此外，第二螺母41类似地包括一个或多个入口、出口和再循环滚珠管，以用于使第二组滚珠轴承循环穿过第二螺母的通路。
23.再次参考图1和图2，滚珠丝杠定心装置10还包括连接到静止模具块14的第一螺母壳体38。第一螺母壳体38包括第一侧滚珠轨道30延伸穿过的通路37。滚珠丝杠定心装置10还包括连接到远侧模具块18的第二螺母壳体42。第二螺母壳体42包括第二侧滚珠轨道34延伸穿过的通路43。如图所示，第一螺母39部分地延伸穿过由第一螺母壳体38限定的通路37。具体地，第一螺母39定位成使得第一螺母39的延伸部分44延伸穿过第一螺母壳体38的通路37。类似地，第二螺母41部分地延伸穿过由第二螺母壳体42限定的通路43。具体地，第二螺母41定位成使得第二螺母41的延伸部分延伸穿过第二螺母壳体42的通路43。
24.在实施例中，第一套筒46连接到中心轴承壳体20和第一螺母壳体38，并在中心轴承壳体20与第一螺母壳体38之间延伸，以环绕第一侧滚珠轨道30的暴露部分和第一螺母39的轨道部分40。第一套筒46能够定位在未展开位置(图1)与展开位置(图2)之间。在实施例中，第二套筒48连接到中心轴承壳体20和第二螺母壳体42，并在中心轴承壳体20与第二螺母壳体42之间延伸，以环绕第二侧滚珠轨道34的暴露部分和第二螺母41的轨道部分。与第一套筒46类似，第二套筒48能够定位在未展开位置(图1)与展开位置(图2)之间。应该理解，第一套筒46和第二套筒48被设置为防止碎片进入形成在第一侧滚珠轨道30的螺旋沟槽30a和第二侧滚珠轨道34的螺旋沟槽中，以及防止碎片进入滚珠丝杠定心装置10的其它部件。然而，在实施例中，滚珠丝杠定心装置10可以不包括第一套筒46和第二套筒48。
25.在实施例中，套筒保持构件51设置在第一套筒46与第二套筒48之间，并在第一套筒46与第二套筒48之间延伸。更具体地说，套筒保持构件51包括臂51a、第一夹子51b和第二夹子51c，其中该臂51a沿纵向轴线l延伸，该第一夹子51b沿纵向轴线l沿臂51a可滑动地移动，该第二夹子51c沿纵向轴线l沿臂51a可滑动地移动。臂51a延伸穿过安装到中心轴承壳体20的保持主体51d，以使臂51a相对于中心轴承壳体20固定地隔开。第一夹子51b可移除地固定到第一套筒46，第二夹子51c可移除地固定到第二套筒48。当固定时，第一夹子51b和第二夹子51c防止第一套筒46和第二套筒48分别塌缩到可旋转轴24上和塌缩到第一螺母39和第二螺母41上。
26.可旋转轴24的第一端32穿过第一侧管保持器50中的通路定位，该第一侧管保持器在与第一螺母壳体38相隔一段距离处连接到静止模具块14。第一侧管保持器50的通路可滑动地接纳第一侧滚珠轨道30的一部分。另外，设置第一管52，该第一管具有连接到第一螺母39的延伸部分44的内表面的第一端52a，并延伸到相反的第二端52b，该第二端52b连接到第一侧管保持器50的通路。第一管52具有中空通路，该中空通路至少部分地以足够的间隙环
绕第一侧滚珠轨道30，其中该足够的间隙允许第一侧滚珠轨道30在第一管52的通路中自由移动。
27.可旋转轴24的第二端36穿过第二侧管保持器54中的通路定位，该第二侧管保持器在与第二螺母壳体42相隔一段距离处连接到远侧模具块18。第二侧管保持器54的通路可滑动地接纳第二侧滚珠轨道34的一部分。另外，设置第二管56，该第二管具有连接到第二螺母41的延伸部分的内表面的第一端56a，并延伸到相反的第二端56b，相反的第二端56b连接到第二侧管保持器54的通路。第二管56具有中空通路，该中空通路至少部分地以足够的间隙环绕第二侧滚珠轨道34，其中该足够的间隙允许第二侧滚珠轨道34在第二管56的通路中自由移动。
28.在实施例中，第一帽32a设置在可旋转轴24的靠近第一侧管保持器50的第一端24a处，第二帽32b设置在可旋转轴24的靠近第二侧管保持器54的相反的第二端24b处。第一帽32a和第二帽32b防止滚珠轴承在可旋转轴24沿纵向轴线l平移期间脱离与可旋转轴24的第一侧滚珠轨道30和第二侧滚珠轨道34的接合。
29.现在参考图5a至图5c，示出了第一螺母壳体38的细节。尽管这里仅示出并详细讨论了第一螺母壳体38，但应当理解，第一螺母壳体38与第二螺母壳体42相同。因此，关于第一螺母壳体38的描述同样可适用于第二螺母壳体42。具体地说，第一螺母壳体38夹紧到第一螺母39上，以使用块紧固件57将第一螺母39固定到静止模具块14上。类似地，第二螺母壳体42夹紧到第二螺母41上，以使用块紧固件57将第二螺母41固定到远侧模具块18上。此外，如图5a和5c所示，设置一个或多个定位螺钉60，以延伸穿过第一螺母壳体38，并接合形成在第一螺母39的延伸部分44中的凹部61。应当理解，还设置一个或多个定位螺钉60以延伸穿过第二螺母壳体42，并接合形成在第二螺母41的延伸部分中的凹部。
30.现在参照图1和图2更详细地描述注射模制设备8的操作。当远侧模具块18在方向a1上平移时(例如，通过其中安装有注射模制设备8的注射模制机(未示出)的移动压板)，第二螺母41在方向a1上的线性平移使轴24在第一角方向上旋转。由于螺旋沟槽34a和螺旋沟槽30a在相反的角方向上定向，所以轴24的旋转导致第一螺母39在方向a2(即，与a1相反)上平移。然而，由于第一螺母39被固定到不可移动的块(即，静止模具块14)上，并且轴24的中心凸缘26与第一螺母39的相互作用，因此中心模具块16被推离静止模具块14(即，中心模具块16在方向a1上平移)。远侧模具块18与中心模具块16的分离，以及中心模具块16与静止模具块14的分离允许移除模制零件。一旦模制零件被移除，滚珠丝杠定心装置10就执行反向操作，以使可旋转轴24在与第一角方向相反的第二角方向上旋转，并使远侧模具块18返回到与中心模具块16接触，并且使中心模具块16返回到与静止模具块14接触。
31.从上面可以理解，这里限定了一种注射模制设备和滚珠丝杠定心装置，以用于相对于静止模具块移动中心模具块，以及相对于中心模具块移动远侧模具块，以同时形成和移除所形成的两个注射模制零件。滚珠丝杠定心装置联接到静止模具块、中心模具块和远侧模具块。
32.尽管在此已经说明和描述了特定实施例，但应当理解，在不脱离所要求保护的主题的范围的情况下，可以进行各种其它改变和修改。此外，尽管这里已经描述了所要求保护的主题的各个方面，但这些方面不需要组合使用。因此，意图是所附权利要求应涵盖不脱离本发明主题的精神和范围的所有这样的改变和修改。