專利名稱：螺桿頭及其制造方法、以及注射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種注射成形機(jī)用的螺桿頭及其制造方法、以及注射裝置。
背景技術(shù)：
在注射成形機(jī)中，向模具的型腔空間注射并填充在缸內(nèi)加熱、熔融的樹脂等成形材料，并使其冷卻并固化而得到成形品。注射成形機(jī)一般包括模具裝置、合模裝置及注射裝置。注射裝置包括加熱樹脂等而使其熔融的加熱缸、以及射出熔融的樹脂的注射噴嘴，在加熱缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如且進(jìn)退自如地配置有螺桿。通過(guò)配置于后端的驅(qū)動(dòng)部使螺桿前進(jìn)，從而從注射噴嘴射出樹脂，通過(guò)驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行樹脂的計(jì)量。在螺桿的頭部外側(cè)配置有控制樹脂流路的環(huán)部件。提出了提高螺桿頭與環(huán)部件的對(duì)置面的耐磨損性的各種方案。日本特開昭62-030016號(hào)公開了如下技術(shù):通過(guò)粉體堆焊在與環(huán)部件接觸的螺桿頭的后端部上形成在由合金構(gòu)成的基材上分散保持硬質(zhì)顆粒的覆蓋層。從螺桿頭的垂直后端面經(jīng)由小徑部形成有覆蓋層。日本特開平03-065321號(hào)公開了如下技術(shù):在與環(huán)部件接觸的螺桿頭的后端部固定預(yù)先制造的耐磨損性部件的技術(shù)，上述耐磨損性部件通過(guò)在由合金構(gòu)成的基材上分散保持有硬質(zhì)顆粒的合金制 成。與日本特開昭62-030016號(hào)所公開的覆蓋層相同形狀的耐磨損性部件嵌入凹部并釬焊固定。日本實(shí)開平05-041714號(hào)公開了如下技術(shù):由碳化鉭的耐磨損焊接層構(gòu)成抵接的螺桿頭后端部與環(huán)部件前端部的對(duì)置面。日本特開昭62-068703號(hào)公開了如下技術(shù):在分別與軸向垂直的環(huán)部件的前端面和螺桿頭的后端面上分別噴鍍例如厚度為3至4mm的碳化鎢。專利文獻(xiàn)1:日本特開昭62-030016號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開平03-065321號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開昭62-068703號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)1:日本實(shí)開平05-041714號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)在螺桿頭與環(huán)部件的對(duì)置面上形成耐磨損層，能夠提高耐磨損性。但是，若螺桿頭的耐磨損層消失，則存在露出的螺桿頭的基材異常磨損的可能性。期待提供一種能夠抑制發(fā)生異常磨損的螺桿頭。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的I個(gè)觀點(diǎn)，提供一種螺桿頭，在與環(huán)部件的對(duì)置面上配置有耐磨損部，其中，上述耐磨損部包括具有預(yù)定厚度的第I耐磨損部、以及厚度比該第I耐磨損部的厚度厚的第2耐磨損部。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的其他觀點(diǎn)，提供一種螺桿頭的制造方法，其中，包括以下工序:加工與環(huán)部件對(duì)置的螺桿頭部件的基材的工序，形成與上述螺桿頭部件的完成形狀相比時(shí)具有第I深度的第I凹部、以及具有比第I深度深的第2深度的第2凹部；和在上述第I凹部、上述第2凹部形成耐磨損部的工序。即使螺桿頭的第I耐磨損部消失，由于殘留有第2耐磨損部，因此也能夠抑制螺桿頭基材的異常磨損。


圖1A、圖1B、圖1C是表示本發(fā)明的I實(shí)施例的螺桿頭的制造工序的概略剖視圖。圖2A、圖2B、圖2C是表示本發(fā)明的I實(shí)施例的防倒流環(huán)的制造工序的概略剖視圖。圖3A、圖3B、圖3C是表示實(shí)施例的注射裝置的功能、動(dòng)作的剖視圖。圖4A、圖4B、圖4C是表示變形例的剖視圖。圖5A是表示注射成形機(jī)的結(jié)構(gòu)例的剖視圖，圖5B是注射裝置的前端部分的概略放大圖，圖5C、圖是沿著大徑部的徑向及軸向的剖視圖。圖6A、圖6B是分析現(xiàn)有技術(shù)的問題的概略剖視圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明1增徑部2大徑部3減徑部4小徑部SH螺桿頭ST環(huán)部件31第I凹部21第2凹部32第I耐磨損層22第2耐磨損層14環(huán)部件的耐磨損層
具體實(shí)施例方式圖5A是表示注射成形機(jī)的結(jié)構(gòu)例的剖視圖。圖中左側(cè)表示模具裝置與合模裝置結(jié)合的結(jié)構(gòu)30，從圖中右側(cè)到中央部表示注射裝置40。圖5B是注射裝置的缸內(nèi)結(jié)構(gòu)前端部分的概略放大圖。結(jié)合有螺桿頭SH的螺桿主體SCR被容納在缸CL內(nèi)。螺桿主體SCR在前端部具有密封環(huán)SL，在前端部與螺桿頭SH結(jié)合。螺桿頭SH隨著從左側(cè)朝向右側(cè)，經(jīng)由直徑從前端逐漸增加的增徑部I具有大徑部2，隨著從大徑部2朝向右側(cè)，經(jīng)由直徑減小的減徑部3具有小徑部4，經(jīng)由直徑再次增加的增徑部5形成有中徑部6。在減徑部3、小徑部4及增徑部5的外側(cè)卡合防倒流環(huán)ST，控制樹脂流通路徑。圖5C表示大徑部2的半徑方向剖視圖，圖表示沿著圖5C的D_0_E的軸向剖視圖。在大徑部2形成有槽TR，成為構(gòu)成樹脂的移動(dòng)通路的結(jié)構(gòu)。例如，如圖5C所示，在上下左右配置有從大徑部的表面到達(dá)小徑部的直徑的4個(gè)槽TR。
防倒流環(huán)ST整體上具有圓筒形狀，經(jīng)由內(nèi)周面形成斜面的減徑部13連續(xù)到圓筒內(nèi)表面14。防倒流環(huán)ST的減徑部13與螺桿頭的減徑部3相互平行地對(duì)置配置。在防倒流環(huán)ST向右側(cè)移動(dòng)而與密封環(huán)SL卡合時(shí)，具有防止樹脂逆流的功能，在向左側(cè)移動(dòng)時(shí)，如虛線所示，能夠使樹脂向左側(cè)流動(dòng)。為了便于圖示，表示為缸CL、防倒流環(huán)ST、螺桿頭SH像在半徑方向上分離而配置。實(shí)際上，缸CL與防倒流環(huán)ST雖然能夠相互移動(dòng)，但它們之間沒有允許樹脂移動(dòng)的空間。防倒流環(huán)ST的減徑部13與螺桿頭SH的減徑部3在半徑方向上重疊地配置，是在防倒流環(huán)ST向左側(cè)移動(dòng)時(shí)通過(guò)螺桿頭SH的減徑部3而停止的結(jié)構(gòu)。包括防倒流環(huán)，將配置于螺桿頭的外側(cè)的環(huán)狀的部件稱為環(huán)部件。螺桿頭與環(huán)部件的對(duì)置面相互接觸，并且樹脂與它們的表面接觸著移動(dòng)，因此發(fā)生磨損。為了抑制磨損，可以在注射裝置的螺桿頭與環(huán)部件的對(duì)置面形成耐磨損層。但是，在螺桿頭的耐磨損層消失的情況下發(fā)生不希望的現(xiàn)象。圖6A表示在螺桿頭SH的減徑部形成有耐磨損層WR1、在對(duì)置的環(huán)部件ST的減徑部形成有耐磨損層WR2的狀態(tài)。由于相互接觸、摩擦，耐磨損層WR1、WR2也磨損。螺桿頭SH、環(huán)部件ST的可移動(dòng)方向均為螺桿軸向。因此，耐磨損層WRl、WR2的有效厚度為螺桿軸向的長(zhǎng)度，磨損方向也基本上是螺桿軸向。形成螺桿軸向上具有一定厚度的耐磨損層才是有效的。圖6B表示螺桿頭SH的耐磨損層WRl在對(duì)置面上消失、但殘留有環(huán)部件ST的耐磨損層WR2的狀態(tài)。螺桿頭SH的耐磨損層WRl在螺桿軸向上被消耗，螺桿頭SH的基材露出。環(huán)部件ST的耐磨損層WR2具有高硬度，存在機(jī)械地刮去螺桿頭SH的基材的可能性。在這種情況下，存在螺桿頭SH上發(fā)生異常磨損的可能性。螺桿頭SH的異常磨損是不希望發(fā)生的。期望能夠抑制異常磨損的結(jié)構(gòu)。以下，參照附圖 說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的注射裝置的螺桿頭和環(huán)部件及它們的制造工序。如圖1A所示，機(jī)械加工螺桿頭SH的基材，形成作為外周面的大徑部2、構(gòu)成對(duì)置面的減徑部3、小徑部4的基底結(jié)構(gòu)。虛線表示完成時(shí)的外形。與完成時(shí)的形狀相比，減徑部3的后端面向軸向挖入長(zhǎng)度L，形成第I凹部31，在大徑部2的側(cè)面后部形成第2凹部21。如圖1B所示，以填埋第I凹部31、第2凹部21的方式噴鍍耐磨損層10r。耐磨損層IOr由比螺桿頭SH的基材高硬度的耐磨損性材料形成。例如，在螺桿頭的基材為SKD61 (HRC53)的情況下，由HRC59程度的材料形成?？梢杂衫缛毡咎亻_2010-024629的“発明O実施&方“』O最良O形態(tài)”一欄中所提出的采用了 Ni基、Co基的硼化合物的噴鍍合金層形成，但不限于此。此外，也可以使用碳化鎢(WC)、TiN、TiC等。噴鍍層優(yōu)選在噴鍍后進(jìn)行熔融(fusing)，此時(shí)為了防止破損等缺陷，厚度優(yōu)選為Imm左右以下。耐磨損層IOr在基材的表面上沉積厚度Imm左右以下。如圖1C所示，對(duì)耐磨損層IOr進(jìn)行機(jī)械精加工，成為設(shè)計(jì)形狀的耐磨損層10c。在第I凹部31成形厚度為Imm左右以下的第I耐磨損層32,在第2凹部21成形厚度為Imm左右以下的第2耐磨損層22。第2耐磨損層22的表面與構(gòu)成大徑部2的外周面沒有臺(tái)階地連續(xù)。在此所說(shuō)的耐磨損層的厚度為從基底(基材)表面沿著法線方向的厚度。在熔融中成為問題的厚度為該基底法線方向的厚度。
耐磨損層的磨損是沿著螺桿軸向產(chǎn)生的。在從后側(cè)沿著螺桿軸向觀察時(shí)，在與環(huán)部件對(duì)置的減徑部3形成有厚度一定的第I耐磨損層32，在耐磨損層32的前方形成有沿著大徑部2的表面的第2耐磨損層22。在沿著螺桿軸向觀察耐磨損層IOc時(shí)，在從減徑部3向大徑部2過(guò)渡的位置，第2耐磨損層22的表面從第I耐磨損層32的表面彎曲。由于第2耐磨損層22相對(duì)于第I耐磨損層32的表面向傾斜方向延伸，因此在沿著螺桿軸向觀察時(shí)，第I耐磨損層32和第2耐磨損層22的合計(jì)厚度增大。耐磨損層不會(huì)一起消失。在耐磨損層成形之后，進(jìn)行圖5B所示的螺桿頭前端的增徑部1、圖5C所示的槽TR的機(jī)械加工。接著，說(shuō)明具有與螺桿頭SH的減徑部對(duì)置的減徑部的環(huán)部件的制造工序。如圖2A所示，機(jī)械加工環(huán)部件ST用的圓筒狀基材的內(nèi)周側(cè)一端部而形成減徑部13。螺桿頭的減徑部3和環(huán)部件的減徑部13構(gòu)成對(duì)置面，是相互平行的面?；挠衫缗c螺桿頭的基材相同的材料形成。如圖2B所示，在減徑部13的表面形成耐磨損層14r。耐磨損層14r例如可以將與耐磨損層IOr相同的材料通過(guò)相同的工序形成為相同的厚度。如圖2C所示，對(duì)所沉積的耐磨損層14ι■進(jìn)行機(jī)械精加工，形成設(shè)計(jì)形狀的耐磨損層14c。例如，形成覆蓋減徑部13的表面的耐磨損層14c。使用這樣制作的螺桿頭、環(huán)部件制作如圖5A- 所示的注射裝置。
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圖3A、3B、3C是表示注射裝置的動(dòng)作的概略剖視圖。圖3A表示旋轉(zhuǎn)螺桿且計(jì)量樹脂、在螺桿頭前方積聚預(yù)定量的樹脂的動(dòng)作。此時(shí)，環(huán)部件的減徑部13與螺桿頭SH的減徑部3面接觸。圖3B表示向前方頂出螺桿、向螺桿頭前方射出所積聚的樹脂的動(dòng)作。此時(shí)，環(huán)部件的后端面與螺桿主體的前端面接觸，阻止樹脂逆流。圖3C表示保持向前方頂出螺桿的狀態(tài)、進(jìn)行注射成形的動(dòng)作。為了壓入樹脂，螺桿被向前方驅(qū)動(dòng)。環(huán)部件ST的耐磨損層14c與螺桿頭SH的第I耐磨損層32對(duì)置。在螺桿頭SH的第I耐磨損層32被消耗而消失的情況下，構(gòu)成外周面的大徑部2上所形成的第2耐磨損層22與環(huán)部件ST的耐磨損層14c接觸。通過(guò)露出足夠高的硬度的耐磨損層22，能夠抑制螺桿頭的基材的異常磨損。通過(guò)以上實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此?？梢赃M(jìn)行各種變形、置換、改良、組合等。例示的形狀、材料、數(shù)值等不受限制。圖4A表示螺桿頭SH的軸向截面形狀的變形例。作為對(duì)置面的減徑部3上所形成的第I凹部31與實(shí)施例相同，但外周面即大徑部2上所形成的第2凹部21不是遍及大徑部的一部分長(zhǎng)度，而是遍及整個(gè)長(zhǎng)度。在第I凹部31、第2凹部21填埋耐磨損層32、22。耐磨損層22的前方部分雖然沒有提高耐磨損性能，但螺桿頭SH的基材加工形狀得到簡(jiǎn)化。圖4B表示螺桿頭SH大徑部2的后端部的變形例的半徑方向剖視圖。在外周面上，形成從最大徑部沿著圓周方向逐漸減小直徑而得到的圓周方向減徑部，進(jìn)一步形成槽TR。耐磨損層22從最大徑部遍及圓周方向減徑部而形成。圓周方向減徑部上所形成的耐磨損層增大耐磨損層的截面積而提高耐磨損性能，并且提高與基材的緊貼性，抑制發(fā)生剝離等。圖4C表示對(duì)置面的變形配置。在實(shí)施例中，表示了構(gòu)成對(duì)置面的減徑部3和減徑部13相對(duì)于螺桿軸向斜向傾斜的形狀，但只要是螺桿頭移動(dòng)時(shí)環(huán)部件與螺桿頭以面和面接觸的形狀即可。在圖4C中，對(duì)置面3、13由與螺桿軸向正交的垂直端面形成。在螺桿頭的對(duì)置面3的徑向外側(cè)存在外周面2的情況與形狀無(wú)關(guān)。 本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)明白能夠進(jìn)行其他各種變形、置換、改良及組合等。
權(quán)利要求
1.一種螺桿頭，在與環(huán)部件的對(duì)置面上配置有耐磨損部，其中， 上述耐磨損部包括具有預(yù)定厚度的第I耐磨損部、以及厚度比該第I耐磨損部的厚度厚的第2耐磨損部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿頭，其中， 上述第2耐磨損部與上述第I耐磨損部相比配置在徑向外方。
3.一種螺桿頭，其中， 在與環(huán)部件的對(duì)置面以及與該對(duì)置面連續(xù)的外周面上配置有耐磨損部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺桿頭，其中， 上述耐磨損部包括配置在上述對(duì)置面上的第I耐磨損部、以及配置在上述外周面上的第2耐磨損部， 上述第2耐磨損部被配置成表面與上述外周面連續(xù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求廣4中任一項(xiàng)所述的螺桿頭，其中， 上述耐磨損部為耐磨損性噴鍍層。
6.一種螺桿頭的制造方法，其中，包括以下工序: 加工與環(huán)部件對(duì)置的螺桿頭部件的基材的工序，即形成與上述螺桿頭部件的完成形狀相比時(shí)具有第I深度的第I凹部、以及具有比第I深度深的第2深度的第2凹部；和在上述第I凹部、上述第2凹部形成耐磨損部的工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺桿頭的制造方法，其中， 形成上述耐磨損部的工序包括以下工序: 噴鍍耐磨損層的工序；和 通過(guò)對(duì)噴鍍的上述耐磨損層進(jìn)行機(jī)械加工而成形的工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的螺桿頭的制造方法，其中， 上述第I凹部與上述第2凹部連續(xù)，上述第2凹部與外周面連續(xù)。
9.一種注射裝置， 包括具有對(duì)置面的環(huán)部件和螺桿頭， 在與上述環(huán)部件對(duì)置的螺桿頭的對(duì)置面上，配置有第I厚度的第I耐磨損部以及比該第I厚度厚的第2厚度的第2耐磨損部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的注射裝置，其中， 在上述螺桿頭上，上述第I耐磨損部被配置在對(duì)置面上，上述第2耐磨損部被配置成與外周面連續(xù)。
全文摘要
一種螺桿頭及其制造方法、以及注射裝置。能夠抑制發(fā)生異常磨損。所述螺桿頭在與環(huán)部件的對(duì)置面上配置有耐磨損部，耐磨損部包括具有預(yù)定厚度的第1耐磨損部、以及厚度比該第1耐磨損部的厚度厚的第2耐磨損部。
文檔編號(hào)B29C45/60GK103240850SQ20121039080
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者西澤誠(chéng)二 申請(qǐng)人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社