CN101767419B - 水辅助注塑成型水针 - Google Patents

Abstract

水辅助注塑成型水针，包括模具，模具制有安装孔，安装孔内装有水针，所述的水针包括水针套管和水针套管内的水针芯杆，模具中制有进水流道和进气流道，进水流道外连接供水装置，进气流道外连接供气装置，其特征在于所述的水针套管与水针芯杆之间有间隙，其间隙连通进气流道和模具的模腔，水针套管的中部制有水槽，水槽连通进水流道，水针套管的尾部制有进水分布器，进水分布器的一头连通水槽，进水分布器的另一头连通模具的模腔。本水针系统集进水、进气和排水于一体，构造简单，制造、加工方便，体积小，可适用于各种模具，并且性能稳定，既能防止气体泄漏，又能防止水介质和塑料熔体溢出，还能有效排出水道内的水，达到合理回收水资源的目的。

Description

水辅助注塑成型水针

技术领域

本发明涉及水辅助加工塑料产品的注射成型生产系统，特别是涉及水辅注塑的水针。

背景技术

水辅助塑料注射成型技术是近几年由气体辅助注射成型技术发展而来的，是最新的注射成型技术之一，所述的气体辅助塑料注射成型技术是采用氮气作为工作介质注入塑料熔体中形成空腔，气辅塑料注射成型技术的缺点为：一是由于气体较低的传热性和热容，冷却效果仍不理想；二是对于几何尺寸或内腔较大的制件的生产仍存在各种缺陷及相对较大的残留壁厚；三是控制精度和重复性不好；四是气辅成型不适合制造薄壁零件，尤其是对表面品质要求较高的产品。所述的水辅助塑料注射成型技术是利用经过过滤的自来水作为工作介质，水介质相对于气体具有不可压缩性、高热传导率、高比热容等优点，使得水辅成型比气辅成型拥有更短的冷却时间和成型周期、更高的产品质量(内表面光滑、厚度均匀等)、更低的生产成本和更高的生产效率等优势，通过水辅成型水液压系统产生高压水并快速注射到塑料熔体中形成中空腔，工艺过程如下：首先向模具的模腔内注射熔体，并由一个阀门封闭模腔末端，待熔体完全充满模腔后，打开注水阀的同时，将溢料阀打开，从而使注入的水能够推动中间的熔体进入溢料井，溢料井腔是封闭的，可以实现保压，水可以通过重力、蒸发或注入干燥空气被排出和清除。但是利用重力和蒸发等方法排水时，不易于回收水，不利于环保，水资源浪费大。如专利申请号20071014344342.42公开了一种应用于水辅成型生产的水针，通过针套与模具、芯杆与针套之间的直接密封，实现气体和水的零泄漏，并且该水针可完成水辅成型技术所需的进水、进气和排水的所有供排水功能，但是其存在着如下缺陷：第一，水针芯杆和水针套管的结构复杂，如在水针芯杆中制有阶梯孔，加工麻烦，工艺成本高；第二，水针芯杆依靠弹簧传递作用力，使水针芯杆与水针套管的口部打开，从而实现进水和排水，而弹簧的性能不稳定，易失效；第三，其进水流道与排水流道为不同的两条流道，结构复杂，加工麻烦；第四，整个水针装置体积大，不能用于小模具，使用范围有限。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术存在的缺点，提供一种集进水、进气和排水于一体，构造简单，制造、加工方便，结构紧凑，体积小，可适用于各种模具，使用范围广泛，并且性能稳定，既能防止气体泄漏，又能防止水介质和塑料熔体溢出，还能有效排出水道内的水，达到合理回收水资源的水辅助注塑成型水针。

本发明水辅助注塑成型水针的技术方案是：包括模具，模具制有安装孔，安装孔内装有水针，所述的水针包括水针套管和水针套管内的水针芯杆，模具中制有进水流道和进气流道，进水流道外连接供水装置，进气流道外连接供气装置，其特征在于所述的水针套管与水针芯杆之间有间隙，其间隙连通进气流道和模具的模腔，水针套管的中部制有水槽，水槽连通进水流道，水针套管的尾部制有进水分布器，进水分布器的一头连通水槽，进水分布器的另一头连通模具的模腔，所述水针套管的头部制有外螺纹，模具的安装孔制有内螺纹，内螺纹与外螺纹相配合，所述水针套管的头部与模具的安装孔之间的螺纹连接尾部安装密封圈甲，所述的水针套管的尾部与模具的安装孔之间安装密封圈乙，所述的进水分布器是在水针套管的尾部内制有进水孔，或者是在水针套管的尾部外壁制有进水槽，进水孔或者进水槽是按圆周均匀排列的两个或者三个或者三个以上。

本发明的水辅助注塑成型水针，其水针芯杆与水针套管之间有间隙，其间隙很小，仅能使高压气体通过，却能防止塑料熔体和水倒流，所以使进水流道、水槽、进水分布器和模腔始终保持畅通状态，进水和排水方便，而无需依靠弹簧推动来实现进水和排水，结构简单，性能稳定。当模腔内充满塑料熔体后，高压水从进水流道、水槽、进水分布器一直进到模腔内，高压水快速推动塑料熔体向前运动，形成水穿透效果，使制品形成均匀壁厚，之后，高压气体从进气流道进入水针芯杆和水针套管间的缝隙后再进入制品内的水腔，将水腔内的水置换出来，置换出的水又从进水分布器流入水槽，经进水流道排出后回到原来的供水装置中，达到合理回收水资源的目的，排水流道与进水流道为同一流道，制造方便，结构紧凑，体积小，适用于各种大大小小的模具，使用范围广泛。此外，水针套管和水针芯杆具有结构简单、便于加工和一体化设计、可靠性高的特点，适合于系列化生产。所述水针套管的头部制有外螺纹，模具的安装孔制有内螺纹，内螺纹与外螺纹相配合，既能有效固定水针芯杆，又可以防止气体泄漏，螺纹连接还便于拆卸和维修。其所述水针套管的头部与模具的安装孔之间的螺纹连接尾部安装密封圈甲，此处密封可确保来自进气流道的高压气体不泄漏。其所述的进水分布器是在水针套管的尾部内制有进水孔，进水孔是按圆周均匀排列的两个或者三个或者三个以上，均匀分布的进水孔可有效保证高压水快速均匀地射入熔体，进水孔直径小，可防止熔体溢出。其所述的水针套管的尾部与模具的安装孔之间安装密封圈乙，此处密封对靠近注水口端形成密封，确保在气体置换水时不泄露气体，从而使气体保持压力不降。其所述的进水分布器是在水针套管的尾部外壁制有进水槽，进水槽是按圆周均匀排列的两个或者三个或者三个以上，使高压水从水针套管的外壁与模具的安装孔之间通过。

本发明的水辅助注塑成型水针，其所述的进水孔是由上至下的斜向通孔，使得进水快。其所述的进水槽是圆弧形槽或者方形槽，圆弧形槽便于快速进水和排水。其所述的进水流道的主流道和进气流道与水针芯杆的轴向相互平行，便于连接外部进水装置和进气装置。其所述的水针套管和水针芯杆由不锈钢材料制成，可保证水针套管和水针芯杆在水辅注塑成型过程的水介质工作环境中具有很好的可靠性和使用寿命。

附图说明

图1是本发明水辅助注塑成型水针的结构示意图；

图2是图1的C局部放大示意图；

图3是进水孔制在水针套管的尾部内的结构示意图；

图4是图2的A-A剖视示意图；

图5是进水孔制在水针套管的尾部外壁的结构示意图；

图6是图4的B-B剖视示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种水辅助注塑成型水针，如图1所示，包括模具，模具包括型腔13和型芯15，型腔13和型芯15构成制品的模腔22，模具制有安装孔，安装孔内装有水针，所述的水针包括水针套管4和水针套管4内的水针芯杆8，模具中制有进水流道和进气流道，进水流道外连接供水装置，进气流道外连接供气装置，其特征在于所述的水针套管4与水针芯杆8之间有间隙M，如图2所示，其间隙M连通进气流道12和模具的模腔22，水针套管4的中部制有水槽42，水槽42连通进水流道11，水针套管4的尾部制有进水分布器，进水分布器的一头连通水槽42，进水分布器的另一头连通模具的模腔22。本技术方案的水针芯杆8与水针套管4之间有间隙，其间隙很小，仅能使高压气体通过，却能防止塑料熔体和水倒流，所以使进水流道11、水槽42、进水分布器和模腔22始终保持畅通状态，进水和排水方便，而无需依靠弹簧推动来实现进水和排水，结构简单，性能稳定。当塑料熔体充满模腔22后，高压水从进水流道11、水槽42、进水分布器一直进到模腔22内，高压水快速推动塑料熔体向前运动，形成水穿透效果，使制品形成均匀壁厚，之后，高压气体从进气流道12进入水针芯杆8和水针套管4间的缝隙后再进入制品21内的水腔23，将水腔23内的水置换出来，置换出的水又从进水分布器流入水槽42，经进水流道11排出后回到原来的供水装置中，达到合理回收水资源的目的，排水流道与进水流道为同一流道，结构紧凑，制造方便，此外，水针芯杆具有结构简单、便于加工、一体化设计、可靠性高的特点，适合于系列化生产。由于模具本身的结构就相当复杂了，所以最好将整个水针系统安装在另外的滑块16内，如图1所示，滑块16再与定模(即相对不动的部分，可能是型腔，也可能是型芯，根据模具的具体结构而定)相固定，使滑块成为定模的一部分，从而便于制造、安装。其所述水针套管4的头部制有外螺纹41，模具的安装孔制有内螺纹，内螺纹与外螺纹41相配合，既能有效固定水针芯杆，又可以防止气体泄漏，螺纹连接还便于拆卸和维修。其所述水针套管4的头部与模具的安装孔之间的螺纹连接尾部安装密封圈甲3，此处密封可确保来自进气流道的高压气体不泄漏。如图3、图4所示，其所述的进水分布器是在水针套管4的尾部内制有进水孔43，进水孔43是按圆周均匀排列的两个或者三个或者三个以上，均匀分布的通孔可有效保证高压水快速均匀地射入熔体，进水孔直径小，可防止熔体溢出。其所述的进水孔43是由上至下的斜向通孔，斜向通孔是从水槽42的底部通到模腔口部，而水槽42的底部高于模腔22口部，使得进水孔呈由上至下的斜线趋势，使得进水快。其所述的水针套管4的尾部与模具的安装孔之间安装密封圈乙7，此处密封对靠近注水口端形成密封，确保在气体置换水时不泄露气体，从而使气体保持压力不降。如图5、图6所示，其所述的进水分布器是在水针套管4的尾部外壁制有进水槽44，进水槽44是按圆周均匀排列的两个或者三个或者三个以上，使高压水从水针套管的外壁与模具的安装孔之间通过。其所述的进水槽44是圆弧形槽或者方形槽，圆弧形槽便于快速进水和排水。其所述的进水流道11的主流道和进气流道12与水针芯杆8的轴向相互平行，便于连接外部进水装置和进气装置。由于进水流道11不是直孔，其主流道与副流道垂直，所以副流道不易加工，建议在实际制造时，从模具的另一侧钻出副流道与主流道相通，再用堵头10堵住副流道的开口。其所述的水针套管4和水针芯杆8由不锈钢材料制成，可保证水针套管和水针芯杆在水辅注塑成型过程的水介质工作环境中具有很好的可靠性和使用寿命。

Claims (5)

1.水辅助注塑成型水针，包括模具，模具制有安装孔，安装孔内装有水针，所述的水针包括水针套管和水针套管内的水针芯杆，模具中制有进水流道和进气流道，进水流道外连接供水装置，进气流道外连接供气装置，其特征在于所述的水针套管(4)与水针芯杆(8)之间有间隙(M)，其间隙(M)连通进气流道(12)和模具的模腔(22)，水针套管(4)的中部制有水槽(42)，水槽(42)连通进水流道(11)，水针套管(4)的尾部制有进水分布器，进水分布器的一头连通水槽(42)，进水分布器的另一头连通模具的模腔(22)，所述水针套管(4)的头部制有外螺纹(41)，模具的安装孔制有内螺纹，内螺纹与外螺纹(41)相配合，所述水针套管(4)的头部与模具的安装孔之间的螺纹连接尾部安装密封圈甲(3)，所述的水针套管(4)的尾部与模具的安装孔之间安装密封圈乙(7)，所述的进水分布器是在水针套管(4)的尾部内制有进水孔(43)，或者是在水针套管(4)的尾部外壁制有进水槽(44)，进水孔(43)或者进水槽(44)是按圆周均匀排列的两个或者三个或者三个以上。

2.如权利要求1所述的水辅助注塑成型水针，其特征在于所述的进水孔(43)是由上至下的斜向通孔。

3.如权利要求1所述的水辅助注塑成型水针，其特征在于所述的进水槽(44)是圆弧形槽或者方形槽。

4.如权利要求1所述的水辅助注塑成型水针，其特征在于所述的进水流道(11)的主流道和进气流道(12)与水针芯杆(8)的轴向相互平行。

5.如权利要求1所述的水辅助注塑成型水针，其特征在于所述的水针套管(4)和水针芯杆(8)由不锈钢材料制成。

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