CN104827629B - 一种多点组合式注塑模具及其成形工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多点组合式注塑模具及其成形工艺，用于高性能的个性化零件制作，包括外部框架主体和内部模组，其中，外部框架主体由钢板组成，内设置有流道、定位槽、定位孔以及若干个均匀布置的锁紧螺栓。内部模组则由钢制活动夹板、纯铝垫板以及活动钢针组构成。其成形原理为通过将连续的平面离散化，采用两侧模具中大量的活动钢针完成对模具内腔表面的构建，然后通过注塑的制得所需要的个性化零件。本发明通过将连续的平面离散化，采用两侧模具中大量的活动钢针完成对模具内腔表面的构建，然后通过注塑的制得所需要的个性化零件。
Description
技术领域：
本发明涉及一种注塑模具，具体涉及一种多点组合式注塑模具及其成形工艺。
背景技术：
近年来随着快速成形技术的不断发展，个性化零件制作方式也得到了发展。目前，主流的个性化零件制作主要有数控加工和3D打印两种。数控加工虽然能达到很高的加工精度，但它的材料浪费严重，加工的成本极高，而且对于加工薄壁类的零件非常困难。3D打印虽然能有效降低个性化零件的加工成本，但其制作出的零件普遍存在材质疏松等问题，机械性能也很难满足工业用的要求。因此，如何用较低的成本制作高性能的个性化零件成为当代工程师极需解决的问题。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种可用于制作高性能个性化零件的多点组合式注塑模具及成形工艺。
为达到上述目的，本发明采用了以下的技术方案来实现：
一种多点组合式注塑模具，包括外部框架主体和内部模组；其中，
外部框架主体包括下夹板、左夹板、上夹板和右夹板；其中，左夹板和右夹板左右对称固定在下夹板与上夹板之间，使得下夹板、左夹板、上夹板和右 夹板之间形成前后开口的腔体，且在左夹板或右夹板的中心处开设有流道和浇口；
内部模组包括前钢针组和后钢针组，且前钢针组和后钢针组分别设置在外部框架主体的前后开口处，通过调整前钢针组和后钢针组中各个钢针在外部框架主体形成的腔体中的位置，进而在外部框架主体中形成所需的模腔。
本发明进一步的改进在于：下夹板包括对称设置的第一下夹板和第二下夹板。
本发明进一步的改进在于：左夹板包括对称设置的第一左夹板和第二左夹板；右夹板包括对称设置的第一右夹板和第二右夹板。
本发明进一步的改进在于：上夹板包括依次拼接的第一上夹板、第二上夹板、第三上夹板和第四上夹板。
本发明进一步的改进在于：前钢针组与上夹板以及后钢针组与上夹板之间均设置有上垫板；前钢针组分别与左夹板和右夹板之间，以及后钢针组分别与左夹板和右夹板之间均设置有侧垫板。
本发明进一步的改进在于：前钢针组和后钢针组均包括多个能够活动的钢针，钢针截面形状为正方形、矩形或正六边形组成，边长在0.1-5mm，且内部含有1-10根圆形、正六边形或菱形的钢针作为出气口；钢针组未锁紧时钢针能够在模腔内自由滑动，锁紧后钢针组成为一个固定的整体，构成注塑模具的内腔。
本发明进一步的改进在于：钢针的材料为碳素工具钢、高速钢、不锈钢或硬质合金。
一种多点组合式注塑模具的成形工艺，通过将连续的平面离散化，采用两侧模具中活动钢针完成对模具内腔表面的构建，然后通过注塑制得所需要的零件。
本发明进一步的改进在于，包括以下步骤：
1)通过计算机辅助设计出需要获得的零件模型，然后用快速成形技术制作出原模，固定于注塑模具的内腔中；
2)移动两侧钢针组向原模靠拢，通过做靠模的方法构建模具内表面，然后视零件大小用1-10根圆形、正六边形或菱形的钢针替换相应的原有钢针作为出气口，然后利用模具的锁紧装置固定钢针组；
3)打开模具，取出原模，再合模锁紧；
4)利用组合式模具的个性化内腔进行零件注塑；
5)对所得零件进行修模，去除台阶效应，制得所需个性化零件。
本发明进一步的改进在于，包括以下步骤：
1)通过计算机辅助设计需要注塑的个性化零件模型；
2)根据所建立的个性化零件的模型，计算出注塑模具内腔各个钢针端部的水平坐标位置；
3)根据计算的钢针水平坐标值，逐个自下而上地摆放每个钢针，从而形成注塑模具的内腔和出气口，然后利用锁紧装置锁紧钢针组和模具；
4)利用组合式模具的个性化内腔进行零件注塑；
5)对所得零件进行修模，去除台阶效应，制得所需个性化零件。
与现有技术相比，本发明具有如下的优点：
1、多点组合式注塑模具结构简单，容易操作，可针对不同的模型多次使用，使用成本和维护成本低。
2、多点组合式注塑模具可使用多种注料(高分子材料、非金属材料、低温金属材料等)，相比于3D打印可使用的材质范围更广。
3、多点组合式注塑成形工艺可以实现“多种材料，一套工艺”，更换注料的同时不需要对工艺进行大的改动，比3D打印换料更加方便。
4、多点组合式注塑成形工艺可以进行高压注塑，相比于传统的3D打印技术，可以有效解决3D打印零件材质疏松、机械性能不足的问题，非常适合于制作高性能薄板类的个性化零件。
综上所述，本发明通过将连续的平面离散化，采用两侧模具中大量的活动钢针完成对模具内腔表面的构建，然后通过注塑的制得所需要的个性化零件。
附图说明：
图1是本发明所述多点组合式注塑模具的结构示意图图；
图2是本发明所述多点组合式注塑模具的分解图；
图3是本发明所述多点组合式注塑模具的工作原理一示意图，其中，图3(a)是“固定原模”，图3(b)是“靠模构形”，图3(c)是“开模取模”，图3(d)是“合模注塑”；
图4是本发明所述多点组合式注塑模具的工作原理二示意图，其中，图4(a)是“计算坐标”，图4(b)是“构建平面”，图4(c)是“锁模”，图4(d)是“注塑”。
图中：1为下夹板，101为第一下夹板，102为第二下夹板，2为左夹板，201为第一左夹板，3为上夹板，301为第一上夹板，302为第二上夹板，303为第三上夹板，304为第四上夹板，4为右夹板，401为第一右夹板，402为第二右夹板，5为前钢针组，6为后钢针组，7为上垫板，8为侧垫板。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
参见图1和图2，本发明一种多点组合式注塑模具，包括外部框架主体和内部模组；其中，外部框架主体包括下夹板1、左夹板2、上夹板3和右夹板4；其中，左夹板2和右夹板4左右对称固定在下夹板1与上夹板3之间，使得下夹板1、左夹板2、上夹板3和右夹板4之间形成前后开口的腔体，且在左夹板2或右夹板4的中心处开设有流道和浇口；
内部模组包括前钢针组5和后钢针组6，且前钢针组5和后钢针组6分别设置在外部框架主体的前后开口处，通过调整前钢针组5和后钢针组6中各个钢针在外部框架主体形成的腔体中的位置，进而在外部框架主体中形成所需的模腔。
上述下夹板1包括对称设置的第一下夹板101和第二下夹板102。上述左夹板2包括对称设置的第一左夹板201和第二左夹板；右夹板4包括对称设置的第一右夹板401和第二右夹板402。上述上夹板3包括依次拼接的第一上夹板301、第二上夹板302、第三上夹板303和第四上夹板304。
进一步地，前钢针组5与上夹板3以及后钢针组6与上夹板3之间均设置有上垫板7；前钢针组5分别与左夹板2和右夹板4之间，以及后钢针组6分别与左夹板2和右夹板4之间均设置有侧垫板8。此外，左夹板2和右夹板4分别与下夹板1和上夹板3之间通过定位销和锁紧螺栓定位并固定。
进一步地，前钢针组5和后钢针组6均包括多个能够活动的钢针，钢针截面形状为正方形、矩形或正六边形组成，边长在0.1-5mm，且内部含有1-10根圆形、正六边形或菱形的钢针作为出气口；钢针组未锁紧时钢针能够在模腔内自由滑动，锁紧后钢针组成为一个固定的整体，构成注塑模具的内腔。
具体来说，外部框架主体所用材料为模具钢、碳素钢、或不锈钢，采用螺栓与定位销联接，框架的每一边均分布有9个整齐排列的侧锁紧螺栓，锁紧螺栓的规格的M6-M20。在分模面上设有注塑口以及流道。
所述各个活动夹板通过调整锁紧螺栓的位置可以使夹板对钢针组进行挤压，从而对钢针组进行锁紧。
所述垫板的材料为耐高温软性材料，包括纯铝、铝合金、铜或高温橡胶等。
所述钢针组由大量的0.1-5mm的钢针构成，钢针截面形状为正方形、矩形或正六边形组成，边长在0.1-5mm，材料为高硬度的金属材料(如碳素工具钢、高速钢、不锈钢、硬质合金等)。内部含有1-10根圆形、正六边形或菱形的钢针作为出气口。钢针组未锁紧时钢针可以在模腔内自由滑动，锁紧后钢针组将成为一个固定的整体，构成注塑模具的内腔。
实施例
参见图3，图3是本发明的工作原理一，本发明一种多点组合式注塑模具的成形工艺，包括以下步骤：
1)图3(a)是“固定原模”，通过计算机辅助设计出需要获得的零件模型，然后用快速成形技术制作出原模，固定于注塑模具的内腔中；
2)图3(b)是“靠模构形”，移动两侧钢针组向原模靠拢，通过做靠模的方法构建模具内表面，然后视零件大小用1-10根圆形、正六边形或菱形的钢针替换相应的原有钢针作为出气口，然后利用模具的锁紧装置固定钢针组。；
3)图3(c)是“开模取模”，打开模具，取出原模；
4)图3(d)是“合模注塑”，合模锁紧，注塑制得所需个性化零件毛坯，再通过对零件毛坯进行修模，制得所需个性化零件
参见图4，图4是本发明的工作原理二，本发明一种多点组合式注塑模具的成形工艺，包括以下步骤：
1)图4(a)是“计算坐标”，通过计算机辅助设计需要注塑的个性化零件模型，然后根据所建立的个性化零件的模型，计算出注塑模具内腔各个钢针端部的水平坐标位置；；
2)图4(b)是“构建平面”，根据计算的钢针水平坐标值，逐个自下而上地摆放每个钢针，从而形成注塑模具的内腔和出气口；
3)图4(c)是“锁模”，利用锁紧装置锁紧钢针组和模具；
4)图4(d)是“注塑”，利用组合式模具的个性化内腔进行零件注塑，然后对所得零件进行修模，去除台阶效应，制得所需个性化零件。
Claims (9)
1.一种多点组合式注塑模具，其特征在于：包括外部框架主体和内部模组；其中，
外部框架主体包括下夹板(1)、左夹板(2)、上夹板(3)和右夹板(4)；其中，左夹板(2)和右夹板(4)左右对称固定在下夹板(1)与上夹板(3)之间，使得下夹板(1)、左夹板(2)、上夹板(3)和右夹板(4)之间形成前后开口的腔体，且在左夹板(2)或右夹板(4)的中心处开设有流道和浇口；
内部模组包括前钢针组(5)和后钢针组(6)，且前钢针组(5)和后钢针组(6)分别设置在外部框架主体的前后开口处，通过调整前钢针组(5)和后钢针组(6)中各个钢针在外部框架主体形成的腔体中的位置，进而在外部框架主体中形成所需的模腔；
前钢针组(5)和后钢针组(6)均包括多个能够活动的钢针，钢针截面形状为矩形或正六边形组成，边长在0.1-5mm，且内部含有1-10根圆形、正六边形或菱形的钢针作为出气口；钢针组未锁紧时钢针能够在模腔内自由滑动，锁紧后钢针组成为一个固定的整体，构成注塑模具的内腔。
2.根据权利要求1所述的一种多点组合式注塑模具，其特征在于：下夹板(1)包括对称设置的第一下夹板(101)和第二下夹板(102)。
3.根据权利要求1所述的一种多点组合式注塑模具，其特征在于：左夹板(2)包括对称设置的第一左夹板(201)和第二左夹板；右夹板(4)包括对称设置的第一右夹板(401)和第二右夹板(402)。
4.根据权利要求1所述的一种多点组合式注塑模具，其特征在于：上夹板(3)包括依次拼接的第一上夹板(301)、第二上夹板(302)、第三上夹板(303)和第四上夹板(304)。
5.根据权利要求1所述的一种多点组合式注塑模具，其特征在于：前钢针组(5)与上夹板(3)以及后钢针组(6)与上夹板(3)之间均设置有上垫板(7)；前钢针组(5)分别与左夹板(2)和右夹板(4)之间，以及后钢针组(6)分别与左夹板(2)和右夹板(4)之间均设置有侧垫板(8)。
6.根据权利要求1所述的一种多点组合式注塑模具，其特征在于：钢针的材料为碳素工具钢、高速钢或不锈钢。
7.权利要求1至6中任一项所述的多点组合式注塑模具的成形工艺，其特征在于，通过将连续的平面离散化，采用两侧模具中活动钢针完成对模具内腔表面的构建，然后通过注塑制得所需要的零件。
8.根据权利要求7所述的多点组合式注塑模具的成形工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)通过计算机辅助设计出需要获得的零件模型，然后用快速成形技术制作出原模，固定于注塑模具的内腔中；
2)移动两侧钢针组向原模靠拢，通过做靠模的方法构建模具内表面，然后视零件大小用1-10根圆形、正六边形或菱形的钢针替换相应的原有钢针作为出气口，然后利用模具的锁紧装置固定钢针组；
3)打开模具，取出原模，再合模锁紧；
4)利用组合式模具的个性化内腔进行零件注塑；
5)对所得零件进行修模，去除台阶效应，制得所需个性化零件。
9.根据权利要求7所述的多点组合式注塑模具的成形工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)通过计算机辅助设计需要注塑的个性化零件模型；
2)根据所建立的个性化零件的模型，计算出注塑模具内腔各个钢针端部的水平坐标位置；
3)根据计算的钢针水平坐标值，逐个自下而上地摆放每个钢针，从而形成注塑模具的内腔和出气口，然后利用锁紧装置锁紧钢针组和模具；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170201 |