CN104842516A - 复合式排气模具结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合式排气模具结构，包括模具本体，模具本体由基板和设于基板上的模板复合而成，该模板中内设有外环形水路和内环形水路，该外环形水路和内环形水路之间设有模仁孔组，该外环形水路靠近模板其中一侧断开形成二外环接口，该二外环接口分别向模板对应侧面延伸，并分别与外界相连通，形成外环流道，于该内环水路的其中一出断开形成内环接口，该二内环接口向模板其中一面延伸，并分别与外界相连通，形成内环流道，本发明不但降低了生产的损耗量，同时降低了对模具的损害；水路系统的设计更为灵活，模仁周围的模板各处温差少于1°，有效地改善了模具之水路系统模温的平衡性，改善了产品各部分的应力，提高了产品成型的良品率。

Description

复合式排气模具结构

技术领域

本发明涉及光学模具的技术领域，尤指一种能有效避免模腔中困气，产品出现夹水纹、不完整填充或毛刺等情况的复合式排气模具结构。

背景技术

模具（mold），工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具；简而言之，模具是用来成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工,素有“工业之母”的称号。

模具是一种在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具，它广泛用于冲裁、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中。模具具有特定的轮廓或内腔形状，应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离(冲裁)，应用内腔形状可使坯料获得相应的立体形状。模具一般包括动模和定模(或凸模和凹模)两个部分，二者可分可合。分开时取出制件，合拢时使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具，形状复杂，承受坯料的胀力，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求，模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。

就光学模具而言，光学模具是指注塑成型光学产品的腔形夹具，在实际作业中，当胶料流经模面时，不会急速冷凝，因此，产品胶位由外向内缓慢冷却，这样就会得到透明均一的产品，反之，胶料流经模面时急速冷却，而使表面产生很薄的一层冷凝层附着在热胶表面，因此，等热胶冷凝时将会产生夹面，而使产品的透明度大打折扣。

同时，模温系统也是调整产品翘曲的主要措施，由于大件注射时，各部分产生内应力将导致产品变形，通过模温系统将翘曲侧的模温升高，人为改变产品的冷却顺序，通过冷却来抵消变性。

可见，模温的控制对产品成型的良品率有较大的影响，但是，现有模具制作中，由于传统加工工艺的限制，使得光学模具中之水路系统只能加工成直线形状交错搭接，且截面是圆形的水路系统，这样的水路系统由于难以与各模仁之间的间距保持一致性，并不能保证模具温度的平衡性，从而降低了产品成型的良品率，导致资源浪费；而且，现有光学模具一般采用单一材料制成，这样的光学模具之模腔内的气体常常较难排除，以至于容易出现模腔困气，产品夹水纹、不完整填充以或毛刺等曲线。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种复合式排气模具结构，该环形循环水路克服了光学模具在成型作业中于模腔中困气，产品出现夹水纹、不完整填充或毛刺等缺陷，不但降低了生产的损耗量，同时降低了对模具的损害；水路系统的设计更为灵活，使得模仁周围的模板各处温差少于1°，有效地改善了模具之水路系统模温的平衡性，改善了产品各部分的应力，提高了产品成型的良品率。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种复合式排气模具结构，包括模具本体，所述模具本体由基板和设于基板上的模板复合而成，该底板用于注塑时释放模腔内的空气，该模板中内设有外环形水路和内环形水路，该外环形水路和内环形水路之间设有模仁孔组，该外环形水路靠近模板其中一侧断开形成二外环接口，该二外环接口分别向模板对应侧面延伸，并分别与外界相连通，形成外环流道，于该内环水路的其中一出断开形成内环接口，该二内环接口向模板其中一面延伸，并分别与外界相连通，形成内环流道。

所述基板采用透气钢材制成，所述模板采用3D打印材料制成，该模板采用3D打印方式制作而成，该基板和模板之间通过摩擦焊方式复合成一体结构。

所述外环形水路主要包括上环部和下环部，该上环部由二对称设置的弧形流道构成，该二弧形流道相对应一端为外环接口，于该二外环接口向模板侧面延伸之外环流道均呈弧形结构，该二外环流道对称设置，该二外环流道的末端与对应侧面相互垂直，该下环部对应二弧形流道的另一对应端呈断开状态，该下环部的断开端分别与弧形流道对应端通过连通部相连通，形成上环部和下环部相贯通的环形循环水路结构。

所述上环部和下环部之孔型的截面均为异形结构，该上环部和下环部周向结构均呈波浪形，该上环部和下环部的半径大小相一致。

所述上环部之孔型截面的上表面呈波浪形结构，且下部呈漏斗状。

所述下环部之孔型截面呈皮鞋状，且上端面以及其中一侧面均呈波浪形结构。

所述内环水路呈C字形，该内环水路与各内环流道的连接处呈圆弧形状过渡，该内环流道与内环水路相平行设置，该内环流道与模板底面的连接端呈弧形结构，且垂直贯通连接在模具本体的其中一平面上，各该内环流道对称设置且呈圆弧状，各该内环流道与内环水路的半径大小相一致。

本发明的有益效果在于：其采用透气钢材制成基板，采用3D打印材料制成模板，再通过摩擦焊技术将基板和模板进行复合，使两者形成一体结构的模具本体，克服了光学模具在成型作业中于模腔中困气，产品出现夹水纹、不完整填充或毛刺等缺陷，不但降低了生产的损耗量，同时降低了对模具的损害；通过3D打印技术实现了模板中水路系统的构建，即外环形水路和内环水路结构，使得水路系统的形状不会受到机器加工的限制，水路系统的设计更为灵活；外环形水路和内环水路于模板内的设置，使得水路系统与模仁之间的距离相一致，即外环形水路、内环水路各部分对模仁的温度控制效果是一致的，结合外环形水路的异型孔设计，使得模仁周围的模板各处温差少于1°，有效地改善了模具之水路系统模温的平衡性，改善了产品各部分的应力，提高了产品成型的良品率。

附图说明

图1 是本发明的俯视结构示意图。

图2是图1中A-A方向的全剖视结构示意图。

图3 是本发明之模板的全剖视结构示意图。

图4 是图3中B处的局部放大图。

图5 是本发明之内环线水路的结构示意图。

附图标号说明：

10-模具本体；11-基板；12-模板；121-外环形水路；1211-外环接口；1212-外环流道；1213-上环部；1214-下环部；121a-连通部；122-内环形水路；1221-内环接口；1222-内环流道；13-模仁孔组；131-单元模仁孔；2-安装孔。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明作进一步说明：

如图1-5所示，本发明关于一种复合式排气模具结构，包括模具本体10，模具本体10由基板11和设于基板11上的模板12复合而成，该底板用于注塑时释放模腔内的空气，具体而言，基板11采用透气钢材制成，于基板11上布满了气孔，模板12采用3D打印材料制成，该模板12采用3D打印方式制作而成，使得模具之水路系统的形状不会受到机器加工的限制，模具的水路设计更为灵活，该基板11和模板12之间通过摩擦焊方式复合成一体结构，需要说明的是，在基板和模板之间分别对应设有若干安装孔2，这些安装孔2用于模具的安装定位，在实际使用时，一般取二模具本体10，其中一模具本体10作为公模，另一模具本体10作为母模，公模和母模之间通过基板11相接合。

根据一般物体热胀冷缩的原理，当模具本体10温度达到约140℃时，基板11中的气孔会将模板12型腔中的气体排出，进而，避免在成型过程中，模腔中出现困气的情况，亦保证了产品良品率；而当模板12温度低于90℃时，基板11的气孔不再进行排气作业。

如图1-3所示，模板12中内设有外环形水路13和内环形水路122，该外环形水路13和内环形水路122共同构成模具的环形循环水路系统，实际制作中，运用MOLDFLOW软件（即：Autodesk Moldflow仿真软件，一种是具有注塑成型仿真工具，能够帮助使用者验证和优化塑料零件、注塑模具和注塑成型流程。该软件能够为设计人员、模具制作人员、工程师提供指导，通过仿真设置和结果阐明来展示壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化如何影响可制造性。）进行水路扬程计算，然后采用3D打印技术，层层堆积，在模板12中构建环形循环水路。

需要说明的是，采用MOLDFLOW软件仅是实现模板12中之水路系统的构建而采用的辅助工具，使用者可根据自身对不同软件的掌握情况进行适用性选择，在此并不予以自限。

如图1、5所示，外环形水路13和内环形水路122之间设有模仁孔组13，该模仁孔组13由若干单元模仁孔131环设而成，各单元模仁孔131的大小相一致，各单元模仁孔131处对应设有模仁，该外环形水路13靠近模板12其中一侧断开形成二外环接口1211，该二外环接口1211分别向模板12对应侧面延伸，并分别与外界相连通，形成外环流道1212，该二外环流道1212倾斜设于模板12内，于该内环水路的其中一出断开形成内环接口1221，该二内环接口1221向模板12其中一面延伸，并分别与外界相连通，形成内环流道1222。

如图1-5所示，外环形水路13主要包括上环部1213和下环部1214，该上环部1213由二对称设置的弧形流道构成，该二弧形流道相对应一端为外环接口1211，于该二外环接口1211向模板12侧面延伸之外环流道1212均呈弧形结构，该二外环流道1212对称设置，该二外环流道1212的末端与对应侧面相互垂直，该下环部1214对应二弧形流道的另一对应端呈断开状态，该下环部1214的断开端分别与弧形流道对应端通过连通部121a相连通，藉此，形成上环部1213和下环部1214相贯通的环形循环水路结构。

如图2-4所示，上环部1213和下环部1214之孔型的截面均为异形结构，该上环部1213和下环部1214周向结构均呈波浪形，该上环部1213和下环部1214的半径大小相一致，藉此，使得外环形水路13各部分与对应模仁之间的距离基板11保持一致，进而，使得外环形水路13各部分对模仁的冷却效果能基本保持一致；其中，优选地，上环部1213之孔型截面的上表面呈波浪形结构，且下部呈漏斗状；下环部1214之孔型截面呈皮鞋状，且上端面以及其中一侧面均呈波浪形结构。

如图1-3、5所示，内环水路呈C字形，该内环水路与各内环流道1222的连接处呈圆弧形状过渡，该内环流道1222与内环水路相平行设置，该内环流道1222与模板12底面的连接端呈弧形结构，且垂直贯通连接在模具本体10的其中一平面上，各该内环流道1222对称设置且呈圆弧状，各该内环流道1222与内环水路的半径大小相一致。

经过试验测试，采用本发明之水路系统（即外环形水路13和内环形水路122相结合）之后，可获得各模仁中产品温度数据（其中，将各模仁的位置以编号1-12顺序表示），具体如下表1、2：

模仁	1	2	3	4	5	6
							产品温度（℃）	130.163	130.15	130.137	130.152	130.223	130.325

表1

模仁	7	8	9	10	11	12
							产品温度（℃）	130.34	130.201	130.178	130.173	130.199	130.212

表2

如上表可见，采用该本发明之环形循环水路，能使模仁周围的模板12各处温差少于1°，有效地改善了模具之水路系统模温的平衡性，借此，提升了产品生产量率以及光学解析。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定，故在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，均应落入本发明申请专利的保护范围内。

Claims (7)

1.一种复合式排气模具结构，包括模具本体，其特征在于：所述模具本体由基板和设于基板上的模板复合而成，该底板用于注塑时释放模腔内的空气，该模板中内设有外环形水路和内环形水路，该外环形水路和内环形水路之间设有模仁孔组，该外环形水路靠近模板其中一侧断开形成二外环接口，该二外环接口分别向模板对应侧面延伸，并分别与外界相连通，形成外环流道，于该内环水路的其中一出断开形成内环接口，该二内环接口向模板其中一面延伸，并分别与外界相连通，形成内环流道。

2.根据权利要求1所述的复合式排气模具结构，其特征在于：所述基板采用透气钢材制成，所述模板采用3D打印材料制成，该模板采用3D打印方式制作而成，该基板和模板之间通过摩擦焊方式复合成一体结构。

3.根据权利要求1所述的复合式排气模具结构，其特征在于：所述外环形水路主要包括上环部和下环部，该上环部由二对称设置的弧形流道构成，该二弧形流道相对应一端为外环接口，于该二外环接口向模板侧面延伸之外环流道均呈弧形结构，该二外环流道对称设置，该二外环流道的末端与对应侧面相互垂直，该下环部对应二弧形流道的另一对应端呈断开状态，该下环部的断开端分别与弧形流道对应端通过连通部相连通，形成上环部和下环部相贯通的环形循环水路结构。

4.根据权利要求3所述的复合式排气模具结构，其特征在于：所述上环部和下环部之孔型的截面均为异形结构，该上环部和下环部周向结构均呈波浪形，该上环部和下环部的半径大小相一致。

5.根据权利要求4所述的复合式排气模具结构，其特征在于：所述上环部之孔型截面的上表面呈波浪形结构，且下部呈漏斗状。

6.根据权利要求4所述的复合式排气模具结构，其特征在于：所述下环部之孔型截面呈皮鞋状，且上端面以及其中一侧面均呈波浪形结构。

7.根据权利要求1所述的复合式排气模具结构，其特征在于：所述内环水路呈C字形，该内环水路与各内环流道的连接处呈圆弧形状过渡，该内环流道与内环水路相平行设置，该内环流道与模板底面的连接端呈弧形结构，且垂直贯通连接在模具本体的其中一平面上，各该内环流道对称设置且呈圆弧状，各该内环流道与内环水路的半径大小相一致。