CN105855819A

CN105855819A - 一种钢质注塑模具中随形冷却水道的制造方法

Info

Publication number: CN105855819A
Application number: CN201610208923.5A
Authority: CN
Inventors: 钱应平; 黄菊花; 周细枝; 易国锋; 龚雪丹; 易举; 王勇
Original assignee: Hubei University of Technology
Current assignee: Hubei University of Technology
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2016-08-17

Abstract

本发明公开了一种钢质注塑模具中随形冷却水道的制造方法，根据产品形状结构特点设计布局注塑模具中随形冷却水道；以产品的最大投影面作为第一分型面，模板通过第一分型面分为型腔和型芯；以第一分型面为对象分别向上下偏移得到通过随形冷却水道轴线的第二分型面；型腔和型芯均通过第二分型面分成两上下部分；分别在型腔部分和型芯部分的随形冷却水道的分型面处铣削加工出半边随形冷却水道，在分型面处随形冷却水道边缘处铣削加工出一条凹槽，在凹槽内填充密封条，整个模板进行防渗漏处理之后用螺钉锁紧即完成钢质注塑模具中随形冷却水道的制造，本发明通过设置分型面的方式突破模板内曲线孔不能制造的瓶颈，使钢质模具中随形冷却应用成为可能。

Description

一种钢质注塑模具中随形冷却水道的制造方法

技术领域

本发明涉及到模具制造和数控加工，具体涉及一种钢质注塑模具中随形冷却水道的制造方法。

背景技术

注塑成型过程中，注入模具型腔的塑料熔体需从200℃-300℃迅速冷却到脱模时的60℃-80℃，冷却所释放的热量中约95%通过冷却系统中的流体介质带走。冷却系统控制着模具温度的变化和温度场的分布，模具温度的高低直接影响着成型过程能否顺利进行，不同时刻的温度场分布既关系到最终制品的表面质量和尺寸精度，又是导致热应力，进而影响制品物理机械性能的主要原因。另外，温度变化的快慢还影响着成型过程中的能量消耗和产品的成型周期。因此，冷却系统的研究一直是注塑成型领域的重点之一。

注塑模具冷却系统的核心是开设在模具型腔周围及模具型芯内部的冷却水道。传统的冷却水道主要由钻孔实现，具有结构简单，设计、加工过程容易等优点。但对于曲面型腔而言，钻孔得到的直线状冷却水道与型腔表面的距离难以达到一致，致使塑件各部位冷却不均匀，从而产生翘曲变形等缺陷；同时，冷却不均还会导致模具各部位的热变形量不同，使模具零部件尺寸发生不同变化，影响模具零件之间的配合精度，致使模具动作过程中出现卡滞、咬死现象。然而，传统的冷却技术已经很难满足冷却均匀性的实际需要。为了解决这一问题，美国麻省理工学院的Sachs教授在1997年提出了注塑模随形冷却技术。

随形冷却是将冷却水道设计成随着模具型腔壁的曲率变化而变化，水道与型腔壁的距离始终保持一致。随形冷却水道可以均匀地依附在制品两侧，形成对制品的热包络区，使热量限制在一个主要区间内传递。因此，随形冷却对制品的冷却均匀度具有较好的控制力，可使制品冷却均匀，成型周期缩短，翘曲变形减小，尺寸精度提高。但是如何实现随形冷却模具的制造？20世纪80年代出现的快速模具技术为随形冷却模具的制造提供了新的思路。最初是采用弯制预埋铜管的随形冷却间接制模法，即根据产品的形状弯制铜管，并预埋在实现准备好的模框中，然后填充不同的填料作为背衬。这种方式仍存在不少弊端：对于复杂制品，铜管不能提供很好的随形性；模具的顶杆限制了铜管的排布；铜管与填充材料之间的界面会影响热量的传递；模具强度和刚度无法满足高频率大批量生产的要求等。随着3D打印技术的发展。开始了基于SLS（Stereo Lithography Apparatus，SLS）、DMLS（Direct Metal Laser-Sintering，DMLS），SLM（Selective Laser Melting，SLM）、3DP（Three-Dimensional Printing，3DP）等分层制造技术的随形冷却模具的制造。虽然3D打印技术在加工复杂冷却水道方面的巨大优势一定程度上促进了随形冷却注塑模具的应用，但相比传统钢质模具而言，利用3D打印技术制造的模具仍然存在后续加工复杂、制造成本高、强度低、寿命短、只能适用于新产品试制和小批量生产等不足。因此，如何在传统的钢质模具上实现随形冷却水道的制造一直是业界重点研究的课题。

发明内容

鉴于以上所述，本发明的目的在于提供一种传统钢质注塑模具中随形冷却曲线水道的制造方法，突破钢质模具中曲线水道难以加工的瓶颈，解决随形冷却不能在钢质模具中推广应用的难题。为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种钢质注塑模具中随形冷却水道的制造方法，其步骤为：

（1）根据需要注塑的产品形状结构特点，设计布局钢质注塑模具中随形冷却水道；

（2）根据产品形状结构特点，以产品的最大投影面作为第一分型面，所述模板通过第一分型面分为上下两部分，上半部分为型腔，下半部分为型芯；

（3）以第一分型面为对象分别向上下偏移一定距离得到第二分型面，所述第二分型面通过随形冷却水道的轴线，为随形冷却水道的分型面，所述向上偏移并通过型腔部分随形冷却水道轴线的第二分型面为型腔部分随形冷却水道的分型面，所述向下偏移并通过型芯部分随形冷却水道轴线的第二分型面为型芯部分随形冷却水道的分型面；

（4）所述型腔通过第二分型面分成两部分，其上部分为型腔背板，下部分为型腔面板；

（5）所述型芯通过第二分型面分成两部分，其上部分为型芯面板，下部分为型芯背板；

（6）分别在型腔部分和型芯部分的随形冷却水道的分型面处铣削加工出半边随形冷却水道，在所述分型面处随形冷却水道边缘处铣削加工出一条凹槽，在所述凹槽内用密封条填充进行防渗漏处理，整个型腔部分或型芯部分进行防渗漏处理之后用螺钉锁紧即完成钢质注塑模具中随形冷却水道的制造。

作为改进，所述型腔面板和型腔背板用螺钉连接紧固为型腔镶块，所述型芯面板和型芯背板用螺钉连接紧固为型芯镶块，所述型腔镶块和型芯镶块镶嵌到模板中。

本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果：

1.本发明通过设置分型面的方式将内孔的加工转换为外部半圆孔或槽的加工，突破模板内曲线孔不能制造的瓶颈，为钢质模具中随形冷却的应用提供有力的技术支持。

2.该方法还可以应用与热冲压成形和压铸成型等需要调控温度的模具中。

3.利用此法还可以加工异形曲线孔，打破以往设计手制造手段限制的局面，为模具冷却系统的设计提供更多选择。

附图说明

图1是本发明分型制造方法的工艺流程图；

图2是本发明分型制造原理示意图；

图3是本发明型腔的随形冷却水道布局3D图示意；

图4是本发明型芯的随形冷却水道布局3D图示意；

图5是本发明随形冷却水道密封效果局部剖视图；

图6是本发明具体实施例的随形冷却水道布局图。

具体实施方式

下面结合实例对本发明做作进一步详细说明。

本发明提供了一种钢质注塑模具中随形冷却水道的制造方法，其步骤为：

（1）如图6所示，根据需要注塑的产品结构特点，设计布局钢质注塑模具中随形冷却水道；

（2）如图2所示，根据产品形状结构特点，以产品的最大投影面作为第一分型面，所述模板通过第一分型面分为上下两部分，上半部分为型腔，下半部分为型芯；

（3）如图2所示，以第一分型面为对象分别向上下偏移一定距离得到第二分型面，所述第二分型面通过随形冷却水道的轴线，为随形冷却水道的分型面，所述向上偏移并通过型腔部分随形冷却水道轴线的第二分型面为型腔部分随形冷却水道的分型面，所述向下偏移并通过型芯部分随形冷却水道轴线的第二分型面为型芯部分随形冷却水道的分型面；

（4）如图3所示，所述型腔通过第二分型面分成两部分，其上部分为型腔背板，下部分为型腔面板；

（5）如图4所示，所述型芯通过第二分型面分成两部分，其上部分为型芯面板，下部分为型芯背板；

（6）如图5所示，分别在型腔部分和型芯部分的随形冷却水道的分型面处铣削加工出半边随形冷却水道，在所述分型面处随形冷却水道边缘处铣削加工出一条凹槽，在所述凹槽内用密封条填充进行防渗漏处理，整个型腔部分或型芯部分进行防渗漏处理之后用螺钉锁紧即完成钢质注塑模具中随形冷却水道的制造。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制。任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述技术内容加以变更或者改型为同等变化的等效实施例。但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种钢质注塑模具中随形冷却水道的制造方法，其步骤为：

2.根据权利要求1所述一种钢质注塑模具中随形冷却水道的制造方法，其特征在于：所述型腔面板和型腔背板用螺钉连接紧固为型腔镶块，所述型芯面板和型芯背板用螺钉连接紧固为型芯镶块，所述型腔镶块和型芯镶块镶嵌到模板中。