CN108437363A - 一种密封圈的注射加工模具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封圈的注射加工模具及方法，属于橡胶密封件的加工领域。该模具包括注胶口、上模具、中模具、下模具、流道腔、型腔，所述上模具下表面设置凸起结构，中模具的上表面设置凹陷结构，所述的凸起结构与凹陷结构对应设置，所述的流道腔包括第一流道；所述的第一流道设置于所述凸起结构的凸面与凹陷结构的凹面之间，所述的第一流道为水平方向的腔体结构，所述的注胶口与第一流道相连通；该加工模具及方法通过对流道结构及注胶工艺的改进，可以防止流道溢胶，同时可以增加注胶压力，减少注胶时间，提高产品质量及生产效率，降低了制造成本，利于推广。

Description

一种密封圈的注射加工模具及方法

技术领域

本发明属于橡胶密封件的加工领域，尤其是涉及一种密封圈的注射加工模具及方法。

背景技术

制造成本上升已经成为中国制造业发展必须重视的问题，对于橡胶杂件制造业企业而言，必须通过提高生产效率，以提升产品附加值。因此，橡胶注射硫化技术近年来在行业内部发展迅猛。

注射硫化是将固态的塑胶按照一定的熔点融化，通过注射机器的压力，用一定的速度注入模具内，通过模具加热使橡胶固化而得到产品。该工艺主要有以下优点：1)产品成型周期短、可实现完全自动化生产；2)产品能一次性成型，得到尺寸较精确、外形复杂的各类制品；3)生产效率高。然而在注射过程中如采用高压快速注射，胶料易产生溢流，导致注射时间过长，造成产品质量波动。另外，传统注射流道结构多为半圆形、U形，在注胶过程中流道阻力大，胶料流动速度慢，生热大，导致注射时间过长，造成产品质量波动。

经检索，现有技术中存在一些相关的橡胶动态注射成型装置。如中国专利申请号CN201720463667.4，公开日期为2017.12.26的申请案公开了一种橡胶动态注射成型装置。该装置包括依次连接的橡胶冷喂料螺杆挤出机、滑环、振动套、注射喷嘴、上垫板、上模板、下模板、下垫板以及电液式液压振动系统，该装置是在注射模具位置叠加振动场。该申请案提供的动态注射成型装置能够增加橡胶填充能力、降低注射压力、节省能耗以及提高产品质量，特别是使成型尺寸大、高质量的橡胶制品成为可能。

中国专利申请号CN201720867838.X，公开日期为2018.02.27的申请案一种应用注射型氟胶的模具结构，属于橡胶注射成型装置领域。它解决了现有模具无法实现橡胶先进先出的生产模式的问题。本应用注射型氟胶的模具结构包括注塞板、冷料腔板、中隔板、上型腔板和下型腔板，冷料腔板内具有若干凹型结构的冷料槽，冷料槽横截面呈圆形，且冷料槽顶部槽径大于底部槽径，且冷料腔板上设有贯穿冷料腔板底面和冷料槽槽底的冷料孔，冷料槽由槽口至槽底的槽壁上具有一道以冷料孔为轴的螺旋状旋转轨道。上述模具结构的旋转轨道与凹型结构的冷料槽配合可以实现氟橡胶流动过程中胶料之间挤出、剪切，降低氟橡胶的门尼粘度，并具有导向作用，以提高氟橡胶的加工性能，并且可以实现氟橡胶的先进先出。

上述两个申请案的装置虽然一定程度上提高了产品质量，但无法解决溢胶的问题。

中国专利申请号CN201420022286.9，公开日期为2014.07.30的申请案公开了一种液态硅橡胶注射模具排气结构，其包括注射上模，所述注射上模上设置有若干道封闭的封胶面，合模时，所述封胶面与待注射塑料件贴紧形成用于注射硅胶的硅胶注射流道，所述硅胶注射流道的一端设置有硅胶注射口，另一端设置有排气部件，其中，所述排气部件包括开设于注射上模上的排气孔，所述排气孔内设置有排气柄，所述排气柄的头部与硅胶注射流道之间具有0.01mm的间隙。上述液态硅橡胶注射模具排气结构采用排气柄结构，控制好排气柄的头部尺寸，能够达到既不溢胶又能排气效果。不仅结构简单，易于实现；而且排气效果好，保证了加工产品质量的可靠稳定。然而该申请案的装置是针对于电子产品生产，对密封圈的加工生产并不适用。

因此，基于现有技术的缺陷，亟需提供一种密封圈的注射加工模具以克服注射流道阻力大，流道易溢胶的问题，同时能够提高产品的质量和稳定性。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中注射流道阻力大、注射过程流道易溢胶等问题，本发明旨在提供一种新的密封圈的注射加工模具及方法。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

本发明提供了一种密封圈的注射加工模具，包括注胶口、上模具、中模具、下模具、流道腔、型腔，所述上模具下表面设有凸起结构，中模具的上表面设有凹陷结构，所述的凸起结构与凹陷结构对应设置，所述的流道腔包括第一流道；所述的第一流道设置于所述凸起结构的凸面与凹陷结构的凹面之间，所述的第一流道为水平方向的腔体结构；所述的注胶口与第一流道相连通。所述的中模具的下表面和与下模具的上表面形成型腔。

作为本发明更进一步的改进，所述第一流道在水平方向的长度小于所述凸起结构水平方向的宽度。

作为本发明更进一步的改进，所述的第一流道截面为圆形。

作为本发明更进一步的改进，所述的流道腔还包括第二流道、第三流道，第二流道位于第一流道的下方，所述的第二流道与第一流道方向垂直，所述的第三流道与第二流道方向垂直；所述的第二流道与第一流道相连通，第二流道与第三流道相连通，第三流道与型腔相连通。橡胶由注胶口注入，胶料由注胶口进入流道腔的第一流道，经过第二流道、第三流道进入型腔。

作为本发明更进一步的改进，所述注胶口为梯形结构。

作为本发明更进一步的改进，一种密封圈的注射加工模具的加工方法，采用所述的模具进行加工，包括以下步骤：

(a)将上模具、中模具和下模具安装在注射成型硫化机上，分别设定模具温度和注胶温度，待温度达到后，将胶料从喂料口喂入注胶筒中进行塑化；

(b)在上模具、中模具和下模具锁紧的状态下，橡胶经注胶口注入，由注胶口进入流道腔的第一流道，经过第二流道、第三流道进入型腔，该步骤控制注胶压力及模具锁模压力；

(c)硫化、分离上模具、中模具，取出流道腔内的飞边；

(d)分离中模具和下模具，取出密封圈制品。

作为本发明更进一步的改进，所述步骤(a)中，将模具温度设定为185～195℃；注胶温度设定为75～85℃。将注胶温度设定为75～85℃，有助于提前胶料的流动性，使胶料更容易注入模腔；将模具温度设定为185～195℃有助于胶料过速硫化，提高生产效率。

作为本发明更进一步的改进，所述步骤(b)中，控制注胶压力15～17MPa，保持模具锁模压力18～20MPa。注胶压力高，有助于胶料快速流注入模腔，但如果注胶压力高于锁模压力，模具无法锁紧模具，胶料易溢出模腔。

作为本发明更进一步的改进，所述步骤(b)中，硫化时间为3～5分钟。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，具有如下显著效果：

(1)本发明的密封圈的注射加工模具，可以有效防止流道溢胶，解决了流道溢胶问题，现有技术中的上模的下表面和中模的上表面均为水平拼接结构，在中模的上表面设置的流道腔，流道腔中的胶料极易从上模的下表面和中模下表面之间的缝隙流出，胶料溢出阻力较小，极易产生流道溢胶问题；本发明的上模具下表面设置凸起结构，中模具的上表面设置凹陷结构，所述的凸起结构与凹陷结构对应设置，第一流道设置于所述凸起结构的凸面与凹陷结构的凹面之间，胶料如果要从凸、凹结构的流道中溢出，胶料必须经过向上再向左(右)方向的两个直角转弯，该设置显著的增加了与胶料溢出缝隙之间的距离，极大的降低了胶料的动能，胶料溢出阻力增加，有效克服流道溢胶的缺陷，本发明的模具在注胶压力增大时，也可以保证不产生溢胶现象。

(2)本发明的密封圈的注射加工模具，所述的流道腔的第一流道为圆管形流道，与现有技术中的注射流道结构为半圆形管道、U形管道结构相比，圆管形流道可以使注射胶料在管道中流动的阻力减小，利于胶料快速、流畅的通过，进一步防止流道溢胶。

(3)本发明的密封圈的注射加工模具，由于可以有效防止流道溢胶，使胶料溢出阻力增加，因此可以通过增加注胶压力，从而减少注胶时间，提高产品质量及生产效率，显著降低投入成本。经统计按照本发明的加工模具进行生产加工过程中注胶时间缩短了40％～50％，产品的生产效率提高了8％～12％，同时克服了注射过程流道易溢胶的问题，最终产品合格率提高了3％～4％，投入成本降低了10％～20％。整个装置结构简单，成本低廉，利于推广。

(4)本发明的密封圈的注射加工模具，所述注胶口为梯形结构，可使注胶嘴粘连在中模具的上表面上，方便脱模操作，减小脱模时间，进一步提高了产品的生产效率，降低了投入成本。

(5)本发明的密封圈的注射加工模具的方法，适应各种复杂结构密封圈的注射加工，可以采用高压注射成型，胶料注射填充速度快，产品不易缺料，产品致密度高，熔接处结合强度高，产品质量稳定性好，产品合格率最高≥99.5％，ppk最高≥1.8。

附图说明

图1为本发明模具的整体剖视图；

图2为本发明的胶料溢出路线图；

图3为现有技术中胶料溢出路线图；

图4为本发明流道腔的示意图；

图5为本发明上模具、中模具和下模具安装连接示意图。

图中：1、注胶口；2、上模具；3、中模具；4、下模具；5、流道腔；6、型腔；501、第一流道；502、第二流道；503、第三流道。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

实施例1

本发明提供了一种密封圈的注射加工模具，图1为本发明的模具的整体剖视图，如图1所示，该模具包括注胶口1、上模具2、中模具3、下模具4、流道腔5、型腔6，所述上模具2下表面设置凸起结构，中模具3的上表面设置凹陷结构，所述的凸起结构与凹陷结构对应设置，所述的流道腔5包括第一流道501；所述的第一流道501设置于所述凸起结构的凸面与凹陷结构的凹面之间，所述的第一流道501为水平方向的腔体结构，所述的注胶口1与第一流道501相连通；所述的中模具3的下表面和与下模具4的上表面形成型腔6。

图4为本发明流道腔的示意图，如图4所示，所述的流道腔5还包括第二流道502、第三流道503，第二流道502位于第一流道501的下方，所述的第二流道502与第一流道501方向垂直，所述的第三流道503与第二流道502方向垂直；所述的第二流道502与第一流道501相连通，第二流道502与第三流道503相连通，第三流道503与型腔6相连通。

该模具中，胶料由注胶口1注入，进入设置于所述凸起结构的凸面与凹陷结构的凹面之间的第一流道501，再流经第二流道502、第三流道503进入型腔6。

图2为本发明的中模具和下模具连接的剖视图，如图2所示，由于上模具2下表面设有凸起结构，中模具3的上表面设有凹陷结构，所述的凸起结构与凹陷结构对应设置，所述的第一流道501设置于所述凸起结构的凸面与凹陷结构的凹面之间，如果胶料的溢出路线必须经过如线头指示的a，b及c三个方向的路线才能从缝隙中溢出，即经过a方向流动后，还必须经过向上再向右方向的两个直角转弯，该设置显著的增加了与胶料溢出缝隙之间的距离，极大的降低了胶料的动能，胶料溢出阻力增加，有效克服流道溢胶的缺陷。

图5为本发明上模具、中模具和下模具安装连接示意图，如图5所示，所述第一流道501在水平方向长度H小于所述凸起结构的水平方向的宽度F。该设置可以进一步增加溢胶难度。

图3为现有技术中胶料溢出路线图，如图3所示，由于上模具2下表面和中模具3的上表面均为水平平面结构，其胶料的溢出路线只需经过a方向流动即可从上模具2下表面和中模具3的上表面产生的水平缝隙中溢出，胶料溢出阻力较小，极易产生流道溢胶问题。

所述的第一流道501截面为圆形。与现有技术中的注射流道结构为半圆形管道、U形管道结构相比，圆管形流道可以使注射胶料在管道中流动的阻力减小，利于胶料快速、流畅的通过，进一步防止流道溢胶。

由于可以有效防止流道溢胶，使胶料溢出阻力增加，因此可以通过增加注胶压力，从而减少注胶时间，提高产品质量及生产效率。

所述注胶口1为梯形结构，可方便脱模操作，减小脱模时间，进一步提高了产品的生产效率，降低了投入成本。

采用上述加工模具进行橡胶密封圈的加工方法，包括以下步骤：

(a)将上模具2、中模具3和下模具4安装在注射成型硫化机上，将模具温度设定为185℃，注胶温度定为75℃，待温度达到后，将胶料从喂料口喂入注胶筒中进行塑化。

(b)在上模具2、中模具3和下模具4锁紧的状态下，橡胶经注胶口1注入，由注胶口1进入流道腔5的第一流道501，经过第二流道502、第三流道503进入型腔6，该步骤控制注胶压力15MPa，保持模具锁模压力18MPa。

(c)硫化5分钟后，分离上模具2、中模具3，取出流道腔5内的飞边。

(d)分离中模具3和下模具4，取出密封圈制品。

本实施例得到的橡胶密封圈制品，具有如下显著效果：

(1)采用本实施例的模具及方法，相比现有技术的方法注胶时间缩短了40％，产品合格率提高了3％，生产效率提高了8％，成本约降低10％；

(2)采用本实施例的模具及方法，相比现有技术的方法脱模时间缩短了3秒；

(3)采用本实施例的模具及方法，可采用高压注射成型，胶料注射填充速度快，产品致密度高，熔接处结合强度高，产品质量稳定性好，产品合格率≥98.5％，关键尺寸ppk≥1.67。

实施例2

本实施例为采用实施例1中的加工模具进行橡胶密封圈的加工方法，包括以下步骤：

(a)将上模具2、中模具3和下模具4安装在注射成型硫化机上，将模具温度设定为190℃，注胶温度定为80℃，待温度达到后，将胶料从喂料口喂入注胶筒中进行塑化。

(b)在上模具2、中模具3和下模具4锁紧的状态下，橡胶经注胶口1注入，由注胶口1进入流道腔5的第一流道501，经过第二流道502、第三流道503进入型腔6，该步骤控制注胶压力16MPa，保持模具锁模压力19MPa。

(c)硫化3分钟后，分离上模具2、中模具3，取出流道腔5内的飞边。

(d)分离中模具3和下模具4，取出密封圈制品。

本实施例得到的橡胶密封圈制品，具有如下显著效果：

(1)相比现有技术的方法注胶时间缩短了45％，产品合格率提高了3.5％，生产效率提高了9％，成本约降低12％；

(2)相比现有技术的方法脱模时间缩短了3秒；

(3)采用高压注射成型，胶料注射填充速度快，产品致密度高，熔接处结合强度高，产品质量稳定性好，产品合格率≥99％，关键尺寸ppk≥1.78。

实施例3

本实施例为采用实施例1中的加工模具进行橡胶密封圈的加工方法，包括以下步骤：

(a)将上模具2、中模具3和下模具4安装在注射成型硫化机上，将模具温度设定为195℃，注胶温度定为85℃，待温度达到后，将胶料从喂料口喂入注胶筒中进行塑化。

(b)在上模具2、中模具3和下模具4锁紧的状态下，橡胶经注胶口1注入，由注胶口1进入流道腔5的第一流道501，经过第二流道502、第三流道503进入型腔6，该步骤注胶压力17MPa，保持模具锁模压力20MPa。

(c)硫化4分钟后，分离上模具2、中模具3，取出流道腔5内的飞边。

(d)分离中模具3和下模具4，取出密封圈制品。

本实施例得到的橡胶密封圈制品，具有如下显著效果：

(1)相比现有技术的方法注胶时间缩短了50％，产品合格率提高了4％，生产效率提高了12％，成本约降低20％；

(2)相比现有技术的方法脱模时间缩短了3秒；

(3)采用高压注射成型，胶料注射填充速度快，产品致密度高，熔接处结合强度高，产品质量稳定性好，产品合格率≥99.5％，关键尺寸ppk≥1.8。

表1为实施例1～3中与现有技术相比统计结果。

表1实施例1～3中与现有技术相比统计结果

由表1可知，采用本发明的注射加工模具和方法，由于显著减小了胶料的流动阻力，降低了胶料的动能，克服了现有技术中注射流道阻力大、容易产生胶料溢出的缺陷，因此在加工过程中注胶时间缩短了40％～50％，产品的生产效率提高了8％～12％，同时克服了注射过程流道易溢胶的问题，最终产品合格率提高了3％～4％，投入成本降低了10％～20％。

表2为实施例1～3生产出的产品质量统计。

表2实施例1～3产品质量统计

由表2可知，按照本发明的装置和方法生产的产品质量较好，稳定性高，产品合格率最高≥99.5％，关键尺寸ppk最高≥1.8。

以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种密封圈的注射加工模具，其特征在于：包括注胶口(1)、上模具(2)、中模具(3)、下模具(4)、流道腔(5)、型腔(6)，所述上模具(2)下表面设有凸起结构，中模具(3)的上表面设有凹陷结构，所述的凸起结构与凹陷结构对应设置，所述的流道腔(5)包括第一流道(501)；所述的第一流道(501)设置于所述凸起结构的凸面与凹陷结构的凹面之间，所述的第一流道(501)为水平方向的腔体结构，所述的注胶口(1)与第一流道(501)相连通。

2.根据权利要求2所述的密封圈的注射加工模具，其特征在于：所述第一流道(501)在水平方向长度小于所述凸起结构的水平方向的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的密封圈的注射加工模具，其特征在于：所述的第一流道(501)截面为圆形。

4.根据权利要求3所述的密封圈的注射加工模具，其特征在于：所述的流道腔(5)还包括第二流道(502)、第三流道(503)，第二流道(502)位于第一流道(501)的下方，所述的第二流道(502)与第一流道(501)方向垂直，所述的第三流道(503)与第二流道(502)方向垂直；所述的第二流道(502)与第一流道(501)相连通，第二流道(502)与第三流道(503)相连通，第三流道(503)与型腔(6)相连通。

5.根据权利要求1或2所述的密封圈的注射加工模具，其特征在于：所述注胶口(1)为梯形结构。

6.一种密封圈的注射加工方法，其特征在于：采用权利要求4所述的密封圈的注射加工模具进行加工，包括以下步骤：

(a)将上模具(2)、中模具(3)和下模具(4)安装在注射成型硫化机上，分别设定模具温度和注胶温度，待温度达到后，将胶料从喂料口喂入注胶筒中进行塑化；

(b)在上模具(2)、中模具(3)和下模具(4)锁紧的状态下，橡胶经注胶口(1)注入，由注胶口(1)进入流道腔(5)的第一流道(501)，经过第二流道(502)、第三流道(503)进入型腔(6)，该步骤控制注胶压力及模具锁模压力；

(c)硫化、分离上模具(2)、中模具(3)，取出流道腔(5)内的飞边；

(d)分离中模具(3)和下模具(4)，取出密封圈制品。

7.根据权利要求6所述的密封圈的注射加工方法，其特征在于：所述步骤(a)中，将模具温度设定为185～195℃；注胶温度设定为75～85℃。

8.根据权利要求6或7所述的密封圈的注射加工方法，其特征在于：所述步骤(b)中，控制注胶压力15～17MPa，保持模具锁模压力18～20MPa。

9.根据权利要求8所述的密封圈的注射加工方法，其特征在于：所述步骤(b)中，硫化时间为3～5分钟。