CN108672676A - 模具冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模具冷却结构，包括模块，模块用于围成制件型腔；其特征在于，模块包括模块主体以及覆盖在模块主体内侧的型腔造型板体，模块主体和型腔造型板体分体设置，型腔造型板体的壁厚小于模块主体的壁厚，在模块主体的内侧壁的至少部分区域覆盖有保温层，在保温层与型腔造型板体的外侧壁之间形成有冷却通道，在模块主体上还设置有连通冷却通道的冷媒进口和冷媒出口。这样，保温层的设置可以有效地减少流淌于冷却通道内的冷媒与模块主体之间的热量传递，进一步地减缓模块主体的热量散失。

Description

模具冷却结构

技术领域

本发明涉及一种模具冷却结构，所述冷却结构能够对成形于所述模具型腔中的制件进行有效的冷却。

背景技术

在铸造、注塑制件的过程中，冷却效果的好坏直接影响制件的质量。冷却装置成为铸造、注塑模具中重要的功能模块之一。为了在保证制件质量的基础上尽量地提高生产效率，高效的散热效率是人们一直追求的指标。为了提高冷却装置的冷却效率，人们想出了多种的解决方案。例如在中国发明专利20118023276.6中公开了的一种用于制造可冷却的模具的方法和通过该方法制造的模具，模具包括有上半模5和下半模7，在所述上半模5和下半模7之间具有模腔9，在所述模腔9中通过注塑使得制件成形。其中，所述下半模7包括基本19和具有原始表面17的分体13，在所述原始表面17内设置有冷却通道3，在所述原始表面17上还涂镀有覆盖层15。如此通过所述冷却通道3能够快速地对所述分体13以及成形于所述模腔中的制件进行冷却。

发明内容

对上述专利20118023276.6中的模具冷却结构进行分析可以发现，所述冷却通道3在对所述分体13进行冷却的同时，还会对所述基本19进行冷却，使得所述基体19的模温明显下降。这样在再次合模制造制件时，所述基体19会从所述分体13上大量地吸收从高温原料熔液传递过来的热量，使得高温原料熔液在充型阶段散失过多的热量而出现明显的流动阻力，最终导致制件出现疏松或残缺等缺陷。为了避免出现上述现象，常用的解决方案是，在每次注塑前都对所述基体19进行长时间的预热处理。显然，这严重地耽误了生产效率。

针对现有技术的不足，本发明的发明目的之一旨在对冷却装置的结构作改进，使得所述冷却装置不仅具有理想的冷却效果还能够使模具总体上维持在合理的温度范围内，从而能够快速地再次进入下个制造循环中而又不会对制件的质量造成明显不良的影响。鉴于此，本发明提出一种模具冷却结构，包括模块，所述模块用于围成制件型腔；其特征在于，所述模块包括模块主体以及覆盖在所述模块主体内侧的型腔造型板体，所述模块主体和所述型腔造型板体分体设置，所述型腔造型板体的壁厚小于所述模块主体的壁厚，在所述模块主体的内侧壁的至少部分区域覆盖有保温层，在所述保温层与所述型腔造型板体的外侧壁之间形成有冷却通道，在所述模块主体上还设置有连通所述冷却通道的冷媒进口和冷媒出口。

其中，所述制件型腔是制件例如轮毂毛坯件的成形空间。在制造过程中，向所述制件型腔内注入高温原料熔液，当所述高温原料熔液填充所述制件型腔并冷却后，即在所述制件型腔内制造出与所述制件型腔具有适配造型的制件。

其中，所述模块包括模块主体以及覆盖在所述模块主体内侧的型腔造型板体，所述模块主体和所述型腔造型板体分体设置。上述特征定义了所述模块包括两个分体，即所述模块主体和所述型腔造型板体。所述模块主体和所述型腔造型板体可以分开单独制造，再通过焊接或紧固件连接等连接方式连接一起。另外，所述型腔造型板体位于所述模块主体的内侧，即所述型腔造型板体相对所述模块主体更靠近所述型腔，所述型腔造型板体实质上成为所述型腔的腔侧壁。

其中，所述型腔造型板体的壁厚小于所述模块主体的壁厚。这样，与所述模块主体相比，所述型腔造型板体比较薄，从而能够相对快速地把成型于所述型腔内的制品上的热量传递到流淌于所述冷却通道内的冷媒上。而具有相对厚壁厚的模块主体的散热速度相对缓慢。

其中，在所述模块主体的内侧壁的至少部分区域覆盖有保温层，在所述保温层与所述型腔造型板体的外侧壁之间形成有冷却通道。这样，所述保温层能够有效地减少流淌于所述冷却通道内的冷媒与所述模块主体之间的热量传递，减缓所述模块主体的热量散失。另外，在所述模块主体的内侧壁的至少部分区域覆盖有保温层，上述特征定义了所述保温层的覆盖范围，所述保温层可以只覆盖在所述模块主体的内侧壁的部分区域或者内侧壁的全部区域。需要说明的是所述模块主体的内侧壁是所述模块主体上朝向所述型腔一侧的侧壁，所述型腔造型板体的外侧壁是指所述型腔造型板体上背离所述型腔一侧的侧壁，所述模块主体的内侧壁与所述型腔造型板体的外侧壁相对设置。

根据上述技术方案可以发现，本发明的有益技术效果在于：由于所述模块包括分体设置的模块主体和型腔造型板体，所述型腔造型板体的壁厚小于所述模块主体的壁厚。这样，壁厚的不同使得相对薄的所述型腔造型板体具有相对快速的散热速度，而所述模块主体具有相对缓慢的散热速度。另外，由于在所述模块主体的内侧壁的至少部分区域覆盖有保温层，在所述保温层与所述型腔造型板体的外侧壁之间形成有冷却通道。这样，所述保温层的设置可以有效地减少流淌于所述冷却通道内的冷媒与所述模块主体之间的热量传递，进一步地减缓所述模块主体的热量散失。如此，通过所述冷却通道输送冷媒，让冷媒快速地带走传递到所述型腔造型板体上的热量，实现对制件的冷却。但是并不会导致所述模块主体快速、大量地散失热量，从而避免了在再次合模制造制件时所述模块主体从所述型腔造型板体上大量地吸收从高温原料熔液传递过来的热量，使得高温原料熔液在充型阶段散失过多的热量而形成明显的流动阻力，从而也就避免了由于充型不足而出现制件疏松或残缺等缺陷。

为了形成所述冷却通道，可以在所述型腔造型板体的外侧壁上设置凹槽。但这样会削弱所述型腔造型板体的结构强度。所以本发明进一步提出的技术方案是把所述凹槽形成于所述模块主体上。具体如下，在所述模块主体的内侧壁上设置有凹槽，在所述凹槽内填充有保温层，在所述保温层之上的所述凹槽的槽腔成为所述冷却通道。这样所述凹槽的槽腔的下部空间用于收藏所述保温层而上部空间成为冷却通道。

进一步的技术方案还可以是，所述保温层为保温棉层，在所述保温棉层上覆盖有金属片。其中所述金属片可以为弹性钢片。

进一步的技术方案还可以是，在所述模块主体上设置有竖向布置的凹槽列，所述凹槽列包括多个在竖向方向上间隔排列的所述凹槽，所述凹槽横向延伸布置，在相邻的两个所述凹槽之间设置有竖向布置的过渡连接槽，所述过渡连接槽连通于所述凹槽的其中一个端部，上下相邻的所述过渡连接槽在横向方式上错位布置。这样，所述凹槽与所述过渡连接槽结合形成能够引导冷媒迂回流动的冷却通道，冷媒能够从所述凹槽的一端流向另一端再通过所述过渡连接槽引导到下一个凹槽内。如此所述冷媒能够基本上流经所述凹槽的全部区域，而不会在所述凹槽内形成大面积的冷却盲区，从而能够对所述凹槽所覆盖的区域进行相对均匀的冷却。

进一步的技术方案还可以是，所述冷媒进口连通位于顶端的所述凹槽，所述冷媒出口连通位于底端的所述凹槽。这样，冷媒从所述冷媒进口流入后从上往下流动，最终从所述冷媒出口流出。

进一步的技术方案还可以是，所述冷媒进口包括第一冷媒进口和第二冷媒进口，所述第一冷媒进口和第二冷媒进口分别连通位于顶端的所述凹槽和位于底端的所述凹槽，所述冷媒出口连通位于中间位置的所述凹槽并相对地靠近其中一个冷媒进口。这样，可以按照制件的冷凝顺序分别控制所述第一冷媒进口和第二冷媒进口输送冷媒的顺序和时长，实现顺序冷却。另外还能够减少顶端区域和底端区域之间的温度梯度，实现均匀冷却。

除上述结构形式外，所述凹槽还可以采用另一种结构形式，进一步的技术方案还可以是，所述凹槽呈迂回状连续延伸，所述冷媒进口连通所述凹槽的首端，所述冷媒出口连通所述凹槽的尾端。

由于本发明具有上述特点和优点，为此可以应用到模具冷却结构中。

附图说明

图1是应用本发明模具冷却结构的侧模100的立体结构示意图；

图2是所述侧模100的分解结构示意图；

图3是所述凹槽列的结构示意图；

图4是所述侧模100的剖面结构示意图；

图5是图4中的A部放大结构示意图；

图6是采用第二实施方式的凹槽的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对应用本发明技术方案的应用于模具中的冷却结构的结构作进一步的说明。

如图1至图5所示，一种模具冷却结构，包括用于围成成型制件的型腔（图中未画出）的模块100，所述模块100包括模块主体1以及覆盖在所述模块主体1内侧的型腔造型板体2，所述模块主体1和所述型腔造型板体2分体设置，所述型腔造型板体2的壁厚小于所述模块主体1的壁厚，在所述模块主体1的内侧壁的至少部分区域覆盖有保温层3，在所述保温层3与所述型腔造型板体2的外侧壁之间形成有冷却通道10，在所述模块主体1上还设置有连通所述冷却通道10的冷媒进口（12、12a）和冷媒出口13。

所述模具冷却结构可以应用多种模具上，例如注塑模具、金属压铸模具。下面以铝合金轮毂铸造模具为例作详细的论述。所述铝合金轮毂铸造模具包括上下分置的上模、下模（上模和下模图中未画出）和设置在所述上模、下模之间的侧模100。所述上模、下模和所述侧模100用于围成制造轮毂毛坯的型腔。所述模具冷却结构主要应用于所述侧模100上。如图1至图5所示，所述侧模100包括所述模块主体1和所述型腔造型板体2，所述模块主体1和所述型腔造型板体2可以分开单独制造，再通过焊接或紧固件连接等连接方式连接一起。其中在所述模块主体1的内侧壁上设置有凹槽10，在所述凹槽10内填充有保温层3，所述保温层3为保温棉层，在所述保温棉层上覆盖有金属片4，在所述金属片4之上的所述凹槽10的槽腔成为所述冷却通道10。这样所述凹槽10的槽腔的下部空间用于收藏所述保温层3而上部空间成为冷却通道10。为了能够对所述侧模100上对应所述型腔的区域进行大面积冷却，在所述侧模100上设置有多列竖向布置的凹槽列，每列所述凹槽列包括多个在竖向方向上间隔排列的所述凹槽10，所述凹槽10横向延伸布置，在相邻的两个所述凹槽10之间设置有竖向布置的过渡连接槽11，所述过渡连接槽11连通于所述凹槽10的其中一个端部，上下相邻的所述过渡连接槽11在横向方式上错位布置。这样，所述凹槽10与所述过渡连接槽11结合形成能够引导冷媒迂回流动的冷却通道10。例如如图3所示，冷媒能够从所述凹槽10a的一端流向另一端再通过所述过渡连接槽11引导到下一个凹槽10b内（为了区分布置在不同位置的凹槽10，把不同位置的凹槽分别标记为了10a、10b……）。如此所述冷媒能够基本上流经所述凹槽10的全部区域，而不会在所述凹槽10内形成大面积的冷却盲区，从而能够对所述凹槽10所覆盖的区域进行相对均匀的冷却。

所述冷媒进口（12、12a）包括第一冷媒进口12和第二冷媒进口12a，所述第一冷媒进口12和第二冷媒进口12a分别连通位于顶端的所述凹槽10a和位于底端的所述凹槽10d，所述冷媒出口13连通位于中间位置的所述凹槽10c并相对地靠近所述第二冷媒进口12a。这样，可以按照轮毂毛坯的冷凝顺序分别控制所述第一冷媒进口（12、12a）和第二冷媒进口（12、12a）输送冷媒的顺序和时长实现顺序冷却。另外还能够减少顶端区域和底端区域之间的温度梯度，实现均匀冷却。当然在其他的实施方式中，可以只设置一个所述冷媒进口12，此时所述冷媒进口12连通位于顶端的所述凹槽10a，所述冷媒出口13连通位于底端的所述凹槽10d。这样，冷媒从所述冷媒进口12流入后从上往下流动，最终从所述冷媒出口13流出。

除上述结构形式外，所述凹槽10还可以采用另一种结构形式，如图6所示，所述凹槽10′呈迂回状连续延伸，所述冷媒进口12连通所述凹槽10的首端，所述冷媒出口13连通所述凹槽10的尾端。

根据上述技术方案可以发现：由于所述模块100包括分体设置的模块主体1和型腔造型板体2，所述型腔造型板体2的壁厚小于所述模块主体1的壁厚。这样，壁厚的不同使得相对薄的所述型腔造型板体2具有相对快速的散热速度，而所述模块主体1具有相对缓慢的散热速度。另外，由于在所述模块主体1的内侧壁覆盖有保温层3，在所述保温层3与所述型腔造型板体2的外侧壁之间形成有冷却通道10。这样，所述保温层3的设置可以有效地减少流淌于所述冷却通道10内的冷媒与所述模块主体1之间的热量传递，进一步地减缓所述模块主体1的热量散失。如此，通过所述冷却通道10输送冷媒，让冷媒快速地带走传递到所述型腔造型板体2上的热量，实现对制件的冷却。但是并不会导致所述模块主体1快速、大量地散失热量，从而避免了在再次合模制造制件时所述模块主体1从所述型腔造型板体2上大量地吸收从高温原料熔液传递过来的热量，使得高温原料熔液在充型阶段散失过多的热量而形成明显的流动阻力，从而也就避免了由于充型不足而出现制件疏松或残缺等缺陷。

Claims (7)

1.模具冷却结构，包括模块，所述模块用于围成制件型腔；其特征在于，所述模块包括模块主体以及覆盖在所述模块主体内侧的型腔造型板体，所述模块主体和所述型腔造型板体分体设置，所述型腔造型板体的壁厚小于所述模块主体的壁厚，在所述模块主体的内侧壁的至少部分区域覆盖有保温层，在所述保温层与所述型腔造型板体的外侧壁之间形成有冷却通道，在所述模块主体上还设置有连通所述冷却通道的冷媒进口和冷媒出口。

2.根据权利要求1所述的模具冷却结构，其特征在于，在所述模块主体的内侧壁上设置有凹槽，在所述凹槽内填充有所述保温层，在所述保温层之上的所述凹槽的槽腔成为所述冷却通道。

3.根据权利要求2所述的模具冷却结构，其特征在于，所述保温层为保温棉层，在所述保温棉层上覆盖有金属片。

4.根据权利要求2所述的模具冷却结构，其特征在于，在所述模块主体上设置有竖向布置的凹槽列，所述凹槽列包括多个在竖向方向上间隔排列的所述凹槽，所述凹槽横向延伸布置，在相邻的两个所述凹槽之间设置有竖向布置的过渡连接槽，所述过渡连接槽连通于所述凹槽的其中一个端部，上下相邻的所述过渡连接槽在横向方式上错位布置。

5.根据权利要求1至4任一项所述的模具冷却结构，其特征在于，所述冷媒进口连通位于顶端的所述凹槽，所述冷媒出口连通位于底端的所述凹槽。

6.根据权利要求1至4任一项所述的模具冷却结构，其特征在于，所述冷媒进口包括第一冷媒进口和第二冷媒进口，所述第一冷媒进口和第二冷媒进口分别连通位于顶端的所述凹槽和位于底端的所述凹槽，所述冷媒出口连通位于中间位置的所述凹槽并相对地靠近其中一个冷媒进口。

7.根据权利要求2所述的模具冷却结构，其特征在于，所述凹槽呈迂回状连续延伸，所述冷媒进口连通所述凹槽的首端，所述冷媒出口连通所述凹槽的尾端。