CN110001010B - 一种增长型塑料管的注塑成型模具及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种增长型塑料管的注塑成型模具及其生产工艺，其模具结构特征包括上模、下模、抽芯部和冷却部，其中下模和下模设有对应塑料管外壁形状规格型腔及第一胶道，抽芯部对应塑料管轴向两端的各个抽芯单元设有定位座及对应塑料管内腔形状规格的抽芯，且其一抽芯设有轴向贯通的第二胶道，通过第二胶道使得第一胶道与成型腔体在两侧抽芯对接处相连通；并附带模内循环水冷定型的冷却部。通过一个开闭模周期即可直接出料塑料管。应用本发明该注塑成型模具和生产工艺，提出了双抽芯结构，将抽芯与胶道深度结合实现了从中双向进胶，克服了注塑压强随长度规格增长而传递受阻，提高了塑料管的成型精度和良品率；同时也优化了对应的生产工艺及成本。

Description

一种增长型塑料管的注塑成型模具及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种注塑模具研制，尤其涉及一种适用于超常规长度且符合高精度规格要求的塑料管的一次成型模具设计，属于注塑加工制造领域。

背景技术

注塑加工生产是批量规模化定制各类异形件的有效方式，其工艺制程的发展由来已久且日渐高效、环保和高品质。在众多产品中，硬质绝缘塑胶产品的应用十分广泛，各类设备的外壳、内壳、骨架等广泛可见其身影。

然而随着塑胶产品的应用范围不断增大，特别在汽车、游艇等复杂交通工具上所用到的种类、数量和规格可谓不胜枚举，各种仪表、操作杆、座椅支架、遮阳顶棚、按键开关等皆无法脱离塑料成型件的本质。只是规格大小及材质等方面的细微差异。不难理解，对于规模产量巨大、产品形状非标性强的产品，注塑加工生产是首选的生产制造方式。非但精度可控度高、产品一致性得以保障，而且有利于适应产品的技术改良进行模具调整，从而满足在产品多变性的基础上降低生产工艺难度的加工要求。

在众多的注塑产品中，有一种用于门或箱盖开启所用气撑的塑料套管，虽然本身设计上只在包覆气撑金属部分，达到外观装饰和一定程度上隔绝空气对气撑金属部分的锈蚀，但此类塑料套管的精度要求也具有极高的精度要求，无论轴向上的直线度还是径向上的偏差，都必须控制在合理范围内才能可靠地应用于气撑。然而随着气撑部件的技术进步，对塑料套管的长度提出了新的要求，有些甚至要求单管高达40cm-60cm的长度。这便对注塑加工生产的企业带来了巨大的挑战。传动单向注胶的方式经反复试模均不够理想，因为随着注塑深度的加长，薄壁塑料管易于在近进胶点处预固化，从而严重影响远端的注塑压强，成品管件在诸多方面无法达到性能要求，不良品率极高。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种增长型塑料管的注塑成型模具及其生产工艺，解决塑料管长度、性能满足与注塑加工难度的矛盾问题。

本发明的上述第一个目的将通过以下技术方案得以实现：一种增长型塑料管的注塑成型模具，所述塑料管的轴向长度大于40cm，且注塑成型模具包括上模、下模、抽芯部和冷却部，其中所述上模设有对应塑料管外壁形状规格的第一型腔、对应抽芯部活动落座相容的空腔以及对应外接胶源通入抽芯部的第一胶道；所述下模设有对应塑料管外壁形状规格的第二型腔、对应抽芯部定位装接的容槽；所述抽芯部对应塑料管轴向两端分设为两个抽芯单元，每个抽芯单元设有定位座及对应塑料管内腔形状规格的抽芯，且抽芯单元之一的抽芯设有轴向贯通的第二胶道，所述第二胶道在对应的定位座处与第一胶道相接连通，两侧抽芯外接驱动机构沿塑料管轴向对接或背向分离，且第二胶道在两侧抽芯对接处与第一型腔、第二型腔相连通，另一抽芯单元的抽芯设有轴向自转的搅拌螺杆；所述冷却部为埋设于上模、下模环绕型腔及埋设于抽芯部环绕抽芯根部的水管，所有水管外接冷却水装置循环换热。

优选的，上述增长型塑料管的注塑成型模具，两侧抽芯的对接处对位于塑料管轴向的中部，且两侧抽芯的对接处设有用于同轴对位的榫卯结合部，基于所述榫卯结合部设有连通第二胶道与两型腔并周向均匀分布的若干个隙孔。

更优选的，上述增长型塑料管的注塑成型模具，所述榫卯结合部包括设于一侧抽芯端部的柱形凸台和设于另一侧抽芯端部的柱形凹槽，柱形凹槽的深度大于柱形凸台的高度，且柱形凸台周向分布设有带导向缺口的定位槽，柱形凹槽的内侧壁周向分布设有导向穿入定位槽的定位凸肋及定位凸肋之间进一步内凹的溢胶槽，两侧抽芯对接状态下所述溢胶槽与柱形凸台之间形成隙孔。

优选的，上述增长型塑料管的注塑成型模具，所述第一胶道在对应抽芯部的出胶口周围设有圆柱状的定位柱，对应抽芯单元的定位座上设有匹配相容定位柱且连通至抽芯中第二胶道的容置孔。

更优选的，上述增长型塑料管的注塑成型模具，所述定位柱轴向设有受控伸缩式的活塞芯棒，闭模注塑状态下活塞芯棒自定位柱后缩露出出胶口、第一胶道和第二胶道连通，开模退抽芯状态下活塞芯棒前伸封闭定位柱、隔绝第一胶道面向第二胶道的出胶口。

优选的，上述增长型塑料管的注塑成型模具，沿塑料管轴向对应第一胶道与第二胶道相接的抽芯单元外侧装接有除胶口单元，所述除胶口单元远离抽芯单元的一侧挡止固定、朝向抽芯单元的一侧设有轴向对位第二胶道的顶针和顶针外侧对称分布的弹性对位柱。

优选的，上述增长型塑料管的注塑成型模具，所述水管沿塑料管轴向均匀分布而设，且相邻水管之间的间隔介于5cm-8cm。

优选的，上述增长型塑料管的注塑成型模具，所述上模中的第一型腔和下模中的第二型腔分别设为可替换装接模组。

优选的，上述增长型塑料管的注塑成型模具，所述上模和下模的相对面成对设有模间定位单元，且上模和下模的侧壁设有锁模单元。

本发明的上述第二个目的将通过以下技术方案得以实现：一种增长型塑料管的注塑生产工艺，基于前述的注塑成型模具实施，包括步骤：

S1、注塑前对位闭合上模和下模并锁模固定，两侧抽芯单元的抽芯在闭合的第一型腔和第二型腔间对位接合、形成塑料管的成型腔体，并对接连通第二胶道和第一胶道；

S2、注塑机施压驱动胶源，将胶料经第一胶道、第二胶道从两侧抽芯对接处射出，并朝向塑料管两端以额定注塑压强双向进胶、充盈成型腔体；

S3、冷却部对成型腔体和抽芯分别进行全局均匀水冷吸热，塑料管在成型腔体中保持精度化定型；

S4、塑料管完成定型后，两侧抽芯背向分离并退出塑料管长度范围，且在第二胶道所在方向上顶脱胶口，再将上模和下模开锁分离，完成塑料管出料。

应用本发明的注塑成型模具和生产工艺，较之于传统套管类生产模具具备突出的实质性特点和显著的进步性：该模具突破性改良并提出了对接型的双抽芯结构，将抽芯与进胶胶道深度结合，使针对增长型塑料管的注塑成型模具具备了从中部向两端双向进胶的能力，有效克服了注塑压强随长度规格增长而传递受阻的窘境，切实提高了塑料管的成型精度和良品率；同时也优化了对应的生产工艺，降低了此类塑料管成型品收胶口等的二次加工成本。

附图说明

图1是本发明增长型塑料管的注塑成型模具的上模结构示意图。

图2是本发明增长型塑料管的注塑成型模具的下模结构示意图。

图3是本发明注塑成型模具中抽芯接合处的细节放大示意图。

图4是本发明注塑成型模具第一胶道于定位柱出胶处的细节放大示意图。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

本发明设计者仰赖于多年从事注塑生产行业之经验，研究了传统针对薄壁塑料管注塑成型模具的结构特点，尤其是单端进胶注塑压强传递受阻，成品胶料分布不均，良品率低下等难点，针对增长型塑料管自身结构特点和精度要求，创新提出了一种增长型塑料管的注塑成型模具及其生产工艺，以提升产品成型的生产效率和良品率。值得一提的是，本技术方案着重于对超常规长度的薄壁塑料管进行注塑生产而提出的，其长度往往大于40cm，且采用非接续式二次注塑成型。

首先从本发明该注塑成型模具的基本组成来理解其结构特性。宏观来看如图1和图2所示，该模具主要包括上模1、下模2、抽芯部3和冷却部4四个必要功能部件。而为了实现超长塑料管的一次成型，各部分又分别细化了诸多结构改良，具体如下。

上模1设有对应塑料管外壁形状规格的第一型腔11，对应抽芯部活动落座相容的空腔12a、12b，以及对应外接胶源通入抽芯部的第一胶道13；其中第一型腔的长度对应塑料管的规格长度，而垂直于长度向的截面形状则为对应塑料管轴剖的半圆形外壁轮廓，且第一型腔的内面为适应塑料管外观的高精度加工型面。而所述第一胶道13实为整个注塑胶道的其中一段，即自上模侧壁接入并通过内部连通至面向抽芯部出胶的一段。

与上模1相对应地，该下模2也设有对应塑料管外壁形状规格的第二型腔21，对应抽芯部定位装接的容槽22a、22b。其中第二型腔21的长度和内面特征参照第一型腔不予赘述。惟作为优化的，该上模和下模的相对面成对设有模间定位单元6，进一步保障两型腔对位的精度，且上模和下模的侧壁设有锁模单元7。

作为本申请的创新重点，上述抽芯部3对应塑料管轴向两端分设为图示的第一抽芯单元31和第二抽芯单元32，每个抽芯单元设有定位座31a、32a及对应塑料管内腔形状规格的抽芯31b、32b。且根据图示实施例，选择其中第二抽芯单元32的抽芯32b设有轴向贯通的第二胶道33，该第二胶道33在对应的定位座32a处与第一胶道13相接连通，而两侧抽芯则外接驱动机构沿塑料管轴向对接或背向分离，且第二胶道33在两侧抽芯对接处与第一型腔11、第二型腔12相连通。而另一抽芯单元31的抽芯31b设有轴向自转的搅拌螺杆36，闭模状态下受控对高温的胶料实时搅拌，以保持其流动性。更直观地理解，该技术创新之一在于对超出一定长度的塑料管成型模具采用两端相对接合和背向分离的双抽芯，便于抽芯行程范围内的线性度控制；而技术创新之二则更为重要，通过将抽芯与产品的胶道深度结合，即在抽芯对接处行程产品径向均匀分布的出胶口，并使之实现自中间向两端的双向进胶。由此较均匀地分散了进胶压力，使胶料在成型腔体两个方向上的流动实现基本平衡，注塑压强的衰减也能有效受控。

再者，考虑到薄壁塑料管的成型收缩性，为取得较为理想的精度，本设计采用在保持闭模及抽芯接合的状态下实施产品冷却定型的方式，从而防止塑料管发生内外径和线性度方面的较大变化，因此设计该冷却部4。其为埋设于上模1、下模2环绕型腔及埋设于抽芯部环绕抽芯根部的水管41，所有水管41外接冷却水装置（现有成熟设备未图示）循环换热。而且水管41沿塑料管轴向均匀分布而设，且相邻水管之间的间隔介于5cm-8cm。

作为上述增长型塑料管的注塑成型模具技术方案的进一步优化，具有如下几点细节性改良和必要外设需要详细说明。

一者如图3所示，上述的注塑成型模具两侧抽芯的对接处对位于塑料管轴向的中部，为尽可能实现双向进胶的均衡性，优选塑料管轴向的中点处，偏差±3mm以内。且两侧抽芯的对接处设有用于同轴对位的榫卯结合部34，基于该榫卯结合部34设有连通第二胶道33与两型腔并周向均匀分布的若干个隙孔35。

进一步相关联的，该榫卯结合部34包括设于一侧抽芯32b端部的柱形凸台341和设于另一侧抽芯31b端部的柱形凹槽342，柱形凹槽342的深度大于柱形凸台341的高度，这样在抽芯对接后，第二胶道末端将会形成一定的胶料囤积空间，便于回转并均匀地自隙孔中流向成型腔体。该柱形凸台341周向分布设有带导向缺口的定位槽，柱形凹槽342的内侧壁周向分布设有导向穿入定位槽的定位凸肋及定位凸肋之间进一步内凹的溢胶槽，两侧抽芯对接状态下该些溢胶槽与柱形凸台341之间便形成周向均匀间隔分布的隙孔35。通过该榫卯结合部，一方面提供了第二胶道与成型腔体连通的通道，另一方面实现了相对接的两抽芯能够保持同轴度，避免因抽芯长度跨幅而造成的偏心误差。

二者，上述增长型塑料管的注塑成型模具中，第一胶道13在对应抽芯部的出胶口周围设有圆柱状的定位柱14，对应第二抽芯单元32的定位座32a上设有匹配相容定位柱14且连通至抽芯中第二胶道33的容置孔321a。在上模与下模闭合的过程中定位柱对位插接于该容置孔中。究其目的及进一步的关联性，该定位柱14轴向设有受控伸缩式的活塞芯棒15，如图4所示。闭模注塑状态下活塞芯棒15自定位柱14后缩露出出胶口、第一胶道13和第二胶道33便实现连通，而开模退抽芯状态下活塞芯棒15则前伸封闭定位柱14、隔绝第一胶道13面向第二胶道33的出胶口。由此实现胶道的分段控制，避免连续生产过程中发生胶料囤积堵塞胶道的情况发生。

三者，上述注塑成型模具沿塑料管轴向对应第一胶道与第二胶道相接的第二抽芯单元32外侧装接有除胶口单元5，该除胶口单元5远离抽芯单元的一侧由限位板挡止或直接固定装接在下模之上，而朝向第二抽芯单元32的一侧则分别设有轴向对位第二胶道33的顶针51和顶针51外侧对称分布的弹性对位柱52。其中顶针为由刚性材料制成，强度满足能顶推胶口余料而不发生自体弯曲。而弹性对位柱则为套接有高强度复位弹簧的销柱，该销柱能对位插接于第二抽芯单元并弹性伸缩于其中。由此在产品完成定型并退抽芯时，便于顺势将胶口顶撑脱落，从而便于产品出料。

四者，由于塑料管本身的参数规格多边性及模腔本身的自损耗性能，上述注塑成型模具的上模1中的第一型腔11和下模中的第二型腔21分别设为可替换装接模组。当精度性能下降到产品良品率无法得以保证的情况下，可以予以替换、修模作业。

为更好地理解本发明该注塑模具的创新特点，以下简介该种增长型塑料管的生产工艺，虽然描述上基于前述注塑成型模具的优选实施例，然而该工艺核心不限于上述实施例的注塑装置。其主要包括如下步骤。

S1、注塑前对位闭合上模和下模并锁模固定，两侧抽芯单元的抽芯在闭合的第一型腔和第二型腔间对位接合、形成塑料管的成型腔体，并对接连通第二胶道和第一胶道；该步骤中涉及以下几个方面，首先是上模与下模的对位闭合，通过导向夹持能使得两型腔完美接合成整圆柱形腔体；其次两侧抽芯通过所设的榫卯结合部保持同轴接合，形成了塑料管完整的成型腔体，且将第二胶道通过隙孔于成型腔体相连通；再者通过控制活塞芯棒能进一步使得所有胶道均为连通状态。

S2、注塑机施压驱动胶源，将胶料经第一胶道、第二胶道从两侧抽芯对接处射出，并朝向塑料管两端以额定注塑压强双向进胶、充盈成型腔体；基础的注塑工艺，区别于现有技术的特点在于进胶方式的变化。

S3、冷却部对成型腔体和抽芯分别进行全局均匀水冷吸热，塑料管在成型腔体中定型；塑料管快速定型、保持精度要求的必要附加技术。

S4、塑料管完成定型后，两侧抽芯背向分离并退出塑料管长度范围，且在第二胶道所在方向上顶脱胶口，再将上模和下模开锁分离，完成塑料管出料。

综上本发明结构和工艺特点实施例结合图示的详细描述可见，应用本发明的注塑成型模具和生产工艺，较之于传统套管类生产模具具备突出的实质性特点和显著的进步性：该模具突破性改良并提出了对接型的双抽芯结构，将抽芯与进胶胶道深度结合，使针对增长型塑料管的注塑成型模具具备了从中部向两端双向进胶的能力，有效克服了注塑压强随长度规格增长而传递受阻的窘境，切实提高了塑料管的成型精度和良品率；同时也优化了对应的生产工艺，降低了此类塑料管成型品收胶口等的二次加工成本。

综上对于实施例特征的详细描述，旨在加深对本发明创新特性的理解，并非以此限制本专利应用实施的范围及多变性。故凡是相对于本发明上述实施例等效或近似的结构变换，可以实现本发明目的设计方案，均应该被视为属于本发明专利保护的范畴。

Claims (6)

1.一种增长型塑料管的注塑成型模具，所述塑料管的轴向长度大于40cm，且注塑成型模具包括上模、下模、抽芯部和冷却部，其特征在于：

所述上模设有对应塑料管外壁形状规格的第一型腔、对应抽芯部活动落座相容的空腔以及对应外接胶源通入抽芯部的第一胶道；

所述下模设有对应塑料管外壁形状规格的第二型腔、对应抽芯部定位装接的容槽；

所述抽芯部对应塑料管轴向两端分设为两个抽芯单元，每个抽芯单元设有定位座及对应塑料管内腔形状规格的抽芯，且抽芯单元之一的抽芯设有轴向贯通的第二胶道，所述第二胶道在对应的定位座处与第一胶道相接连通，两侧抽芯外接驱动机构沿塑料管轴向对接或背向分离，且第二胶道在两侧抽芯的对接处与第一型腔、第二型腔相连通，另一抽芯单元的抽芯设有轴向自转的搅拌螺杆；

两侧抽芯的对接处对位于塑料管轴向的中部，且两侧抽芯的对接处设有用于同轴对位的榫卯结合部，所述榫卯结合部包括设于一侧抽芯端部的柱形凸台和设于另一侧抽芯端部的柱形凹槽，柱形凹槽的深度大于柱形凸台的高度，且柱形凸台周向分布设有带导向缺口的定位槽，柱形凹槽的内侧壁周向分布设有导向穿入定位槽的定位凸肋及定位凸肋之间进一步内凹的溢胶槽，两侧抽芯对接状态下所述溢胶槽与柱形凸台之间形成连通第二胶道与两型腔并周向均匀分布的若干个隙孔；

所述第一胶道在对应抽芯部的出胶口周围设有圆柱状的定位柱，对应抽芯单元的定位座上设有匹配相容定位柱且连通至抽芯中第二胶道的容置孔，所述定位柱轴向设有受控伸缩式的活塞芯棒，闭模注塑状态下活塞芯棒自定位柱后缩露出出胶口、第一胶道和第二胶道连通，开模退抽芯状态下活塞芯棒前伸封闭定位柱、隔绝第一胶道面向第二胶道的出胶口；

所述冷却部为埋设于上模、下模环绕型腔及埋设于抽芯部环绕抽芯根部的水管，所有水管外接冷却水装置循环换热。

2.根据权利要求1所述增长型塑料管的注塑成型模具，其特征在于：沿塑料管轴向对应第一胶道与第二胶道相接的抽芯单元外侧装接有除胶口单元，所述除胶口单元远离抽芯单元的一侧挡止固定、朝向抽芯单元的一侧设有轴向对位第二胶道的顶针和顶针外侧对称分布的弹性对位柱。

3.根据权利要求1所述增长型塑料管的注塑成型模具，其特征在于：所述水管沿塑料管轴向均匀分布而设，且相邻水管之间的间隔介于5cm-8cm。

4.根据权利要求1所述增长型塑料管的注塑成型模具，其特征在于：所述上模中的第一型腔和下模中的第二型腔分别设为可替换装接模组。

5.根据权利要求1所述增长型塑料管的注塑成型模具，其特征在于：所述上模和下模的相对面成对设有模间定位单元，且上模和下模的侧壁设有锁模单元。

6.一种增长型塑料管的注塑生产工艺，基于权利要求1至5中任一项的注塑成型模具实施，其特征在于包括步骤：

S1、注塑前对位闭合上模和下模并锁模固定，两侧抽芯单元的抽芯在闭合的第一型腔和第二型腔间对位接合、形成塑料管的成型腔体，并对接连通第二胶道和第一胶道；

S2、注塑机施压驱动胶源，将胶料经第一胶道、第二胶道从两侧抽芯对接处射出，并朝向塑料管两端以额定注塑压强双向进胶、充盈成型腔体；

S3、冷却部对成型腔体和抽芯分别进行全局均匀水冷吸热，塑料管在成型腔体中保持精度化定型；

S4、塑料管完成定型后，两侧抽芯背向分离并退出塑料管长度范围，且在第二胶道所在方向上顶脱胶口，再将上模和下模开锁分离，完成塑料管出料。