CN110293658A - 一种组合浇道式多腔模具及其工艺方法与材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种组合浇道式多腔模具及其工艺方法与材料,该模具呈多层堆叠的三明治形式,包括动模组件、定模组件、浇道组件、导向组件。其中,浇道组件包括盘式浇口、主浇道、螺旋浇道、辅助浇道、引流道。主浇道将注入盘式浇口的浇注液平摊开,做到首次消能;螺旋浇道从主浇道引出,浇注液进入螺旋浇道后迂回下落,最终从辅助浇道流出,做到二次消能;引流道用于在各个浇道之间承接并引流。两次消能能够有效减缓浇注液进入型腔的速度,防止在冷凝时由于流速过快而排气不畅产生气孔。主浇道、螺旋浇道、辅助浇道的直径随浇注液进入的步骤逐渐减小,层层引导浇注液最终进入型腔,能够有效减少浇注液快速导入时出现气孔的现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种模具,具体涉及一种组合浇道式多腔模具及其工艺方法与材料。
背景技术
注塑模具是生产各种工业产品的重要工艺装备,随着塑料工业的迅速发展,以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用,产品对模具的要求也越来越高,传统的模具设计方法已无法适应当今的要求. 与传统的模具设计相比,计算机辅助工程(CAE)技术无论是在提高生产率、保证产品质量方面,还是在降低成本、减轻劳动强度方面,都具有极大的优越性。
现有技术中用于瓶盖生产的多模腔模具通常将浇道系统设计成“H”型结构,即水平设置主浇道并竖直设置分浇道,这种浇道在流体经过浇道分岔后容易残留一部分在角落处,最终导致型腔中的填充不均匀。且直上直下的设计容易导致浇注液进入型腔的速度过快,进而在冷凝时由于流速过快而排气不畅产生气孔。
发明内容
发明目的:提供一种组合浇道式多腔模具及其工艺方法与材料,解决现有技术存在的上述问题。
技术方案:一种组合浇道式多腔模具,呈多层堆叠的三明治形式,包括动模组件、定模组件、浇道组件、导向组件。
其中,所述动模组件包括底座,固定在所述底座两侧的模脚,以及通过垫板固定在所述模脚上的动模固定板;所述定模组件包括上面板,固定在所述上面板一侧的刮板,以及固定在所述刮板一侧的定模固定板;所述浇道组件包括设置在所述上面板中心处的盘式浇口,以及与所述盘式浇口、型芯、型腔连通的组合浇道;所述导向组件包括多个相互配合的导柱与导套。
在进一步的实施例中,所述组合浇道包括横向设置的主浇道,盘旋设置的螺旋浇道,以及与所述螺旋浇道连通的辅助浇道;所述主浇道与所述盘式浇口连通,所述螺旋浇道的一端从主浇道引出、且盘旋两周后与所述辅助浇道连接,所述辅助浇道与所述型腔接通,所述螺旋浇道的数量与所述型腔的数量相等、且一一对应。所述盘式浇口与所述主浇道之间、所述主浇道与所述螺旋浇道之间分别通过漏斗状的引流道连接。引流道用于在各个浇道之间承接并引流,漏斗状设计能够防止浇注液残留在内壁上。主浇道将注入盘式浇口的浇注液平摊开,做到第一次消能;螺旋浇道从主浇道引出,浇注液进入螺旋浇道后迂回下落,最终从辅助浇道流出,做到第二次消能。两次消能能够有效减缓浇注液进入型腔的速度,防止在冷凝时由于流速过快而排气不畅产生气孔。
在进一步的实施例中,所述动模组件还包括设置在所述动模固定板上的型芯,以及固定在所述动模固定板中心处的动模镶件;每组型芯与型腔之间留有预定间隙、且相互之间通过预定高度的隔板隔离。所述定模组件还包括设置在所述定模固定板上的型腔,以及固定在所述定模固定板一侧的推料板;所述导柱固定在所述底座上,所述导套固定在所述上面板一侧、且与所述导柱间隙配合。隔板用于对相邻两个型芯与型腔之间进行隔离,防止浇注液溢出;相邻两个型芯与型腔之间留有足够间隙,防止热的浇注液在进入型腔后,型腔受热膨胀影响周边的其它型腔,而该预留间隙能够很好的对型腔进行冷却,将热量逐步散发出去。
一种组合浇道式多腔模具的工艺方法,其特征在于包括以下步骤:
工序一,合模:将动模组件和定模组件相向而行,直至合上;
工序二,注料:通过外部注塑机对着盘式浇口浇注,浇注液顺着浇道组件流淌并进入型芯;
工序三,保压:在工序二中外部注塑机注料后保持预定压力10秒,保压结束后压力呈线性下降至预定值;
工序四:冷却:在工序三保压结束后,在室温环境下静置60秒;
工序五:退模:在工序四冷却完毕后,利用顶针板推动顶针,推料板首先与刮板分离,接着动模组件后移,在导柱的作用下使定模固定板与推料板分离,取出浇道中的冷凝料,动模固定板继续后移,在导柱和导套的限位的作用下,最终完成退模动作。
在进一步的实施例中,在工序一中合模方式包括人工、液压、气压、螺杆进给,在动模组件和定模组件合上的过程中,利用导柱和导套进行导向以保证运动精度,当动模组件和定模组件运动到位,即推料板与动模固定板接触后,合模工序结束;在工艺二中浇注液沿着主浇道流入螺旋浇道,浇注液进入螺旋浇道后迂回下落,最终从辅助浇道流入型芯,在这一过程中,引流道用于在各个浇道之间承接并引流;在工序四中室温介于15摄氏度至38摄氏度,且室温波动范围在±5摄氏度之间。
一种组合浇道式多腔模具的材料,其特征在于包括:6CrW2Si钢,5CrMnMo钢,Cr12MoV钢。
在进一步的实施例中,所述6CrW2Si钢用于铸造底座、模脚、动模固定板、推料板、垫板;所述5CrMnMo钢用于铸造定模固定板、刮板、顶针板、上面板;所述Cr12MoV钢用于铸造盘式浇口、主浇道、螺旋浇道、辅助浇道、引流道、型腔、型芯。
在进一步的实施例中,所述6CrW2Si钢的锻造工艺包括以下步骤:将钢胚送入1200摄氏度的一号炉中,在该温度下持续加热,保持1200摄氏度恒温,此温度作为始锻温度;将经历始锻温度后的钢胚取出,打上锻钉,放入900摄氏度的二号炉中,此温度作为终锻温度;将经历终锻温度后的钢胚取出放置在缓冷坑中,采用缓冷方式使其逐渐降温,以去除应力、消除白点。
在进一步的实施例中,所述5CrMnMo钢的锻造工艺包括以下步骤:将钢胚送入1160摄氏度的一号炉中,在该温度下持续加热,此温度作为始锻温度;将经历始锻温度后的钢胚取出,打上锻钉,放入850摄氏度的二号炉中,此温度作为终锻温度;将经历终锻温度后的钢胚取出放置在600摄氏度的三号炉中保温,待模具内外温度一致后在三号炉内冷却至150摄氏度,再取出放入砂冷坑;5CrMnMo钢中碳含量保持在0.40%~0.60%,可获得较高的强度与耐热疲劳强度,具有良好的硬度与耐磨性、良好的韧性钢与导热性。
在进一步的实施例中,所述Cr12MoV钢包括以下热处理工序:在950摄氏度的淬火炉中进行第一次淬火,在冷却油中油冷预定时间;在1020摄氏度的淬火炉中进行第二次淬火,在冷却油中油冷预定时间;在200摄氏度的回火炉中回火2小时。Cr12MoV模具钢淬透性、淬火回火后的硬度、强度、韧性比Cr12高,适用于用于制造截面较大、形状复杂、工作负荷较重的合种模具和工具。
有益效果:本发明涉及一种组合浇道式多腔模具及其工艺方法与材料,通过设置动模组件、定模组件、浇道组件、导向组件,并堆叠呈三明治形式,浇道组件包括盘式浇口、主浇道、螺旋浇道、辅助浇道、引流道。主浇道将注入盘式浇口的浇注液平摊开,做到第一次消能;螺旋浇道从主浇道引出,浇注液进入螺旋浇道后迂回下落,最终从辅助浇道流出,做到第二次消能。两次消能能够有效减缓浇注液进入型腔的速度,防止在冷凝时由于流速过快而排气不畅产生气孔。引流道用于在各个浇道之间承接并引流,漏斗状设计能够防止浇注液残留在内壁上。
附图说明
图1为本发明的截面图。
图2为本发明的外部立体图。
图3为本发明中组合浇道的结构示意图。
图4为本发明中组合浇道的局部放大图。
图5为本发明工艺方法的工艺流程图。
图6为本发明中6CrW2Si钢的锻造工艺流程图。
图7为本发明中5CrMnMo钢的锻造工艺流程图。
图8为本发明中Cr12MoV钢的热处理工艺流程图。
图中各附图标记为:底座1、模脚2、垫板3、动模固定板4、推料板5、定模固定板6、刮板7、盘式浇口8、组合浇道9、主浇道901、螺旋浇道902、辅助浇道903、引流道904、型腔10、顶针11、顶杆12、顶针板13、型芯14、上面板15。
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1至图4所示,本发明公开了一种组合浇道式多腔模具及其工艺方法与材料,下面分别对一种组合浇道式多腔模具的具体构造、一种组合浇道式多腔模具的工艺方法、以及一种组合浇道式多腔模具的材料做出阐述。
一种组合浇道式多腔瓶盖模具,包括底座1、模脚2、垫板3、动模固定板4、型芯14、动模镶件、上面板15、刮板7、定模固定板6、型腔10、推料板5、盘式浇口8、主浇道901、螺旋浇道902、辅助浇道903、导柱、导套。所述模脚2通过螺栓固定在所述底座1的两侧,所述垫板3通过螺栓固定在所述模脚2上,所述动模固定板4通过螺栓架固定在所述垫板3上,所述型芯14设置在所述动模固定板4上,所述动模镶件通过螺栓固定在所述动模固定板4的中心处,所述刮板7通过若干螺栓固定在所述上面板15的一侧,所述刮板7用于在开模时将浇道中的料去除干净。所述定模固定板6通过螺栓固定在所述刮板7的一侧,所述型腔10设置在所述定模固定板6上,定模固定板6用于和动模固定板4一起成型产品。所述型芯14与型腔10成对设置为多组,每组型芯14与型腔10之间留有预定间隙、且相互之间通过预定高度的隔板隔离。隔板用于对相邻两个型芯14与型腔10之间进行隔离,防止浇注液溢出;相邻两个型芯14与型腔10之间留有足够间隙,防止热的浇注液在进入型腔10后,型腔10受热膨胀影响周边的其它型腔10,而该预留间隙能够很好的对型腔10进行冷却,将热量逐步散发出去。所述推料板5通过螺栓固定在所述定模固定板6的一侧,所述盘式浇口8设置在所述上面板15的中心处,所述主浇道901、螺旋浇道902、辅助浇道903共同构成组合浇道9,所述主浇道901横向设置并与所述盘式浇口8连通,所述螺旋浇道902盘旋设置并与主浇道901连通,所述辅助浇道903与所述螺旋浇道902连通,所述主浇道901与所述盘式浇口8连通,所述螺旋浇道902的一端从主浇道901引出、且盘旋两周后与所述辅助浇道903连接,所述辅助浇道903与所述型腔10接通,所述螺旋浇道902的数量与所述型腔10的数量相等、且一一对应。主浇道901将注入盘式浇口8的浇注液平摊开,做到第一次消能;螺旋浇道902从主浇道901引出,浇注液进入螺旋浇道902后迂回下落,最终从辅助浇道903流出,做到第二次消能。两次消能能够有效减缓浇注液进入型腔10的速度,防止在冷凝时由于流速过快产生气孔。所述盘式浇口8与所述主浇道901之间、所述主浇道901与所述螺旋浇道902之间分别通过漏斗状的引流道904连接。引流道904用于在各个浇道之间承接并引流,漏斗状设计能够防止浇注液残留在内壁上。所述主浇道901、螺旋浇道902、辅助浇道903的直径之比为3:2:1。主浇道901、螺旋浇道902、辅助浇道903的直径随浇注液进入的步骤逐渐减小,层层引导浇注液最终进入型腔10。所述底座1的一侧设有顶针板13,所述顶针板13上设有至少两根顶杆12,所述动模固定板4的对应位置处设有顶针11,所述顶杆12的一端设有凹槽,所述顶针11与所述凹槽配合插入。上述底座1、模脚2、动模固定板4、型芯14、动模镶件共同构成本发明的动模组件;上述上面板15、刮板7、定模固定板6、型腔10、推料板5共同构成本发明的定模组件;上述盘式浇口8、主浇道901、螺旋浇道902、辅助浇道903共同构成本发明的浇道组件;上述导柱和导套构成本发明的导向组件。
一种组合浇道式多腔模具的工艺方法分为合模、注料、保压、冷却、退模五个工序:
合模:通过人工、液压、气压、螺杆进给等运动方式将动模组件和定模组件相向而行从而合上。在动模组件和定模组件合上的过程中,利用导柱和导套进行导向,导柱固定在底座1上,导套固定在上面板15一侧,如此一来,导柱和导套便能够保证底座1与上面板15相向运动时的直线度在期望范围内。当动模组件和定模组件运动到位,即推料板5与动模固定板4接触后,此时合模工序结束。
注料:通过外部注塑机对着盘式浇口8浇注,此时浇注液沿着主浇道901流入螺旋浇道902,浇注液进入螺旋浇道902后迂回下落,最终从辅助浇道903流入型芯14。每组型芯14与型腔10之间留有预定间隙、且相互之间通过预定高度的隔板隔离。隔板用于对相邻两个型芯14与型腔10之间进行隔离,防止浇注液溢出;相邻两个型芯14与型腔10之间留有足够间隙,防止热的浇注液在进入型腔10后,型腔10受热膨胀影响周边的其它型腔10,而该预留间隙能够很好的对型腔10进行冷却,将热量逐步散发出去。主浇道901将注入盘式浇口8的浇注液平摊开,做到第一次消能;螺旋浇道902从主浇道901引出,浇注液进入螺旋浇道902后迂回下落,最终从辅助浇道903流出,做到第二次消能。两次消能能够有效减缓浇注液进入型腔10的速度,防止在冷凝时由于流速过快而排气不畅产生气孔。所述盘式浇口8与所述主浇道901之间、所述主浇道901与所述螺旋浇道902之间分别通过漏斗状的引流道904连接。引流道904用于在各个浇道之间承接并引流,漏斗状设计能够防止浇注液残留在内壁上。主浇道901、螺旋浇道902、辅助浇道903的直径随浇注液进入的步骤逐渐减小,层层引导浇注液最终进入型腔10。
保压:由于塑料在冷却过程中有热胀冷缩的效果,特别是收缩率比较大的塑料,热胀冷缩非常明显,于是当我们给物料一个固定的压力后,塑料冷却过程中体积缩小,模具内熔体压力开始下降,由于有保压的作用,于是液压系统会自动向前加压,促使后段的料前进,补充前面熔体的收缩,从而形成防止产品因收缩而产生变形的作用。模具保压阶段的也是持续施加压力的阶段,在注塑机压力不断增大的情况下,塑料的密度也渐渐增加。在模具保压过程中,模具模腔中慢慢填满塑料,导致模具背压也渐渐加高。在保压过程中,注塑机螺杆慢慢地向前作移动,塑料的速率也较为缓慢,这种情况下的流动被称作保压流动。在模具保压阶段,塑料受冷,导致固化加快,熔体粘度也增加,型腔10内的阻力很大。在保压的后期阶段,材料密度持续增大,塑件也注塑成型,直到浇口固化,保压阶段才算结束。此时模腔压力达到最高值。
冷却:在模具的成型中,冷却系统的设计与排布也是非常重要。因为塑料制品只有等注塑模具温度冷却到一定的刚性后,产品脱模时才能减少塑料制品因受到外力而产生变形,保证制品的外观。在本发明中,相邻两个型芯14与型腔10之间留有足够间隙,防止热的浇注液在进入型腔10后,型腔10受热膨胀影响周边的其它型腔10,而该预留间隙能够很好的对型腔10进行冷却,将热量逐步散发出去。
退模:退模是本发明的最后一道工序,在冷却完毕后,利用顶针板13推动顶针11,推料板5首先与刮板7分离,接着动模组件后移,在导柱的作用下使定模固定板6与推料板5分离,取出浇道中的冷凝料,动模固定板4继续后移,在导柱和导套的限位的作用下,最终完成退模动作。
一种组合浇道9式多腔模具的材料包括6CrW2Si钢,5CrMnMo钢,Cr12MoV钢。其中,6CrW2Si钢用于铸造底座1、模脚2、动模固定板4、推料板5、垫板3;5CrMnMo钢用于铸造定模固定板6、刮板7、顶针11板、上面板15;Cr12MoV钢用于铸造盘式浇口8、主浇道901、螺旋浇道902、辅助浇道903、引流道904、型腔10、型芯14。对于6CrW2Si钢的锻造,需要将钢胚送入1200摄氏度的一号炉中,在该温度下持续加热,保持1200摄氏度恒温,此温度作为始锻温度;将经历始锻温度后的钢胚取出,打上锻钉,放入900摄氏度的二号炉中,此温度作为终锻温度;将经历终锻温度后的钢胚取出放置在缓冷坑中,采用缓冷方式使其逐渐降温,以去除应力、消除白点。对于5CrMnMo钢的锻造,需要将钢胚送入1160摄氏度的一号炉中,在该温度下持续加热,此温度作为始锻温度;将经历始锻温度后的钢胚取出,打上锻钉,放入850摄氏度的二号炉中,此温度作为终锻温度;将经历终锻温度后的钢胚取出放置在600摄氏度的三号炉中保温,待模具内外温度一致后在三号炉内冷却至150摄氏度,再取出放入砂冷坑;5CrMnMo钢中碳含量保持在0.40%~0.60%,可获得较高的强度与耐热疲劳强度,具有良好的硬度与耐磨性、良好的韧性钢与导热性。对于Cr12MoV钢需要在950摄氏度的淬火炉中进行第一次淬火,在冷却油中油冷预定时间;在1020摄氏度的淬火炉中进行第二次淬火,在冷却油中油冷预定时间;在200摄氏度的回火炉中回火2小时。Cr12MoV模具钢淬透性、淬火回火后的硬度、强度、韧性比Cr12高,适用于用于制造截面较大、形状复杂、工作负荷较重的合种模具和工具。
如上所述,尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明,但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下,可对其在形式上和细节上做出各种变化。
Claims (8)
1.一种组合浇道式多腔模具,其特征是呈多层堆叠的三明治形式,包括动模组件、定模组件、浇道组件、导向组件:
所述动模组件包括底座,固定在所述底座两侧的模脚,以及通过垫板固定在所述模脚上的动模固定板;所述定模组件包括上面板,固定在所述上面板一侧的刮板,以及固定在所述刮板一侧的定模固定板;所述浇道组件包括设置在所述上面板中心处的盘式浇口,以及与所述盘式浇口、型芯、型腔连通的组合浇道;所述导向组件包括多个相互配合的导柱与导套。
2.根据权利要求1所述的一种组合浇道式多腔模具,其特征在于:所述组合浇道包括横向设置的主浇道,盘旋设置的螺旋浇道,以及与所述螺旋浇道连通的辅助浇道;所述主浇道与所述盘式浇口连通,所述螺旋浇道的一端从主浇道引出、且盘旋两周后与所述辅助浇道连接,所述辅助浇道与所述型腔接通,所述螺旋浇道的数量与所述型腔的数量相等、且一一对应。
3.根据权利要求1所述的一种组合浇道式多腔模具,其特征在于:所述动模组件还包括设置在所述动模固定板上的型芯,以及固定在所述动模固定板中心处的动模镶件;所述定模组件还包括设置在所述定模固定板上的型腔,以及固定在所述定模固定板一侧的推料板;所述导柱固定在所述底座上,所述导套固定在所述上面板一侧、且与所述导柱间隙配合。
4.一种组合浇道式多腔模具的工艺方法,其特征在于包括以下步骤:
工序一,合模:将动模组件和定模组件相向而行,直至合上;
工序二,注料:通过外部注塑机对着盘式浇口浇注,浇注液顺着浇道组件流淌并进入型芯;
工序三,保压:在工序二中外部注塑机注料后保持预定压力10秒,保压结束后压力呈线性下降至预定值;
工序四:冷却:在工序三保压结束后,在室温环境下静置60秒;
工序五:退模:在工序四冷却完毕后,利用顶针板推动顶针,推料板首先与刮板分离,接着动模组件后移,在导柱的作用下使定模固定板与推料板分离,取出浇道中的冷凝料,动模固定板继续后移,在导柱和导套的限位的作用下,最终完成退模动作。
5.根据权利要求4所述的一种组合浇道式多腔模具的工艺方法,其特征在于:在工序一中合模方式包括人工、液压、气压、螺杆进给,在动模组件和定模组件合上的过程中,利用导柱和导套进行导向以保证运动精度,当动模组件和定模组件运动到位,即推料板与动模固定板接触后,合模工序结束;在工艺二中浇注液沿着主浇道流入螺旋浇道,浇注液进入螺旋浇道后迂回下落,最终从辅助浇道流入型芯,在这一过程中,引流道用于在各个浇道之间承接并引流;在工序四中室温介于15摄氏度至38摄氏度,且室温波动范围在±5摄氏度之间。
6.一种组合浇道式多腔模具的材料,其特征在于包括:6CrW2Si钢,5CrMnMo钢,Cr12MoV钢。
7.根据权利要求6所述的一种组合浇道式多腔模具的材料,其特征在于:所述6CrW2Si钢用于铸造底座、模脚、动模固定板、推料板、垫板;所述5CrMnMo钢用于铸造定模固定板、刮板、顶针板、上面板;所述Cr12MoV钢用于铸造盘式浇口、主浇道、螺旋浇道、辅助浇道、引流道、型腔、型芯。
8.根据权利要求6所述的一种组合浇道式多腔模具的材料,其特征在于:
所述6CrW2Si钢的锻造工艺包括以下步骤:将钢胚送入1200摄氏度的一号炉中持续加热,保持1200摄氏度恒温,此温度作为始锻温度;将经历始锻温度后的钢胚取出,打上锻钉,放入900摄氏度的二号炉中,此温度作为终锻温度;将经历终锻温度后的钢胚取出放置在缓冷坑中,采用缓冷方式使其逐渐降温,以去除应力、消除白点;
所述5CrMnMo钢的锻造工艺包括以下步骤:将钢胚送入1160摄氏度的一号炉中,在该温度下持续加热,此温度作为始锻温度;将经历始锻温度后的钢胚取出,打上锻钉,放入850摄氏度的二号炉中,此温度作为终锻温度;将经历终锻温度后的钢胚取出放置在600摄氏度的三号炉中保温,待模具内外温度一致后在三号炉内冷却至150摄氏度,再取出放入砂冷坑;
所述Cr12MoV钢包括以下热处理工序:在950摄氏度的淬火炉中进行第一次淬火,在冷却油中油冷预定时间;在1020摄氏度的淬火炉中进行第二次淬火,在冷却油中油冷预定时间;在200摄氏度的回火炉中回火2小时。
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