CN111231249B - 一种热量利用压紧型注塑模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热量利用压紧型注塑模具，包括传动组件、提示组件、介质循环组件、压紧组件，通过将冷却过程中的部分热量转化为上模和下模之间的压紧力，不仅减少了注塑模具的漏料量，也有效提高了热量的利用率，对于注塑工艺来说具有积极的意义。

Description

一种热量利用压紧型注塑模具

技术领域

本发明涉及注塑领域，具体涉及一种热量利用压紧型注塑模具。

背景技术

注塑模具，是指将热熔状态的塑料注入注塑腔中，经过冷却后获得与注塑腔形状一致的注塑件的一种用具。一般的注塑模由上模和下模组成，上模和下模之间具有间隙，为了防止间隙漏料，需要在上模和下模之间用螺栓进行紧固连接，但是在实际操作中，由于制造工艺的限制、工作人员紧固不到位等原因，依然经常发生间隙漏料过大的情况，导致塑料成品不合格。尤其对于中高温的注塑料来说，温度越高，物料的流动渗入性就越强。

中高温的注塑物料温度可以达到250℃-370℃，在冷却时，大量的热量被环境空气或者冷却介质带走，造成了大量的热量浪费，如果能将冷却过程中的部分热量转化为上模和下模之间的压紧力，不仅减少了注塑模具的漏料量，也有效提高了热量的利用率，对于注塑工艺来说具有积极的意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种热量利用压紧型注塑模具。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种热量利用压紧型注塑模具，包括：

互相盖合的上模和下模，上模和下模之间通过螺栓紧固；

传动组件，用于将螺栓旋入时的竖直位移转化为受力板的水平位移，并进而将受力板插入插板的插口中；

提示组件，利用红外感应原理，通过每侧一个的提示灯，将螺栓紧固到位和受力板插入到位情况报送给工作人员；

介质循环组件，利用模具的传热，将注塑料的热量用于加热底部储液空间的液态水，液态水被蒸发为蒸汽后送至压紧组件的压紧盒中，当压紧盒内压力存在超压风险时，通过活塞与水平蒸汽孔之间的间隙送至外部的螺旋冷却管中进行冷却，冷却后的液体水回流至底部储液空间中；

压紧组件，当蒸汽进入压紧盒时，利用蒸汽压力，通过压紧盒的下弹性橡胶层对已与插板连接的受力板施加向下的压力，通过压紧盒的上弹性橡胶层对下模施加向上的压力，从而压紧上模与下模之间的间隙。

有益效果：1、通过储液空间、压紧盒、上弹性橡胶层、下弹性橡胶层等设置，将注塑料的高温热量转化为上模和下模之间的压紧力，从而减小了中高温注塑模具的间隙漏料，而且有效提高了热量的利用率，具有良好的节能性；

2、利用红外感应原理，通过提示灯显示螺栓和受力板的到位情况，只有螺栓旋入到位且受力板可靠插入的情况下，提示灯才会亮起，提示工作人员可以开始注料，否则需要进行螺栓校紧工作，螺栓校紧后提示灯仍无法亮起时，可以开启闭合块检查内部传动部件是否正常；

3、建立了底部储液空间-压紧盒-螺旋冷却管-底部储液空间的介质循环，实现了压紧介质的循环利用，而且对注塑模具本身具有一定的冷却作用，提高了冷却脱模的速度；

4、通过设置柔性玻璃棉层，可以使得受力板被下弹性橡胶层挤压时，受力板能够将大部分的受力传递给插板，从而使上模受到向下的压力，保证了压紧的可靠性。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的外部视图；

图2是螺栓未旋入到位时的剖视图；

图3是螺栓完全旋入时的剖视图；

图4是方形孔、滑动槽相关孔槽的空间形状图；

图5是滑块、齿轮和受力板的轴测图；

图6是闭合块的轴测图；

图7是压紧盒和储液空间的轴测图；

图8是活塞的轴测图；

图9是竖直超压孔泄压时的示意图；

图10是单侧提示灯的电路连接图。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

请参见如图1-10所示的一种热量利用压紧型注塑模具，包括：

互相盖合的上模1和下模2，上模1和下模2之间通过螺栓3紧固；

传动组件，用于将螺栓3旋入时的竖直位移转化为受力板4的水平位移，并进而将受力板4插入插板5的插口6中；

提示组件，利用红外感应原理，通过每侧一个的提示灯7，将螺栓3紧固到位和受力板4插入到位情况报送给工作人员；

介质循环组件，利用模具的传热，将注塑料的热量用于加热底部储液空间8的液态水，液态水被蒸发为蒸汽后送至压紧组件的压紧盒9中，当压紧盒9内压力存在超压风险时，通过活塞10与水平蒸汽孔11之间的间隙送至外部的螺旋冷却管12中进行冷却，冷却后的液体水回流至底部储液空间8中；

压紧组件，当蒸汽进入压紧盒9时，利用蒸汽压力，通过压紧盒9的下弹性橡胶层13对已与插板5连接的受力板4施加向下的压力，通过压紧盒9的上弹性橡胶层14对下模2施加向上的压力，从而压紧上模1与下模2之间的间隙。上模1开设与上模腔15连通的注料孔16。

具体地，传动组件包括受力板4，上模1的下端固接有插板5，插板5上开设有供受力板4前端插入的插口6。上模1上开设有供螺栓3旋过的上螺纹孔17，下模2上开设有供螺栓3旋入的下螺纹孔18，下螺纹孔18下方连通方形孔19，方形孔19的边长与下螺纹孔18的直径相等，方形孔19与侧面的齿轮槽20连通，齿轮槽20下方连通滑动槽21，滑动槽21右侧连通用于插入插板5的插槽22，方形孔19内置有滑块23，滑块23的右端具有第一板齿24，齿轮槽20内置有齿轮25，与齿轮25固接的转轴26两端穿过下模2的侧壁并与外部的手转轮27固接，滑块23通过第一板齿24与齿轮25啮合，滑动槽21内置有受力板4，受力板4的上端具有第二板齿43，受力板4通过第二板齿43与齿轮25的下端啮合。

滑块23由左侧的铁板28与右侧的轻质铝合金块29组成，方形孔19的上部左侧壁镶固有磁石块30，磁石块30用于吸合铁板28。滑动槽21的下方由闭合块31闭合，闭合块31通过平头螺丝32与下模2连接，闭合块31的上端固接有耐高温的柔性玻璃棉层26，受力板4置于柔性玻璃棉层26上，通过设置柔性玻璃棉层26，可以使得受力板4被下弹性橡胶层13挤压时，受力板4能够将大部分的受力传递给插板5，从而使上模1受到向下的压力。

受力板4的两侧固接有两个侧板33，侧板33与受力板4宽度之和等于滑动槽21的宽度，受力板4的宽度等于插口6的长度。

当滑块23移动至方形孔19的底端时，受力板4的右端与插口6的右端齐平；所述上模1和下模2均由导热良好的模具钢制成。

提示组件包括提示灯7，由内置电池35供电的提示灯7固定于下模2外壁的绝热陶瓷板36上，绝热陶瓷板36上固接有单片机控制器37。受力板4的前端上侧镶固有红外感应器38，插口6上端镶固有红外发射器39，红外感应器38与单片机控制器37通信，单片机控制器37控制提示灯7的电源开关40动作。

介质循环组件包括开设于下模腔41下方的底部储液空间8，底部储液空间8中填充液态水，底部储液空间8的前端通过折行孔42与压紧盒9的前端连通，底部储液空间8的前端通过回液管34与螺旋冷却管12的出口连通，回液管34中设置有单向逆止阀(流动方向指向底部储液空间8)，螺旋冷却管12固接于绝热陶瓷板36上，螺旋冷却管12的上端通过入汽管44与水平蒸汽孔45连通，水平蒸汽孔45与压紧盒9上端的竖直超压孔11连通，竖直超压孔11内置有活塞10，活塞10通过弹簧46与竖直超压孔12的顶壁固接，当活塞10被推压至其底面高于水平蒸汽孔45的下沿时，蒸汽通过活塞10与水平蒸汽孔45之间的间隙进入螺旋冷却管12中。

压紧组件包括压紧盒9，压紧盒9包括互相围合的前金属侧壁46、后金属侧壁47、左金属侧壁48、右金属侧壁49、下弹性橡胶层13和上弹性橡胶层14，下弹性橡胶层13紧贴受力板4的上表面，上弹性橡胶层14紧贴下模具2的壁体，左金属侧壁48与下模具2的壁体固接，右金属侧壁49贴紧插板5的左表面。下弹性橡胶层13和上弹性橡胶层14采用耐高温硫化硅橡胶，其可以在410°C以下高温保持良好的物理弹性。

作为进一步的优选方案，下模腔41与底部储液空间8之间的换热壁50厚度不超过5cm。插板5的下沿与插槽22的底面之间具有间隙。

两侧的压紧盒9共用一个螺旋冷却管12。

工作原理：上模1和下模2盖合后，旋入螺栓3，螺栓3穿过上螺纹孔17和下螺纹孔18后进入到方形孔19中，将原本被磁石块30吸合的滑块23向下推落，推落过程中第一板齿24带动齿轮25转动，齿轮25带动受力板4向右推进并插入插口6中，插入到位后，红外发射器39向红外感应器38发送红外线，单片机控制器37接收到红外感应器38的信号后，闭合电源开关40，提示灯7亮，工作人员看见提示灯7亮后，通过注料孔16向上模腔15和下模腔41中注入热熔塑料原料，注入的高温塑料通过换热壁50加热底部储液空间8中的液态水，液态水经过加热后形成蒸汽，蒸汽从两个折行孔42进入到两侧的压紧盒9内，压紧盒9内的汽压随着蒸汽量增加不断上升，下弹性橡胶层13和上弹性橡胶层14在汽压作用下分别向下、向上凸出挤压受力板9和下模2，受力板9受到的下压力传递给插板5并进而传递至上模1，从而达到压紧上模1和下模2之间间隙的效果。

为了避免汽压无限制上升导致压紧盒9爆裂，当汽压上升至一定值时，会克服活塞10的重力和弹簧46的弹簧力，推动活塞10上行，直至图9所示的位置，蒸汽通过活塞10与水平蒸汽孔45之间的间隙送至外部的螺旋冷却管中进行冷却，冷却后的液体水通过回液管34回流至底部储液空间8中，形成介质冷却循环。通过改变弹簧46的原始长度可以改变超压动作值。

需要打开上模1和下模2进行脱模时，旋起螺栓3，并顺时针转动(前视)手转轮27，齿轮25带动受力板9向左移动退出槽口6，同时齿轮25带动滑块23上移回复到滑块23被磁石块30吸合的位置，等待下一次注塑。

有益效果：1、通过储液空间、压紧盒、上弹性橡胶层、下弹性橡胶层等设置，将注塑料的高温热量转化为上模和下模之间的压紧力，不仅减小了中高温注塑模具的间隙漏料，而且有效提高了热量的利用率，具有良好的节能性；

2、利用红外感应原理，通过提示灯显示螺栓和受力板的到位情况，只有螺栓旋入到位且受力板可靠插入的情况下，提示灯才会亮起，提示工作人员可以开始注料，否则需要进行螺栓校紧工作，螺栓校紧后提示灯仍无法亮起时，可以开启闭合块检查内部传动部件是否正常；

3、建立了底部储液空间-压紧盒-螺旋冷却管-底部储液空间的介质循环，实现了压紧动力介质的循环利用，而且对注塑模具本身具有一定的冷却作用，提高了冷却脱模的速度；

4、通过设置柔性玻璃棉层，可以使得受力板被下弹性橡胶层挤压时，受力板能够将大部分的受力传递给插板，从而使上模受到向下的压力，保证了压紧的可靠性。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种热量利用压紧型注塑模具，其特征是，包括：

互相盖合的上模和下模，上模和下模之间通过螺栓紧固；

传动组件，用于将螺栓旋入时的竖直位移转化为受力板的水平位移，并进而将受力板插入插板的插口中；

提示组件，利用红外感应原理，通过每侧一个的提示灯，将螺栓紧固到位和受力板插入到位情况报送给工作人员；

介质循环组件，利用模具的传热，将注塑料的热量用于加热底部储液空间的液态水，液态水被蒸发为蒸汽后送至压紧组件的压紧盒中，当压紧盒内压力存在超压风险时，通过活塞与水平蒸汽孔之间的间隙送至外部的螺旋冷却管中进行冷却，冷却后的液体水回流至底部储液空间中；

压紧组件，当蒸汽进入压紧盒时，利用蒸汽压力，通过压紧盒的下弹性橡胶层对已与插板连接的受力板施加向下的压力，通过压紧盒的上弹性橡胶层对下模施加向上的压力，从而压紧上模与下模之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的一种热量利用压紧型注塑模具，其特征是，传动组件包括受力板，上模的下端固接有插板，插板上开设有供受力板前端插入的插口；上模上开设有供螺栓旋过的上螺纹孔，下模上开设有供螺栓旋入的下螺纹孔，下螺纹孔下方连通方形孔，方形孔的边长与下螺纹孔的直径相等，方形孔与侧面的齿轮槽连通，齿轮槽下方连通滑动槽，滑动槽右侧连通用于插入插板的插槽，方形孔内置有滑块，滑块的右端具有第一板齿，齿轮槽内置有齿轮，与齿轮固接的转轴两端穿过下模的侧壁并与外部的手转轮固接，滑块通过第一板齿与齿轮啮合，滑动槽内置有受力板，受力板的上端具有第二板齿，受力板通过第二板齿与齿轮的下端啮合；滑块由左侧的铁板与右侧的轻质铝合金块组成，方形孔的上部左侧壁镶固有磁石块，磁石块用于吸合铁板；滑动槽的下方由闭合块闭合，闭合块通过平头螺丝与下模连接，闭合块的上端固接有耐高温的柔性玻璃棉层，受力板置于柔性玻璃棉层上，通过设置柔性玻璃棉层，使得受力板被下弹性橡胶层挤压时，受力板能够将大部分的受力传递给插板，从而使上模受到向下的压力。

3.根据权利要求2所述的一种热量利用压紧型注塑模具，其特征是，所述受力板的两侧固接有两个侧板，侧板与受力板宽度之和等于滑动槽的宽度，受力板的宽度等于插口的长度。

4.根据权利要求3所述的一种热量利用压紧型注塑模具，其特征是，当滑块移动至方形孔的底端时，受力板的右端与插口的右端齐平；所述上模和下模均由导热良好的模具钢制成。

5.根据权利要求4所述的一种热量利用压紧型注塑模具，其特征是，提示组件包括提示灯，由内置电池供电的提示灯固定于下模外壁的绝热陶瓷板上，绝热陶瓷板上固接有单片机控制器；受力板的前端上侧镶固有红外感应器，插口上端镶固有红外发射器，红外感应器与单片机控制器通信，单片机控制器控制提示灯的电源开关动作。

6.根据权利要求5所述的一种热量利用压紧型注塑模具，其特征是，介质循环组件包括开设于下模腔下方的底部储液空间，底部储液空间中填充液态水，底部储液空间的前端通过折行孔与压紧盒的前端连通，底部储液空间的前端通过回液管与螺旋冷却管的出口连通，回液管中设置有单向逆止阀，螺旋冷却管固接于绝热陶瓷板上，螺旋冷却管的上端通过入汽管与水平蒸汽孔连通，水平蒸汽孔与压紧盒上端的竖直超压孔连通，竖直超压孔内置有活塞，活塞通过弹簧与竖直超压孔的顶壁固接，当活塞被推压至其底面高于水平蒸汽孔的下沿时，蒸汽通过活塞与水平蒸汽孔之间的间隙进入螺旋冷却管中。

7.根据权利要求6所述的一种热量利用压紧型注塑模具，其特征是，压紧组件包括压紧盒，压紧盒包括互相围合的前金属侧壁、后金属侧壁、左金属侧壁、右金属侧壁、下弹性橡胶层和上弹性橡胶层，下弹性橡胶层紧贴受力板的上表面，上弹性橡胶层紧贴下模具的壁体，左金属侧壁与下模具的壁体固接，右金属侧壁贴紧插板的左表面。

8.根据权利要求7所述的一种热量利用压紧型注塑模具，其特征是，下模腔与底部储液空间之间的换热壁厚度不超过5cm。

9.根据权利要求8所述的一种热量利用压紧型注塑模具，其特征是，上模开设有与上模腔连通的注料孔。

10.根据权利要求9所述的一种热量利用压紧型注塑模具，其特征是，插板的下沿与插槽的底面之间具有间隙。

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