CN112192812B - 一种高寿命的快速成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高寿命的快速成型注塑模具，包括动模座、垫块、导杆固定板、导柱、动模板、型芯镶块、复合定模板、复合定模板的型腔镶块、定模座板和浇口套；所述复合定模板包括导套安装孔、滑动杆连接于所述导套孔的自润滑导套、高效冷却系统、预磨损辅助定位机构、分型面清理机构和预热机构；所述自润滑导套包括导孔、润滑孔、螺旋毛细管、进油孔、浸油棉、密封圈、设于所述密封圈下部的缓冲孔；所述润滑孔中设有滚动钢珠；所述螺旋毛细管连通于所述进油孔与所述润滑孔；本发明可显著通过减少导正系统的磨损和温度控制能够显著增加模具的使用寿命，冷却系统布置合理，能够提高制品的冷却速度，达到快速成型的效果。

Description

一种高寿命的快速成型模具

技术领域

本发明属于模具加工技术领域，尤其是涉及一种高寿命的快速成型模具。

背景技术

在注塑模具设计领域，如何提高模具的使用寿命的同时使加快模具的成型速度一直是工业界一直攻克的难题，对于成型速度而言，一模多腔可以呈几何倍增加注塑制品的成型速度，但随之而来的是制品及模具的冷却问题，一模多腔对模具强度尤其冷却系统的的要求较高，常规的冷却手段往往不能够对热量进行及时的疏散，导致保压时间常，效率降低；而且不充分的冷却会导致合格率降低，模具的受热不均匀，使模具长期处于温度应力和交变应力的复杂环境中，导致模具发生塑性变形和疲劳断裂，造成模具的提前报废；对于模具使用寿命，由于重复的机械式开合，会造成导正系统或者分型面的磨损，造成定位误差；同时，在冷却过程中，模具会受到冷热环境中激冷效应的影响，发生不可避免的变形，从而降低寿命。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种高寿命的快速成型模具。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高寿命的快速成型模具，包括动模座、可拆卸连接于动模座上的垫块、可拆卸连接于所述动模座上的导杆固定板、滑动连接于所述动模座版的导柱、滑动连接于所述导柱的动模板、可拆卸连接于所述动模板的型芯镶块、滑动连接于所述导柱的复合定模板、可拆卸连接于所述复合定模板的型腔镶块、可拆卸连接于所述复合定模板的定模座板和可拆卸连接于所述定模座板的浇口套；其特征在于：所述复合定模板包括导套安装孔、滑动杆连接于所述导套孔的自润滑导套、高效冷却系统、预磨损辅助定位机构、分型面清理机构和预热机构；所述自润滑导套包括导孔、设于所述导孔侧壁上的润滑孔、穿设在所述导套壁中的螺旋毛细管、设于所述导套底部的进油孔、可拆卸连接于所述自润滑导套的浸油棉、固定连接于所述浸油棉底部的密封圈、设于所述密封圈下部的缓冲孔；所述润滑孔中设有滚动钢珠；所述螺旋毛细管连通于所述进油孔与所述润滑孔；所述密封圈的内圈直径小于浸油棉内圈直径；在开模过程中，导柱沿着自润滑导套的导孔下降，由于定模座与定模板紧密扣合，自润滑导套上部形成半密封空间，在导柱下降过程中，导孔上部的气压会有相应的减小，同时，螺旋毛细管内壁对润滑油具有高浸润性，在气压和毛细作用的双重效应下，浸油棉中润滑油会从进油孔沿着螺旋毛细管逐渐上升，最后从各润滑孔微微溢出，并涂覆在钢珠表面，同时，导柱上原有的润滑油在经过密封圈的时候被从导柱表面刮下，被浸油棉所吸附；当进行合模动作时，导柱沿着导孔上升，滚珠将表面的润滑油传递给导柱，在导柱表面形成油膜，以此往复，形成循环的自润滑机制，密封圈形成闭式结构，润滑油的消耗较开放式大大减少，并且能够长时间润滑有效，有效降低导柱和导套的机械磨损，延长模具寿命；密封圈可以阻挡灰尘进入内部，防止灰尘在导柱和导套的工作面形成刮痕，加速制导系统的失效；同时可以回收导柱表面的润滑油，节约成本，润滑油不会滴落到分型面之间，避免对分型面的表面粗糙度造成影响，同时保持工作面整洁；螺旋毛细管的吸附作用工作稳定，降低了润滑油爬升的难度，使润滑油仅凭毛细作用就可以爬升到自润滑导套上端。

所述高效冷却系统包括进水管、连接所述进水管的中央分配管、连接于所述中央分配管的型腔冷却管、连接所述型腔冷却管的回流管、连通所述回流管的出水管和设于所述型腔镶块底部的管路槽；冷却水从进水管进入中央分配管，再由中央分配管进入各型腔冷却管，之后流入回流管，最后从出水管流出；传统的镶块冷却模式为对镶块周围的定模板部分进行冷却，然而由于镶块与定模板的安装存在缝隙，导致冷却效果非常不理想；在镶块底部设置冷却管路槽，冷却水路直接从管路槽通过，能够对镶块进行直接的快速冷却，提高了冷却效率；同时中央分配管、分配管路和型腔冷却管分别对应浇注口、浇道和型腔，能够同时对整个浇注系统进行针对式的冷却，而且冷却水流在中央分配管路的调配下对多个型腔独立冷却，不会出现先后顺序和水流重复冷却的问题，因此整个型腔镶块的冷却是同步且均匀的，不会使镶块和定模板出现冷却不均的温差应力，导致模具的疲劳失效加快，回流管会对定模板进行冷却，同时，独立冷却的冷却效率高，更够加速注塑制品的成型。

所述预热机构包括设于所述定模板内的隔热仓、固定连接于所述隔热仓两侧的压力弹簧、固定连接于所述压力弹簧的压力活塞、连通所述回流管的截流管、设于所述隔热仓下方的滑动仓、滑动连接于所述滑动仓的截流阀、设于所述截流阀上的溢流孔、连通所述滑动仓的矩形孔、固定连接于所述截流阀的连接杆、固定连接于所述连接杆的探杆、连接所述探杆末端与所述隔热仓壁的复位弹簧；在冷却的初始阶段，在压力弹簧的作用下，压力活塞处于隔热仓的中间位置，截流阀位于滑动腔的最左端，溢流孔与出液管相互错位，随着冷却的开始，冷却液经过高效冷却系统后被加热，并流入出液管，但由于此时，截流阀将出液管堵住，被加热的冷却液从截流管流入隔热仓中暂时保存，随着隔热仓中的液体越来越多，压力活塞向两侧移动，并挤压探杆带动截流阀向左移动，直至溢流孔与出液管对齐，冷却液开始从出液管流出，进行循环；当一轮的注塑完成进入下一轮注塑时，冷却液在未供给时，由于没有了来自冷却系统的水压，隔热仓中的已加热冷却液会从截流管回流进如高效冷却系统，对已完成注塑即将开始下来一轮注塑的定模板、动模板、型芯镶块和型腔镶块进行预加热，避免模具温度太低使模流的流动性变差，导致填充致密性变差或者无法完成填充；在进行充填时，这部分冷却液又被重新加热，并在开始冷却时又回到隔热仓中保存；设置了隔热仓，能够自动将第一批的冷却液加热保存，并利用系统产生的废热对开始注塑时的冷模具进行预热，一方面，实现了废热利用，无需再浪费成本布置主动加热装置；另一方面，预热可以避免热模流遇到冷模具流动性急剧下降，造成填充致密性变差，降低合格率；再者，预热，可以避免冷模具遇到热模流发生激冷效应，快速变化的温度，会加速金属的疲劳，，导致金属的物理性能发生变化，减少模具寿命，预热可以使温度变化趋于缓和，延长模具寿命；整个预热机构全部自动进行，智能环保。

所述预磨损辅助定位机构包括可拆卸连接于所述动模板的辅助块、设于所述辅助块的定位斜面和设于所述定模板的梯形口；在进行合模时，设于定模板的梯形口会与辅助块相扣合，定位斜面可以辅助动模板和定模板进行辅助精确定位，提高定位精度，同时，可以替代导柱和导套承载一定的横向载荷，延长导柱导套的使用寿命；辅助块采用硬度较低的铜制成，在使用过程中能够先于梯形口磨损，从而避免了定模板梯形口的磨损，辅助块采用可拆卸设计，可定期进行更换。

所述分型面清理机构包括设于所述定模板的气压仓、设于所述气压仓下方的气压缸、连通所述气压缸的通孔、滑动连接于所述起气压缸的活塞、固定连接于所述活塞的活塞臂、固定连接于所述辅助块的永磁块、连通所述气压仓的释压管、连通所述释压管的高压管、设于所述高压管末端的伞形口、滑动连接于所述高压管的分流锥、连接所述分流锥与所述高压管的释压弹簧、固定连接于所述气压仓的进气管、滑动连接于所述进气管的进气活塞和连接所述进气活塞与所述进气管的进气弹簧；进行开模动作时，动模板向下移动，由于永磁块的吸附作用，活塞臂会带动活塞沿着气压缸向下运动，导致气压缸和气压仓内气压减小，进气活塞运动，进气管打开，分流锥与高压管扣合关闭，外界气体从进气管进入气压仓中，直至活塞接触到气压缸底部，活塞臂与永磁块脱离；当进行合模动作时，永磁块与活塞臂结合，并且带动活塞向上运动，气压仓内压力变大，进气活塞与进气管闭合，分流锥与从高压管弹出，气体从高压管经由分流锥高速喷出，形成伞状的高速气流，将分型面的灰尘、颗粒物或注塑残留物吹走，保证了分型面的整洁，避免灰尘颗粒将分型面划伤或者阻碍合模，导致载荷不平衡，引起导向机构的磨损，从而降低模具的使用寿命；每次合模都会对分型面进行一次智能清理，保证了分型面的表面粗糙度，减少修模次数，降低模具的磨损，提高合模精度和使用寿命。

所述高寿命的快速成型模具还包括滑动连接于所述导杆固定板的导杆、滑动连接于所述导杆的复位板、可拆卸连接于所述复位板的顶杆固定板、滑动连接于所述顶杆固定板的复位杆、滑动连接于所述顶杆固定板的顶杆和套设于所述导杆的顶料弹簧；在开模时，订料弹簧将冷却完成的产品自动顶出，合摸时，自动复位，省去了人工操作，提高了效率。

综上所述，本发明具有以下优点：通过自润滑轴承降低了导向系统的磨损，通过预热系统大大降低了定模板的激冷效应，减缓了金属的疲劳，从而实现了模具寿命的延长；高效冷却系统提高了冷却效率，分型面清理机构自动清理模具表面，而且设置了自动顶料装置，从而实现了快速成型。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的爆炸示意图。

图3为本发明中定模板的爆炸示意图。

图4为本发明中定模板的俯视图。

图5为图4沿A-A剖开的剖视立体图。

图6为图4沿B-B的剖视立体图。

图7为本发明中定模板的上视图。

图8为图7中沿C-C的剖视图。

图9为本发明中定模板的左视图。

图10为图9沿D-D的剖视图。

图11为本发明中自润滑导套的上视图。

图12为沿E-E的剖视图。

具体实施方式

为了使技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1-12 所示，一种高寿命的快速成型模具，包括动模座1、垫块11、导杆17固定板12、导柱13、动模板14、型芯镶块15、定模板、型腔镶块17、定模座板18、浇口套19；所述垫块11可拆卸连接于动模座1；所述导杆17固定板12可拆卸连接于所述动模座1；所述导柱13滑动连接于所述动模座1板；所述动模板14滑动连接于所述导柱13；所述型芯镶块15可拆卸连接于所述动模板14；所述定模板滑动连接于所述导柱13；所述型腔镶块17可拆卸连接于所述定模板；所述定模座板18可拆卸连接于所述定模板；所述浇口套19可拆卸连接于所述定模座板18；所述复合定模板16包括导套安装孔2、自润滑导套3、高效冷却系统4、预磨损辅助定位系统、分型面清理机构6和预热机构7；所述自润滑导套3滑动杆连接于所述导套孔；所述高效冷却系统4设于所述定模板内部；所述预磨损辅助定位机构5设于所述定模板两侧；所述自润滑导套3包括导孔31、润滑孔32、螺旋毛细管33、进油孔34、浸油棉35、密封圈36、缓冲孔37；所述润滑孔32设于所述导孔31侧壁；所述螺旋毛细管33穿设在所述导套壁中；所述进油孔34设于所述导套底部；所述浸油棉35可拆卸连接于所述自润滑导套3；所述密封圈36固定连接于所述浸油棉35底部；所述缓冲孔37设于所述密封圈36下部；所述润滑孔32中设有滚动钢珠；所述螺旋毛细管33连通于所述进油孔34与所述润滑孔32；所述密封圈36的内圈直径小于浸油棉35内圈直径。

所述高效冷却系统4包括进水管41、中央分配管42、型腔冷却管43、回流管44、出水管45、管路槽46；所述中央分配管42连接所述进水管41；所述型腔冷却管43连接于所述中央分配管42；所述回流管44连接所述型腔冷却管43；所述出水管45连通所述回流管44；所述管路槽46设于所述型腔镶块17底部的。

所述预热机构7包括隔热仓71、压力弹簧72、压力活塞74、截流管75、滑动仓76、截流阀77、溢流孔78、矩形孔79、连接杆710、探杆711、复位弹簧712；所述隔热仓71设于所述定模板内；所述压力弹簧72固定连接于所述隔热仓71两侧；所述滑动轴73套设于所述压力弹簧72上；所述压力活塞74固定连接于所述压力弹簧72；所述截流管75连通所述回流管44；所述滑动仓76设于所述隔热仓71下方；所述截流阀77滑动连接于所述滑动仓76；所述溢流孔78设于所述截流阀77上；所述矩形孔79连通所述滑动仓76；所述连接杆710固定连接于所述截流阀77；所述探杆711固定连接于所述连接杆710；所述复位弹簧712连接所述探杆711末端与所述隔热仓71壁。

所述预磨损辅助定位机构5包括辅助块51、定位斜面52、梯形口53；所述辅助块51可拆卸连接于所述动模板14；所述定位斜面52设于所述辅助块51两侧；所述梯形口53设于所述定模板下部。

所述分型面清理机构6包括气压仓61、气压缸62、通孔63、活塞64、活塞臂65、永磁块66、释压管67、高压管68、伞形口69、分流锥610、释压弹簧611、进气管612、进气活塞613、进气弹簧614；所述气压仓61设于所述定模板内部；所述气压缸62设于所述气压仓61下方；所述通孔63连通所述气压缸62；所述活塞64滑动连接于所述起气压缸62；所述活塞臂65固定连接于所述活塞64；所述永磁块66固定连接于所述辅助块51；所述释压管67连通所述气压仓61；所述高压管68连通所述释压管67；所述伞形口69设于所述高压管68末端；所述分流锥610滑动连接于所述高压管68；所述释压弹簧611连接所述分流锥610与所述高压管68；所述进气管612固定连接于所述气压仓61；所述进气活塞613滑动连接于所述进气管612；所述进气弹簧614连接所述进气活塞613与所述进气管612。

所述高寿命的快速成型模具还包括导杆17、复位板18、顶杆固定板19、复位杆110、顶杆111、顶料弹簧112；所述导杆17滑动连接于所述导杆17固定板12；所述复位板18滑动连接于所述导杆17；所述顶杆固定板19可拆卸连接于所述复位板18；所述复位杆110滑动连接于所述顶杆固定板19；所述顶杆111滑动连接于所述顶杆固定板19；所述顶料弹簧112套设于所述导杆17上。

具体工作过程如下：

当进行合模动作时，导柱13沿着导孔31上升，滚珠将表面的润滑油传递给导柱13，在导柱13表面形成油膜，永磁块66与活塞臂65结合，并且带动活塞64向上运动，气压仓61内压力变大，进气活塞613与进气管612闭合，分流锥610与从高压管68弹出，气体从高压管68经由分流锥610高速喷出，形成伞状的高速气流，将分型面的灰尘、颗粒物或注塑残留物吹走，冷却开始时，水从进水管41进入中央分配管42，再由中央分配管42进入各型腔冷却管43，之后流入回流管44，最后从出水管45流出。

在冷却的初始阶段，在压力弹簧72的作用下，压力活塞6474处于隔热仓71的中间位置，截流阀77位于滑动腔的最左端，溢流孔78与出液管相互错位，随着冷却的开始，冷却液经过高效冷却系统4后被加热，并流入出液管，但由于此时，截流阀77将出液管堵住，被加热的冷却液从截流管75流入隔热仓71中暂时保存，随着隔热仓71中的液体越来越多，压力活塞6474向两侧移动，并挤压探杆711带动截流阀77向左移动，直至溢流孔78与出液管对齐，冷却液开始从出液管流出，进行循环；当一轮的注塑完成进入下一轮注塑时，冷却液在未供给时，由于没有了来自冷却系统的水压，隔热仓71中的已加热冷却液会从截流管75回流进如高效冷却系统4，对已完成注塑即将开始下来一轮注塑的定模板、动模板14、型芯镶块15和型腔镶块17进行预加热。

在开模过程中，导柱13沿着自润滑导套3的导孔31下降，由于定模座与定模板紧密扣合，自润滑导套3上部形成半密封空间，在导柱13下降过程中，导孔31上部的气压会有相应的减小，同时，螺旋毛细管33内壁对润滑油具有高浸润性，在气压和毛细作用的双重效应下，浸油棉35中润滑油会从进油孔34沿着螺旋毛细管33逐渐上升，最后从各润滑孔32微微溢出，并涂覆在钢珠表面，同时，导柱13上原有的润滑油在经过密封圈36的时候被从导柱13表面刮下，被浸油棉35所吸附；动模板14向下移动，由于永磁块66的吸附作用，活塞臂65会带动活塞64沿着气压缸62向下运动，导致气压缸62和气压仓61内气压减小，进气活塞613运动，进气管612打开，分流锥610与高压管68扣合关闭，外界气体从进气管612进入气压仓61中，直至活塞64接触到气压缸62底部，活塞臂65与永磁块66脱离；顶料弹簧112将冷却完成的产品自动顶出。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种高寿命的快速成型模具，包括动模座（1）、可拆卸连接于动模座（1）上的垫块（11）、可拆卸连接于所述动模座（1）上的导杆固定板（12）、滑动连接于所述动模座（1）板的导柱（13）、滑动连接于所述导柱（13）的动模板（14）、可拆卸连接于所述动模板（14）的型芯镶块（15）、滑动连接于所述导柱（13）的复合定模板（16）、可拆卸连接于所述复合定模板（16）的型腔镶块（17）、可拆卸连接于所述复合定模板（16）的定模座板（18）和可拆卸连接于所述定模座板（18）的浇口套（19）；其特征在于：所述复合定模板（16）包括导套安装孔（2）、滑动杆连接于所述导套安装孔（2）的自润滑导套（3）、高效冷却系统（4）、预磨损辅助定位机构（5）、分型面清理机构（6）和预热机构（7）；所述自润滑导套（3）包括导孔（31）、设于所述导孔（31）侧壁上的润滑孔（32）、穿设在所述导套壁中的螺旋毛细管（33）、设于所述导套底部的进油孔（34）、可拆卸连接于所述自润滑导套（3）的浸油棉（35）、固定连接于所述浸油棉（35）底部的密封圈（36）、设于所述密封圈（36）下部的缓冲孔（37）；所述润滑孔（32）中设有滚动钢珠；所述螺旋毛细管（33）连通于所述进油孔（34）与所述润滑孔（32）；所述密封圈（36）的内圈直径小于浸油棉（35）内圈直径；

所述高效冷却系统（4）包括进水管（41）、连接所述进水管（41）的中央分配管（42）、连接于所述中央分配管（42）的型腔冷却管（43）、连接所述型腔冷却管（43）的回流管（44）、连通所述回流管（44）的出水管（45）和设于所述型腔镶块（17）底部的管路槽（46）；

所述预热机构（7）包括设于所述定模板内的隔热仓（71）、固定连接于所述隔热仓（71）两侧的压力弹簧（72）、固定连接于所述压力弹簧的压力活塞（74）、连通所述回流管（44）与所述隔热仓（71）的截流管（75）、设于所述隔热仓（71）下方的滑动仓（76）、滑动连接于所述滑动仓（76）的截流阀（77）、设于所述截流阀（77）上的溢流孔（78）、连通所述滑动仓（76）的矩形孔（79）、固定连接于所述截流阀（77）的连接杆（710）、固定连接于所述连接杆（710）的探杆（711）、连接所述探杆（711）末端与所述隔热仓（71）壁的复位弹簧（712）。

2.根据权利要求1所述的高寿命的快速成型模具，其特征在于：所述预磨损辅助定位机构（5）包括可拆卸连接于所述动模板（14）的辅助块（51）、 设于所述辅助块（51）的定位斜面（52）和设于所述定模板的梯形口（53）。

3.根据权利要求2所述的高寿命的快速成型模具，其特征在于：所述分型面清理机构（6）包括设于所述定模板的气压仓（61）、设于所述气压仓（61）下方的气压缸（62）、连通所述气压缸（62）的通孔（63）、滑动连接于所述气压缸（62）的活塞（64）、固定连接于所述活塞（64）的活塞臂（65）、固定连接于所述辅助块（51）的永磁块（66）、连通所述气压仓（61）的释压管（67）、连通所述释压管（67）的高压管（68）、设于所述高压管（68）末端的伞形口（69）、滑动连接于所述高压管（68）的分流锥（610）、连接所述分流锥（610）与所述高压管（68）的释压弹簧（611）、固定连接于所述气压仓（61）的进气管（612）、滑动连接于所述进气管（612）的进气活塞（613）和连接所述进气活塞（613）与所述进气管（612）的进气弹簧（614）。

4.根据权利要求1所述的高寿命的快速成型模具，其特征在于：所述高寿命的快速成型模具还包括滑动连接于所述导杆固定板（12）的导杆（17）、滑动连接于所述导杆（17）的复位板（18）、可拆卸连接于所述复位板（18）的顶杆固定板（19）、滑动连接于所述顶杆固定板（19）的复位杆（110）、滑动连接于所述顶杆固定板（19）的顶杆（111）和套设于所述导杆（17）的顶料弹簧（112）。

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