CN113547710A - 一种模具用冷却棒组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模具用冷却棒组件，适用于对型芯的冷却，所述模具包括具有型腔的上模和具有型芯的下模，所述型芯设有冷却孔，所述下模包括具有进水口和出水口的冷却水道，冷却孔的轴线与冷却水道的轴线相交叉，包括设置在所述冷却孔内且两端封闭的导热管，所述导热管一端为伸入型芯冷却孔内部的吸热端，另一端为伸入冷却水道的散热端，所述导热管内设有相变液和毛细管结构，所述相变液的沸点在45°‑60°之间。本发明可对小尺寸的型芯进行快速有效的冷却，既有利于提高生产效率，又可提升产品的质量。

Description

一种模具用冷却棒组件

技术领域

本发明涉及模具制造技术领域，具体涉及一种模具用冷却棒组件。

背景技术

我们知道，现有的日常生活用品或者工业用品，大多是通过模塑成型得到的，以提高生产效率，降低制造成本。对于塑料成型模具、甚至是铝合金压铸模具而言，其通过包括一个具有型腔的上模、与型腔配合的型芯，用于固定型芯的下模，上模上设有连通型腔的浇道，下模上设有用于顶出产品的顶出机构。成型机将熔融的高温塑胶或铝合金通过浇道注入型腔内，冷却后即形成所需的产品，由于热胀冷缩的缘故，冷却后的产品会包裹在型芯上，此时，上、下模分开，下模的顶出机构即可将包裹在型芯上的产品顶出，操作人员、或者机械手即可取出产品。

由于熔融的塑胶或者铝合金具有大量的热量，因此，模具上还需要设置相应的冷却系统，通过冷却水对模具的型腔、型芯进行冷却，以便提高产品的成型效率和成型质量。

在现有技术中，冷却系统通常包括一个具有冷却水的冷却装置，上模上设置靠近型腔的冷却水道，在下模上设置进冷却水道和出冷却水道，在型芯内设置冷却进水管和冷却回水管，下模的进冷却水道与型芯的冷却进水管相连接，型芯的冷却回水管与下模的出冷却水道相连接。当冷却水通过上模的冷却水道时，即可对上模的型腔进行冷却；而冷却水通过下模一端的进冷却水道进入型芯内部的冷却进水管，再由冷却回水管将换热后升温的冷却水向外流出，并通过下模另一端的出冷却水道回流到冷却装置内换热冷却。

上述冷却系统虽然可以对大部分的模具进行有效的冷却，但是对于一些较为细长的型芯而言——尤其是一些用于成型孔径较小的盲孔的型芯而言，在型芯内部难以同时设置冷却进水管和冷却回水管，从而造成型芯冷却的困难，好多时候，人们只能放弃对这些型芯进行冷却，从而造成该部位产品冷却速度慢，无法与其它部位同步冷却，影响成型效率，因冷却收缩的不一致而影响产品的质量。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种模具用冷却棒组件，可对小尺寸的型芯进行快速有效的冷却，既有利于提高生产效率，又可提升产品的质量。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种模具用冷却棒组件，适用于对型芯的冷却，所述模具包括具有型腔的上模和具有型芯的下模，所述型芯设有冷却孔，所述下模包括具有进水口和出水口的冷却水道，冷却孔的轴线与冷却水道的轴线相交叉，包括设置在所述冷却孔内且两端封闭的导热管，所述导热管一端为伸入型芯冷却孔内部的吸热端，另一端为伸入冷却水道的散热端，所述导热管内设有相变液和毛细管结构，所述相变液的沸点在45°-60°之间。

作为现有技术，模具包括具有型腔的上模和具有型芯的下模，并且下模包括具有进水口和出水口的冷却水道。为了使型芯得到有效的冷却，本发明在型芯上设置由型芯下端面向上延伸的冷却孔，并在冷却孔内内设置两端封闭的导热管，而导热管内充注有沸点在45°-60°之间的相变液。这样，在模具成型时，型芯的温度会传导给导热管的吸热端，从而使导热管内的相变液升温至沸点以上，此时的相变液由液体变为气体，从而可吸收大量的热量，变成气态的相变液的压力迅速上升，从而快速流动至散热段，伸入冷却水道的散热段则将热量传导给冷却水，从而使气态的相变液冷凝成液态，而毛细管结构则可利用毛细管效应使散热段内的相变液重新回流至吸热端，如此循环，即可快速地将型芯端部的热量通过冷却水散发出去，从而使型芯能和其它部位实现同步冷却，即可提升模具的冷却和成型效率，又可提升产品的成型质量。

作为优选，所述导热管由紫铜制成，在导热管的内侧壁设有烧结层，所述烧结层构成所述的毛细管结构。

紫铜具有良好的导热性能，从而有利于将型芯的热量传导到导热管上。特别是烧结层可在导热管道的内侧壁形成大量相互连通的蜂窝状小孔，从而构成良好的毛细效果，并且烧结层的强度好，使用寿命长。

作为优选，所述导热管内孔的孔径由散热段至吸热端逐渐增大，从而使所述内孔成为锥度在0.02-0.03之间的圆锥孔，在导热管的散热端圆周面上设有若干在周向上均匀分布的散热翅，导热管的两端面分别设有圆锥形的定位凸起，导热管上端的定位凸起抵靠冷却孔底面，导热管下端的定位凸起抵靠冷却水道侧壁，当冷却水道内有冷却水流过时，冲击散热翅，从而带动导热管转动。

本发明使导热管内孔的孔径由散热段至吸热端逐渐增大，从而使导热管的内孔成为锥度在0.02-0.03之间的圆锥孔。并且在导热管的散热端圆周面上设有若干在周向上均匀分布的散热翅。这样，当冷却水道内有冷却水流过时，水流冲击散热翅，从而带动导热管转动，此时，导热管内的相变液跟随转动而产生径向的离心力，使相变液紧贴导热管内侧壁，进而使相变液沿着倾斜的导热管内侧壁自动向吸热端流动。此外，散热翅会加速导热管的热量传导给冷却水。也就是说，散热翅既可起到加快散热的作用，又可起到类似涡轮叶片的作用，使流动的冷却水可驱动导热管快速转动。

另外，导热管的两端面分别设有圆锥形的定位凸起，从而可使导热管在型芯的冷却孔内实现中心定位，同时显著地减小其转动时的摩擦阻力。

作为优选，所述下模在对应冷却孔位置设有贯通冷却水道的过渡孔，在型芯下端面与下模之间设有围绕过渡孔的密封圈，在导热管和冷却孔之间设有与过渡孔连通的配合间隙。

由于在型芯下端面与下模之间设有围绕过渡孔的密封圈，因此，可确保过渡孔、配合间隙的有效密封，避免冷却水的外泄。

特别是，冷却水道的冷却水可进入型芯的冷却孔与导热管之间的配合间隙内，从而可将型芯的热量快速传递给导热管，同时有效的避免因导热管与冷却孔的配合造成导热管转动时的摩擦阻力。

因此，本发明具有如下有益效果：可对小尺寸的型芯进行快速有效的冷却，既有利于提高生产效率，又可提升产品的质量。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是导热管与下模以及型芯的一种配合结构示意图。

图中：1、上模 11、型腔 2、下模 21、过渡孔 22、密封圈 3、冷却水道 31、进水口 32、出水口 4、型芯 41、冷却孔 411、配合间隙 5、导热管 51、吸热端 52、散热端 53、定位凸起 54、散热翅。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1、图2所示，一种模具用冷却棒组件，适用于对注塑成型、甚至是铝合金压铸成型模具的型芯的冷却，在本实施例中的模具为注塑成型模具，模具包括具有型腔11的上模1和具有型芯4的下模2，下模包括具有进水口31和出水口32的冷却水道3。此外，型芯与下模连接的端面设有向上延伸的冷却孔41，并且冷却孔的轴线与冷却水道的轴线相交叉。

具体地，冷却棒组件包括设置在冷却孔内且两端封闭的导热管5，导热管一端为伸入型芯冷却孔内部的吸热端51，另一端为伸入冷却水道的散热端52，导热管内设有相变液和毛细管结构，相变液的沸点在45°-60°之间，优选地，相变液可采用丙酮，其沸点为56.12°。

在模具注塑成型时，型芯的温度会传导给导热管的吸热端，从而使导热管内的相变液升温至沸点以上，此时的相变液由液体变为气体。我们知道，物质在相变时可吸收大量的热量，并且其温度保持不变。也就是说，当相变液的温度到达沸点时，其由液态变为气态，而温度则保持不变。变成气态的相变液的压力迅速上升，从而快速流动至散热段，伸入冷却水道的散热段则将热量传导给冷却水，从而使气态的相变液冷凝成液态，而毛细管结构则可利用毛细管效应使散热段内的相变液重新回流至吸热端，如此循环，即可快速地将型芯端部的热量通过冷却水散发出去，从而使型芯能和其它部位实现同步冷却，即可提升模具的冷却和成型效率，又可提升产品的成型质量。

优选地，导热管由紫铜制成，从而有利于将型芯的热量传导到导热管上。此外，在导热管的内侧壁设有烧结层，所述烧结层构成所述的毛细管结构，烧结层可在导热管道的内侧壁形成大量相互连通的蜂窝状小孔，从而构成良好的毛细效果，并且烧结层的强度好，使用寿命长。特别是，烧结层附着在导热管的内侧壁上，因此，不会影响气态的相变液的流动。

进一步地，我们可使导热管内孔的孔径由散热段至吸热端逐渐增大，从而使所述内孔成为锥度在0.02-0.03之间的圆锥孔。此外，在导热管的散热端圆周面上设有若干在周向上均匀分布的散热翅54，导热管的两端面分别设置圆锥形的定位凸起53，导热管上端的定位凸起抵靠冷却孔底面，导热管下端的定位凸起抵靠冷却水道侧壁。这样，当冷却水道内有冷却水流过时，冷却水流冲击散热翅，从而带动导热管转动。此时，导热管内的相变液跟随转动而产生径向的离心力，使相变液紧贴导热管内侧壁，进而使相变液沿着倾斜的导热管内侧壁自动向吸热端流动。当然，散热翅还可加速导热管的热量传导给冷却水。也就是说，散热翅既可起到加快散热的作用，又可起到类似涡轮叶片的作用，使流动的冷却水可驱动导热管快速转动。

另外，导热管的两端面圆锥形的定位凸起，可使导热管在型芯的冷却孔内实现中心定位，同时显著地减小其转动时的摩擦阻力。

为了方便导热管在冷却孔内的转动，同时有利于型芯的热量向导热管传递，我们可使导热管和冷却孔之间设有配合间隙411，下模在对应冷却孔位置设有贯通冷却水道的过渡孔21，在型芯下端面与下模之间设有围绕过渡孔的密封圈22。当然，配合间隙应连通过渡孔。由于在型芯下端面与下模之间设有围绕过渡孔的密封圈，因此，可确保过渡孔、配合间隙的有效密封，避免冷却水的外泄。

特别是，冷却水道的冷却水可进入型芯的冷却孔与导热管之间的配合间隙内，从而可将型芯的热量快速传递给导热管，同时有效的避免因导热管与冷却孔的配合造成导热管转动时的摩擦阻力。

Claims (4)

1.一种模具用冷却棒组件，适用于对型芯的冷却，所述模具包括具有型腔的上模和具有型芯的下模，所述型芯设有冷却孔，所述下模包括具有进水口和出水口的冷却水道，冷却孔的轴线与冷却水道的轴线相交叉，其特征是，包括设置在所述冷却孔内且两端封闭的导热管，所述导热管一端为伸入型芯冷却孔内部的吸热端，另一端为伸入冷却水道的散热端，所述导热管内设有相变液和毛细管结构，所述相变液的沸点在45°-60°之间。

2.根据权利要求1所述的一种模具用冷却棒组件，其特征是，所述导热管由紫铜制成，在导热管的内侧壁设有烧结层，所述烧结层构成所述的毛细管结构。

3.根据权利要求1所述的一种模具用冷却棒组件，其特征是，所述导热管内孔的孔径由散热段至吸热端逐渐增大，从而使所述内孔成为锥度在0.02-0.03之间的圆锥孔，在导热管的散热端圆周面上设有若干在周向上均匀分布的散热翅，导热管的两端面分别设有圆锥形的定位凸起，导热管上端的定位凸起抵靠冷却孔底面，导热管下端的定位凸起抵靠冷却水道侧壁，当冷却水道内有冷却水流过时，冲击散热翅，从而带动导热管转动。

4.根据权利要求3所述的一种模具用冷却棒组件，其特征是，所述下模在对应冷却孔位置设有贯通冷却水道的过渡孔，在型芯下端面与下模之间设有围绕过渡孔的密封圈，在导热管和冷却孔之间设有与过渡孔连通的配合间隙。

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