CN115071059B - 一种防变形的peek齿轮注塑模具及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种防变形的PEEK齿轮注塑模具，本发明提供了一种防变形的PEEK齿轮注塑模具，包括前模板以及与所述前模板合模的后模板，所述前模板中心安装有热流道喷嘴，所述后模板与所述热流道喷嘴相对应位置安装有型腔镶件；合模状态时，所述热流道喷嘴和所述型腔镶件相互连通，构成模腔，PEEK齿轮注塑件位于模腔内部；还包括加热装置，所述加热装置嵌设在所述型腔镶件远离所述热流道喷嘴的一端，并靠近PEEK齿轮注塑件。本发明通过调整注塑压力以及对注塑件底部进行加热处理，控制产品头部、中部、尾部三个位置的尺寸，提高产品的精度等级。

Description

一种防变形的PEEK齿轮注塑模具及方法
技术领域
本发明涉及PEEK材料注塑模具技术领域，尤其涉及一种防变形的PEEK齿轮注塑模具及方法。
背景技术
PEEK齿轮具有质量轻盈、耐磨损，能耐受除了浓硫酸之外的强酸强碱和有机溶剂的长时间浸泡不反应、不腐蚀、无变化等特点，可在高温高热、低温等复杂环境长时间工作，PEEK齿轮常用于汽车节能减排的微型泵喷射系统。
现有的PEEK齿轮注塑模具，由于难以掌握PEEK材料的结晶度，注塑时常出现齿轮两端大，中间小的现象，且两端尺寸比中间部位大32个丝，导致产品畸形率高，严重影响注塑质量和效率，因此急需一种防变形的PEEK齿轮注塑模具。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种防变形的PEEK齿轮注塑模具及方法。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种防变形的PEEK齿轮注塑模具，包括前模板以及与所述前模板依次合模的后模板和底板，所述前模板中心安装有热流道喷嘴，所述后模板与所述热流道喷嘴相对应位置安装有型腔镶件；合模状态时，所述热流道喷嘴和所述型腔镶件相互连通，构成模腔，PEEK齿轮注塑件位于模腔内部；还包括加热装置，所述加热装置嵌设在所述型腔镶件远离所述热流道喷嘴的一端，并靠近PEEK齿轮注塑件。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括一级导向镶件，所述一级导向镶件嵌设在所述型腔镶件远离所述热流道喷嘴的一端，并靠近PEEK齿轮注塑件；所述一级导向镶件和所述型腔镶件之间形成空腔，所述加热装置位于所述空腔内部，且安装在所述一级导向镶件外部。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述加热装置为加热丝，所述加热装置呈螺旋状安装在所述一级导向镶件外部。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括油路，所述油路设于所述后模板内部，且靠近所述型腔镶件。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括脱模装置，所述脱模装置包括司筒、司筒针和驱动部件，所述司筒嵌设在所述一级导向镶件内部，所述司筒针可滑动安装于所述司筒内部，且一端固定在所述底板中心，所述驱动部件与所述司筒连接，所述驱动部件驱动所述司筒沿所述司筒针向所述前模板方向移动，将PEEK齿轮注塑顶出所述型腔镶件。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括承板和二级导向镶件，所述承板安装在所述后模板和所述底板之间，所述二级导向镶件嵌设在所述承板内部，且与所述一级导向镶件同轴，所述司筒贯穿所述二级导向镶件中心。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括底板、顶针板和两块方铁；所述两块方铁平行安装在所述承板和所述底板之间，所述顶针板位于所述两块方铁之间，所述司筒远离所述型腔镶件的一端安装在所述顶针板内部；所述司筒针贯穿所述顶针板，且固定在所述底板中心；所述驱动部件穿过所述底板驱动所述顶针板向所述前模板方向移动，将PEEK齿轮注塑顶出所述型腔镶件。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括顶针板回针，所述顶针板回针的一端安装在顶针板上，对立端贯穿承板，且滑动安装在后模板内部。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述顶针板回针外部套设弹簧，所述弹簧位于所述顶针板和所述后模板之间。
本发明还提供了一种防变形的PEEK齿轮注塑方法，包括如下步骤：
S1，开启油路对后模板预热，油温保持180-250℃；
S2，开启加热装置，温度控制220-280℃，对型腔镶件远离热流道喷嘴的一端进行加热；
S3，调整注塑机的料筒温度370-400℃，注塑压力110-165bar，从热流道喷嘴处浇注熔融PEEK材料至模腔；
S4，注塑结束后，油路中通入冷却液对型腔镶件降温，待PEEK齿轮注塑件成型后，关闭加热装置和油路，驱动部件推动顶针板带动司筒向后模板方向运动，将PEEK齿轮注塑件顶出型腔镶件。
本发明的一种防变形的PEEK齿轮注塑模具及方法相对于现有技术具有以下有益效果：
本发明通过在型腔镶件远离热流道喷嘴的一端，既模腔尾部加热，有效加快齿轮底部塑料结晶度，使底部产生收缩，缩小产品的尾部和中部尺寸的误差，使尾部和中部尺寸取得平衡。
本发明通过调整注塑机压力，控制产品头部尺寸精度，使其接近中部的尺寸精度。
本发明调整注塑机压力和尾部加热装置的温度，取得一个适当的平衡之后，来控制产品头部、中部、尾部三个位置的尺寸，提高产品的精度等级，最终产品头部、中部、尾部尺寸总误差控制在0.03-0.06mm。
本发明的司筒与型腔镶件、后模板之间的空隙形成排气通道，使产品更加密实，减少产品内部孔洞，同时也更利于脱模。
本发明的一级导向镶件不仅起到固定加热部件的作用，在注塑件脱模时，还起到司筒定位和导向作用，使司筒将注塑件平稳的顶出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种防变形的PEEK齿轮注塑模具的剖面图；
图2为图1中A部分的放大图。
图中，1-前模板、2-后模板、3-底板、4-热流道喷嘴、5-型腔镶件、6-加热装置、7-一级导向镶件、8-空腔、9-油路、10-脱模装置、101-司筒、102-司筒针、103-驱动部件、11-承板、12-二级导向镶件、13-顶针板、14-方铁、15-顶针板回针、16-弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，结合图2，本发明为避免PEEK齿轮注塑件的底部变形，在现有模具的基础上，设置有加热装置。具体结构为：本发明的一种防变形的PEEK齿轮注塑模具，包括前模板1以及与前模板1依次合模的后模板2和底板3，前模板1中心嵌设有热流道喷嘴4，后模板2与热流道喷嘴4相对应位置嵌设有型腔镶件5；合模状态时，热流道喷嘴4和型腔镶件5相互连通，构成模腔，PEEK齿轮注塑件位于模腔内部；还包括加热装置6，加热装置6嵌设在型腔镶件5远离热流道喷嘴4的一端，并靠近PEEK齿轮注塑件。
具体的实施例中，还包括一级导向镶件7，一级导向镶件7嵌设在型腔镶件5远离热流道喷嘴4的一端，并靠近PEEK齿轮注塑件；一级导向镶件7和型腔镶件5之间形成空腔8，加热装置6位于空腔8内部，且安装在一级导向镶件7外部。一级导向镶件7起到固定加热装置6的作用，加热装置6通过加热一级导向镶件7，对PEEK齿轮注塑件底部均匀加热，提高齿轮尾部塑料结晶度，使其产生收缩，缩小尾部和中部尺寸的误差，使尾部和中部尺寸取得平衡。
具体的实施例中，加热形式为电加热或蒸汽加热，本实施例中，加热形式为电加热，加热装置6为加热丝，加热装置6与模具外部的电箱连接。
具体的实施例中，在后模板2内部设置有油路9，油路9靠近型腔镶件5，具有注塑前预热模具和注塑结束后冷却模具的作用。注塑前，通过向油路9注入180-250℃的油，对后模板2预热，使型腔镶件5温度达到370-400℃；注塑完成后，向油路9中通入冷却液，对后模板2进行冷却处理，冷却的后模板2能够对型腔镶件5内部待成型的PEEK齿轮注塑件进行冷却降温，从而加速产品成型。
具体的实施例中，注塑结束后，需要对PEEK齿轮注塑件进行顶出脱模。本发明的脱模装置10包括司筒101、司筒针102和驱动部件103，司筒101嵌设在一级导向镶件7内部，司筒针102可滑动安装于司筒101内部，且一端固定在底板3中心，驱动部件103与司筒101连接，驱动部件103驱动司筒101沿司筒针102向前模板1方向移动，将PEEK齿轮注塑顶出型腔镶件5。
具体的实施例中，为了保证PEEK齿轮注塑件顶出的平稳性，本发明还包括承板11和二级导向镶件12，承板11安装在后模板2和底板3之间，二级导向镶件12嵌设在承板11内部，且与一级导向镶件7同轴，司筒101贯穿二级导向镶件12中心。二级导向镶件12起到司筒101导向和定位作用，承板11起到固定二级导向镶件12的作用。
具体的实施例中，为了避免顶出时，损坏司筒101，本发明还包括底板3、顶针板13和两块方铁14；两块方铁14平行安装在承板11和底板3之间，顶针板13位于两块方铁14之间，司筒101远离型腔镶件5的一端固定安装在顶针板内部，司筒针102贯穿顶针板13，且固定在底板3中心；驱动部件103穿过底板3驱动顶针板13向前模板1方向移动，将PEEK齿轮注塑顶出型腔镶件5。
具体的实施例中，为了避免司筒101向前模板1方向移动时发生偏移，本发明还包括顶针板回针15，顶针板回针15的一端安装在顶针板13上，对立端贯穿承板11，且滑动安装在后模板2内部。PEEK齿轮注塑件顶出时，驱动部件103驱动顶针板13带动顶针板回针15在后模板2内部滑动，确保司筒101不偏移。
具体的实施例中，PEEK齿轮注塑件顶出后，为了使司筒101复位，本发明的顶针板回针15外部套设弹簧16，弹簧16位于顶针板13和后模板2之间。PEEK齿轮注塑件顶出时，驱动部件103驱动顶针板13向前模板1方向移动，顶针板回针15向后模板2方向移动，弹簧16逐渐靠近后模板2；待PEEK齿轮注塑件顶出型腔镶件5时，弹簧16抵持后模板2，然后在弹簧16回弹作用下，驱动顶针板13向底板3方向移动，使顶针板13和司筒101复位。
一种防变形的PEEK齿轮注塑方法，包括如下步骤：
S1，开启油路9对后模板2预热，油温保持180-250℃；
S2，开启加热装置6，温度控制220-280℃，对型腔镶件5远离热流道喷嘴4的一端进行加热；
S3，调整注塑机的料筒温度370-400℃，注塑压力110-165bar，从热流道喷嘴处浇注熔融PEEK材料至模腔；
S4，注塑结束后，油路9中通入冷却液对型腔镶件5降温，待PEEK齿轮注塑件成型后，关闭加热装置6和油路9，驱动部件103推动顶针板13带动司筒101向后模板2方向运动，将PEEK齿轮注塑件顶出型腔镶件5。
本发明通过注塑压力控制以及对PEEK齿轮注塑件的底部进行加热，来控制产品头部、中部、尾部三个位置的尺寸，实现产品的精度等级。
按照本发明装置和注塑方法，以PEEK为注塑材料，按照表1的参数进行注塑，注塑件高度21.5mm，外径15mm，每个实施例注塑10件，最终以10件的平均值为结果进行对比，误差为注塑件的头部、尾部与中部尺寸差值的总数，结果如下：
表1 本发明实施例PEEK注塑件的性能
对比例参照实施例一，区别为改变加热装置温度或注塑压力，每个对比例注塑10件，最终以10件的平均值为结果进行对比，误差为注塑件的头部、尾部与中部尺寸差值的总数，结果如下：
表2 对比例PEEK注塑件的性能
表1-2所示，本发明的PEEK齿轮注塑模具以及注塑方法具有显著降低PEEK齿轮注塑件头部、尾部与中部的尺寸误差，具体表现为：采用本发明的注塑模具和注塑方法，最终制备的PEEK齿轮注塑件，误差仅为0.03-0.06mm，对比例误差达到0.20-0.32mm，为本发明实施例误差的5-6倍。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防变形的PEEK齿轮注塑模具，包括前模板（1）以及与所述前模板（1）依次合模的后模板（2）和底板（3），所述前模板（1）中心安装有热流道喷嘴（4），所述后模板（2）与所述热流道喷嘴（4）相对应位置安装有型腔镶件（5）；合模状态时，所述热流道喷嘴（4）和所述型腔镶件（5）相互连通，构成模腔，PEEK齿轮注塑件位于模腔内部；其特征在于：还包括加热装置（6），所述加热装置（6）嵌设在所述型腔镶件（5）远离所述热流道喷嘴（4）的一端，并靠近PEEK齿轮注塑件；
还包括一级导向镶件（7），所述一级导向镶件（7）嵌设在所述型腔镶件（5）远离所述热流道喷嘴（4）的一端，并靠近PEEK齿轮注塑件；所述一级导向镶件（7）和所述型腔镶件（5）之间形成空腔（8），所述加热装置（6）位于所述空腔（8）内部，且安装在所述一级导向镶件（7）外部；
所述热流道喷嘴连接注塑机，注塑时，注塑机调整温度370-400℃，注塑压力110-165bar。
2.如权利要求1所述的一种防变形的PEEK齿轮注塑模具，其特征在于：所述加热装置（6）为加热丝，所述加热装置（6）呈螺旋状安装在所述一级导向镶件（7）外部。
3.如权利要求1所述的一种防变形的PEEK齿轮注塑模具，其特征在于：还包括油路（9），所述油路（9）设于所述后模板（2）内部，且靠近所述型腔镶件（5）。
4.如权利要求3所述的一种防变形的PEEK齿轮注塑模具，其特征在于：还包括脱模装置（10），所述脱模装置（10）包括司筒（101）、司筒针（102）和驱动部件（103），所述司筒（101）嵌设在所述一级导向镶件（7）内部，所述司筒针（102）可滑动安装于所述司筒（101）内部，且一端固定在所述底板（3）中心，所述驱动部件（103）与所述司筒（101）连接，所述驱动部件（103）驱动所述司筒（101）沿所述司筒针（102）向所述前模板（1）方向移动，将PEEK齿轮注塑顶出所述型腔镶件（5）。
5.如权利要求4所述的一种防变形的PEEK齿轮注塑模具，其特征在于：还包括承板（11）和二级导向镶件（12），所述承板（11）安装在所述后模板（2）和所述底板（3）之间，所述二级导向镶件（12）嵌设在所述承板（11）内部，且与所述一级导向镶件（7）同轴，所述司筒（101）贯穿所述二级导向镶件（12）中心。
6.如权利要求5所述的一种防变形的PEEK齿轮注塑模具，其特征在于：还包括顶针板（13）和两块方铁（14）；所述两块方铁（14）平行安装在所述承板（11）和所述底板（3）之间，所述顶针板（13）位于所述两块方铁（14）之间，所述司筒（101）远离所述型腔镶件（5）的一端安装在所述顶针板（13）内部；所述司筒针（102）贯穿所述顶针板（13），且固定在所述底板（3）中心；所述驱动部件（103）穿过所述底板（3）驱动所述顶针板（13）向所述前模板（1）方向移动，将PEEK齿轮注塑顶出所述型腔镶件（5）。
7.如权利要求6所述的一种防变形的PEEK齿轮注塑模具，其特征在于：还包括顶针板回针（15），所述顶针板回针（15）的一端安装在顶针板（13）上，对立端贯穿承板（11），且滑动安装在后模板（2）内部。
8.如权利要求7所述的一种防变形的PEEK齿轮注塑模具，其特征在于：所述顶针板回针（15）外部套设弹簧（16），所述弹簧（16）位于所述顶针板（13）和所述后模板（2）之间。
9.如权利要求8所述的一种防变形的PEEK齿轮注塑模具的注塑方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1，开启油路（9）对后模板（2）预热，油温保持180-250℃；
S2，开启加热装置（6），温度控制220-280℃，对型腔镶件（5）远离热流道喷嘴（4）的一端进行加热；
S3，调整注塑机的料筒温度370-400℃，注塑压力110-165bar，从热流道喷嘴（4）处浇注熔融PEEK材料至模腔；
S4，注塑结束后，油路（9）中通入冷却液对型腔镶件（5）降温，待PEEK齿轮注塑件成型后，关闭加热装置（6）和油路（9），驱动部件（103）推动顶针板（13）带动司筒（101）向后模板（2）方向运动，将PEEK齿轮注塑件顶出型腔镶件（5）。
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