CN116330542A - 一种模具成型镶块及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热成型模具，具体涉及一种模具成型镶块、制造方法及热成型模具，包括壳件、芯件和冷却管路，所述壳件包括下部开口且内壁与壳件外表面随形设计的腔室，所述壳件顶面为用于成型待加工产品的成型面，所述芯件固定于所述腔室内，所述冷却管路设于芯件上，冷却管路包括依次连接的进质通道、随形冷却通道和出质通道，所述随形冷却通道靠近壳件布置且根据壳件外表面形状进行适应性设计；壳件材料根据待加工产品材料进行合理选择；芯件材料的导热率不低于350W·m^‑1·K^‑1。其能够实现热量由外到内的快速传递，从而达到快速冷却的效果。

Description

一种模具成型镶块及其制造方法

技术领域

本发明涉及热成型模具，具体涉及模具成型镶块及其制造方法。

背景技术

随着工业产品智能化、轻量化、集成化提升，产品结构设计越来越复杂，产品结构通常不是规则的几何结构，从而导致模具模具成型镶块机构越来越多。而在热加工领域，为保证产品成型质量, 同时提高镶块的使用寿命，模具上异形镶块必须设计快速冷却结构，确保金属液由液态到固态转变过程中快速结晶，减少缩松缩孔风险。

压铸成型对模具的温度要求非常高，特别是产品上的针孔、深槽等部位。目前常用的冷却设备一般是采用点冷管对产品的某一部分进行瞬间局部冷却，从而使得产品的特殊位置的结构更加精密，减少产品的气缩孔，同时增加产品的质量。

传统异形镶块冷却设计分为两种，一种是型芯镶块中心打孔再用点冷管结构实现快速冷却，局部点冷冷却一般用于模具镶针或模具镶块结构较为简单的位置，局部点冷冷却有冷却局限性，只能冷却一个点，对比壁厚较厚、结构角位复杂的位置无法实现快速冷却且有冷却不均衡的问题，并且该结构因点冷管结构和加工限制只能实现线性冷却，无法对异形镶块实现仿形冷却，无法达到快速冷却效果；另一种是型芯镶块整体采用3D打印，例如：中国发明专利CN111496254A公开的一种模具冷却镶块及其制造方法，包括由增材制造工艺一体成型的镶块本体，所述镶块本体包括成型部和柄部，所述成型部内水平设有C形冷却通道，该C形冷却通道一开口与柄部内的进质通道连通，另一出口与柄部内的出质通道连通。其能够在成型部表面形成均匀的温度场，实现成型部表面的快速冷却，提高生产效率，使用寿命长。还公开了上述模具冷却镶块的制造方法，其包括如下步骤：S1，对上述的模具冷却镶块进行三维建模，再将得到的三维模型进行切片处理；S2，以模具钢粉末作为3D打印材料，设定打印参数后开始3D打印，得到镶块毛坯；S3，对镶块毛坯依次进行退火处理和时效处理；S4，精加工至成品尺寸，得到模具冷却镶块。该技术方案的镶块内部可成型复杂仿形的冷却管路，能够实现异形镶块的快速冷却，但3D打印成本非常高，加之异形镶块材料均采用高韧性、高强度、高硬度的合金材料，3D打印工艺难度大，且模具镶块寿命较低，不太适用于批量制造生产使用。

中国发明专利CN214814690U公开的一种快速均衡的仿形冷却装置，包括模具镶块、仿形进水内芯和仿形冷却块，其中：所述模具镶块具有仿形内腔；所述仿形进水内芯的一端敞口，并且该仿形进水内芯的敞口端固定连接在所述仿形冷却块上，该仿形进水内芯伸入所述模具镶块的仿形内腔中，并且该仿形进水内芯的外壁与所述模具镶块的内壁之间的空隙形成冷却水流通空间，所述仿形进水内芯的侧壁设置有连通孔，该连通孔连通所述冷却水流通空间和所述仿形进水内芯的内腔；所述仿形冷却块与所述模具镶块固定连接在一起，并且所述仿形冷却块上设置有进水口和出水口，该进水口与所述仿形进水内芯的内腔连通，该出水口与所述冷却水流通空间连通。其利用模具镶块的仿形内腔与仿形进水内芯配合使用，对模具镶块实现全方面的冷却，冷却区域不再局限于一点，可以对模具镶块进行大范围的冷却，冷却效果好。但是由于模具镶块外壁与高温金属流体接触、模具镶块内壁直接与冷却介质接触，使得模具镶块内、外壁之间的温差较大，容易产生脆性，导致模具镶块开裂，影响模具镶块的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种模具成型镶块及其制造方法，其能够实现热量由外到内的快速传递，从而达到快速冷却的效果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种模具成型镶块，包括壳件、芯件和冷却管路，所述壳件包括下部开口且内壁与壳件外表面随形设计的腔室，所述壳件顶面为用于成型待加工产品的成型面，所述芯件固定于所述腔室内，所述冷却管路设于芯件上，冷却管路包括依次连接的进质通道、随形冷却通道和出质通道，所述随形冷却通道靠近壳件布置且根据壳件外表面形状进行适应性设计；壳件材料根据待加工产品材料进行合理选择；芯件材料的导热率不低于350W·m^-1·K^-1，且芯件材料能够实现仿形电火花加工。

进一步，所述芯件外表面与腔室内壁贴合。

进一步，所述芯件包括芯件本体以及设于芯件本体下端的密封件，所述密封件外壁与腔室开口内壁密封配合。密封件的设置保证了密封性能，同时装配简单、可靠，密封稳定性较好。

进一步，所述密封件上设有与进质通道的入口连通的第一过孔和与出质通道的出口连通的第二过孔，所述第一过孔和第二过孔上连接有与外部冷却循环系统连接的接头。通过在密封件上布置第一过孔和第二过孔实现冷却管路与外部冷却循环系统连接，保证了冷却管路内的冷却介质的实时流动，由外部冷却循环系统不断向冷却管路补充温度较低的冷却介质，并将已吸收热量的温度较高的冷却介质排出进行降温处理，保证了冷却效果。

进一步，所述芯件本体包括若干个块体，块体数量根据冷却管路布置形式进行合理设定。通过将芯件划分为若干个块体，基于冷却管路布置形式在对应块体上进行钻孔，后续装配时，将若干个块体组合形成芯件，块体上的通孔相互连通形成冷却管路，降低了冷却管路整体的加工难度，便于制造加工。

进一步，所述壳件的腔室内壁和芯件外壁中的一个固定有导向块，另一个设有与所述导向块对应配合的导向滑槽。通过导向块与导向滑槽相互配合，保证了芯件与壳件之间的装配精度。

进一步，所述壳件的腔室开口内壁固定有导向块，所述芯件外壁上设有与所述导向块对应配合的导向滑槽。

进一步，所述壳件下端设有径向朝外延伸的限位部，用于固定壳件的安装座上设有与所述限位部对应配合的限位沉孔。

进一步，所述芯件材料为纯铜或铜合金，纯铜或铜合金的导热性和导电性均较好，并且有良好的加工性能，很好地满足了芯件材料的快速导热和电火花工艺加工需求。

第二方面，本发明提供了一种模具成型镶块的制造方法，采用机械加工成型得到壳件外轮廓面和芯件外轮廓面，基于壳件顶面的成型面和芯件顶面与成型面对应区域的加工难度，确认是否采用电火花加工；采用钻铣工艺加工壳件内的腔室侧面，基于壳件的腔室顶面与成型面对应区域的加工难度，确认是否采用电火花加工，若采用电火花加工，则以芯件作为加工电极，对壳件的腔室顶面与成型面对应区域进行仿形加工；采用钻孔工艺加工形成芯件内部的冷却管路；将加工完成的芯件固定于壳件的腔室内，得到模具成型镶块。

壳件顶面的成型面和芯件顶面与成型面对应区域的加工难度基于成型面具体形状构造以及加工设备综合判定，即在现有机械加工设备基础上，若无法完成成型面某一特殊形状区域的加工，则将该区域定义为加工难度大的区域，并采用电火花工艺对加工难度大的区域进行仿形加工，以保证加工精度。

进一步，基于冷却管路的布置形式将芯件分割为若干个块体，采用钻孔加工若干个块体内部的通道，若干个块体内部的通道连通形成冷却管路。

进一步，所述芯件包括芯件本体以及设于芯件本体下端的密封件，芯件下端的密封件外壁与腔室开口内壁密封焊接固定。

第三方面，本发明提供了一种热成型模具，包括本发明所述的模具成型镶块。

本发明的有益效果：

1、本发明所述模具成型镶块包括壳件、固定于壳件腔室内的芯件以及设于芯件上的冷却管路，所述壳件材料根据待加工产品材料进行合理选择，确保了热加工成型时模具成型镶块的寿命和强度。芯件为高导热材料，其导热率不低于，能够将壳件外部的热量快速传导至芯件内的冷却管路中，由冷却管路内流动的冷却介质将热量带走，实现热量由外到内的快速传递，结合冷却管路的随形冷却通道，即能够根据实际冷却需求将随形冷却通道布局在芯件对应位置，从而达到了快速冷却的效果。

2、本发明所述芯件材料能够实现仿形电火花加工，即能够以芯件作为加工电极，对壳件的腔室顶面与成型面对应区域进行仿形加工，实现芯件外壁与壳件的腔室内壁的仿形贴合，使得芯件与腔室贴合更加紧密，从而提高了传热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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。

图1为本发明所述模具成型镶块的装配示意图。

图2为本发明所述模具成型镶块的装配爆炸示意图。

图3为本发明所述模具成型镶块的冷却管路的结构示意图。

图中，1—壳件，11—腔室，12—限位部，13—成型面，2—芯件，21—第一块体，22—第二块体，3—冷却管路，31—进质通道，32—随形冷却通道，33—出质通道，4—密封件，41—第一过孔，42—第二过孔，5—导向块，6—导向滑槽，61—第一槽体，62—第二槽体，63—第三槽体，7—安装座，8—接头，9—金属流体。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一，参见图1至图3，所示的模具成型镶块，包括壳件1、芯件2和冷却管路3，所述壳件1包括下部开口且内壁与壳件外表面随形设计的腔室11，所述壳件1顶面为用于成型待加工产品的成型面13，所述芯件2固定于所述腔室11内，所述冷却管路3设于芯件2上，冷却管路3包括依次连接的进质通道31、随形冷却通道32和出质通道33，所述随形冷却通道32靠近壳件1布置且根据壳件1外表面形状进行适应性设计。由于壳件1的腔室11内壁与壳件外表面随形设计，即壳件1壁厚分布较均匀，同时由于所述随形冷却通道32靠近壳件1布置且根据壳件1外表面形状进行适应性设计，进而保证了对待加工产品异形部位冷却的均匀性，达到冷却均衡效果。

壳件1材料根据待加工产品材料进行合理选择，一般采用高韧性、高强度的耐热合金材料，既要承受金属流体的高温，同时具有一定的强度，在金属流体冷却凝固过程中，能够有效约束金属流体，保证了成型质量。芯件2材料的导热率不低于350W·m^-1·K^-1，从而能够将壳件1外部的金属流体9热量快速传导至芯件2内的冷却管路3中，由冷却管路3内流动的冷却介质将热量带走，实现热量由外到内的快速传递，结合冷却管路3的随形冷却通道32，即能够根据实际冷却需求将随形冷却通道32布局在芯件2对应位置，从而达到了快速冷却的效果。并且所述芯件2材料能够实现仿形电火花加工，即能够以芯件2作为加工电极，对壳件1的腔室11顶面与成型面13对应区域进行仿形加工，实现芯件2外壁与壳件1的腔室11内壁的仿形贴合，使得芯件2外表面与腔室11内壁贴合更加紧密，从而提高了传热效率。本实施例中，芯件2采用紫铜制成。

实施例二，参见图1至图3，所示的模具成型镶块，包括壳件1、芯件2和冷却管路3，所述壳件1包括下部开口且内壁与壳件外表面随形设计的腔室11，所述壳件1顶面为用于成型待加工产品的成型面13，所述芯件2固定于所述腔室11内，所述冷却管路3设于芯件2上，冷却管路3包括依次连接的进质通道31、随形冷却通道32和出质通道33，所述随形冷却通道32靠近壳件1布置且根据壳件1外表面形状进行适应性设计。所述芯件1包括芯件本体以及设于芯件本体下端的密封件4，所述密封件4外壁与腔室11开口内壁密封配合。密封件4的设置提升了模具成型镶块整体的密封性能，有效避免了冷却介质沿芯件2外表面与腔室11内壁之间的间隙流出。所述密封件4材料与壳件1材料相同，具有一定的强度，使得芯件2能够更好地容纳于壳件1的腔室1中。

所述密封件4外壁与腔室11开口内壁具体的密封配合方式可以为焊接密封配合或过盈密封配合，根据实际情况进行合理选择，本实施例中，将所述密封件4外壁直接与腔室11开口内壁焊接固定，保证了密封性能，同时装配简单、可靠，密封稳定性较好。具体装配时，先将芯件2放置于壳件1的腔室11中，然后将密封件4对准腔室11开口压入，通过密封件4将芯件2压紧固定，再采用焊接方式连接密封件4外壁与腔室11开口内壁。

所述密封件4上设有与冷却管路3的进质通道31的入口连通的第一过孔41和与冷却管路3的出质通道33的出口连通的第二过孔42，所述第一过孔41和第二过孔42上连接有与外部冷却循环系统连接的接头8。通过在密封件4上布置第一过孔41和第二过孔42实现冷却管路与外部冷却循环系统连接，保证了冷却管路3内的冷却介质的实时流动，由外部冷却循环系统不断向冷却管路补充温度较低的冷却介质，并将已吸收热量的温度较高的冷却介质排出进行降温处理，保证了冷却效果。

实施例三，参见图1至图3，所示的模具成型镶块，包括壳件1、芯件2和冷却管路3，所述壳件1包括下部开口且内壁与壳件外表面随形设计的腔室11，所述壳件1顶面为用于成型待加工产品的成型面13，所述芯件2固定于所述腔室11内，所述冷却管路3设于芯件2上，冷却管路3包括依次连接的进质通道31、随形冷却通道32和出质通道33，所述随形冷却通道32靠近壳件1布置且根据壳件1外表面形状进行适应性设计。所述芯件2包括若干个块体，块体数量根据冷却管路3布置形式进行合理设定。通过将芯件2划分为若干个块体，基于冷却管路3布置形式在对应块体上进行钻孔，后续装配时，将若干个块体组合形成芯件2，块体上的通孔相互连通形成冷却管路，降低了冷却管路3整体的加工难度，便于制造加工。

块体划分能够沿上下方向、沿内外方向或沿上下、内外方向综合划分，本实施例中，参见图2，基于具体待加工产品的形状特点，将芯件2沿上下方向划分为第一块体21和第二块体22，第一块体21位于第二块体22上方，在第一块体21上通过钻孔工艺得到冷却管路3的随形冷却通道32，在第二块体22上通过钻孔工艺得到冷却管路3的进质通道31和出质通道32，进质通道31和出质通道32两端贯穿第二块体22的上、下端面，第二块体22上端面上的进质通道31和出质通道32的开口与随形冷却通道32连通，第二块体22下端面上的进质通道31和出质通道32的开口与密封件4上的第一过孔41和第二过孔42连通。

与实施例二相同，本实施例中，所述芯件1包括芯件本体以及设于芯件本体下端的密封件4，所述密封件4外壁与腔室11开口内壁密封配合，所述密封件4上设有与冷却管路3的进质通道31的入口连通的第一过孔41和与冷却管路3的出质通道33的出口连通的第二过孔42。冷却管路3的进质通道31和出质通道32沿第二块体22轴向贯穿布置，进质通道31和出质通道32的上端分别与随形冷却通道32的入口、出口连接，进质通道31下端入口与第一过孔41连接，出质通道32下端开口与第二过孔42连接。外部冷却循环系统里温度较低的冷却介质从密封件4的第一过孔41流入冷却管路3，依次经过进质通道31、随形冷却通道32和出质通道33，吸收热量，然后温度升高后的冷却介质从密封件4的第二过孔42流出，经外部冷却循环系统降温处理后，重新输入冷却管路3，实现冷却介质的循环使用。一般地，所述冷却介质为水。

实施例四，参见图1至图3，所示的模具成型镶块，包括壳件1、芯件2和冷却管路3，所述壳件1包括下部开口且内壁与壳件外表面随形设计的腔室11，所述壳件1顶面为用于成型待加工产品的成型面13，所述芯件2固定于所述腔室11内，所述冷却管路3设于芯件2上，冷却管路3包括依次连接的进质通道31、随形冷却通道32和出质通道33，所述随形冷却通道32靠近壳件1布置且根据壳件1外表面形状进行适应性设计。所述壳件1的腔室内壁和芯件2外壁中的一个固定有导向块5，另一个设有与所述导向块5对应配合的导向滑槽6。通过导向块5与导向滑槽6相互配合，保证了芯件与壳件之间的装配精度。

本实施例中，所述壳件1的腔室11开口内壁固定有导向块5，所述芯件2外壁上设有与所述导向块5对应配合的导向滑槽6。装配时，将芯件2外壁上的导向滑槽6与壳件1的腔室11开口内壁上的导向块5对齐，将芯件2推入腔室11中，在导向块5的限位作用下，使得芯件2能够直接与腔室11的内壁贴合，无需另外调整芯件2位置，提高了装配效率和装配位置精度。

与实施例二和实施例三相同，本实施例中，所述芯件1包括芯件本体以及设于芯件本体下端的密封件4，所述密封件4外壁与腔室11开口内壁密封配合。将芯件2沿上下方向划分为第一块体21和第二块体22，第一块体21位于第二块体22上方，在第一块体21上通过钻孔工艺得到冷却管路3的随形冷却通道32，在第二块体22上通过钻孔工艺得到冷却管路3的进质通道31和出质通道32。在第一块体21外壁上设有第一槽体61，在第二块体22外壁上设有第二槽体62，在密封件4外壁上设有第三槽体63，当第一块体21、第二块体22和密封件4装配到位后，第一槽体61、第二槽体62和第三槽体61沿芯件2轴线方向依次连通共同组成导向滑槽6。

本实施例中，所述壳件1下端设有径向朝外延伸的限位部12，用于固定壳件1的安装座7上设有与所述限位部12对应配合的限位沉孔，所述安装座7为动模芯。装配时，通过限位部12与限位沉孔轴向配合，起到了轴向限位作用，保证了壳件1轴向装配位置精度，避免了壳件1轴向装配不到位，影响成型质量。

实施例五，一种模具成型镶块的制造方法，参见图1至图3，该模具成型镶块包括壳件1、芯件2和冷却管路3，所述壳件1包括下部开口且内壁与壳件外表面随形设计的腔室11，所述壳件1顶面为用于成型待加工产品的成型面13，所述芯件2固定于所述腔室11内，所述冷却管路3设于芯件2上，冷却管路3包括依次连接的进质通道31、随形冷却通道32和出质通道33，所述随形冷却通道32靠近壳件1布置且根据壳件1外表面形状进行适应性设计。所述芯件1包括芯件本体以及设于芯件本体下端的密封件4，所述密封件4外壁与腔室11开口内壁密封配合。将芯件2沿上下方向划分为第一块体21和第二块体22，第一块体21位于第二块体22上方，在第一块体21上通过钻孔工艺得到冷却管路3的随形冷却通道32，在第二块体22上通过钻孔工艺得到冷却管路3的进质通道31和出质通道32。在第一块体21外壁上设有第一槽体61，在第二块体22外壁上设有第二槽体62，在密封件4外壁上设有第三槽体63，当第一块体21、第二块体22和密封件4装配到位后，第一槽体61、第二槽体62和第三槽体61沿芯件2轴线方向依次连通组成导向滑槽6。所述壳件1的腔室11开口内壁固定有与所述导向滑槽6对应配合的导向块5。

采用多轴CNC机械加工成型得到壳件1外轮廓面和芯件2外轮廓面，基于壳件1顶面的成型面13和芯件2顶面与成型面13对应区域的加工难度，确认是否采用电火花加工。壳件1顶面的成型面13和芯件2顶面与成型面13对应区域的加工难度基于成型面13具体形状构造以及加工设备综合判定，即在现有机械加工设备基础上，若无法完成成型面13某一特殊形状区域的加工，则将该区域定义为加工难度大的区域，并采用电火花工艺对加工难度大的区域进行仿形加工，以保证加工精度。

电火花工艺是指在一定的介质即工作液中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法。进行电火花加工时，脉冲电源的一极接工具电极，另一极接工件电极，两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质即工作液中，或将工作液充入放电间隙。通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。在放电的微细通道中瞬时集中大量的热能，温度可高达一万摄氏度以上，压力也有急剧变化，从而使这一点工作表面局部微量的金属材料立刻熔化、气化，并爆炸式地飞溅到工作液中，迅速冷凝，形成固体的金属微粒，被工作液带走。这时在工件表面上便留下一个微小的凹坑痕迹，放电短暂停歇，两电极间工作液恢复绝缘状态。紧接着，下一个脉冲电压又在两电极相对接近的另一点处击穿，产生火花放电，重复上述过程。这样，虽然每个脉冲放电蚀除的金属量极少，但因每秒有成千上万次脉冲放电作用，就能蚀除较多的金属，具有一定的生产率。在保持工具电极与工件之间恒定放电间隙的条件下，一边蚀除工件金属，一边使工具电极不断地向工件进给，最后便加工出与工具电极形状相对应的形状来。因此，只要改变工具电极的形状和工具电极与工件之间的相对运动方式，就能加工出各种复杂的型面。工作液作为放电介质，在加工过程中还起着冷却、排屑等作用。常用的工作液是粘度较低、闪点较高、性能稳定的介质，如煤油、去离子水和乳化液等。

电火花工艺能够加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料；加工时无明显机械力，适用于低刚度工件和微细结构的加工：脉冲参数可依据需要调节，可在同一台机床上进行粗加工、半精加工和精加工；电火花加工后的表面呈现的凹坑，有利于贮油和降低噪声；生产效率低于切削加工；放电过程有部分能量消耗在工具电极上，导致电极损耗，影响成形精度。

采用钻铣工艺加工壳件1内的腔室11侧面，基于壳件1的腔室11顶面与成型面13对应区域的加工难度，确认是否采用电火花加工，若采用电火花加工，则以芯件2作为加工电极，对壳件2的腔室顶面与成型面13对应区域进行仿形加工，实现芯件2外壁与壳件1的腔室11内壁的仿形贴合，使得芯件2与腔室11贴合更加紧密，从而提高了传热效率。

通过铣槽工艺在芯件2和密封件4外壁上加工形成导向滑槽6，在壳件1的腔室11开口内壁固定设置与所述导向滑槽6对应配合的导向块5。

将芯件2按上下方向划分为第一块体21和第二块体22，采用钻孔工艺加工形成芯件2内部的冷却管路3。具体地，在第一块体21上通过钻孔加工形成冷却管路3的随形冷却通道32，在第二块体22上通过钻孔加工形成冷却管路3的进质通道31和出质通道32，随形冷却通道32与进质通道31和出质通道32在第一块体21和第二块体22连接面进行连通，并通过连接接头8实现冷却水路循环。

壳件1和芯件2加工完成后，开始进行装配，将密封件4与第二块体22下端焊接固定，密封件4上的第三槽体63与第二块体22上的第二槽体62对齐配合。然后将第一块体21上的第一槽体61与壳件1的腔室11开口内壁的导向块5对齐，轴向推入到壳件1的腔室11内，第一块体21外轮廓面与腔室11内壁贴合。然后将带有密封件4的第二块体22轴向推入到壳件1的腔室11内，通过导向滑槽6与导向块5之间的限位配合保证相对位置精度，直至第二块体22顶面与第一块体21底面接触贴合。采用焊接工艺将密封件4外壁与壳件1的腔室11开口内壁固定连接，实现密封件4外壁与壳件1的腔室11开口内壁之间的密封连接。

该模具成型镶块具体使用时，在密封件4的第一过孔41和第二过孔42位置连接接头8，将壳件1推入到安装座7的安装孔内，直至壳件1端部的限位部12与安装座7上的限位沉孔贴合配合，实现壳件1的轴向定位。然后采用连接件将壳件1固定在安装座7的安装孔内，两个接头分别与外部冷却循环系统的出质口和进质口连接，实现模具成型镶块中冷却管路3与外部冷却循环系统的连接。

当金属流体9充满成型腔后，壳件1顶面的成型面13用于成型待加工产品，金属流体的热量传递至壳件1的腔室11内的芯件2，由于芯件2导热率较高，能够将热量快速传递至冷却管路3内的冷却介质位置，通过循环流动的冷却介质将热量带走，从而达到了快速冷却的效果。并且由于冷却管路3的随形冷却通道32与壳件1的成型面13随型布置，保证了异形成型部的冷却均匀性，进一步提高了冷却质量。

实施例六，一种热成型模具，包括本发明实施例一至实施例四任一项所述的模具成型镶块。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系，以及芯件的数量、冷却管路中随形冷却通道的层数和分支流道数量、安装位置及安装形式，是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结构或部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。

Claims (14)

1.一种模具成型镶块，包括壳件（1）、芯件（2）和冷却管路（3），所述壳件（1）包括下部开口且内壁与壳件外表面随形设计的腔室（11），所述壳件（1）顶面为用于成型待加工产品的成型面（13），其特征在于：所述芯件（2）固定于所述腔室（11）内，所述冷却管路（3）设于芯件（2）上，冷却管路（3）包括依次连接的进质通道（31）、随形冷却通道（32）和出质通道（33），所述随形冷却通道（32）靠近壳件（1）布置且根据壳件外表面形状进行适应性设计；壳件（1）材料根据待加工产品材料进行合理选择；芯件（2）材料的导热率不低于350W·m^-1·K^-1。

2.根据权利要求1所述的模具成型镶块，其特征在于：所述芯件（2）材料能够实现仿形电火花加工。

3.根据权利要求1或2所述的模具成型镶块，其特征在于：所述芯件（2）外表面与腔室（11）内壁贴合。

4.根据权利要求1或2所述的模具成型镶块，其特征在于：所述芯件（2）包括芯件本体以及设于芯件本体下端的密封件（4），所述密封件（4）外壁与腔室（11）开口内壁密封配合。

5.根据权利要求4所述的模具成型镶块，其特征在于：所述密封件（4）上设有与进质通道（31）的入口连通的第一过孔（41）和与出质通道（33）的出口连通的第二过孔（42），所述第一过孔（41）和第二过孔（42）上连接有与外部冷却循环系统连接的接头（8）。

6.根据权利要求4所述的模具成型镶块，其特征在于：所述芯件本体包括若干个块体，块体数量根据冷却管路布置形式进行合理设定。

7.根据权利要求1或2所述的模具成型镶块，其特征在于：所述壳件（1）的腔室（11）内壁和芯件（2）外壁中的一个固定有导向块（5），另一个设有与所述导向块（5）对应配合的导向滑槽（6）。

8.根据权利要求7所述的模具成型镶块，其特征在于：所述壳件（1）的腔室（11）开口内壁固定有导向块（5），所述芯件（2）外壁上设有与所述导向块（5）对应配合的导向滑槽（6）。

9.根据权利要求1或2所述的模具成型镶块，其特征在于：所述壳件（1）下端设有径向朝外延伸的限位部（12），用于固定壳件（1）的安装座（7）上设有与所述限位部（12）对应配合的限位沉孔。

10.根据权利要求1或2所述的模具成型镶块，其特征在于：芯件（2）材料为纯铜或铜合金。

11.一种模具成型镶块的制造方法，其特征在于，采用机械加工成型得到壳件（1）外轮廓面和芯件（2）外轮廓面，基于壳件（1）顶面的成型面（13）和芯件（2）顶面与成型面（13）对应区域的加工难度，确认是否采用电火花加工；

采用钻铣工艺加工壳件（1）内的腔室（11）侧面，基于壳件（1）的腔室（11）顶面与成型面（13）对应区域的加工难度，确认是否采用电火花加工，若采用电火花加工，则以芯件（2）作为加工电极，对壳件（1）的腔室（11）顶面与成型面（13）对应区域进行仿形加工；

采用钻孔工艺加工形成芯件（2）内部的冷却管路（3）；

将加工完成的芯件（2）固定于壳件（1）的腔室（11）内，得到模具成型镶块。

12.根据权利要求11所述的模具成型镶块的制造方法，其特征在于：基于冷却管路（3）的布置形式将芯件（2）分割为若干个块体，采用钻孔加工若干个块体内部的通道，若干个块体内部的通道连通形成冷却管路（3）。

13.根据权利要求12所述的模具成型镶块的制造方法，其特征在于：所述芯件（2）包括芯件本体以及设于芯件本体下端的密封件（4），芯件（2）下端的密封件（4）外壁与腔室（11）开口内壁密封焊接固定。

14.一种热成型模具，其特征在于：包括权利要求1至10任一项所述的模具成型镶块。

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