CN205112255U - Led天花灯透镜注射压缩模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种LED天花灯透镜注射压缩模具，模具由模架、浇注系统、导向机构、脱模机构和压缩机构组成，通过压缩机构的限位弹簧作用，使得动模板与压缩板之间保持一定的压缩距离，定模仁与动模仁相互接触，注塑机向型腔注射熔料完成低压填充；通过注塑机的锁模力将压缩板推向动模板的底面，使得动模仁镶件向各个透镜的型腔同时局部施压完成精密成型。压缩机构的压缩板在动模板与垫块之间，并与垫块和动模座板用螺钉刚性连接及与动模板通过限位弹簧柔性连接，动模仁镶件通过螺钉连接安装在压缩板上。压缩板与动模板的底面保持一定间隙，其间隙大小由压缩距离通过调节限位螺钉实现。该模具可以显著提高透镜的面形精度，透镜的成型效率和光学精度高。

Description

LED天花灯透镜注射压缩模具

技术领域

本实用新型涉及通用塑料和工程塑料的注射成型加工模具领域，具体涉及一种LED天花灯透镜注射压缩模具。

背景技术

透镜作为LED天花灯的主要光形控制器件，不但能会聚光束，而且也能产生发散光束，可以对LED发出的各个角度的光进行有效控制，在改善成像质量方面效果显著，使得LED天花灯透镜作为配光器件在景观照明、商业照明、工矿照明、家居照明等领域的应用越来越广泛。LED天花灯透镜通常采用光学级塑料聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）注射成型加工，透镜作为光学级产品，对透光率、面形精度、表面质量、热稳定性、折射率、混浊度、光轴同轴度等都有严格要求。

LED天花灯透镜质量受诸多因素影响，注射成型制品的体积收缩不均、翘曲变形及残余应力大等质量缺陷，尤其与注射成型工艺中的保压状态有关。注射成型是以保压方式防止制品的收缩，保压压力小则使补缩不足，保压压力大则浇口附近的分子取向严重，形成残余应力，导致制品变形而影响精度。透镜注射成型的残余应力大且分布范围宽，双折射值大且分布不均匀，注射成型的收缩和双折射影响透镜的面形精度和成像效果。

注射压缩成型将注射和压缩两种成型方法相结合，模具首次合模时动模和定模不完全闭合而预留一定的压缩间隙，随后向型腔内注射熔体，当填充模具型腔的熔体因冷却而体积收缩时模具再完全闭合，由压缩机构压实型腔中的熔体。注射压缩成型在注射阶段模具型腔没有完全闭合，需要的注射压力较低，有利于减小熔体间的剪切作用和大分子取向程度；在压缩阶段对型腔熔体进一步施压，压力在型腔内的分布非常均匀。

LED天花灯透镜采用注射压缩成型方法及注射压缩模具获得，可以进一步降低透镜的残余应力与翘曲变形，改善透镜的翘曲率、透光率和折射率，能量损失少，成型加工周期短。但是目前透镜的注射压缩模具，由于模具结构空间有限，压缩距离小且位移精度要求很高，不同透镜的曲面形状及相应型芯和型腔的结构又千变万化，使得透镜的成型精度和光学性能难以满足要求。因此需要针对LED天花灯透镜的注射压缩成型，设计结构更加紧凑、压缩机构稳定性好、成型精度更高的注射压缩模具，满足LED天花灯透镜的注射压缩成型精度和光学性能要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种LED天花灯透镜注射压缩模具，解决注射压缩模具压缩机构的结构性与稳定性不好，以及注射成型加工透镜存在的体积收缩不均、翘曲变形及残余应力大、折射率分布不均、双折射现象等面形精度和光学均一性问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的。LED天花灯透镜注射压缩模具由模架、浇注系统、导向机构、脱模机构和压缩机构组成，通过压缩机构的限位弹簧作用，使得动模板与压缩板之间保持一定的压缩距离，定模仁与动模仁相互接触，动模仁镶件在透镜型腔中保留一定的压缩行程，注塑机向型腔注射熔料完成低压填充；通过注塑机的锁模力将压缩板推向动模板的底面，使得动模仁镶件向各个透镜的型腔同时局部施压完成精密成型。

所述LED天花灯透镜具有结构对称性，对透光率、折射率的均匀性、混浊度等要求严格，透镜材料采用光学级PMMA、PC，具有很好的透光性和力学性能，尺寸稳定性好，流动性较差，收缩率偏大，可以满足LED天花灯透镜成型加工精度和光学性能要求。

所述LED天花灯透镜注射压缩成型方法采用全面压缩式，利用注塑机提供的锁模力实现合模与压缩两个功能要求，压缩板在动模板与垫块之间，并与垫块和动模座板用螺钉刚性连接及与动模板通过限位弹簧柔性连接，动模仁镶件通过螺钉连接安装在压缩板上。压缩板与动模板的底面保持一定间隙，其间隙大小由压缩距离通过调节限位螺钉实现。模具闭合后利用锁模力将压缩板推向动模板的底面，模具开启时利用限位弹簧实现压缩板与动模板的分离，从而通过压缩机构实现对透镜型腔的压缩及压缩力的控制。

所述LED天花灯透镜的注射压缩模具，浇注系统采用一模四腔的形式，分流道形状分布为平衡式，分流道截面形状选择圆形，在分型面上开设侧浇口。主流道冷料穴采用倒锥型结构，开模时透镜制品留在动模一侧，分流道凝料由二个大推杆顶出，而各透镜制品则分别由四个均匀分布的小推杆顶出，实现脱模机构对透镜由动模型腔的顺畅分离。透镜成型模具的镶件单独加工制作，然后嵌入动模仁中，模具结构简单，制造成本低，可以满足成型透镜光学曲面精度要求，获得高透光性和低双折射的LED天花灯透镜。

与现有注射成型技术相比，本实用新型具有如下优点。

1、采用注射压缩成型方法的LED天花灯透镜注射压缩模具，可以降低成型透镜的残余应力与翘曲变形，实现低压注射和型腔内熔体压力均匀分布，显著提高透镜的面形精度，改善透镜的翘曲率、透光率和折射率，成型效率高，节能降耗，满足LED天花灯透镜的光学精度要求。

2、LED天花灯透镜注射压缩模具的压缩机构，占据模具的空间小，结构紧凑，压缩距离容易调节，位移精度高，运动稳定性好，对不同曲面形状的透镜及其相应构型的型芯和型腔适合性好，有效提高注射压缩模具的成型精度和加工效率以及透镜的光学性能。

附图说明

图1是本实用新型LED天花灯透镜注射压缩模具的结构主视图。

图2是本实用新型LED天花灯透镜注射压缩模具的结构侧视图。

图3是LED天花灯透镜的正面构型图。

图4是LED天花灯透镜的背面构型图。

图5是定模仁的构型图。

图6是动模仁的构型图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步详细的描述。

如图1和2所示，LED天花灯透镜注射压缩模具包含模架、浇注系统、导向机构、脱模机构和压缩机构等部分，主要由定位环1、定模座板2、定模板3、定模仁4、动模仁5、动模板6、动模仁镶件7、压缩板8、垫块9、小推杆10、限位钉11、动模座板12、螺钉13/14/17/21/22/23/25/28/31、推板15、推杆固定板16、限位弹簧18、限位螺钉19、透镜20、主流道衬套24、导套26、导柱27、拉料杆29、大推杆30、复位杆32、复位弹簧33、复位螺钉34等零件组成。注塑机合模过程中，利用导柱27和导套26实现动模部分与定模部分的精确定位。在注射阶段，通过压缩机构的限位弹簧18作用，动模板6与压缩板8之间保持一定的压缩距离，定模仁4与动模仁5相互接触，动模仁镶件7在透镜型腔中保留一定的压缩行程，使得模具型腔不完全闭合，注塑机向型腔注射熔料完成填充。在压缩阶段，通过注塑机的锁模力将压缩板8推向动模板6的底面，使得动模仁镶件7向各个透镜20的型腔同时局部施压，直至模具型腔的完全闭合。注塑机开模过程中，动模部分与定模部分分开，拉料杆29、大推杆30和小推杆10分别将分流道凝料和透镜20顶出，从而完成LED天花灯透镜注射压缩成型加工。注塑机在下一个工作循环的合模过程中，复位杆32和复位弹簧33促使推板15返回原位。

如图3和4所示，所述LED天花灯透镜20具有结构对称性，对透光率、折射率的均匀性、混浊度等要求严格，透镜材料采用光学级PMMA、PC，具有很好的透光性和力学性能，尺寸稳定性好，流动性较差，收缩率偏大，可以满足LED天花灯透镜光学性能和成型加工精度的要求。定模仁4的一端面构型与透镜20的正面相对应，动模仁5的一端面构型与透镜20的背面相对应。

LED天花灯透镜注射压缩模具的压缩机构主要由压缩板8、限位弹簧18、限位螺钉19等零件组成，由图1可以看出，压缩板8在动模板6与垫块9之间，并与垫块9和动模座板12用螺钉13刚性连接及与动模板6通过限位弹簧18柔性连接，动模仁镶件7通过螺钉17连接安装在压缩板8上。压缩板8与动模板6的底面保持一定间隙，其间隙大小由压缩距离通过调节限位螺钉19实现。模具闭合后利用锁模力将压缩板8推向动模板6的底面，模具开启时利用限位弹簧18实现压缩板8与动模板6的分离，从而通过压缩机构实现对透镜型腔的压缩及压缩力的控制。压缩阶段通过对动模仁镶件7施加一定的压缩力，型腔内熔料会产生逆流，由于浇口处熔料已经固化，使得型腔的熔料进一步贴紧型腔表面，这对提高透镜20的面形精度十分有利，同时有效降低了收缩引起的残余应力和折射率变化。

LED天花灯透镜注射压缩模具的浇注系统采用一模四腔的形式，由图2和图5可以看出，熔料由主流道衬套24通过定模仁4进入分流道，分流道形状分布为平衡式，这样各个透镜型腔的熔料填充时间和温度分布保持一致，达到很好的流动平衡及热平衡效果。分流道截面形状选择圆形，在分型面上开设侧浇口。分流道采用两级结构，在第一级分流道的末端留有一定的长度冷料穴，以便通过分流道流向型腔的熔体前沿冷料进入此处，避免冷却的熔体直接进入透镜型腔，造成对透镜20的成型加工精度及光学性能不良影响；熔料通过第二级分流道可以减缓其对透镜型腔的直接冲击，使熔料填充过程尽量平缓。

LED天花灯透镜注射压缩模具的脱模机构主要由推板15、推杆固定板16、大推杆30、小推杆10、复位杆32、复位弹簧33、复位螺钉34等零件组成，为了便于熔料注射时能够顺利排出型腔内的残余气体以及透镜制品冷却后的脱模，分型面的位置选择在透镜凸缘底部，主流道冷料穴采用倒锥型结构，开模时透镜制品留在动模一侧。由图6可以看出，分流道凝料由二个大推杆30顶出，而各透镜制品则分别由四个均匀分布的小推杆10顶出，为了固定方便所有推杆都采用带台肩的整体式结构。

综上所述，本实用新型采用注射压缩成型方法的一种LED天花灯透镜注射压缩模具，压缩机构占据模具的空间小，结构紧凑，压缩距离容易调节，位移精度高，运动稳定性好，对不同曲面形状的透镜及其相应构型的型芯和型腔适合性好，而且成型透镜的残余应力与翘曲变形小，可以实现低压注射和型腔内熔体压力均匀分布，显著提高透镜的面形精度，改善透镜的翘曲率、透光率和折射率，成型效率高，节能降耗，有效解决LED天花灯透镜注射成型加工存在的体积收缩不均、翘曲变形及残余应力大、折射率分布不均、双折射现象等面形精度和光学均一性问题，可以满足LED天花灯透镜注射压缩模具的成型精度和加工效率以及透镜的光学性能要求。

Claims (4)

1.一种LED天花灯透镜注射压缩模具，其特征在于：模具由模架、浇注系统、导向机构、脱模机构和压缩机构组成，通过压缩机构的限位弹簧作用，使得动模板与压缩板之间保持一定的压缩距离，定模仁与动模仁相互接触，动模仁镶件在透镜型腔中保留一定的压缩行程，注塑机向型腔注射熔料完成低压填充；通过注塑机的锁模力将压缩板推向动模板的底面，使得动模仁镶件向各个透镜的型腔同时局部施压完成精密成型。

2.根据权利要求1所述的LED天花灯透镜注射压缩模具，其特征在于：LED天花灯透镜具有结构对称性，透镜材料采用光学级PMMA、PC，具有很好的成型精度和光学性能。

3.根据权利要求1所述的LED天花灯透镜注射压缩模具，其特征在于：压缩机构的压缩板在动模板与垫块之间，并与垫块和动模座板用螺钉刚性连接及与动模板通过限位弹簧柔性连接，动模仁镶件通过螺钉连接安装在压缩板上；压缩板与动模板的底面保持一定间隙，其间隙大小由压缩距离通过调节限位螺钉实现；模具闭合后利用锁模力将压缩板推向动模板的底面，模具开启时利用限位弹簧实现压缩板与动模板的分离。

4.根据权利要求1所述的LED天花灯透镜注射压缩模具，其特征在于：浇注系统采用一模四腔的形式，分流道形状分布为平衡式，分流道截面形状选择圆形，在分型面上开设侧浇口；主流道冷料穴采用倒锥型结构，开模时透镜制品留在动模一侧，分流道凝料由二个大推杆顶出，而各透镜制品则分别由四个均匀分布的小推杆顶出，实现脱模机构对透镜由动模型腔的顺畅分离。