CN207874781U - 一种冷热回路交替的模具随形冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种冷热回路交替的模具随形冷却系统，属于模具冷却技术领域。它解决了如何使模具型芯经过冷却后的温度保持均衡的同时提高冷却效果的问题。本模具随形冷却系统包括设在型芯内的冷却腔和冷却芯子，冷却芯子的外周面上具有呈螺旋状且交替布置的进流冷却槽和回流冷却槽，冷却芯子的底部具有进水口和出水口，冷却芯子的顶端具有连通流道，进流冷却槽的进水端具有与进水口相通的进水孔，进流冷却槽的出水端与连通流道的一端相连通，回流冷却槽的进水端与连通流道的另一端相连通，回流冷却槽的出水端具有与出水口相通的出水孔。本冷却系统使得型芯经过冷却后的温度能够保持均衡的同时具备较高的冷却效果，能够提高塑料产品生产质量。

Description

一种冷热回路交替的模具随形冷却系统

技术领域

本实用新型属于模具冷却技术领域，涉及一种冷热回路交替的模具随形冷却系统。

背景技术

随着生活质量的不断提高以及塑料工业的发展，塑料制品被运用在生活、生产的各个领域，随之产生对塑料制品形状要求的不断提高。塑料制品形状的翘曲变化程度成为判别质量的重要标准之一。制约塑料产品形状变化的主要因素之一就是对塑料模具的冷却。有效的冷却可减少冷却时间，从而提高产量；再者，均匀的冷却可降低因热传导不均匀而产生的残余应力，从而控制产品翘曲，以维持产品尺寸的精准度和稳定性，进而改善产品的质量。

也就是说，在注塑模具中，冷却系统是其核心部分，对模具的寿命、注塑制品的生产效率和质量都具有重要的影响。其中，塑料模具是一种用于挤塑、注射、压塑、吹塑和低发泡成型的组合式塑料模具，它主要包括动模、定模，通常动模上设有型芯，定模上设有型腔。现有设计中，目前注塑模具的冷却水路一般设置于安装型芯的模具体内或者直接设置于型芯内，冷却水路都由机加工完成，而受到目前机加工工艺的影响，冷却水路多为横、纵向垂直联通的结构，其分布形式单一，水路分布松散，且对于复杂外形的塑料模具，采用这种方式无法达到对模具各点的均匀冷却，由于局部容易冷却不到或者过冷，使制品的残余应力大，物理性能差，成品后变形也较大，影响塑料件质量。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种冷热回路交替的模具随形冷却系统，本实用新型解决的技术问题是如何使模具型芯经过冷却后的温度保持均衡的同时提高冷却效果。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种冷热回路交替的模具随形冷却系统，所述模具包括动模和固定在动模上的型芯，其特征在于，所述模具随形冷却系统包括开设在型芯内的冷却腔和嵌设在冷却腔内且呈柱状的冷却芯子，所述冷却芯子的外周面上具有呈螺旋状且交替布置的进流冷却槽和回流冷却槽，所述冷却芯子的底部具有进水口和出水口，所述冷却芯子的顶端具有连通流道，所述进流冷却槽的进水端具有与进水口相通的进水孔，所述进流冷却槽的出水端与连通流道的一端相连通，所述回流冷却槽的进水端与连通流道的另一端相连通，所述回流冷却槽的出水端具有与出水口相通的出水孔，所述冷却腔的内表面分别与进流冷却槽和回流冷却槽合围形成冷却流道。

区别于现有技术，本模具随形冷却系统的工作原理如下：通过在冷却芯子的外周面上设计呈螺旋状且交替布置的进流冷却槽和回流冷却槽，且两者通过连通流道相连通，并分别与进水口和出水口相通；当型芯需要冷却时，冷却液先由进水口流入到进流冷却槽的进水孔内，再经过进流冷却槽流入到连通流道内，然后再由连通流道回流到回流冷却槽内，最后冷却液经回流冷却槽的出水孔从出水口流出；在此冷却液流动过程中，由于冷却液已经在经过进流冷却槽与冷却腔合围形成的冷却流道时已经带走了冷却芯子的部分热量，此时，流入回流冷却槽内冷却液的温度高于进流冷却槽内冷却液的温度，也就是说，通过以上设计，在冷却芯子的外周面上形成了两个冷热交替布置的冷却流道，两个冷却流道可以进行温度互补，可以对冷却芯子局部热量吸收过多或者过少的位置进行温度补偿，从而使得型芯经过冷却后的温度保持均衡，降低塑料制品因热传导不均匀而产生的残余应力，从而控制产品翘曲，以维持产品尺寸的精准度和稳定性，进而改善产品的质量；同时，本系统中的进流冷却槽和回流冷却槽的螺距以及截面积可以根据型芯形状进行变化，从而更好地满足型芯经过冷却后需要温度保持均衡的要求；另外，通过以上设计的本冷却系统，经过进流冷却槽和回流冷却槽分别与冷却腔内表面合围形成的冷却流道的双向双重复合冷却，还能够在保持型芯冷却温度保持均衡的同时提高冷却效果；当然，本冷却系统中，由于冷却流道是冷却腔的内表面分别与进流冷却槽和回流冷却槽合围形成的，也就是说，冷却液与型芯直接接触，且双螺旋冷却槽设计，接触面积大，能够进一步提高冷却效果。

在上述的冷热回路交替的模具随形冷却系统中，所述冷却芯子的顶部具有连通流槽，所述连通流道由冷却腔的底部和连通流槽合围形成，所述进流冷却槽的出水端与连通流槽的一端相连通，所述回流冷却槽的进水端与连通流槽的另一端相连通。通过以上对连通流道的设计，使得冷却液能够直接与冷却芯子内冷却腔的底部直接接触，这样可以提高冷却芯子顶部的冷却效果。

在上述的冷热回路交替的模具随形冷却系统中，所述连通流槽的走向呈S形。通过以上对连通流槽的形状设计，能够延长冷却路径，从而进一步提高冷却效果。

在上述的冷热回路交替的模具随形冷却系统中，所述进流冷却槽和回流冷却槽的截面均呈半圆形。在相同流通量的情况下，通过以上设计的半圆形截面能够使冷却液与型芯接触的面积最大，从而有利于提高冷却效果。

在上述的冷热回路交替的模具随形冷却系统中，所述动模上具有环形凹腔，所述型芯通过螺钉固连在环形凹腔内并使冷却芯子的底部紧贴环形凹腔的底部，所述动模上还具有进水通道和出水通道，所述环形凹腔的底部上具有与进水通道相通的进口和与出水通道相通的出口，所述进口与进水口正对相通且口径相同，所述出口与出水口正对相通且口径相同，所述进口和出口的周向外侧均具有一圈环形凹槽，所述环形凹槽内嵌设有小密封圈。通过以上密封结构设计，能够很好地满足冷却芯子进水口和出水口处的密封要求。

在上述的冷热回路交替的模具随形冷却系统中，位于所述冷却芯子外周侧的环形凹腔底部上具有一圈呈环形的密封凹槽，所述密封凹槽内嵌设有大密封圈，所述大密封圈压紧抵靠在型芯的底部上。通过以上密封设计，能够进一步提高冷却芯子外周侧的密封，避免冷却液从此处渗出。

在上述的冷热回路交替的模具随形冷却系统中，所述冷却芯子内至少嵌设有两根从冷却芯子的顶部向底部延伸的导向柱，所述导向柱从冷却芯的顶部穿入且部分穿出冷却芯子的底部，所述环形凹腔的底部具有与导向柱穿出端一一对应的导向插孔，所述导向柱的穿出端插设在所述导向插孔内。通过以上设计，为冷却芯子与型芯组合体的安装提供了定位，便于冷却芯子上进水口和出水口与动模上的进口和出口找准对齐安装；同时，上述导向柱采用以上设计，也能够起到加强冷却芯子结构强度的作用。

在上述的冷热回路交替的模具随形冷却系统中，所述冷却芯子呈锥台状，所述冷却芯子内嵌设有沿径向布置的加强柱一和加强柱二，所述加强柱一和加强柱二上下交错布置。通过以上设计，能够加强冷却芯子的整体结构强度。

在上述的冷热回路交替的模具随形冷却系统中，所述冷却芯子为采用3D打印技术制造的塑料件。采用上述技术，使得冷却芯子各流道的设计空间大，可以根据需要进行灵活调整，并且制造方便；并且，塑料件塞在型芯的冷却腔内密封可靠，安装方便。

与现有技术相比，本冷热回路交替的模具随形冷却系统具有以下优点：

1、本冷却系统采用3D打印技术，可以根据产品的形状设计随形水路形状，不受传统机加工技术限制，冷却回路设计布置可达到最优设计，制造方便，且制造成本低；

2、通过设计两个冷热交替布置的冷却流道，使得型芯经过冷却后的温度能够保持均衡的同时具备较高的冷却效果，能够减少模具型芯表面模温的温差，改善塑料熔体的充填效果，降低了塑料制品因热传导不均匀而产生的残余应力，从而大大提高了产品的质量；

3、通过本冷却系统，能够很好地满足塑料产品在高速注塑成型工艺中充填迅速且均匀的要求。

附图说明

图1是本模具的爆炸结构示意图。

图2是本模具随形冷却系统中冷却芯子的结构示意图一。

图3是本模具随形冷却系统中冷却芯子的结构示意图二。

图4是本模具随形冷却系统中冷却芯子的结构示意图三。

图5是本冷却芯子中加强件的布置示意图。

图6是本模具中动模的结构示意图。

图中，1、动模；11、环形凹腔；111、环形凹槽；112、密封凹槽；113、导向插孔；1a、进水通道；1a1、进口；1b、出水通道；1b1、出口；2、型芯；2a、冷却腔；3、冷却芯子；31、进流冷却槽；311、进水孔；32、回流冷却槽；321、出水孔；33、连通流槽；3a、进水口；3b、出水口；4、螺钉；5、小密封圈；6、大密封圈；7、导向柱；8、加强柱一；9、加强柱二。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

具体来说，如图1所示，本模具包括动模1和固定在动模1上的型芯2，本冷热回路交替的模具随形冷却系统包括开设在型芯2内的冷却腔2a和嵌设在冷却腔2a内且呈锥台状的冷却芯子3，冷却芯子3为采用3D打印技术制造的塑料件。其中，如图2、图3和图4所示，冷却芯子3的外周面上具有呈螺旋状且交替布置的进流冷却槽31和回流冷却槽32，进流冷却槽31和回流冷却槽32的截面均呈半圆形。冷却芯子3的底部具有进水口3a和出水口3b，冷却芯子3的顶部具有连通流槽33，连通流槽33的走向呈S形。冷却腔2a的底部和连通流槽33合围形成连通流道。进流冷却槽31的进水端具有与进水口3a相通的进水孔311，进流冷却槽31的出水端与连通流槽33的一端相连通，回流冷却槽32的进水端与连通流槽33的另一端相连通，回流冷却槽32的出水端具有与出水口3b相通的出水孔321，冷却腔2a的内表面分别与进流冷却槽31和回流冷却槽32合围形成冷却流道。

作为优选，如图5所示，冷却芯子3内至少嵌设有两根从冷却芯子3的顶部向底部延伸的导向柱7，导向柱7从冷却芯的顶部穿入且部分穿出冷却芯子3的底部，环形凹腔11的底部具有与导向柱7穿出端一一对应的导向插孔113，导向柱7的穿出端插设在导向插孔113内。冷却芯子3内嵌设有沿径向布置的加强柱一8和加强柱二9，加强柱一8和加强柱二9上下交错布置。

如图6所示，动模1上具有环形凹腔11，型芯2通过螺钉4固连在环形凹腔11内并使冷却芯子3的底部紧贴环形凹腔11的底部，动模1上还具有进水通道1a和出水通道1b，环形凹腔11的底部上具有与进水通道1a相通的进口1a1和与出水通道1b相通的出口1b1，进口1a1与进水口3a正对相通且口径相同，出口1b1与出水口3b正对相通且口径相同，进口1a1和出口1b1的周向外侧均具有一圈环形凹槽111，环形凹槽111内嵌设有小密封圈5。位于冷却芯子3外周侧的环形凹腔11底部上具有一圈呈环形的密封凹槽112，密封凹槽112内嵌设有大密封圈6，大密封圈6压紧抵靠在型芯2的底部上。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了动模1、环形凹腔11、环形凹槽111、密封凹槽112、导向插孔113、进水通道1a、进口1a1、出水通道1b、出口1b1、型芯2、冷却腔2a、冷却芯子3、进流冷却槽31、进水孔311、回流冷却槽32、出水孔321、连通流槽33、进水口3a、出水口3b、螺钉4、小密封圈5、大密封圈6、导向柱7、加强柱一8、加强柱二9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (9)

1.一种冷热回路交替的模具随形冷却系统，所述模具包括动模(1)和固定在动模(1)上的型芯(2)，其特征在于，所述模具随形冷却系统包括开设在型芯(2)内的冷却腔(2a)和嵌设在冷却腔(2a)内且呈柱状的冷却芯子(3)，所述冷却芯子(3)的外周面上具有呈螺旋状且交替布置的进流冷却槽(31)和回流冷却槽(32)，所述冷却芯子(3)的底部具有进水口(3a)和出水口(3b)，所述冷却芯子(3)的顶端具有连通流道，所述进流冷却槽(31)的进水端具有与进水口(3a)相通的进水孔(311)，所述进流冷却槽(31)的出水端与连通流道的一端相连通，所述回流冷却槽(32)的进水端与连通流道的另一端相连通，所述回流冷却槽(32)的出水端具有与出水口(3b)相通的出水孔(321)，所述冷却腔(2a)的内表面分别与进流冷却槽(31)和回流冷却槽(32)合围形成冷却流道。

2.根据权利要求1所述的冷热回路交替的模具随形冷却系统，其特征在于，所述冷却芯子(3)的顶部具有连通流槽(33)，所述连通流道由冷却腔(2a)的底部和连通流槽(33)合围形成，所述进流冷却槽(31)的出水端与连通流槽(33)的一端相连通，所述回流冷却槽(32)的进水端与连通流槽(33)的另一端相连通。

3.根据权利要求2所述的冷热回路交替的模具随形冷却系统，其特征在于，所述连通流槽(33)的走向呈S形。

4.根据权利要求1或2或3所述的冷热回路交替的模具随形冷却系统，其特征在于，所述进流冷却槽(31)和回流冷却槽(32)的截面均呈半圆形。

5.根据权利要求1或2或3所述的冷热回路交替的模具随形冷却系统，其特征在于，所述动模(1)上具有环形凹腔(11)，所述型芯(2)通过螺钉(4)固连在环形凹腔(11)内并使冷却芯子(3)的底部紧贴环形凹腔(11)的底部，所述动模(1)上还具有进水通道(1a)和出水通道(1b)，所述环形凹腔(11)的底部上具有与进水通道(1a)相通的进口(1a1)和与出水通道(1b)相通的出口(1b1)，所述进口(1a1)与进水口(3a)正对相通且口径相同，所述出口(1b1)与出水口(3b)正对相通且口径相同，所述进口(1a1)和出口(1b1)的周向外侧均具有一圈环形凹槽(111)，所述环形凹槽(111)内嵌设有小密封圈(5)。

6.根据权利要求5所述的冷热回路交替的模具随形冷却系统，其特征在于，位于所述冷却芯子(3)外周侧的环形凹腔(11)底部上具有一圈呈环形的密封凹槽(112)，所述密封凹槽(112)内嵌设有大密封圈(6)，所述大密封圈(6)压紧抵靠在型芯(2)的底部上。

7.根据权利要求5所述的冷热回路交替的模具随形冷却系统，其特征在于，所述冷却芯子(3)内至少嵌设有两根从冷却芯子(3)的顶部向底部延伸的导向柱(7)，所述导向柱(7)从冷却芯的顶部穿入且部分穿出冷却芯子(3)的底部，所述环形凹腔(11)的底部具有与导向柱(7)穿出端一一对应的导向插孔(113)，所述导向柱(7)的穿出端插设在所述导向插孔(113)内。

8.根据权利要求1或2或3所述的冷热回路交替的模具随形冷却系统，其特征在于，所述冷却芯子(3)呈锥台状，所述冷却芯子(3)内嵌设有沿径向布置的加强柱一(8)和加强柱二(9)，所述加强柱一(8)和加强柱二(9)上下交错布置。

9.根据权利要求1或2或3所述的冷热回路交替的模具随形冷却系统，其特征在于，所述冷却芯子(3)为采用3D打印技术制造的塑料件。