CN214773691U - 一种用于制备力学测试样品的模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及聚合物注塑加工测试技术领域，公开了一种用于制备力学测试样品的模具，其包括动模芯以及与动模芯相配合的定模芯，动模芯与定模芯相对的一面为第一分型面，第一分型面上设有第一凹槽和与第一凹槽相连通的第二凹槽，定模芯与动模芯相对的一面为第二分型面；当定模芯与动模芯贴合时，第一分型面和第二分型面抵接，第一凹槽和第二分型面之间形成浇口，第二凹槽与第二分型面之间形成型腔，浇口设置在垂直于型腔的长度方向上，定模芯或动模芯上设有主流道，主流道与浇口连通。该模具能制造出纤维取向与测试方向垂直的样品，而且制造过程简单，还能保证样品的力学性能不受影响。

Description

一种用于制备力学测试样品的模具

技术领域

本实用新型涉及聚合物注塑加工测试技术领域，特别是涉及一种用于制备力学测试样品的模具。

背景技术

在聚合物中添加玻璃纤维可提高材料的模量和强度等力学性能。而玻璃纤维的不同取向会导致材料力学性能的增强效果有所不同。其中，所谓取向是指树脂份子或具有纵横比的填充材料沿某一特定方向有序排列之一。为测试或验证纤维取向对材料的力学性能的影响，需要利用模具制造出不同纤维取向的样品。样品的形状呈长条形。在制造样品的过程中，往模具中注入熔体，熔体的流动方向即为纤维取向。

现有的模具浇口设置在样品的长度方向上的一端，其制造出来的料板结构如图1所示，料板上的现有样品1的纤维取向与现有样品1的长度方向相同，也就是与测试方向平行。该模具无法制造出纤维取向与测试方向垂直的样品。

为获得纤维取向垂直于测试方向的样品，目前，需要先注塑获取矩形料板，再通过二次机加工裁剪得到力学样品。该种方法需要机加工设备进行切割，制造成本较高。而且，样品的切面会在一定程度上形成缺陷，从而降低了样品性能，测试结果与完整注塑样品的性能存在差异。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种用于制备力学测试样品的模具，其能制造出纤维取向与测试方向垂直的样品，而且制造过程简单，还能保证样品的力学性能不受影响。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于制备力学测试样品的模具，其包括动模芯以及与所述动模芯相配合的定模芯，所述动模芯与所述定模芯相对的一面为第一分型面，所述第一分型面上设有第一凹槽和与所述第一凹槽相连通的第二凹槽，所述定模芯与所述动模芯相对的一面为第二分型面；

当定模芯与所述动模芯贴合时，所述第一分型面和所述第二分型面抵接，所述第一凹槽和所述第二分型面之间形成浇口，所述第二凹槽与所述第二分型面之间形成型腔，所述浇口设置在垂直于所述型腔的长度方向上，所述定模芯或所述动模芯上设有主流道，所述主流道与所述浇口连通。

可选地，所述第一分型面上还设有第三凹槽，当定模芯与所述动模芯贴合时，所述第三凹槽与所述第二分型面之间形成引流腔，所述引流腔的一端与所述浇口连接，所述引流腔的另一端与所述型腔连接。

可选地，所述引流腔的宽度与所述型腔的长度相同，所述引流腔的深度与所述型腔的深度相同。

可选地，所述浇口靠近所述引流腔的一端宽度与所述引流腔的宽度相同，且所述浇口的宽度自靠近所述引流腔的一端至背离所述引流腔的一端逐渐减小。

可选地，所述浇口靠近所述引流腔的一端的深度小于引流腔的深度，且所述浇口的深度自靠近所述引流腔的一端至远离所述引流腔的一端逐渐增大。

可选地，所述第二凹槽与所述第三凹槽之间设有凸起，所述凸起的长度与所述型腔的长度相同。

可选地，所述型腔的深度为2.5mm～3.5mm，所述凸起的高度为 0.8mm～1.2mm。

可选地，所述主流道贯穿在所述定模芯上。

可选地，所述第一分型面上还设有分流道，所述分流道的一端与所述第一凹槽连通，当所述定模芯与所述动模芯贴合时，所述主流道与所述分流道的另一端连通，所述主流道通过所述分流道与所述浇口连通。

可选地，所述主流道的宽度自背离所述第二分型面的一端至靠近所述第二分型面的一端逐渐增大。

本实用新型提供的一种用于制备力学测试样品的模具与现有技术相比，其有益效果在于：本实用新型的浇口设置在垂直于型腔的长度方向上，玻纤熔体从浇口流入型腔时，其流动方向垂直于型腔的长度方向，使得玻纤方向与测试方向垂直，从而制造出纤维取向与测试方向垂直的样品。利用该模具制造的样品，不需要再通过二次机加工裁剪，不会降低样品的力学性能，提高了测试准确度，降低了制造成本。

附图说明

图1是现有模具制造出来的料板的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的用于制备力学测试样品的模具与料板的爆炸图；

图3是本实用新型实施例中的动模芯的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中的定模芯的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中的料板的结构示意图。

图1中，1、现有样品；

图2－5中，2、动模芯；2a、第一分型面；3、定模芯；3a、第二分型面；4、第一凹槽；5、第二凹槽；6、主流道；7、第三凹槽；8、凸起；9、分流道；10、料板；101、引流部；102、柱状体；11、凹部； 12、样品。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“上”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元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实用新型的限制。

应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图2至图5所示，本实用新型的优选实施例的一种用于制备力学测试样品的模具，其包括动模芯2以及与动模芯2相配合的定模芯3，动模芯2与定模芯3相对的一面为第一分型面2a，定模芯3与动模芯2相对的一面为第二分型面3a，在本实施例中，如图4所示，第二分型面3a为平面。第一分型面2a上设有第一凹槽4和与第一凹槽4相连通的第二凹槽5。在工作状态下，当定模芯3与动模芯2贴合时，第一分型面2a和第二分型面3a抵接，第一凹槽4和第二分型面3a之间形成浇口，第二凹槽 5与第二分型面3a之间形成型腔，型腔为最终产品所在的铸件腔体。从样品12呈长条形可知，型腔的形状为长条形。浇口设置在垂直于型腔的长度方向上，定模芯3或动模芯2上设有主流道6，主流道6与浇口连通。

基于上述技术方案，注塑时，往主流道6中注入熔体，熔体经过浇口流入型腔中。由于浇口设置在垂直于型腔的长度方向上，使得熔体流入型腔中的流动方向垂直于型腔的长度方向，注塑流动方向发生改变。当熔体冷却成型，形成样品12后，样品12的纤维取向即垂直于测试方向。使用该模具，通过注塑的方法直接获得纤维取向与测试方向垂直的力学样品12，操作简单，省去机加工切割的步骤，不需要进行二次加工，样品12边缘无需切割，可避免样品12出现缺陷，提高测试准确度，便于全面评估玻纤增强材料在不同方向上的力学性能。

优选地，第一分型面2a上还设有第三凹槽7，当定模芯3与动模芯2 贴合时，第三凹槽7与第二分型面3a之间形成引流腔，引流腔的一端与浇口连接，引流腔的另一端与型腔连接。聚合物熔体中的纤维流经引流腔后可均匀地进入型腔中，使得熔体充分沿流动方向取向，获得充分取向的测试样品12。若缺少引流腔，则无法达到纤维充分取向的目的。

更优选地，第三凹槽7的宽度与第二凹槽5的长度相同，即，引流腔的宽度与型腔的长度相同。第三凹槽7的深度与第二凹槽5的深度相同，即，引流腔的深度与型腔的深度相同，使得熔体流经引流腔后，可充分沿熔体流动方向取向。

具体地，第一凹槽4的宽度自靠近第三凹槽7的一端至背离第三凹槽7的一端逐渐减小，也就是说，浇口的宽度自靠近引流腔的一端至背离引流腔的一端逐渐减小。浇口为扇形浇口，使得熔体流经浇口时，能够逐渐分散流动。第一凹槽4靠近第三凹槽7的一端宽度与第三凹槽7 的宽度相同，浇口靠近引流腔的一端宽度与引流腔的宽度相同，有利于熔体充分取向，保证熔体在引流腔中的流动方向始终与测试方向垂直。第一凹槽4靠近第三凹槽7的一端深度小于第三凹槽7的深度，且第一凹槽4的深度自靠近第三凹槽7的一端至远离第三凹槽7的一端逐渐增大。也就是说，浇口靠近引流腔的一端的深度小于引流腔的深度，且浇口的深度自靠近引流腔的一端至远离引流腔的一端逐渐增大。熔体流入浇口时，随着浇口的宽度增大以及深度的减少，熔体的流速减慢，以便玻纤充分沿引流腔的宽度方向取向。

将注塑完成后，料板10对应引流腔的部分记为引流部101，由于第三凹槽7凹陷于第一分型面2a上，因此引流部101为设置在料板10上的凸部。第二凹槽5与第三凹槽7之间设有凸起8，凸起8的长度与第二凹槽5的长度相同，也就是与型腔的长度相同。对应的，在注塑完成后，在引流部101和样品12之间形成有与凸起8对应的凹部11，使得在注塑完成后，工作人员易于从凹部11处折断料板10，以将样品12和引流部 101分离，获得力学测试样品12，省去机加工切割的步骤，工作人员无需二次加工切割即可获得玻纤取向与样品12长度方向垂直的力学样品 12。型腔的深度为2.5mm～3.5mm，凸起8的高度为0.8mm～1.2mm。型腔的深度根据所需样品12的厚度而定，凸起8的高度等于凹部11的深度，为更好地从凹部11处掰断引流部101和样品12。凹部11的深度应该大于引流部101高度的一半。但若凹部11的深度过大，则凸起8的高度过高，熔体难以经过凸起8再流入型腔中，导致型腔中的熔体不足，难以形成质量较佳的样品12。在本实施例中，型腔的深度为3.0mm，凸起8的高度为型腔深度的1/3，凸起8的高度为1.0mm。

优选地，本实施例中的主流道6贯穿在定模芯3上。注塑时，往主流道6中注入熔体，熔体经过主流道6流入引流腔和型腔中。熔体冷却后，在主流道6内形成有柱状体102，柱状体102属于料板10的一部分。注塑完成，拆模时，移动动模芯2，料板10从模具中掉出。若主流道6 设置在动模芯2上，则整个料板10成型后，均粘附在动模芯2的第一分型面2a上，工作人员需要用顶针将料板10从模具中拆出，拆模操作复杂。主流道6的宽度自背离所述第二分型面3a的一端至靠近第二分型面 3a的一端逐渐增大，便于工作人员将柱状体102从主流道6中分离出来。

此外，第一分型面2a上还设有分流道9，分流道9的一端与第一凹槽4连通，当定模芯3与动模芯2贴合时，主流道6与分流道9的另一端连通，主流道6通过分流道9与浇口连通。设置分流道9能够延长熔体流动的路径长度，使得高温的熔体缓慢从分流道9经过浇口和引流腔流入型腔中。本实施例中的分流道9的截面形状为L型，主流道6、分流道9、浇口和引流腔相加的总长度占主流道6、分流道9、浇口、引流腔和型腔相加的总长度的90％。

本实用新型的工作过程为：注塑时，往主流道6注入玻纤熔体，熔体依次经过分流道9、浇口、引流腔，漫过凸起8，流入型腔中。注塑完成后，移动动模芯2，即可将整个料板10从模具上拆出。拆出后，从料板10的凹部11出将样品12掰出，即可获得取向垂直于样品12长度方向的样品12。

综上，本实用新型实施例提供一种用于制备力学测试样品的模具，其浇口设置在垂直于型腔的长度方向上，玻纤熔体从浇口流入型腔时，其流动方向垂直于型腔的长度方向，使得玻纤方向与测试方向垂直，从而制造出纤维取向与测试方向垂直的样品。利用该模具制造的样品，不需要再通过二次机加工裁剪，不会降低样品的力学性能，提高了测试准确度，降低了制造成本。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于制备力学测试样品的模具，其特征在于，包括动模芯以及与所述动模芯相配合的定模芯，所述动模芯与所述定模芯相对的一面为第一分型面，所述第一分型面上设有第一凹槽和与所述第一凹槽相连通的第二凹槽，所述定模芯与所述动模芯相对的一面为第二分型面；

当定模芯与所述动模芯贴合时，所述第一分型面和所述第二分型面抵接，所述第一凹槽和所述第二分型面之间形成浇口，所述第二凹槽与所述第二分型面之间形成型腔，所述浇口设置在垂直于所述型腔的长度方向上，所述定模芯或所述动模芯上设有主流道，所述主流道与所述浇口连通。

2.如权利要求1所述的用于制备力学测试样品的模具，其特征在于，所述第一分型面上还设有第三凹槽，当定模芯与所述动模芯贴合时，所述第三凹槽与所述第二分型面之间形成引流腔，所述引流腔的一端与所述浇口连接，所述引流腔的另一端与所述型腔连接。

3.如权利要求2所述的用于制备力学测试样品的模具，其特征在于，所述引流腔的宽度与所述型腔的长度相同，所述引流腔的深度与所述型腔的深度相同。

4.如权利要求2所述的用于制备力学测试样品的模具，其特征在于，所述浇口靠近所述引流腔的一端宽度与所述引流腔的宽度相同，且所述浇口的宽度自靠近所述引流腔的一端至背离所述引流腔的一端逐渐减小。

5.如权利要求2所述的用于制备力学测试样品的模具，其特征在于，所述浇口靠近所述引流腔的一端的深度小于引流腔的深度，且所述浇口的深度自靠近所述引流腔的一端至远离所述引流腔的一端逐渐增大。

6.如权利要求2所述的用于制备力学测试样品的模具，其特征在于，所述第二凹槽与所述第三凹槽之间设有凸起，所述凸起的长度与所述型腔的长度相同。

7.如权利要求6所述的用于制备力学测试样品的模具，其特征在于，所述型腔的深度为2.5mm～3.5mm，所述凸起的高度为0.8mm～1.2mm。

8.如权利要求1－7任一项所述的用于制备力学测试样品的模具，其特征在于，所述主流道贯穿在所述定模芯上。

9.如权利要求8所述的用于制备力学测试样品的模具，其特征在于，所述第一分型面上还设有分流道，所述分流道的一端与所述第一凹槽连通，当所述定模芯与所述动模芯贴合时，所述主流道与所述分流道的另一端连通，所述主流道通过所述分流道与所述浇口连通。

10.如权利要求9所述的用于制备力学测试样品的模具，其特征在于，所述主流道的宽度自背离所述第二分型面的一端至靠近所述第二分型面的一端逐渐增大。

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