一種鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻水道的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻水道的制造方法，根據(jù)產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)布局注塑模具中隨形冷卻水道；以產(chǎn)品的最大投影面作為第一分型面，模板通過(guò)第一分型面分為型腔和型芯；以第一分型面為對(duì)象分別向上下偏移得到通過(guò)隨形冷卻水道軸線的第二分型面；型腔和型芯均通過(guò)第二分型面分成兩上下部分；分別在型腔部分和型芯部分的隨形冷卻水道的分型面處銑削加工出半邊隨形冷卻水道，在分型面處隨形冷卻水道邊緣處銑削加工出一條凹槽，在凹槽內(nèi)填充密封條，整個(gè)模板進(jìn)行防滲漏處理之后用螺釘鎖緊即完成鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻水道的制造，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置分型面的方式突破模板內(nèi)曲線孔不能制造的瓶頸，使鋼質(zhì)模具中隨形冷卻應(yīng)用成為可能。
【專利說(shuō)明】一種鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻水道的制造方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及到模具制造和數(shù)控加工，具體涉及一種鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻水道的制造方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]注塑成型過(guò)程中，注入模具型腔的塑料熔體需從200°C-300°C迅速冷卻到脫模時(shí)的60°C_80°C，冷卻所釋放的熱量中約95%通過(guò)冷卻系統(tǒng)中的流體介質(zhì)帶走。冷卻系統(tǒng)控制著模具溫度的變化和溫度場(chǎng)的分布，模具溫度的高低直接影響著成型過(guò)程能否順利進(jìn)行，不同時(shí)刻的溫度場(chǎng)分布既關(guān)系到最終制品的表面質(zhì)量和尺寸精度，又是導(dǎo)致熱應(yīng)力，進(jìn)而影響制品物理機(jī)械性能的主要原因。另外，溫度變化的快慢還影響著成型過(guò)程中的能量消耗和產(chǎn)品的成型周期。因此，冷卻系統(tǒng)的研究一直是注塑成型領(lǐng)域的重點(diǎn)之一。
[0005]注塑模具冷卻系統(tǒng)的核心是開設(shè)在模具型腔周圍及模具型芯內(nèi)部的冷卻水道。傳統(tǒng)的冷卻水道主要由鉆孔實(shí)現(xiàn)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)、加工過(guò)程容易等優(yōu)點(diǎn)。但對(duì)于曲面型腔而言，鉆孔得到的直線狀冷卻水道與型腔表面的距離難以達(dá)到一致，致使塑件各部位冷卻不均勻，從而產(chǎn)生翹曲變形等缺陷；同時(shí)，冷卻不均還會(huì)導(dǎo)致模具各部位的熱變形量不同，使模具零部件尺寸發(fā)生不同變化，影響模具零件之間的配合精度，致使模具動(dòng)作過(guò)程中出現(xiàn)卡滯、咬死現(xiàn)象。然而，傳統(tǒng)的冷卻技術(shù)已經(jīng)很難滿足冷卻均勻性的實(shí)際需要。為了解決這一問(wèn)題，美國(guó)麻省理工學(xué)院的Sachs教授在1997年提出了注塑模隨形冷卻技術(shù)。
[0006]隨形冷卻是將冷卻水道設(shè)計(jì)成隨著模具型腔壁的曲率變化而變化，水道與型腔壁的距離始終保持一致。隨形冷卻水道可以均勻地依附在制品兩側(cè)，形成對(duì)制品的熱包絡(luò)區(qū)，使熱量限制在一個(gè)主要區(qū)間內(nèi)傳遞。因此，隨形冷卻對(duì)制品的冷卻均勻度具有較好的控制力，可使制品冷卻均勻，成型周期縮短，翹曲變形減小，尺寸精度提高。但是如何實(shí)現(xiàn)隨形冷卻模具的制造?20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的快速模具技術(shù)為隨形冷卻模具的制造提供了新的思路。最初是采用彎制預(yù)埋銅管的隨形冷卻間接制模法，即根據(jù)產(chǎn)品的形狀彎制銅管，并預(yù)埋在實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)備好的?？蛑?，然后填充不同的填料作為背襯。這種方式仍存在不少弊端:對(duì)于復(fù)雜制品，銅管不能提供很好的隨形性;模具的頂桿限制了銅管的排布;銅管與填充材料之間的界面會(huì)影響熱量的傳遞;模具強(qiáng)度和剛度無(wú)法滿足高頻率大批量生產(chǎn)的要求等。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展。開始了基于SLS(Stereo Lithography Apparatus，SLS)、DMLS(DirectMetal Laser-Sintering，DMLS)，SLM(Selective Laser Melting,SLM)n3DP(Three-Dimens1nal Printing，3DP)等分層制造技術(shù)的隨形冷卻模具的制造。雖然3D打印技術(shù)在加工復(fù)雜冷卻水道方面的巨大優(yōu)勢(shì)一定程度上促進(jìn)了隨形冷卻注塑模具的應(yīng)用，但相比傳統(tǒng)鋼質(zhì)模具而言，利用3D打印技術(shù)制造的模具仍然存在后續(xù)加工復(fù)雜、制造成本高、強(qiáng)度低、壽命短、只能適用于新產(chǎn)品試制和小批量生產(chǎn)等不足。因此，如何在傳統(tǒng)的鋼質(zhì)模具上實(shí)現(xiàn)隨形冷卻水道的制造一直是業(yè)界重點(diǎn)研究的課題。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于以上所述，本發(fā)明的目的在于提供一種傳統(tǒng)鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻曲線水道的制造方法，突破鋼質(zhì)模具中曲線水道難以加工的瓶頸，解決隨形冷卻不能在鋼質(zhì)模具中推廣應(yīng)用的難題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:一種鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻水道的制造方法，其步驟為:
(1)根據(jù)需要注塑的產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)布局鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻水道；
(2)根據(jù)產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以產(chǎn)品的最大投影面作為第一分型面，所述模板通過(guò)第一分型面分為上下兩部分，上半部分為型腔，下半部分為型芯；
(3)以第一分型面為對(duì)象分別向上下偏移一定距離得到第二分型面，所述第二分型面通過(guò)隨形冷卻水道的軸線，為隨形冷卻水道的分型面，所述向上偏移并通過(guò)型腔部分隨形冷卻水道軸線的第二分型面為型腔部分隨形冷卻水道的分型面，所述向下偏移并通過(guò)型芯部分隨形冷卻水道軸線的第二分型面為型芯部分隨形冷卻水道的分型面；
(4)所述型腔通過(guò)第二分型面分成兩部分，其上部分為型腔背板，下部分為型腔面板；
(5)所述型芯通過(guò)第二分型面分成兩部分，其上部分為型芯面板，下部分為型芯背板；
(6)分別在型腔部分和型芯部分的隨形冷卻水道的分型面處銑削加工出半邊隨形冷卻水道，在所述分型面處隨形冷卻水道邊緣處銑削加工出一條凹槽，在所述凹槽內(nèi)用密封條填充進(jìn)行防滲漏處理，整個(gè)型腔部分或型芯部分進(jìn)行防滲漏處理之后用螺釘鎖緊即完成鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻水道的制造。
[0009]作為改進(jìn)，所述型腔面板和型腔背板用螺釘連接緊固為型腔鑲塊，所述型芯面板和型芯背板用螺釘連接緊固為型芯鑲塊，所述型腔鑲塊和型芯鑲塊鑲嵌到模板中。
[0010]
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
1.本發(fā)明通過(guò)設(shè)置分型面的方式將內(nèi)孔的加工轉(zhuǎn)換為外部半圓孔或槽的加工，突破模板內(nèi)曲線孔不能制造的瓶頸，為鋼質(zhì)模具中隨形冷卻的應(yīng)用提供有力的技術(shù)支持。
[0011]2.該方法還可以應(yīng)用與熱沖壓成形和壓鑄成型等需要調(diào)控溫度的模具中。
[0012]3.利用此法還可以加工異形曲線孔，打破以往設(shè)計(jì)手制造手段限制的局面，為模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供更多選擇。
[0013]
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明分型制造方法的工藝流程圖；
圖2是本發(fā)明分型制造原理示意圖；
圖3是本發(fā)明型腔的隨形冷卻水道布局3D圖示意；
圖4是本發(fā)明型芯的隨形冷卻水道布局3D圖示意；
圖5是本發(fā)明隨形冷卻水道密封效果局部剖視圖；
圖6是本發(fā)明具體實(shí)施例的隨形冷卻水道布局圖。
[0015]
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明做作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]本發(fā)明提供了一種鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻水道的制造方法，其步驟為:
(1)如圖6所示，根據(jù)需要注塑的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)布局鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻水道；
(2)如圖2所示，根據(jù)產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以產(chǎn)品的最大投影面作為第一分型面，所述模板通過(guò)第一分型面分為上下兩部分，上半部分為型腔，下半部分為型芯；
(3)如圖2所示，以第一分型面為對(duì)象分別向上下偏移一定距離得到第二分型面，所述第二分型面通過(guò)隨形冷卻水道的軸線，為隨形冷卻水道的分型面，所述向上偏移并通過(guò)型腔部分隨形冷卻水道軸線的第二分型面為型腔部分隨形冷卻水道的分型面，所述向下偏移并通過(guò)型芯部分隨形冷卻水道軸線的第二分型面為型芯部分隨形冷卻水道的分型面；
(4)如圖3所示，所述型腔通過(guò)第二分型面分成兩部分，其上部分為型腔背板，下部分為型腔面板；
(5)如圖4所示，所述型芯通過(guò)第二分型面分成兩部分，其上部分為型芯面板，下部分為型芯背板；
(6)如圖5所示，分別在型腔部分和型芯部分的隨形冷卻水道的分型面處銑削加工出半邊隨形冷卻水道，在所述分型面處隨形冷卻水道邊緣處銑削加工出一條凹槽，在所述凹槽內(nèi)用密封條填充進(jìn)行防滲漏處理，整個(gè)型腔部分或型芯部分進(jìn)行防滲漏處理之后用螺釘鎖緊即完成鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻水道的制造。
[0018]作為改進(jìn)，所述型腔面板和型腔背板用螺釘連接緊固為型腔鑲塊，所述型芯面板和型芯背板用螺釘連接緊固為型芯鑲塊，所述型腔鑲塊和型芯鑲塊鑲嵌到模板中。
[0019]
以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制。任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述技術(shù)內(nèi)容加以變更或者改型為同等變化的等效實(shí)施例。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻水道的制造方法，其步驟為: (1)根據(jù)需要注塑的產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)布局鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻水道； (2)根據(jù)產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以產(chǎn)品的最大投影面作為第一分型面，所述模板通過(guò)第一分型面分為上下兩部分，上半部分為型腔，下半部分為型芯； (3)以第一分型面為對(duì)象分別向上下偏移一定距離得到第二分型面，所述第二分型面通過(guò)隨形冷卻水道的軸線，為隨形冷卻水道的分型面，所述向上偏移并通過(guò)型腔部分隨形冷卻水道軸線的第二分型面為型腔部分隨形冷卻水道的分型面，所述向下偏移并通過(guò)型芯部分隨形冷卻水道軸線的第二分型面為型芯部分隨形冷卻水道的分型面； (4)所述型腔通過(guò)第二分型面分成兩部分，其上部分為型腔背板，下部分為型腔面板； (5 )所述型芯通過(guò)第二分型面分成兩部分，其上部分為型芯面板，下部分為型芯背板； (6)分別在型腔部分和型芯部分的隨形冷卻水道的分型面處銑削加工出半邊隨形冷卻水道，在所述分型面處隨形冷卻水道邊緣處銑削加工出一條凹槽，在所述凹槽內(nèi)用密封條填充進(jìn)行防滲漏處理，整個(gè)型腔部分或型芯部分進(jìn)行防滲漏處理之后用螺釘鎖緊即完成鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻水道的制造。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋼質(zhì)注塑模具中隨形冷卻水道的制造方法，其特征在于:所述型腔面板和型腔背板用螺釘連接緊固為型腔鑲塊，所述型芯面板和型芯背板用螺釘連接緊固為型芯鑲塊，所述型腔鑲塊和型芯鑲塊鑲嵌到模板中。
【文檔編號(hào)】B23P15/24GK105855819SQ201610208923
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月6日
【發(fā)明人】錢應(yīng)平, 黃菊花, 周細(xì)枝, 易國(guó)鋒, 龔雪丹, 易舉, 王勇
【申請(qǐng)人】湖北工業(yè)大學(xué)