本發(fā)明屬于模具領(lǐng)域，本發(fā)明涉及一種趨形加熱冷卻模具及其加工和使用方法。

背景技術(shù)：

模具是工業(yè)生產(chǎn)中一種非常重要的工藝裝備，特別是應(yīng)用壓鑄成型模具、塑料注射成型模具等型腔模具生產(chǎn)各種大型的產(chǎn)品，如：燈罩、筆記本外殼等；各種薄壁類產(chǎn)品，如：濾波器（散熱片厚度為0.2mm）等也需要采用模具進(jìn)行大批量生產(chǎn)。由于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用模具成型是很好的選擇，但由于材料的流動(dòng)與凝固特點(diǎn)，產(chǎn)品的尺寸形狀受到限制。

材料利用模具成型為產(chǎn)品時(shí)，受到冷卻凝固的影響，以至于在完全充滿模具型腔前，已經(jīng)凝固，不能獲得有效的形狀尺寸。特別是大型產(chǎn)品和薄壁類產(chǎn)品，由于大型產(chǎn)品尺寸大，材料的流動(dòng)行程長，在其凝固前要有足夠的時(shí)間流動(dòng)；對(duì)于薄壁類產(chǎn)品，材料在充滿型腔過程中，本身熱量不多，又有溫度更低的模具型腔的吸熱作用，造成材料很快的冷卻凝固，不能很好地充滿型腔。綜合上述原因，大型產(chǎn)品和薄壁類產(chǎn)品的成型因受到材料流動(dòng)性的制約而得不到進(jìn)一步發(fā)展，制約材料流動(dòng)性的一個(gè)重要原因就是材料散熱快，過早凝固。材料充滿型腔取得形狀后，需要均勻凝固，才不至于形成溫度應(yīng)力而導(dǎo)致產(chǎn)品變形。

為解決大型產(chǎn)品和薄壁類產(chǎn)品的成型問題，有采用下述方法：

有采用直通式水道方法，這種方法制造較為簡單，在模具的型腔或型芯上采用深孔鉆加工。2.有采用異形水道，即以多個(gè)直線水道交叉的形式構(gòu)成，此方法采用深孔鉆沿多個(gè)方向鉆孔，這些孔在一些特定位置交匯貫通。3.采用半固態(tài)成型，即鋁合金壓鑄將低熔點(diǎn)合金加熱到半固態(tài)進(jìn)行成型，同時(shí)在合金熔液中添加易于材料流動(dòng)的物質(zhì)。

然而，采用直通式水道方法和直線交叉構(gòu)成的異形水道雖然水道的加工較為簡單，但這兩類水道對(duì)型芯或型腔工作零部件的冷卻-加熱不夠均勻，因?yàn)樗琅c工作零部件表面的距離存在差異，不能在工作零部件表面形成一致的溫度場。因此，直通式水方法制約了大型產(chǎn)品和薄壁類產(chǎn)品的尺寸范圍，在后期產(chǎn)品冷卻的過程中也會(huì)造成應(yīng)力變形。

有提出采用異形曲線水道，但迫于曲線水道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而采用3D打印技術(shù)或整體拼焊方式獲得；受制于3D打印金屬材料技術(shù)的限制，和整體拼焊技術(shù)的不成熟，也會(huì)造成模具材料的大量浪費(fèi)。所以目前還未看見該方法制造的曲線水道被運(yùn)用。

采用半固態(tài)成型，將低熔點(diǎn)合金加熱到半固態(tài)，并在合金熔液中添加易于材料流動(dòng)的物質(zhì)。這種方法在制作半固態(tài)漿料的設(shè)備上很復(fù)雜；并且半固態(tài)成型只適用于極少的低熔點(diǎn)合金材料成型，在產(chǎn)品材料的種類選擇上被嚴(yán)格限制?？梢哉f半固態(tài)成型的研究已是冶金范疇所涵蓋。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種與產(chǎn)品表面形狀大致相同的水循環(huán)模具及其制作方法，能對(duì)模具工作零部件均勻加熱和冷卻，防止材料在充滿型腔取得其形狀尺寸前凝固，之后能對(duì)模具工作零部件均勻冷卻，防止成形后的產(chǎn)品冷卻不均而應(yīng)力變形；采用本方法能拓展大型產(chǎn)品和薄壁類產(chǎn)品的范圍。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種趨形加熱冷卻模具，包括凹模，凹模上成型有腔體，所述凹模的底部設(shè)有附加塊插入槽，所述附加塊插入槽的頂部成型有上凹槽，上凹槽的形狀與腔體底部的輪廓線一致；所述附加塊插入槽內(nèi)插入有水道附加塊，水道附加塊的形狀與附加塊插入槽一致，水道附加塊與附加塊插入槽之間通過耐熱噴涂密封料填塞；水道附加塊頂部成型有下凹槽，所述下凹槽與上凹槽配合形成水道，水道與腔體底部間的距離為15~25mm（依據(jù)被成型材料具體確定）；水道貫穿凹模，水道的兩端分別在凹模的側(cè)壁上形成進(jìn)水口和出水口；所述水道附加塊與附加塊插入槽的各個(gè)配合面均向內(nèi)傾斜，傾斜角為85~88度，凹模下方設(shè)有壓緊塊，壓緊塊通過螺栓固定在凹模上，壓緊塊抵住水道附加塊，使水道附加塊固定。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述凹模的底部設(shè)有多條附加塊插入槽，附加塊插入槽與水道附加塊配合，形成循環(huán)水道通路；所構(gòu)成的循環(huán)水道通路與與腔體底部的距離相同。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述水道附加塊與附加塊插入槽的各個(gè)配合面的傾斜角為87度。

本發(fā)明還提供了一種趨形加熱冷卻模具的加工方法，包括以下步驟：

步驟一）加工出凹模、凸模；

步驟二）在凹模底部加工出附加塊插入槽，附加塊插入槽的頂部形狀與腔體底部的輪廓線一致，附加塊插入槽的頂部與腔體底部的距離為15~25mm（依據(jù)被成型材料具體確定）；附加塊插入槽的側(cè)壁均向內(nèi)傾斜，傾斜角為85~88度；再在附加塊插入槽的頂部加工出上凹槽；

步驟三）根據(jù)附加塊插入槽的形狀，加工出相應(yīng)的水道附加塊，在水道附加塊上加工出下凹槽；

步驟四）在附加塊插入槽的側(cè)壁上涂覆耐熱噴涂密封料，將水道附加塊插入附加塊插入槽，上凹槽與下凹槽配合形成水道；對(duì)凹模側(cè)壁進(jìn)行加工，使水道貫穿凹模，水道的兩端分別在凹模的側(cè)壁上形成進(jìn)水口和出水口；

步驟五）根據(jù)凹模形狀加工出壓緊塊，通過螺栓將壓緊塊固定在凹模上，壓緊塊抵住水道附加塊，使水道附加塊固定。

本發(fā)明還提供了一種趨形加熱冷卻模具的使用方法，在材料填充型腔的時(shí)段內(nèi)，向水道中注入高溫液體，使材料保持足夠的流動(dòng)性；材料充滿型腔后，再向水道內(nèi)注入低溫液體，對(duì)材料冷卻。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的模具，水道的形狀與型腔的形狀趨于一致，在材料填充型腔的時(shí)段內(nèi)注入高溫液體，使材料保持足夠的流動(dòng)性，材料充滿型腔后，再以低溫液體對(duì)材料冷卻，因水道與型腔的距離完全一致，材料凝固過程均勻，不至產(chǎn)生應(yīng)力變形，保障能夠得到完整的尺寸精度極高的產(chǎn)品。本發(fā)明屬于裝備制造業(yè)范疇，幾乎所有大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品都可以用到。采用本方法對(duì)模具加熱-冷卻，能夠拓展產(chǎn)品的尺寸，有利于生產(chǎn)更大型的產(chǎn)品；也能生產(chǎn)壁更?。V波器壁厚可達(dá)0.08mm）的產(chǎn)品。本方法發(fā)明進(jìn)一步拓展了模具成型工藝的適用范圍，使更多的新產(chǎn)品設(shè)計(jì)及生產(chǎn)成為可能。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1的剖面圖；

圖2為圖1中的A-A剖面圖；

圖3為水道剖面局部放大圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

如圖1和圖2所示的一種趨形加熱冷卻模具，包括凹模1，凹模1上成型有腔體2，所述凹模1的底部設(shè)有附加塊插入槽，所述附加塊插入槽的頂部成型有上凹槽101（如圖3所示），上凹槽101的形狀與腔體2底部的輪廓線一致；所述附加塊插入槽內(nèi)插入有水道附加塊3，水道附加塊3的形狀與附加塊插入槽一致，水道附加塊3與附加塊插入槽之間通過耐熱噴涂密封料填塞；水道附加塊3頂部成型有下凹槽102，所述下凹槽102與上凹槽101配合形成水道4，水道4與腔體底部間的距離為15~25mm（依據(jù)被成型材料具體確定）；水道4貫穿凹模1，水道4的兩端分別在凹模的側(cè)壁上形成進(jìn)水口5和出水口6；所述水道附加塊3與附加塊插入槽的各個(gè)配合面均向內(nèi)傾斜，傾斜角為85~88度，凹模1下方設(shè)有壓緊塊7，壓緊塊7通過螺栓固定在凹模1上，壓緊塊抵住水道附加塊3，使水道附加塊3固定。

可以根據(jù)需要在凹模的底部開設(shè)多條附加塊插入槽，附加塊插入槽與水道附加塊配合，形成循環(huán)的水道。各條水道與與腔體底部的距離相同，使多條水道的整體形狀與型腔的形狀趨于一致（如圖2所示，虛線為多條水道中心連線，其形狀趨近于腔體底部形狀）。根據(jù)需求，模具型腔的形狀越復(fù)雜，可在型腔的底面加工更多的水道，并使這些水道相互貫通，同時(shí)配置更多數(shù)量的水道附加塊。

本模具的使用方法為：在材料填充型腔的時(shí)段內(nèi)，向水道中注入高溫液體，使材料保持足夠的流動(dòng)性，材料充滿型腔后，再向水道中注入低溫液體,對(duì)材料冷卻，因水道與型腔的距離完全一致，材料凝固過程均勻，不至產(chǎn)生應(yīng)力變形，保障能夠得到完整的尺寸精度極高的產(chǎn)品。

水道附加塊與附加塊插入槽的各個(gè)配合面的傾斜角優(yōu)選為87度。在傾斜角的作用和密封料的作用下可形成均勻密閉的水道。

本發(fā)明還提供了此模具的一種加工方法，其加工步驟為：

步驟一）加工出凹模、凸模；

步驟二）在凹模底部加工出附加塊插入槽，附加塊插入槽的頂部形狀與腔體底部的輪廓線一致，附加塊插入槽的頂部與腔體底部的距離為15~25mm（依據(jù)被成型材料具體確定）；附加塊插入槽的側(cè)壁均向內(nèi)傾斜，傾斜角為85~88度；再在附加塊插入槽的頂部加工出上凹槽；

步驟三）根據(jù)附加塊插入槽的形狀，加工出相應(yīng)的水道附加塊，在水道附加塊上加工出下凹槽；

步驟四）在附加塊插入槽的側(cè)壁上涂覆耐熱噴涂密封料，將水道附加塊插入附加塊插入槽，上凹槽與下凹槽配合形成水道；對(duì)凹模側(cè)壁進(jìn)行加工，使水道貫穿凹模，水道的兩端分別在凹模的側(cè)壁上形成進(jìn)水口和出水口；

步驟五）根據(jù)凹模形狀加工出壓緊塊，通過螺栓將壓緊塊固定在凹模上，壓緊塊抵住水道附加塊，使水道附加塊固定。

所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。