專利名稱：應用于水輔成型生產的水針的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及塑料中空注射成型生產系統(tǒng)，尤其是涉及一種應用于水輔成型 生產的水針。
背景技術：
在注塑工業(yè)領域中，水輔助注射成型技術是近幾年才發(fā)展起來的一項新型 技術，與氣體輔助注射成型技術同屬于流體輔助注塑技術。相比經過十幾年發(fā) 展己較為成熟的氣輔注塑技術而言，水輔成型技術還處于起步階段，但是水介 質相對于氣體具有不可壓縮性、高熱傳導率、高比熱容等優(yōu)點，使得水輔成型 比氣輔成型擁有更短的冷卻時間和成型周期、更高的產品質量(內表面光滑、 厚度均勻等)、更低的生產成本和更高的生產效率等優(yōu)勢。
水輔成型技術的關鍵問題是進水和排水，以及相應的密封問題。特別是排 水問題，目前存在的解決方案有二種
第一種是重力排水法，在進水口安裝排水閥，塑料制件內的水通過進水口 在重力作用下排出。該方法具有效率低、排水不徹底的缺陷，并且對模具設計 和進水口的布置有特殊要求。
第二種是進氣排水法，通過壓入制件內的干燥空氣排出殘留水。通過額外 設置的氣針，可以在進水口附近，也有在模具另一端的例子。該方法效率高， 排水徹底。
目前在國內，應用于水輔成型生產的水針研制還是空白。在國際上，也未 見集進水、進氣和排水于一體的緊湊式的水針專利或相關研究報道。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種應用于水輔成型生產的水針，用于進水、進氣 排水控制液流通斷，作為水輔成型注射水生成設備與模具的接口，實現(xiàn)水、氣 體的密封，防止熔體進入進、排水流道，利于進水通暢和快速徹底的排水，適 用于高效率的塑料制品生產。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是
在模具的孔內裝有支撐限位環(huán)和針套，針套的小端伸出到模具的型腔中， 針套內裝有中間大而兩端小的中空芯桿，芯桿中間大直徑的部分與針套形成滑 動配合，芯桿的一端與針套的伸出端也形成滑動配合，芯桿一端套有第一彈簧， 第一彈簧的一端頂在芯桿一側軸肩上，而第一彈簧的另一端頂在支撐限位環(huán)上，
芯桿一端開有徑向小通孔；芯桿另一側套有導流限位環(huán)，導流限位環(huán)的中部與
芯桿形成滑動配合，導流限位環(huán)的兩端與芯桿保留周向間隙，第二彈簧套在芯 桿的另一端上，第二彈簧的一端頂在芯桿另一側軸肩上，第二彈簧的另一端頂
在導流限位環(huán)上，芯桿與針套之間用第一 o形密封圈加擋圈密封，針套與模具
之間用第二 O形密封圈和密封；模具上分別開有進氣流道、進水流道和排水流 道；進氣流道的一端與支撐限位環(huán)的通孔連通，進氣流道的另一端與氣動電磁 換向閥連通；進水流道的一端與針套的進水口連通，進水流道的另一端與第一 水壓電液換向閥連通；排水流道的一端與針套的排水口連通，排水流道的另一 端與第二水壓電液換向閥連通。
所述的中空芯桿是中間開有軸向的細長通孔，通孔為階梯狀，靠近進氣流 道一側的內徑大，靠近排水流道一側的內徑小。
本發(fā)明具有的有益效果是.-
(1) 采用針套與芯桿右端頭部的配合，芯桿左右運動縮進或伸出針套，形成 的進排水通路，減小了進水阻力，同時有益于排水，并有效防止熔體進入水針 內，有利于水輔成型生產的成功和保證產品質量。
(2) 芯桿與導流限位環(huán)形成的液阻，提高了水針的動態(tài)性能，減小了沖擊， 并且使水針芯桿的左右運動靈活而穩(wěn)定，有利于水輔成型水注射壓力的控制。
(3) 芯桿與針套以及針套與模具的水針安裝孔之間都用O形密封圈密封，有 效解決了水的密封問題，并使水針適用于中高壓力的工作條件。
(4) 該水針具有結構簡單緊湊、工藝性好、易于標準化的特點，裝配零件少 且多為標準件，適合于系列化生產。
(5) 該水針的所有裝配件均采用耐蝕不銹材料，可保證水針在水輔成型生產 的水介質工作環(huán)境中具有較長的壽命。
圖1是本發(fā)明的結構原理示意圖。
圖2是進水工作狀態(tài)示意圖。
圖3是排水工作狀態(tài)示意圖。
圖中l(wèi).支撐限位環(huán)，2.彈簧，3.芯桿，4.針套，5.0形密封圈，6.擋圈，7.0 形密封圈，8.彈簧，9.導流限位環(huán)，10.O形密封圈，ll.型腔，12.模具，13.水 壓電液換向閥，14.排水流道，15.水壓電液換向閥，16.進水流道，17.氣動電磁 換向閥，18.進氣流道。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明應用于水輔成型生產的水針包括芯桿3、針套4、彈
簧2和8、支撐限位環(huán)l、導流限位環(huán)9、 0形密封圈5和10、擋圈6以及0形 密封圈7。支撐限位環(huán)1和針套4安裝于模具12的水針安裝孔內，針套4的錐 形小端伸出到模具12的型腔11中，針套4右端小端伸入型腔11的部分成錐形， 使取出制件容易并減小了制件表面的痕跡，針套4內裝有中間直徑大而兩端小 的中空芯桿3，芯桿3中間大直徑的部分與針套4形成滑動配合，芯桿3的一端 與針套4的伸出端也形成滑動配合，并具有密封作用，封住針套4內的水到型 腔11的通路，防止型腔11內的塑料熔體進到針套4內，芯桿3—端套有彈簧2， 彈簧2的一端頂在芯桿3 —側軸肩上，而彈簧2的另一端頂在支撐限位環(huán)1上， 芯桿3—端開有徑向小通孔；芯桿3另一側套有導流限位環(huán)9，導流限位環(huán)9的 中部與芯桿3形成滑動配合，導流限位環(huán)9的兩端與芯桿3保留周向間隙，在 靠近彈簧8的一端導流限位環(huán)9與芯桿3形成的周向間隙具有液阻的作用，彈 簧8套在芯桿3的另一端上，彈簧8的一端頂在芯桿3另一側軸肩上，彈簧8 的另一端頂在導流限位環(huán)9上，芯桿3與針套4之間用O形密封圈7加擋圈6 密封，針套4與模具12之間用0形密封圈5和10密封；模具12上分別開有進 氣流道18、進水流道16和排水流道14;進氣流道18的一端與支撐限位環(huán)1的 通孔連通，進氣流道18的另一端與氣動電磁換向閥17連通；進水流道16的一 端與針套4的進水口連通，進水流道16的另一端與水壓電液換向閥15連通； 排水流道14的一端與針套4的排水口連通，排水流道14的另一端與水壓電液 換向閥13連通。
如圖2所示，當水壓電液換向閥15切換到接通位置，氣動電磁換向閥17 和水壓電液換向閥13保持斷開時，進水流道16內的水推動芯桿3向左運動， 直至芯桿3的左端頂?shù)街蜗尬画h(huán)1，芯桿3右端頭部與針套4右端的滑動配合 打開形成通路，進水流道16內的水可通過導流限位環(huán)9和針套4右端進入型腔 11內；在芯桿3向左運動打開時，由于芯桿3的右端頭部可以完全縮進針套4 內，進水流道16的水由芯桿3右端頭部和針套4右端之間的環(huán)面進入型腔11， 有助于增大有限空間內的通流面積，減小了進水阻力。
如圖3所示，當水壓電液換向閥13和氣動電磁換向閥17切換到接通位置， 水壓電液換向閥15斷開時，進氣流道18內的氣體推動芯桿3向右運動，直至 芯桿3的右部頂?shù)綄Я飨尬画h(huán)9，芯桿3右端頭部與針套4右端的滑動配合打開 形成通路，芯桿3右端頭部可以完全伸出針套4，進氣流道18的氣體通過芯桿3上的細長孔進入型腔11，壓迫塑料制件內的水由芯桿3右端頭部圓周進入針 套4內，通過導流限位環(huán)9進入排水流道14，進氣部位和排水部位的布置有益 于快速和徹底的排水。
芯桿3中間開有軸向的細長通孔，通孔為階梯狀，左端內徑大，右端的內 徑小到足以防止型腔11內的塑料熔體進入針套4內；芯桿3的左端開有徑向小 通孔，并且與軸向細長通孔連通，在芯桿3左端頂?shù)街蜗尬画h(huán)1時，進氣流 道18內的氣體仍可以通過徑向小通孔作用壓力到芯桿3中部軸肩的左側面上。
芯桿3與導流限位環(huán)9的左端保留的軸向間隙形成液阻，在芯桿3受驅動 力運動時增大阻尼和減小沖擊，提高了水針的動態(tài)性能，使水針芯桿3的左右 運動靈活而穩(wěn)定，有益于水輔成型水注射壓力的控制，并且該液阻可以作為針 套4內水流動的通路，當芯桿3左右移動時，使進水流道18和排水流道16分 別連通的腔不至于封閉。
采用針套4與芯桿3右端頭部的滑動配合，芯桿3左右運動縮進或伸出針 套4，形成的進排水通路，減小了進水阻力，同時有益于排水，并有效防止塑料 熔體進入水針內，具有集進水、進氣和排水于一體的緊湊式結構，是本發(fā)明水 針最重要的特點。
芯桿3與針套4以及針套4與模具12的水針安裝孔之間都用O形密封圈密 封，這種直接密封的形式在中高壓水介質條件下密封性能良好，有效解決了水 的密封問題，使水針適用于中高壓力的工作條件。
該水針的所有裝配件均采用耐蝕不銹材料，可保證水針在水輔成型生產的 水介質工作環(huán)境中具有較長的壽命。此外，該水針具有結構簡單緊湊、工藝性 好、易于標準化的特點，裝配零件少且多為標準件，適合于系列化生產。
權利要求
1、一種應用于水輔成型生產的水針，其特征在于在模具(12)的孔內裝有支撐限位環(huán)(1)和針套(4)，針套(4)的小端伸出到模具(12)的型腔(11)中，針套(4)內裝有中間大而兩端小的中空芯桿(3)，芯桿(3)中間大直徑的部分與針套(4)形成滑動配合，芯桿(3)的一端與針套(4)的伸出端也形成滑動配合，芯桿(3)一端套有第一彈簧(2)，第一彈簧(2)的一端頂在芯桿(3)一側軸肩上，而第一彈簧(2)的另一端頂在支撐限位環(huán)(1)上，芯桿(3)一端開有徑向小通孔；芯桿(3)另一側套有導流限位環(huán)(9)，導流限位環(huán)(9)的中部與芯桿(3)形成滑動配合，導流限位環(huán)(9)的兩端與芯桿(3)保留周向間隙，第二彈簧(8)套在芯桿(3)的另一端上，第二彈簧(8)的一端頂在芯桿(3)另一側軸肩上，第二彈簧(8)的另一端頂在導流限位環(huán)(9)上，芯桿(3)與針套(4)之間用第一O形密封圈(7)加擋圈(6)密封，針套(4)與模具(12)之間用第二O形密封圈(5)和(10)密封；模具(12)上分別開有進氣流道(18)、進水流道(16)和排水流道(14)；進氣流道(18)的一端與支撐限位環(huán)(1)的通孔連通，進氣流道(18)的另一端與氣動電磁換向閥(17)連通；進水流道(16)的一端與針套(4)的進水口連通，進水流道(16)的另一端與第一水壓電液換向閥(15)連通；排水流道(14)的一端與針套(4)的排水口連通，排水流道(14)的另一端與第二水壓電液換向閥(13)連通。
2. 根據權利要求l所述的一種應用于水輔成型生產的水針，其特征在于 所述的中空芯桿(3)是中間開有軸向的細長通孔，通孔為階梯狀，靠近進氣流道 (18)—側的內徑大，靠近排水流道(14)一側的內徑小。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應用于水輔成型生產的水針。它包括針套、置于針套內的芯桿、彈簧、限位環(huán)和密封件。針套上開有進水口和排水口；支撐限位環(huán)中間的通孔是進氣口，芯桿內開細長通孔形成氣體通路；在水針接入型腔的一端，芯桿與針套的端部配合封住水到型腔的通路，芯桿是在彈簧和進水壓力或進氣壓力驅動下打開進水或排水通路，端部配合以及芯桿通氣小孔大小的合理設置防止型腔內的塑料熔體進入水針。本發(fā)明通過針套與模具、芯桿與針套之間的直接密封，實現(xiàn)氣體和水的零泄漏。該水針可完成水輔成型技術所需的進水、進氣排水的所有供排水功能，具有結構簡單緊湊，便于標準化的特點。本發(fā)明用于水輔成型生產，是水輔成型技術的關鍵裝置。
文檔編號B29C45/57GK101195268SQ20071016464
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權日2007年12月27日
發(fā)明者華 周, 張增猛, 楊華勇 申請人:浙江大學