專利名稱：水輔助注塑成型水針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水輔助加工塑料產(chǎn)品的注射成型生產(chǎn)系統(tǒng)，特別是涉及水輔注塑的水針。
背景技術(shù)：
水輔助塑料注射成型技術(shù)是近幾年由氣體輔助注射成型技術(shù)發(fā)展而來的，是最新 的注射成型技術(shù)之一，所述的氣體輔助塑料注射成型技術(shù)是采用氮氣作為工作介質(zhì)注入塑 料熔體中形成空腔，氣輔塑料注射成型技術(shù)的缺點為一是由于氣體較低的傳熱性和熱容， 冷卻效果仍不理想；二是對于幾何尺寸或內(nèi)腔較大的制件的生產(chǎn)仍存在各種缺陷及相對較 大的殘留壁厚；三是控制精度和重復(fù)性不好；四是氣輔成型不適合制造薄壁零件，尤其是 對表面品質(zhì)要求較高的產(chǎn)品。所述的水輔助塑料注射成型技術(shù)是利用經(jīng)過過濾的自來水作 為工作介質(zhì)，水介質(zhì)相對于氣體具有不可壓縮性、高熱傳導(dǎo)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(chǎn)品質(zhì)量(內(nèi)表面光滑、厚度均 勻等)、更低的生產(chǎn)成本和更高的生產(chǎn)效率等優(yōu)勢，通過水輔成型水液壓系統(tǒng)產(chǎn)生高壓水并 快速注射到塑料熔體中形成中空腔，工藝過程如下首先向模具的模腔內(nèi)注射熔體，并由一 個閥門封閉模腔末端，待熔體完全充滿模腔后，打開注水閥的同時，將溢料閥打開，從而使 注入的水能夠推動中間的熔體進入溢料井，溢料井腔是封閉的，可以實現(xiàn)保壓，水可以通過 重力、蒸發(fā)或注入干燥空氣被排出和清除。但是利用重力和蒸發(fā)等方法排水時，不易于回收 水，不利于環(huán)保，水資源浪費大。如專利申請?zhí)?0071014344342. 42公開了一種應(yīng)用于水輔 成型生產(chǎn)的水針，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， 并且該水針可完成水輔成型技術(shù)所需的進水、進氣和排水的所有供排水功能，但是其存在 著如下缺陷第一，水針芯桿和水針套管的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如在水針芯桿中制有階梯孔，加工麻 煩，工藝成本高；第二，水針芯桿依靠彈簧傳遞作用力，使水針芯桿與水針套管的口部打開， 從而實現(xiàn)進水和排水，而彈簧的性能不穩(wěn)定，易失效；第三，其進水流道與排水流道為不同 的兩條流道，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工麻煩；第四，整個水針裝置體積大，不能用于小模具，使用范圍 有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)存在的缺點，提供一種集進水、進氣和排水于 一體，構(gòu)造簡單，制造、加工方便，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可適用于各種模具，使用范圍廣泛，并 且性能穩(wěn)定，既能防止氣體泄漏，又能防止水介質(zhì)和塑料熔體溢出，還能有效排出水道內(nèi)的 水，達到合理回收水資源的水輔助注塑成型水針。 本發(fā)明水輔助注塑成型水針的技術(shù)方案是包括模具，模具制有安裝孔，安裝孔內(nèi) 裝有水針，所述的水針包括水針套管和水針套管內(nèi)的水針芯桿，模具中制有進水流道和進 氣流道，進水流道外連接供水裝置，進氣流道外連接供氣裝置，其特征在于所述的水針套管 與水針芯桿之間有間隙，其間隙連通進氣流道和模具的模腔，水針套管的中部制有水槽，水
3槽連通進水流道，水針套管的尾部制有進水分布器，進水分布器的一頭連通水槽，進水分布 器的另一頭連通模具的模腔。 本發(fā)明的水輔助注塑成型水針，其水針芯桿與水針套管之間有間隙，其間隙很小， 僅能使高壓氣體通過，卻能防止塑料熔體和水倒流，所以使進水流道、水槽、進水分布器和 模腔始終保持暢通狀態(tài)，進水和排水方便，而無需依靠彈簧推動來實現(xiàn)進水和排水，結(jié)構(gòu)簡 單，性能穩(wěn)定。當(dāng)模腔內(nèi)充滿塑料熔體后，高壓水從進水流道、水槽、進水分布器一直進到模 腔內(nèi)，高壓水快速推動塑料熔體向前運動，形成水穿透效果，使制品形成均勻壁厚，之后，高 壓氣體從進氣流道進入水針芯桿和水針套管間的縫隙后再進入制品內(nèi)的水腔，將水腔內(nèi)的 水置換出來，置換出的水又從進水分布器流入水槽，經(jīng)進水流道排出后回到原來的供水裝 置中，達到合理回收水資源的目的，排水流道與進水流道為同一流道，制造方便，結(jié)構(gòu)緊湊， 體積小，適用于各種大大小小的模具，使用范圍廣泛。此外，水針套管和水針芯桿具有結(jié)構(gòu) 簡單、便于加工和一體化設(shè)計、可靠性高的特點，適合于系列化生產(chǎn)。 本發(fā)明的水輔助注塑成型水針，其所述水針套管的頭部制有外螺紋，模具的安裝 孔制有內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋與外螺紋相配合，既能有效固定水針芯桿，又可以防止氣體泄漏，螺 紋連接還便于拆卸和維修。其所述水針套管的頭部與模具的安裝孔之間的螺紋連接尾部安 裝密封圈甲，此處密封可確保來自進氣流道的高壓氣體不泄漏。其所述的進水分布器是在 水針套管的尾部內(nèi)制有進水孔，進水孔是按圓周均勻排列的兩個或者三個或者三個以上， 均勻分布的進水孔可有效保證高壓水快速均勻地射入熔體，進水孔直徑小，可防止熔體溢 出。其所述的進水孔是由上至下的斜向通孔，使得進水快。其所述的水針套管的尾部與模 具的安裝孔之間安裝密封圈乙，此處密封對靠近注水口端形成密封，確保在氣體置換水時 不泄露氣體，從而使氣體保持壓力不降。其所述的進水分布器是在水針套管的尾部外壁制 有進水槽，進水槽是按圓周均勻排列的兩個或者三個或者三個以上，使高壓水從水針套管 的外壁與模具的安裝孔之間通過。其所述的進水槽是圓弧形槽或者方形槽，圓弧形槽便于 快速進水和排水。其所述的進水流道的主流道和進氣流道與水針芯桿的軸向相互平行，便 于連接外部進水裝置和進氣裝置。其所述的水針套管和水針芯桿由不銹鋼材料制成，可保 證水針套管和水針芯桿在水輔注塑成型過程的水介質(zhì)工作環(huán)境中具有很好的可靠性和使 用壽命。


圖1是本發(fā)明水輔助注塑成型水針的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的C局部放大示意圖； 圖3是進水孔制在水針套管的尾部內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖2的A-A剖視示意圖； 圖5是進水孔制在水針套管的尾部外壁的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖4的B-B剖視示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明公開了一種水輔助注塑成型水針，如圖1所示，包括模具，模具包括型腔13 和型芯15，型腔13和型芯15構(gòu)成制品的模腔22，模具制有安裝孔，安裝孔內(nèi)裝有水針，所
4述的水針包括水針套管4和水針套管4內(nèi)的水針芯桿8，模具中制有進水流道和進氣流道， 進水流道外連接供水裝置，進氣流道外連接供氣裝置，其特征在于所述的水針套管4與水 針芯桿8之間有間隙M，如圖2所示，其間隙M連通進氣流道12和模具的模腔22，水針套 管4的中部制有水槽42，水槽42連通進水流道ll，水針套管4的尾部制有進水分布器，進 水分布器的一頭連通水槽42，進水分布器的另一頭連通模具的模腔22。本技術(shù)方案的水針 芯桿8與水針套管4之間有間隙，其間隙很小，僅能使高壓氣體通過，卻能防止塑料熔體和 水倒流，所以使進水流道11、水槽42、進水分布器和模腔22始終保持暢通狀態(tài)，進水和排水 方便，而無需依靠彈簧推動來實現(xiàn)進水和排水，結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定。當(dāng)塑料熔體充滿模腔 22后，高壓水從進水流道11、水槽42、進水分布器一直進到模腔22內(nèi)，高壓水快速推動塑 料熔體向前運動，形成水穿透效果，使制品形成均勻壁厚，之后，高壓氣體從進氣流道12進 入水針芯桿8和水針套管4間的縫隙后再進入制品21內(nèi)的水腔23，將水腔23內(nèi)的水置換 出來，置換出的水又從進水分布器流入水槽42，經(jīng)進水流道11排出后回到原來的供水裝置 中，達到合理回收水資源的目的，排水流道與進水流道為同一流道，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便，此 外，水針芯桿具有結(jié)構(gòu)簡單、便于加工、一體化設(shè)計、可靠性高的特點，適合于系列化生產(chǎn)。 由于模具本身的結(jié)構(gòu)就相當(dāng)復(fù)雜了，所以最好將整個水針系統(tǒng)安裝在另外的滑塊16內(nèi)，如
圖1所示，滑塊16再與定模(即相對不動的部分，可能是型腔，也可能是型芯，根據(jù)模具的 具體結(jié)構(gòu)而定)相固定，使滑塊成為定模的一部分，從而便于制造、安裝。其所述水針套管 4的頭部制有外螺紋41，模具的安裝孔制有內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋與外螺紋41相配合，既能有效固 定水針芯桿，又可以防止氣體泄漏，螺紋連接還便于拆卸和維修。其所述水針套管4的頭部 與模具的安裝孔之間的螺紋連接尾部安裝密封圈甲3，此處密封可確保來自進氣流道的高 壓氣體不泄漏。如圖3、圖4所示，其所述的進水分布器是在水針套管4的尾部內(nèi)制有進水 孔43，進水孔43是按圓周均勻排列的兩個或者三個或者三個以上，均勻分布的通孔可有效 保證高壓 水快速均勻地射入熔體，進水孔直徑小，可防止熔體溢出。其所述的進水孔43是 由上至下的斜向通孔，斜向通孔是從水槽42的底部通到模腔口部，而水槽42的底部高于模 腔22 口部，使得進水孔呈由上至下的斜線趨勢，使得進水快。其所述的水針套管4的尾部 與模具的安裝孔之間安裝密封圈乙7，此處密封對靠近注水口端形成密封，確保在氣體置換 水時不泄露氣體，從而使氣體保持壓力不降。如圖5、圖6所示，其所述的進水分布器是在 水針套管4的尾部外壁制有進水槽44，進水槽44是按圓周均勻排列的兩個或者三個或者 三個以上，使高壓水從水針套管的外壁與模具的安裝孔之間通過。其所述的進水槽44是圓 弧形槽或者方形槽，圓弧形槽便于快速進水和排水。其所述的進水流道11的主流道和進氣 流道12與水針芯桿8的軸向相互平行，便于連接外部進水裝置和進氣裝置。由于進水流道 11不是直孔，其主流道與副流道垂直，所以副流道不易加工，建議在實際制造時，從模具的 另一側(cè)鉆出副流道與主流道相通，再用堵頭IO堵住副流道的開口。其所述的水針套管4和 水針芯桿8由不銹鋼材料制成，可保證水針套管和水針芯桿在水輔注塑成型過程的水介質(zhì) 工作環(huán)境中具有很好的可靠性和使用壽命。
權(quán)利要求
水輔助注塑成型水針，包括模具，模具制有安裝孔，安裝孔內(nèi)裝有水針，所述的水針包括水針套管和水針套管內(nèi)的水針芯桿，模具中制有進水流道和進氣流道，進水流道外連接供水裝置，進氣流道外連接供氣裝置，其特征在于所述的水針套管(4)與水針芯桿(8)之間有間隙(M)，其間隙(M)連通進氣流道(12)和模具的模腔(22)，水針套管(4)的中部制有水槽(42)，水槽(42)連通進水流道(11)，水針套管(4)的尾部制有進水分布器，進水分布器的一頭連通水槽(42)，進水分布器的另一頭連通模具的模腔(22)。
2. 如權(quán)利要求l所述的水輔助注塑成型水針，其特征在于所述水針套管(4)的頭部制 有外螺紋(41)，模具的安裝孔制有內(nèi)螺紋，內(nèi)螺紋與外螺紋(41)相配合。
3. 如權(quán)利要求2所述的水輔助注塑成型水針，其特征在于所述水針套管(4)的頭部與 模具的安裝孔之間的螺紋連接尾部安裝密封圈甲(3)。
4. 如權(quán)利要求1所述的水輔助注塑成型水針，其特征在于所述的進水分布器是在水針 套管(4)的尾部內(nèi)制有進水孔(43)，進水孔(43)是按圓周均勻排列的兩個或者三個或者三 個以上。
5. 如權(quán)利要求4所述的水輔助注塑成型水針，其特征在于所述的進水孔(43)是由上至 下的斜向通孔。
6. 如權(quán)利要求4所述的水輔助注塑成型水針，其特征在于所述的水針套管(4)的尾部 與模具的安裝孔之間安裝密封圈乙(7)。
7. 如權(quán)利要求1所述的水輔助注塑成型水針，其特征在于所述的進水分布器是在水針 套管(4)的尾部外壁制有進水槽(44)，進水槽(44)是按圓周均勻排列的兩個或者三個或者 三個以上。
8. 如權(quán)利要求7所述的水輔助注塑成型水針，其特征在于所述的進水槽(44)是圓弧形 槽或者方形槽。
9. 如權(quán)利要求l所述的水輔助注塑成型水針，其特征在于所述的進水流道(ll)的主流 道和進氣流道(12)與水針芯桿(8)的軸向相互平行。
10. 如權(quán)利要求l所述的水輔助注塑成型水針，其特征在于所述的水針套管(4)和水針 芯桿(8)由不銹鋼材料制成。
全文摘要
水輔助注塑成型水針，包括模具，模具制有安裝孔，安裝孔內(nèi)裝有水針，所述的水針包括水針套管和水針套管內(nèi)的水針芯桿，模具中制有進水流道和進氣流道，進水流道外連接供水裝置，進氣流道外連接供氣裝置，其特征在于所述的水針套管與水針芯桿之間有間隙，其間隙連通進氣流道和模具的模腔，水針套管的中部制有水槽，水槽連通進水流道，水針套管的尾部制有進水分布器，進水分布器的一頭連通水槽，進水分布器的另一頭連通模具的模腔。本水針系統(tǒng)集進水、進氣和排水于一體，構(gòu)造簡單，制造、加工方便，體積小，可適用于各種模具，并且性能穩(wěn)定，既能防止氣體泄漏，又能防止水介質(zhì)和塑料熔體溢出，還能有效排出水道內(nèi)的水，達到合理回收水資源的目的。
文檔編號B29C45/57GK101767419SQ20091009536
公開日2010年7月7日 申請日期2009年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日
發(fā)明者何建軍, 姜少飛 申請人:何建軍