專利名稱：一種模具急冷急熱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模具急冷急熱結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種注射、壓鑄等成型機上的模
具急冷急熱結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
塑膠或金屬等的射出成型方法，是指將熔融狀態(tài)的塑膠或金屬等注入模具的成型 腔中，冷卻成型后獲得與型腔一致的產(chǎn)品。在射出成型過程中，需加熱冷卻裝置來調(diào)節(jié)控制 模具的溫度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。 現(xiàn)有的模具溫度控制裝置， 一般采用電熱絲加熱水或油液體導(dǎo)熱媒介，然后流入 模具內(nèi)加熱模具。其中水導(dǎo)熱媒介原則上只能被加熱到10(TC，油導(dǎo)熱媒介原則上只能被加 熱到20(TC，這種加熱方式液體導(dǎo)熱媒介所能攜帶的熱量很少。模具注射成型工作時溫度
需要急熱急冷的循環(huán)交替，根據(jù)不同的注射材料確定模具溫度，模具高溫時的溫度要求在
6(TC至50(TC之間，而水導(dǎo)熱媒介被加熱到IO(TC和油導(dǎo)熱媒介被加熱到20(TC時所攜帶的 熱量要把耗熱巨大的鋼材做成的模具加熱到6(TC至50(TC之間，很難達到要求。故目前市 面上所銷售的模溫機所標(biāo)示的技術(shù)參數(shù)或促銷參數(shù)都只是強調(diào)液體導(dǎo)熱媒介最高能被加 熱到多少攝氏度，而刻意地避開模具溫度可以被加熱到多少攝氏度。而且由于成型的產(chǎn)品 大小、形狀差異很大，導(dǎo)致模具體積差異很大，致使耗熱量相差很大，相同溫度的液體導(dǎo)熱 媒介流入不同體積的模具后所能加熱到達的模具溫度也各不同，甚至差別很大。現(xiàn)有的這 種利用液體導(dǎo)熱媒介加熱的模具溫度控制裝置，要實現(xiàn)精密成型時要求模具達到所要求的 高溫狀態(tài)和精確模溫定值，很難實現(xiàn)。 中國專利號為200810015094.4的發(fā)明專利中，提供了一種高光注塑模具的電加 熱式溫度控制裝置，利用埋在模具內(nèi)部的圓柱形的電熱元件對注塑模具進行加熱，利用埋 在模具內(nèi)的圓柱形的冷卻水道對注塑模具進行冷卻，這種模具溫度控制裝置，雖然結(jié)構(gòu)簡 單，也能滿足模具高溫時6(TC至50(TC之間的溫度要求。但由于冷卻水道與電熱元件錯開 排列，而且冷卻水道和電熱元件均為圓柱形，當(dāng)模具需要加熱時，雖然冷卻水道內(nèi)僅填充有 空氣，但由于電熱元件對著與其相鄰的兩個冷卻水道的間隙，電熱元件的熱量沿加熱棒徑 向方向傳導(dǎo)的熱量基本相同，冷卻水道對電熱元件幾乎沒有隔熱作用，熱量不能集中朝向 模芯成型面的方向流動，因此容易造成加熱時模芯成型面的溫度不均勻和難以急速升溫。 同理，當(dāng)模具需要冷卻時，向冷卻水道通冷卻介質(zhì)，由于電熱元件離冷卻水道較遠，就是靠 近冷卻水道布置，由于其相鄰的面僅為一條線，對電熱元件的冷卻效果也差。而由于電熱元 件在加熱時的溫度是最高的，靠近電熱元件的區(qū)域溫度比遠離電熱元件區(qū)域的溫度會高， 冷卻時電熱元件的熱量又不能很快被冷卻水道帶走，因此容易造成冷卻時模芯成型面的溫 度不均勻和難以快速冷卻。 如圖24、圖25所示，現(xiàn)有的一種模具，如圖1、圖2所示，包括具有成型面的模芯 401、與模芯完全貼合的冷卻件402。模芯401的壁厚設(shè)計得比較薄，一般為10-20mm，其與 成型面403對應(yīng)的模芯表面404與成型面403形狀匹配，相同或大致相同，在模芯401內(nèi)設(shè)有加熱元件(未示出)，在冷卻件402內(nèi)設(shè)有冷卻水通道(未示出)。這種結(jié)構(gòu)的模具，與 成型面403對應(yīng)的模芯表面404、冷卻件402與模芯401貼合的面405，均需加工成與成型 面403充分匹配的形狀，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工費用昂貴。冷卻時，需由冷卻件402帶走模芯401 的熱量，由于冷卻件402與模芯401分離，其結(jié)合面始終會留有間隙，會大大降低熱傳導(dǎo)性 能，冷卻效果不好；加熱時由于冷卻件402與模芯401貼合，又沒有隔熱結(jié)構(gòu)，冷卻件402會 帶走比較多的熱量，減少熱利用率。 在臺灣專利號為200711818、名稱為具有傳熱部件之射出鑄模機的模具的發(fā)明專
利中，公開了一種模具，包括中間內(nèi)模板、熱傳部件、內(nèi)模支撐板，在中間內(nèi)模板上設(shè)有電加 熱器，在內(nèi)模支撐板上設(shè)有冷卻水管，除模穴面外，在中間內(nèi)模板、熱傳部件、和內(nèi)模支撐板
上均需加工與模穴面相配合的面，加工費用昂貴。在中間內(nèi)模板與內(nèi)模支撐板間設(shè)有將中
間內(nèi)模板與內(nèi)模支撐板在開模時分離的彈簧，分模時傳熱部件保持在內(nèi)模支撐板上上。這
種結(jié)構(gòu)的模具，冷卻水道內(nèi)始終通水。開模時電加熱器工作給模具加熱，合模時或延時設(shè)定
的時間電加熱器停止工作，由內(nèi)模支撐板帶走熱傳部件的熱量，由熱傳部件帶走中間內(nèi)模
板的熱量。這種結(jié)構(gòu)的模具，在加熱時雖然中間內(nèi)模板與內(nèi)模支撐板分離，模具加熱時阻止
熱傳部件和內(nèi)模支撐板帶走電加熱器的熱量，但電加熱器還是直接露在空氣中，隔熱效果
還是不好。特別是冷卻時，由于內(nèi)模支撐板與內(nèi)模板是分離的，其結(jié)合面總是會產(chǎn)生間隙，
這會導(dǎo)致熱傳導(dǎo)性大大降低，使模具的冷卻效果不好。本發(fā)明的解決辦法增加傳熱部件，傳
熱部件的硬度小于內(nèi)模支撐板和內(nèi)模板，如果采用銅等，在貼合面還是有間隙存在，采用凝
膠狀物質(zhì)，凝膠狀物質(zhì)很難分布均勻，也很難保證內(nèi)模支撐板和內(nèi)模板完全無間隙貼合，而
凝膠狀物質(zhì)的導(dǎo)熱性遠不如金屬的導(dǎo)熱性，因此模具的冷卻效果還是不好。 上述的現(xiàn)有的模具溫度控制裝置，均難以實現(xiàn)或低成本或高剛性或加工周期短
的實現(xiàn)模具的急速加熱和均勻加熱、模具的急速冷卻和均勻冷卻，影響注射成型產(chǎn)品的最
終外觀和內(nèi)部質(zhì)量，容易在產(chǎn)品上產(chǎn)生熔接痕、流痕、光澤不均勻、產(chǎn)品密度不均勻、表面起
泡、縮水、需要很大的注射壓力和在熔融材料凝固成型后因殘余應(yīng)力導(dǎo)致的產(chǎn)品易變形等
重大缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種容易實現(xiàn)模具模芯成形面部位的急速加熱和均 勻加熱、急速冷卻和均勻冷卻的模具急冷急熱的結(jié)構(gòu)，解決在產(chǎn)品上容易產(chǎn)生熔接痕、流 痕、光澤不均勻、產(chǎn)品密度不均勻、表面起泡、縮水、需要很大的注射壓力和在熔融材料凝固 成型后因殘余應(yīng)力導(dǎo)致的產(chǎn)品變形等重大缺陷的問題。 實現(xiàn)本實用新型的一種模具急冷急熱的結(jié)構(gòu)，包括設(shè)定個數(shù)的加熱棒，在模芯內(nèi) 靠近成型面的位置設(shè)有與加熱棒配合的加熱棒容置孔，加熱棒伸入加熱棒容置孔內(nèi)；在具 有成型面的模芯內(nèi)靠近加熱棒的位置設(shè)有與加熱棒對應(yīng)的隔熱冷卻孔，隔熱冷卻孔置于加 熱棒遠離成型面的一側(cè)，隔熱冷卻孔的橫截面外輪廓線為封閉曲線，一個或一個以上的冷 卻隔熱孔從三個方向環(huán)繞對應(yīng)的加熱棒；在隔熱冷卻孔上設(shè)有冷卻液入口和冷卻液出口。 加熱棒、冷卻隔熱孔直接設(shè)置在模芯內(nèi)，模芯的成型面離加熱棒的距離可以設(shè) 計比較小，成型面與冷卻隔熱孔的距離也可以設(shè)計得比較小，冷卻隔熱孔布滿成型面外 后側(cè)的大部分區(qū)域。加熱棒離模芯成型面間的距離一般為3-20mm，加熱棒的直徑一般為3-15mm，加熱棒之間的距離一般為8-80mm，加熱棒與冷卻隔熱孔間的距離一般為2-15mm。
加熱棒沿模芯三個方向的成型面沿同一方向分布，加熱棒和冷卻隔熱孔的布置簡單。加熱
棒根據(jù)模芯成型面的形狀沿相互垂直的兩個方向分布；這種結(jié)構(gòu)使模具的加熱和冷卻速度
更快、更均勻，熱量更集中于成型面部位，特別是對一些大型模具，其效果更明顯。 加熱棒與控制單元和溫度傳感器配合能根據(jù)不同的熔融材料調(diào)節(jié)控制模具溫度，
能滿足模具高溫時在6(TC至50(TC之間的溫度要求。 模具需升溫時，停止向冷卻隔熱孔通冷卻介質(zhì)(冷卻介質(zhì)一般為冷卻液，如冷卻
水)，冷卻介質(zhì)排出。加熱棒發(fā)熱時冷卻隔熱孔內(nèi)僅填充有空氣，空氣靠對流傳熱，而冷卻隔
熱孔為相對密閉的空間，因此其傳熱性能遠遠小于金屬的傳熱性能，冷卻隔熱孔從三個方
向環(huán)繞加熱棒，具有很好地隔熱效果，減少熱量向加熱棒遠離模芯成型面的方向傳導(dǎo)，使加
熱棒的熱量絕大部分供給模具成形面部位的產(chǎn)品成型需要，并且加熱棒的熱量直接傳遞給
模芯的成型面，因此成型面被快速、均勻地加熱，并能急速加熱到接近或等于熔融材料(如
熔融的塑膠，金屬)的溫度。由于模具溫度急速升溫接近或等于熔融材料的溫度，剛注入模
腔內(nèi)的材料不會因模具溫度過低，熔融材料的熱量被模具快速帶走，使熔融材料被急速冷
卻，而導(dǎo)致流動性大大變差甚至產(chǎn)生凝塊。注射過程中，靠近模具注射入口的模具成型面
和遠離模具注射入口的末端熔接部位的熔融材料的溫度與注射入口熔融材料的溫度基本
一致，靠近模具注射入口的模具成型面和遠離模具注射入口的末端熔接部位的熔融材料不
會因熱量過多被帶走，使流動性大大變差甚至產(chǎn)生半熔融或接近凝固的現(xiàn)象，導(dǎo)致熔接部
位熔接效果差或假熔接，同時提高熔融材料的流動性，減少注射的壓力，減少注射入口成型
面與末端熔接部位的射出成形壓力差，使整個模腔內(nèi)的熔融材料的流動性、注射壓力、內(nèi)部
組織應(yīng)力基本一致；解決了注射成形機長期以來一直解決不了的因注射時模具溫度不能急
速升溫導(dǎo)致熔融材料成形時產(chǎn)生熔接痕、流痕、光澤不均勻、產(chǎn)品密度不均勻、表面起泡、縮
水、需要很大的注射壓力和在熔融材料凝固成型后因殘余應(yīng)力導(dǎo)致的產(chǎn)品易變形等重大缺
陷，注射成型產(chǎn)品的最終外觀和內(nèi)部質(zhì)量好。模具升溫時熱量喪失少，節(jié)省能源。 當(dāng)模具需要冷卻時，向冷卻隔熱孔通冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)布滿成型面外后側(cè)的大
部分區(qū)域，冷卻隔熱孔和加熱棒均置于模芯內(nèi)，冷卻隔熱孔靠近加熱棒，冷卻介質(zhì)從三個方
向環(huán)繞加熱棒，因此加熱棒和模芯均能急速和均勻地被冷卻，縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高
了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，而且由于接觸模芯成型面的熔融材料被急速冷卻，因此接觸
模芯高光滑成型面的產(chǎn)品表層密度大，使產(chǎn)品的表面產(chǎn)生高光的效果。 模芯因包含加熱棒容置孔、冷卻隔熱孔，總厚度可以較厚，因此模芯的剛性好，成 型產(chǎn)品時模芯不容易變形，成型產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性好。冷卻隔熱孔加熱時具有隔熱作用， 冷卻時為冷卻介質(zhì)通道，起冷卻作用，簡化了模具結(jié)構(gòu)，降低了加工費用。而且模芯為一個 整體，不需再設(shè)計與模芯分離的傳熱件、冷卻件，結(jié)構(gòu)簡單。除成型面外，其余的面均不需加 工成與成型面相配合的面。而目前的韓國、日本等可實現(xiàn)急熱急冷的模具，除成型面外，還 需加工成型面模芯的外表面、傳熱件的內(nèi)表面、外表面、冷卻件的內(nèi)表面等配合接觸面。與 現(xiàn)有的韓國、日本等可實現(xiàn)急熱急冷的模具相比，加工量相當(dāng)于其1/3以下，大大降低了加 工成本。冷卻隔熱孔加熱時具有隔熱作用，冷卻時為冷卻介質(zhì)通道，起冷卻作用，簡化了模 具結(jié)構(gòu)，降低了加工費用，又提高了模芯的剛性。 作為改進，一個冷卻隔熱孔從三個方向環(huán)繞對應(yīng)的加熱棒；一個加熱棒或一個以上的加熱棒對應(yīng)一個冷卻隔熱孔；冷卻隔熱孔朝向加熱棒的面設(shè)有與加熱棒同圓心的圓弧 面。 在向冷卻隔熱孔通冷卻介質(zhì)時，從加熱棒三個方向等距離冷卻，加熱棒能更快速 的被冷卻；在加熱棒發(fā)熱時，因三個方向的熱傳導(dǎo)均被空氣隔擋，熱量絕大部分朝向模芯的 成型面方向傳導(dǎo)，冷卻隔熱槽又能盡可能減少熱量喪失，隔熱作用更好，模具成型面部位就 能更快速、均勻地被加熱。 —個加熱棒對應(yīng)一個冷卻隔熱孔，便于加熱棒和冷卻隔熱孔的布置；盡可能采用 同樣形狀和大小的的加熱棒和冷卻隔熱孔，使冷卻隔熱孔的密封裝置可采用同一規(guī)格，便 于加工，降低成本。 兩個或兩個以上的加熱棒對應(yīng)一個冷卻隔熱孔，這樣隔熱效果更好，冷卻時冷卻 介質(zhì)相對模芯成型面的填充面積更大，模具加熱和冷卻時速度更快、更均勻；而且可以減少 冷卻隔熱孔的個數(shù)，增大冷卻隔熱孔的橫截面，便于加工，如每個冷卻隔熱孔可直接銑削或 線切割加工出來。 作為進一步改進，一個加熱棒對應(yīng)一個冷卻隔熱孔，冷卻隔熱孔背離和朝向加熱 棒的面均與加熱棒同心。這樣加熱和冷卻時更均勻，易于設(shè)計同樣形狀和大小的的加熱棒 和冷卻隔熱 L使冷卻隔熱孔的密封裝置可采用同一規(guī)格，便于加工，降低成本和標(biāo)準(zhǔn)化。 作為方案一至方案三的第一種共同改進，在安裝有加熱棒的模具部分設(shè)有感應(yīng)模 具溫度的溫度感應(yīng)器，還設(shè)有與溫度感應(yīng)器電連接的控制單元，加熱棒與控制單元電連接。 溫度感應(yīng)器包括紅外線溫度感應(yīng)器、溫度傳感器等。溫度感應(yīng)器可設(shè)置在模具的 外表面，也可深入模具內(nèi)靠近成型面型腔的某個位置。溫度感應(yīng)器可為一個，也可為多個。 通過溫度感應(yīng)器感應(yīng)模具某個位置的溫度，進而確定模具成型面型腔的溫度，使控制單元 控制加熱棒的發(fā)熱量，可以使模具模芯的溫度控制很精確。加熱棒與控制單元和溫度傳感 器配合能根據(jù)不同的熔融材料精確調(diào)節(jié)控制模具溫度。 作為改進，還包括壓縮空氣管路；壓縮空氣管路通過電動控制閥與冷卻隔熱孔的 入口連接；電動控制閥與控制單元電連接。在對模具加熱前，利用壓縮空氣將模具中殘留的 冷卻水排出，防止了由于殘留的冷卻水汽化導(dǎo)致的高溫高壓對模具、管路及操作人員造成 的危害，提高了設(shè)備的安全性。加熱時，壓縮空氣管路將冷卻隔熱孔內(nèi)的冷卻介質(zhì)排干，可 減少冷卻隔熱孔的導(dǎo)熱系數(shù)，特別是不會因殘留的冷卻介質(zhì)在加熱變成蒸汽時過大壓力造 成安全事故。 作為方案一至方案三的第二種共同改進，在冷卻隔熱孔的端部設(shè)有密封塊容置 孔，密封塊容置孔的側(cè)面與冷卻隔熱孔的側(cè)面偏置設(shè)定距離，安裝在密封塊容置孔內(nèi)的密 封塊與密封塊容置孔過盈配合或在密封塊與密封塊容置孔間設(shè)有密封墊；在冷卻隔熱孔一 端的密封塊上設(shè)有進冷卻介質(zhì)口，另一端的密封塊上設(shè)有出冷卻介質(zhì)口。密封塊容置孔過 盈配合時，密封塊可采用具有延展性的銅材料，就能達到很好的密封效果，在密封塊與密封 塊容置孔間設(shè)有密封墊，能夠起到很好的密封作用。 作為方案一至方案三的第三種共同改進，出冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)管接頭水平最低 點與冷卻隔熱孔的水平最低點齊平或稍低于冷卻隔熱孔的水平最低點；進冷卻介質(zhì)口大于 出冷卻介質(zhì)口。這樣一方面冷卻隔熱孔內(nèi)的冷卻介質(zhì)在模具需要加熱時可完全排出，使冷 卻隔熱孔具有更好的隔熱效果，同時可防止由于冷卻水汽化導(dǎo)致的高溫高壓對模具、管路及操作人員造成的危害，提高了設(shè)備的安全性。進冷卻介質(zhì)口大于出冷卻介質(zhì)口，也就是可 以讓進冷卻介質(zhì)的流量大于出冷卻介質(zhì)的流量，可以確保在模具需要冷卻時冷卻介質(zhì)可完 全填滿冷卻隔熱孔，迅速吸收熱量，冷卻效果好。 作為方案一至方案三的第四種共同改進，在模芯的分型面、四個側(cè)面的一個或一 個以上的面上設(shè)有隔熱孔或隔熱槽，隔熱槽或隔熱孔與成型面的距離為3 15mm。隔熱槽 或隔熱孔進一步阻擋減少熱量喪失，使加熱時熱量集中于成型面部位，使模芯成型面升溫 速度更快、更均勻。 作為方案一至方案三的第五種共同改進，還包括一端封閉的冷卻隔熱孔和加熱棒 容置孔，在靠近冷卻隔熱孔的封閉端設(shè)有與冷卻隔熱孔垂直并連通的冷卻介質(zhì)出口。冷卻 隔熱孔和加熱棒容置孔一端封閉，適用因模具設(shè)有鑲塊、抽芯等結(jié)構(gòu)冷卻隔熱孔不能貫穿 模芯的情況。 作為方案一至方案三的第六種共同改進，兩個冷卻隔熱孔從三個方向環(huán)繞對應(yīng)的
加熱棒，同一加熱棒的兩個冷卻隔熱孔有一端連通。這種結(jié)構(gòu)的冷卻隔熱孔，從一個方向進
出冷卻水，適用因模具設(shè)有鑲塊、抽芯等結(jié)構(gòu)冷卻隔熱孔不能貫穿模芯的情況。 本實用新型的有益效果是，因模芯成型面能被急速、均勻地加熱和冷卻，并能急速
加熱到接近或等于熔融材料的溫度，因此成型的產(chǎn)品質(zhì)量好，不易產(chǎn)生熔接痕、流痕和表面
起泡等，光澤均勻、產(chǎn)品密度均勻、縮水小、減少了注射壓力和在熔融材料凝固成型后因殘
余應(yīng)力導(dǎo)致的產(chǎn)品變形。
圖1本實用新型實施例1的模具溫度控制裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖。 圖2本實用新型實施例1的立體分解示意圖。 圖3是本實用新型實施例1的模芯和密封塊的立體分解示意圖。 圖4是本實用新型實施例1的本實用新型的模芯和密封塊的右視圖。 圖5是本實用新型實施例2的模芯和密封塊的立體分解示意圖。 圖6是本實用新型實施例2的模芯和密封塊的右視圖。 圖7是本實用新型實施例3的模芯和密封塊的立體分解示意圖。 圖8是本實用新型實施例3的模芯和密封塊的右視圖。 圖9是本實用新型實施例4的模芯和密封塊的立體分解示意圖。 圖10是本實用新型實施例4的模芯和密封塊的右視圖。 圖11是本實用新型實施例5的模芯和密封塊的立體分解示意圖。 圖12是本實用新型實施例5的模芯和密封塊的右視圖。 圖13是本實用新型實施例6的模芯和密封塊的立體分解示意圖。 圖14是本實用新型實施例6的模芯和密封塊的右視圖。 圖15是本實用新型實施例7的模芯和密封塊的立體分解示意圖。 圖16是本實用新型實施例7的模芯和密封塊的右視圖。 圖17本實用新型實施例8的立體分解圖。 圖18是本實用新型實施例8的模芯和密封塊的立體示意圖。 圖19是本實用新型實施例8的模芯和密封塊的右視圖。[0048] 圖20是本實用新型實施例8的模芯和密封塊的主視圖。 圖21是圖19的沿A-A的剖視圖。 圖22是本實用新型實施例9的立體分解示意圖。 圖23是本實用新型實施例9從另一個方向投影的立體分解示意圖。 圖24是一種現(xiàn)有技術(shù)的立體分解圖。 圖25是圖21從另一個方向投影的立體分解圖。
具體實施方式如圖1所示，一種模具急冷急熱結(jié)構(gòu)，包括與注塑機電連接的控制單元，均與控制 單元電連接的水泵、電加熱棒、溫度感應(yīng)器、電動控制水閥、電動控制氣閥，電動控制氣閥通 過氣管與調(diào)壓過濾器、水氣管連接接頭連接，電動控制水閥通過水管與水泵、水/氣管連接 接頭連接，水/氣管連接接頭安裝在冷卻隔熱孔上并與冷卻隔熱孔連通；調(diào)壓過濾器通過 氣管與壓縮空氣泵連接。加熱棒發(fā)熱時的溫度為6(TC至500°C。 如圖2至圖4所示，模具部分包括前模部分和后模部分1，前模部分包括具有成型 面的模芯4、模芯座5、模芯座墊板6。在模芯4內(nèi)設(shè)有與電加熱棒3 —一配合的電加熱棒容 置孔7，電加熱棒3安裝在電加熱棒容置孔7內(nèi)。加熱棒3安裝在設(shè)有成型面的模具部分， 加熱棒3的發(fā)熱部完全置于設(shè)有成型面的模芯4內(nèi)，S卩加熱棒4發(fā)熱部的長度小于或等于 需加熱的設(shè)有成型面的模芯部分的長度，大于成型面的最大長度，加熱棒為絕緣導(dǎo)熱性電 加熱棒。在靠近電加熱棒3的位置設(shè)有與電加熱棒3對應(yīng)的冷卻隔熱孔8，一個加熱棒對應(yīng) 一個冷卻隔熱孔。冷卻隔熱孔8置于電加熱棒3遠離成型面9的一側(cè)，冷卻隔熱孔8的橫 截面外輪廓線為封閉曲線。冷卻隔熱孔8橫截面的兩端朝向電加熱棒3的方向彎曲，從三 個方向環(huán)繞電加熱棒3。冷卻隔熱孔8朝向電加熱棒3的面設(shè)有與對應(yīng)電加熱棒3同心的 圓弧面10。 在冷卻隔熱孔8的端部設(shè)有與密封塊11配合的密封塊容置孔12，密封塊容置孔 12的橫截面與冷卻隔熱孔8的橫截面相似，密封塊11與密封塊容置孔12過盈配合；密封塊 11采用具有延展性的銅材料。在冷卻隔熱孔8 —端的密封塊11上設(shè)有進水口 13，另一端的 密封塊11上設(shè)有出水口 14。在密封塊11的進水口 13上安裝有水管接頭15，在密封塊11 的出水口 14上安裝有水管接頭16，在水管接頭16上安裝有水氣管分接頭(未示出)，水氣
管分接頭分別通過水管與電動控制水閥連通，通過壓縮空氣管路與電動控制氣閥連通。出
水的水管接頭16最低點與冷卻隔熱孔8的最低點齊平；進水口 13的流量大于出水口 14的
流量，同一冷卻隔熱孔8的進水口 13與出水口 14在同一高度。 溫度感應(yīng)器為紅外線溫度感應(yīng)器，溫度感應(yīng)器設(shè)置在模具的外表面。 在合模過程中，先由溫度感應(yīng)器2測量模具的溫度，如果模具的溫度低于設(shè)定的
溫度，則控制單元控制電加熱棒3通電，利用電加熱棒3對模芯4的成型面急速加熱至等于
或接近熔融材料的溫度或設(shè)定溫度。在溫度感應(yīng)器2測定的溫度到達設(shè)定的溫度后，控制
單元發(fā)出注射信號，注射機將熔融材料注射到型腔中，在注射過程中一直保持設(shè)定的溫度。
完成注射后，控制單元接收到注射終止的信號，電動控制水閥開啟，水泵抽取的水經(jīng)電動控
制水閥進入冷卻水管，再經(jīng)冷卻水管進入冷卻隔熱孔8，當(dāng)模具溫度被冷卻到設(shè)定的溫度值
時，控制單元向注塑機發(fā)出開模信號，注塑機打開模具并頂出產(chǎn)品。在注射機發(fā)出開模信號的同時，控制單元控制電動控制水閥關(guān)閉、冷卻隔熱孔內(nèi)的水排出，電動控制氣閥開啟，壓 縮空氣泵內(nèi)的空氣通過壓縮過濾器、電動控制氣閥進入冷卻隔熱孔，將冷卻隔熱孔內(nèi)的殘 余冷卻水通過模具內(nèi)的冷卻水出口吹出，然后進入下一個循環(huán)。 加熱時，冷卻隔熱孔減少熱量向加熱棒遠離模芯成型面的方向傳導(dǎo)，冷卻時冷卻
隔熱孔靠近加熱棒，因此模芯成型面能被急速、均勻地加熱和冷卻，并能急速加熱到接近或
等于熔融材料的溫度，因此成型的產(chǎn)品質(zhì)量好，不易產(chǎn)生熔接痕、流痕和表面起泡等，光澤
均勻、產(chǎn)品密度均勻、縮水小、減少了注射壓力和在熔融材料凝固成型后因殘余應(yīng)力導(dǎo)致的
產(chǎn)品變形。 實施例2 如圖5、圖6所示，與實施例1不同的是， 一個加熱棒對應(yīng)一個冷卻隔熱孔21，冷卻 隔熱孔21背離或朝向電加熱棒的面均與電加熱棒同心。在弧形的環(huán)狀隔熱槽朝向模芯4 的成型面9的兩端設(shè)有導(dǎo)熱斜面26，冷卻隔熱孔21的轉(zhuǎn)角圓弧過渡，其倒圓半徑為1. 5mm。 冷卻隔熱孔21的大小和形狀相同。密封塊22的大小和形狀相同，密封塊22的橫截面與冷 卻隔熱孔21的橫截面相似，大于冷卻隔熱孔21的橫截面。多個密封塊22的外輪廓面可以 一次加工成型。 出水口 23的最低點比冷卻隔熱孔21的最低點低，同一冷卻隔熱孔21的進水口 24 高于出水口 23。 溫度感應(yīng)器25為溫度傳感器，溫度感應(yīng)器深入模具內(nèi)靠近型腔。 實施例3 如圖7、圖8所示，與實施例2不同的是，多個冷卻隔熱孔31共用一個密封塊。在 冷卻隔熱孔31進水端的密封塊32上設(shè)有與隔熱冷卻槽一一對應(yīng)的進水口 33，在冷卻隔熱 孔31出水端的密封塊34上設(shè)有與隔熱冷卻槽一一對應(yīng)的出水口 35，出水口 35的最低點與 對應(yīng)的冷卻隔熱孔31的最低點齊平。密封塊32不朝向成型面9的側(cè)面，設(shè)計成規(guī)則的形 狀，這樣可大大降低加工密封塊32和加工密封塊容置孔36的成本。冷卻隔熱孔31的倒圓 半徑為4mm。 實施例4 如圖9、圖10所示，與實施例1不同的是，冷卻隔熱孔41為與加熱棒容置孔42同 心的半圓弧形的環(huán)形槽，環(huán)形槽的轉(zhuǎn)角圓角過渡，倒圓半徑為10mm。密封塊容置孔43與冷 卻隔熱孔41形狀相似，與冷卻隔熱孔41的各邊距離相等。在密封塊44與冷卻隔熱孔41 間設(shè)有密封墊45。在冷卻隔熱孔41 一端的密封塊44、密封墊45上分別設(shè)有與冷卻隔熱孔 41連通的進水口 46、進水口 47 ;在冷卻隔熱孔41另一端的密封塊44、密封墊45上分別設(shè) 有與冷卻隔熱孔41連通的出水口 48、出水口 49，進水口 46、進水口 47、出水口 48、出水口 49的最低點與冷卻隔熱孔41的最低點齊平，進水口的水流量大于出水口的水流量。 在模芯的分型面50上，且與加熱棒容置孔42垂直的方向，設(shè)有隔熱避空槽51，隔 熱避空槽與成型面的距離為3mm 實施例5 如圖11、圖12所示，與實施例l不同的是，冷卻隔熱孔61為與加熱棒容置孔62同 心的半圓弧形的環(huán)形槽，環(huán)形槽的轉(zhuǎn)角圓角過渡。密封塊容置孔63與冷卻隔熱孔61形狀 相似，與冷卻隔熱孔61的各 距離相等。在冷卻隔熱孔61 —端的密封塊64上設(shè)有與冷卻隔熱孔61連通的進水口 65、;在冷卻隔熱孔61另一端的密封塊64上設(shè)有與冷卻隔熱孔61 連通的出水口 66，出水口 64的最低點低于冷卻隔熱孔61的最低點，進水口 65高于出水口， 進水口 65的水流量大于出水口 66的水流量。 在模芯的型腔壁67上，且沿與加熱棒容置孔62平行的方向，設(shè)有隔熱避空孔68， 隔熱避空孔與成型面的距離為15mm 實施例6 如圖13、圖14所示，與實施例1不同的是，兩個加熱棒容置孔71對應(yīng)一個冷卻隔 熱孔81，還有三個加熱棒容置孔73對應(yīng)一個冷卻隔熱孔83。在冷卻隔熱孔81 —端的密封 塊72上設(shè)有進水口 75，在冷卻隔熱孔81另一端的密封塊82上設(shè)有出水口 76、出水口 77， 出水口 77的最低點低于冷卻隔熱孔81的最低點，出水口 76位于冷卻隔熱孔較高的位置。 在冷卻隔熱孔83 —端的密封塊74上設(shè)有進水口 78，在冷卻隔熱孔83另一端的密封塊84 上設(shè)有出水口 79、出水口 80，出水口 80的最低點低于冷卻隔熱孔83的最低點，出水口 79 位于冷卻隔熱孔83較高的位置。 實施例7 如圖15、圖16所示，冷卻隔熱孔和加熱棒容置孔沿成型面相互垂直的兩個方向布 置。冷卻隔熱孔91為與加熱棒容置孔92同心的半圓弧形的環(huán)形槽，環(huán)形槽的轉(zhuǎn)角圓角過 渡。密封塊容置孔93與冷卻隔熱孔91形狀相似，與冷卻隔熱孔91的各邊距離相等。在密 封塊94與冷卻隔熱孔91間設(shè)有密封墊95。在冷卻隔熱孔91 一端的密封塊94、密封墊95 上分別設(shè)有與冷卻隔熱孔91連通的進水口 96、進水口 97 ;在冷卻隔熱孔91另一端的密封 塊94、密封墊95上分別設(shè)有與冷卻隔熱孔91連通的出水口 98、出水口 99，進水口 96、進水 口 97、出水口 98、出水口 99的最低點與冷卻隔熱孔91的最低點齊平，進水口的水流量大于 出水口的水流量。 實施例8 如圖17至圖21所示，與實施例1不同的是，模具包括前模部分和后模部分110，
還包括滑塊(未示出)、滑塊抽芯機構(gòu)。滑塊安裝在后模部分iio，滑塊抽芯機構(gòu)為斜導(dǎo)柱
111。斜導(dǎo)柱111安裝在前模座112上，并穿過前模部分的模芯113和滑塊。 冷卻隔熱孔包括貫通模芯的隔熱冷卻通孔114和不貫穿模芯的隔熱冷卻盲孔
115。 隔熱冷卻通孔114與加熱棒容置孔118同心的半圓弧形的環(huán)形槽，隔熱冷卻盲孔 115為與加熱棒容置孔116同心的環(huán)形槽，環(huán)形槽的轉(zhuǎn)角圓角過渡。密封塊容置孔117與冷 卻隔熱孔形狀相似，與冷卻隔熱孔的各邊距離相等。 實施例9 如圖22、23所示，與實施例1不同的是，加熱棒容置孔120對應(yīng)冷卻隔熱孔121 、冷 卻隔熱孔122，冷卻隔熱孔121、冷卻隔熱孔122從三個方向環(huán)繞對應(yīng)的加熱棒容置孔120， 加熱棒容置孔120的冷卻隔熱孔121、冷卻隔熱孔122有一端連通，在其連通孔123上設(shè)有 密封塞124，在冷卻隔熱孔121不連通的一端設(shè)有密封塞125，在密封塞125上設(shè)有進冷卻 水口 126，在冷卻隔熱孔122不連通的一端設(shè)有密封塞127，在密封塞127上設(shè)有在密封塞 上設(shè)有出冷卻水口 128。 本實用新型的可實現(xiàn)模具急冷急熱的結(jié)構(gòu)，還可根據(jù)需要設(shè)計在后模部分的模芯上，其實施方式一致，不在詳述。本實用新型的加熱棒的制作與安裝方式與現(xiàn)有的加熱棒的 制作與安裝方式相同。
權(quán)利要求一種模具急冷急熱結(jié)構(gòu)，包括設(shè)定個數(shù)的加熱棒，在模芯內(nèi)靠近成型面的位置設(shè)有與加熱棒配合的加熱棒容置孔，加熱棒伸入加熱棒容置孔內(nèi)；其特征在于在具有成型面的模芯內(nèi)靠近加熱棒的位置設(shè)有與加熱棒對應(yīng)的隔熱冷卻孔，隔熱冷卻孔置于加熱棒遠離成型面的一側(cè)，隔熱冷卻孔的橫截面外輪廓線為封閉曲線，一個或一個以上的冷卻隔熱孔從三個方向環(huán)繞對應(yīng)的加熱棒；在隔熱冷卻孔上設(shè)有冷卻液入口和冷卻液出口。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種模具急冷急熱結(jié)構(gòu)，其特征在于一個冷卻隔熱孔從三個 方向環(huán)繞對應(yīng)的加熱棒；一個加熱棒或一個以上的加熱棒對應(yīng)一個冷卻隔熱孔；冷卻隔熱 孔朝向加熱棒的面設(shè)有與加熱棒同圓心的圓弧面。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種模具急冷急熱結(jié)構(gòu)，其特征在于一個加熱棒對應(yīng)一個冷 卻隔熱孔，冷卻隔熱孔背離和朝向加熱棒的面均與加熱棒同心。
4. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的一種模具急冷急熱結(jié)構(gòu)，其特征在于在安裝有加 熱棒的模具部分設(shè)有感應(yīng)模具溫度的溫度感應(yīng)器，還設(shè)有與溫度感應(yīng)器電連接的控制單 元，加熱棒與控制單元電連接。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種模具急冷急熱結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括壓縮空氣管路；壓 縮空氣管路通過電動控制閥與冷卻隔熱孔的入口連接；電動控制閥與控制單元電連接。
6. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的一種模具急冷急熱結(jié)構(gòu)，其特征在于在冷卻隔熱 孔的端部設(shè)有密封塊容置孔，密封塊容置孔的側(cè)面與冷卻隔熱孔的側(cè)面偏置設(shè)定距離，安 裝在密封塊容置孔內(nèi)的密封塊與密封塊容置孔過盈配合或在密封塊與密封塊容置孔間設(shè) 有密封墊；在冷卻隔熱孔一端的密封塊上設(shè)有進冷卻介質(zhì)口 ，另一端的密封塊上設(shè)有出冷 卻介質(zhì)口。
7. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的一種模具急冷急熱結(jié)構(gòu)，其特征在于出冷卻介質(zhì) 的冷卻介質(zhì)管接頭水平最低點與冷卻隔熱孔的水平最低點齊平或稍低于冷卻隔熱孔的水 平最低點；進冷卻介質(zhì)口大于出冷卻介質(zhì)口。
8. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的一種模具急冷急熱結(jié)構(gòu)，其特征在于在模芯的分 型面、四個側(cè)面的一個或一個以上的面上設(shè)有隔熱孔或隔熱槽，隔熱槽或隔熱孔與成型面 的距離為3 15mm。
9. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的一種模具急冷急熱結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括一端 封閉的冷卻隔熱孔和加熱棒容置孔，在靠近冷卻隔熱孔的封閉端設(shè)有與冷卻隔熱孔垂直并 連通的冷卻介質(zhì)出口。
10. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的一種模具急冷急熱結(jié)構(gòu)，其特征在于兩個冷卻隔 熱孔從三個方向環(huán)繞對應(yīng)的加熱棒，同一加熱棒的兩個冷卻隔熱孔有一端連通。
專利摘要一種模具急冷急熱結(jié)構(gòu)，包括設(shè)定個數(shù)的加熱棒，在模芯內(nèi)靠近成型面的位置設(shè)有與加熱棒配合的加熱棒容置孔，加熱棒伸入加熱棒容置孔內(nèi)；在具有成型面的模芯內(nèi)靠近加熱棒的位置設(shè)有與加熱棒對應(yīng)的隔熱冷卻孔，隔熱冷卻孔置于加熱棒遠離成型面的一側(cè)，隔熱冷卻孔的橫截面外輪廓線為封閉曲線，一個或一個以上的冷卻隔熱孔從三個方向環(huán)繞對應(yīng)的加熱棒；在隔熱冷卻孔上設(shè)有冷卻液入口和冷卻液出口；優(yōu)點是，因模芯成型面能被急速、均勻地加熱和冷卻，因此成型的產(chǎn)品質(zhì)量好，不易產(chǎn)生熔接痕、流痕和表面起泡等，光澤均勻、產(chǎn)品密度均勻、縮水小、減少了注射壓力和在熔融材料凝固成型后因殘余應(yīng)力導(dǎo)致的產(chǎn)品變形。
文檔編號B29C45/73GK201525114SQ20092023807
公開日2010年7月14日 申請日期2009年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者楊東佐 申請人:楊東佐