隨型冷卻水道模具結(jié)構(gòu)及加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模具制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種隨型冷卻水道模具結(jié)構(gòu)及加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于注塑模具的隨型冷卻水道模具加工中，隨型冷卻水道主要設(shè)置在產(chǎn)品成型的型芯和型腔中，用于縮短冷卻周期，使注塑產(chǎn)品的溫場(chǎng)均勻，降低了由于冷熱不均造成的產(chǎn)品零件翹曲、縮痕，保證產(chǎn)品零件的質(zhì)量，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]但是，目前采用3D打印技術(shù)加工隨型冷卻水道的注塑模具成本相當(dāng)高，通過(guò)縮短冷卻時(shí)間而降低的注塑零件的單件加工成本有限，一般需要生產(chǎn)數(shù)十萬(wàn)件以上才能收回3D打印的加工成本，加工成本高昂限制了 3D打印技術(shù)在模具中的應(yīng)用。其次，模具鑲件受到產(chǎn)品外型、外觀的要求需進(jìn)行整體打印，3D打印設(shè)備不能滿足大尺寸鑲件的打印要求。
[0004]現(xiàn)有的3D打印加工隨型冷卻水道模具的成本高，打印尺寸受到限制，不能完全滿足塑料產(chǎn)品的外觀要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種隨型冷卻水道模具結(jié)構(gòu)，可通過(guò)機(jī)械加工制作，解決通過(guò)3D打印技術(shù)加工隨型冷卻水道模具成本高，且3D打印不能滿足大尺寸鑲件打印要求的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:隨型冷卻水道模具結(jié)構(gòu)，包括基體和鑲塊，所述基體的成型面上設(shè)置凹槽，基體內(nèi)至少設(shè)置兩條與所述凹槽連通的水道，基體的凹槽內(nèi)安裝鑲塊，鑲塊與基體的接觸面的兩側(cè)或鑲塊內(nèi)設(shè)置隨型水道，隨型水道兩端分別與設(shè)置于基體內(nèi)的水道連通形成通道；鑲塊與基體的拼接縫處設(shè)置熔覆層，熔覆層的外表面為成型面。
[0007]進(jìn)一步的是，所述鑲塊由至少兩塊子鑲塊拼合而成，鑲塊內(nèi)設(shè)置一條或多條隨型水道，子鑲塊的拼合面將隨型水道分隔開(kāi)。具體地，所述拼合面經(jīng)過(guò)隨型水道的中心軸線。
[0008]由于隨型水道是由子鑲塊拼合而成，可以分別在子鑲塊的拼合面采用機(jī)械加工方式加工出隨型水道半圓，子鑲塊拼合后形成完整的隨型水道，再鑲拼于模具型芯或型腔的凹槽中，并且隨型水道與基體中預(yù)設(shè)的水道連通。
[0009]進(jìn)一步的是，所述鑲塊內(nèi)的隨型水道的中心線上任一點(diǎn)到鑲塊外側(cè)的成型面的距離相等，熔覆層厚度為3?5mm，隨型水道中心線距模具成型面的距離為(5+R/2)?(10+R/2)mm，其中R為隨型水道的直徑。
[0010]進(jìn)一步的是，所述鑲塊相對(duì)于凹槽槽底的一面全部設(shè)置熔覆層，熔覆層的外表面為成型面。
[0011]進(jìn)一步的是，所述基體的凹槽槽口設(shè)置有坡口面，坡口面的角度多60°，熔覆層邊緣位于坡口面上。
[0012]本發(fā)明還提供一種隨型冷卻水道模具的加工方法，解決通過(guò)3D打印技術(shù)加工隨型冷卻水道模具成本高的問(wèn)題，隨型冷卻水道模具的加工方法包括以下步驟:
[0013]A、加工模具型芯或型腔的基體，包括在基體的成型面上加工出凹槽以及在基體內(nèi)至少加工兩條與所述凹槽連通的水道；
[0014]B、采用機(jī)械加工方式或者選擇性激光熔化3D打印方式加工出一塊鑲塊，鑲塊的尺寸與基體的凹槽的尺寸一致，鑲塊與基體的拼接面上設(shè)有隨型水道；
[0015]或者，采用機(jī)械加工方式或者選擇性激光熔化3D打印方式加工出至少兩塊子鑲塊，子鑲塊之間的拼合面上或者鑲塊與基體的拼接面上設(shè)有隨型水道，子鑲塊拼合在一起可形成完整的含隨型水道的鑲塊，且鑲塊與基體的凹槽的尺寸一致；
[0016]C、將子鑲塊拼合形成的鑲塊或直接加工得到的鑲塊固定安裝于凹槽內(nèi)，鑲塊的隨型水道和基體內(nèi)的水道孔連通；
[0017]D、在鑲塊和基體的拼接縫處或者整個(gè)鑲塊的上表面進(jìn)行激光熔覆處理形成熔覆層，熔覆層的表面為成型面。
[0018]具體地，所述A步驟中，凹槽的槽口邊緣加工坡口面，坡口面的角度彡60°，凹槽的邊緣距型芯或型腔邊緣的垂直距離彡5mm，凹槽的槽底任一點(diǎn)到成型面的最小距離彡(5+R)mm，其中R為隨型水道的直徑。
[0019]具體地，所述A步驟中，基體中的水道為直通水道。
[0020]具體地，所述D步驟中，激光熔覆所用的熔覆粉末材料成分與基體成分相同。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)對(duì)模具型芯或型腔的拆解加工，既能使用常規(guī)機(jī)械加工方式又能使用選擇性激光熔化3D打印方式完成隨型水道的加工，再利用激光熔覆技術(shù)成形模具鑲件表面，使鑲件基體、隨型水道與熔覆表層形成整體，保證了水道內(nèi)的液、氣體密封，也避免了鑲件成型面因隨型水道加工產(chǎn)生的拼接線，可達(dá)到通過(guò)3D打印加工隨型冷卻水道模具的質(zhì)量，但是顯著降低了加工制造成本，利于隨型冷卻水道的推廣應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明隨型冷卻水道模具結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是圖1中A-A剖面示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明隨型冷卻水道模具結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的剖面示意圖；
[0025]圖4是本發(fā)明隨型冷卻水道模具結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例的剖面示意圖。
[0026]圖中零部件、部位及編號(hào):基體1、直通水道2、鑲塊3、下鑲塊31、上鑲塊32、隨型水道4、熔覆層5。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]第一實(shí)施例
[0029]如圖1和圖2所示，本發(fā)明隨型冷卻水道模具結(jié)構(gòu)，包括基體1和鑲塊3，基體1的成型面上設(shè)置凹槽，基體1內(nèi)至少設(shè)置兩條與所述凹槽連通的水道，如圖2所示設(shè)置在基體1內(nèi)設(shè)置直通水道2。基體1的凹槽內(nèi)安裝鑲塊3，鑲塊3內(nèi)設(shè)置隨型水道4，隨型水道4兩端分別與設(shè)置于基體1內(nèi)的直通水道2連通形成通道。鑲塊3由上鑲塊和下鑲塊拼合而成，拼合面通過(guò)隨型水道4，優(yōu)選拼合面通過(guò)隨型水道4的中心線。鑲塊3與基體1的拼接縫處設(shè)置熔覆層5，熔覆層5的外表面為成型面，或者鑲塊3的整個(gè)上表面均設(shè)置熔覆層5。凹槽的槽口處設(shè)置坡口面，坡口角α多60°，以便于進(jìn)行激光熔覆處理。
[0030]如圖2，隨型水道4的中心線與成型面的形狀一致，即隨型水道4的中心線上任一點(diǎn)到鑲塊3外側(cè)的成型面的距離相等，熔覆層5厚度為3?5mm，隨型水道4中心線距模具成型面的距離為(5+R/2)?(10+R/2)mm，其中R為隨型水道4的直徑。
[0031]上述隨型冷卻水道模具的加工方法是:首先，在鑲件基體1的成型面上設(shè)置凹槽，并預(yù)留與隨型水道4連通的直通水道2，凹槽側(cè)壁的厚度d為5mm，在凹槽槽口成型面邊緣形成坡口面，坡口面的角度為60 ° ;其次，機(jī)械加工出上鑲塊和下鑲塊，上鑲塊和下鑲塊的拼合面分別通過(guò)機(jī)械加工方式或者選擇性激光熔化3D打印方式加工呈現(xiàn)半圓狀的隨型水道，將上鑲塊和下鑲塊配合裝入基體1的凹槽內(nèi)，其中隨型水道的半徑R = 6mm ;再次，將上鑲塊和下鑲塊組合形成鑲塊3，鑲塊3與基體1緊密配合形成整體，隨型水道中心距熔覆層下端面為5_，直通水道2和鑲塊3中的隨型水道4連通；最后，使用與鑲件基體材質(zhì)成分、性能相同的金屬粉末在鑲塊3及基體1表面四周進(jìn)行激光熔覆，熔覆層厚度為3mm，并采用機(jī)械加工方式完成模具鑲件的成型面，形成具有隨型水道的整體模具鑲件。
[0032]鑲塊3可采用機(jī)械加工方式或者選擇性激光熔化3D打印方式加工，可節(jié)約成本，且不受3D打印的尺寸的限制。
[0033]第二實(shí)施例
[0034]如圖3所示，第二實(shí)施例的隨型冷卻水道模具結(jié)構(gòu)，包括基體1和鑲塊3，基體1的成型面上設(shè)置凹槽，基體1內(nèi)至少設(shè)置兩條與所述凹槽連通的水道，如圖示設(shè)置在基體1內(nèi)設(shè)置兩條豎直的直通水道2?；w1的凹槽內(nèi)安裝鑲塊3，鑲塊3由下鑲塊31和上鑲塊32組成，其中下鑲塊31上