CN1130282C - 注射成型冷模腔镶块 - Google Patents

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Abstract

注射成型模具具有一个模腔镶块(10)，该镶块带有整体式的内外部分(136，138)并且具有一个延伸在两个部分之间的冷却液流道(166)。在一个优选实施例中，冷却液流道(166)由一个在内侧部分(136)的外表面(162)中加工出的槽(164)构成。这样可以使冷却液更邻近于模腔(66)流动，并提高冷却效率和减少周期时间。

Description

注射成型冷模腔镶块
发明的背景技术
本发明总体上涉及注射成型装置，特别是涉及一种具有模腔镶块的注射成型模具，镶块中带有冷却液流道。
具有冷却液流道或导管的注射成型模具是众所周知的。例如，1995年6月27日颁发给本申请人的顺序号为5,427,519的美国专利中示出了一种示例，其中一个冷却液流道环绕着喷嘴中的中央液态成型材料流道延伸。1995年8月22日颁发给本申请人的顺序号为5,443,381的美国专利中示出了具有延伸穿过浇口镶块的冷却液导管的热流道装置。标准模具有限公司(Mold-MastersLimited)在1998年2月2日提交的顺序号为2,228,931的加拿大专利申请是带有螺旋式冷却液导管或通道的浇口镶块的另一个实例。
从1997年7月29日颁发给本申请人的顺序号为5,652,003的美国专利中可以看到，带冷却液导管的模腔镶块也是公知的。美国专利5,736,173(赖特(Wright))、5,582,851(霍夫斯泰特(Hofstetter))、4,622,001(布莱特(Bright))和4,497,624(布龙(Brun))中也示出了用于塑坯或其他制品的不同冷却结构。
本发明概述
因此，本发明的一个目的是提供这样一种模腔镶块，其带有整体结合在一起的内外部分，一条冷却液流道延伸于内外部分之间，从而至少部分地克服现有技术中的缺点。
为此，本发明在其一个方面提供了一种注射成型装置，其具有一个带有延伸到模具中的外表面的模腔和一个具有装于模具中的内表面的中空模腔镶块，其中模腔镶块的内表面构成了模腔的外表面的至少一部分，其特征在于：模腔镶块具有至少一个中空内侧部分和一个中空外侧部分，两个部分整体结合在一起，外侧部分具有一个内表面，内侧部分具有一个外表面，内侧部分装配在外侧部分内，其中内侧部分的外表面毗邻外侧部分的内表面，内侧部分的外表面和外侧部分的内表面中的一个中具有一个槽，所述槽被成型以提供围绕所述模腔的冷却液紊流，用以形成一个以预定形态环绕着模腔从冷却液入口至冷却液出口延伸在内侧部分与外侧部分之间的用于模腔的单独的冷却液流道。
另外，本发明提供了一种注射成型装置模腔冷却***，包括：一个模芯板，其上具有用于模芯的单独的模芯冷却液通道；一个模腔板；以及一个位于上述模腔板中的大致圆柱形模腔镶块，上述模腔镶块包括至少两个冶金结合件，这些件确定出一个用于模腔的单独的模腔冷却流道，所述模腔冷却流道被构造得能够产生紊流。
本发明还提供了一种注射成型装置模腔冷却***，包括：一个模芯板，其上具有用于模芯的单独的模芯冷却通道；一个模腔板；一个位于上述模腔板中的大致圆柱形模腔镶块，上述模腔镶块包括至少两个冶金结合件，这些件确定出一个用于模腔的单独的模腔冷却流道，所述模腔冷却流道被构造得能够产生紊流；以及一个模具浇口镶块，其包括至少两个冶金结合件，其中模腔镶块的一个外侧件也是模具浇口镶块的外侧件。
此外，本发明还提供了一种提高注射成型装置的模腔的冷却效率以减少周期时间的方法，包括以下步骤：设置一个模芯板，其上具有用于模芯的单独的模芯冷却通道；设置一个模腔板；设置一个位于上述模腔板中的独立模腔镶块；以及在上述模腔镶块中设置一个单独的冷却回路，以产生环绕着模腔的冷却液紊流。
从下面结合附图所作的描述中可以更清楚地理解本发明的其他目的和优点。
附图简述
图1是一个多腔注射成型***的一部分的剖视图，以显示根据本发明的一个优选实施例的模腔镶块，
图2是图1中的模腔镶块的三个部分在准备组装的位置上的的分解等角投影图，
图3是图2中的模腔镶块在三个部分整体结合在一起后的剖视图。
本发明详细描述
首先参看图1，图中示出了一个用于成型饮料瓶塑坯的注射成型***或装置的一部分，其中具有一个根据本发明优选实施例的细长冷却液冷却中空模腔镶块10。在这种结构中，多个热喷嘴12安装在一个模具16的各开口14中，每个热喷嘴12的后端18分别抵靠着一个钢制熔料分流板22的前表面20。每个喷嘴12分别被一个整体式电加热元件24加热，并且有一个热电偶元26伸入它的前端28中，以监视和控制操作温度。每个热喷嘴12分别具有一个圆柱形定位凸缘30，其支靠在开口14中的圆形定位支座32中。这样就在热喷嘴12与周围的模具16之间设置出一个绝热性的空气空间34，模具通过将冷却水抽吸经过冷却导管36而被冷却。
熔料分流板22也是被整体式电加热元件38加热。熔料分流板22安装在通过螺栓44紧固在一起的流道板40和座板42之间。熔料分流板22通过一个中央定位环46和多个绝热垫片48而定位，这些垫片在熔料分流板与周围的冷模具16之间设置出一个绝热性的空气空间50。
一个熔料流道52从熔料分流板22的入口部分56中的中央入口54开始延伸，并在熔料分流板22中分支，从而延伸到每个热喷嘴12的中央熔料孔58中。熔料通道52延伸通过一个两件式喷嘴密封60而到达一个细长模腔66中，该喷嘴密封与延伸通过一个冷浇口镶块64的浇口62对准。这个用于制作饮料瓶塑坯的模腔66在模腔镶块10与位于外侧的带螺纹拼合镶块68和位于内侧的冷模芯70之间延伸。浇口镶块64和模腔镶块10支靠在一个模腔板74中的开口72中，冷却水管线76穿通模腔板延伸到冷浇口镶块64。
冷模芯70具有一个在细长中空外侧部件80内侧延伸的细长中空内侧部件78。模芯70具有一个从圆拱形前端84延伸到后端86的外表面82。细长模芯70的外表面82具有一个前部88和一个后部90。前部88构成了模腔66的内表面92，后部90从模腔66开始穿过一个开口94而向后延伸，该开口94穿通于一个通过螺栓100紧固在模芯背板98上的锁芯件96中。锁芯件96又延伸穿过一个穿通于滑动件104中的开口102和一个通过螺钉110而紧固在脱料板108上的耐磨板106。冷却液供应和回流管线112、114在模芯背板98中延伸，并且分别连接着一个纵向延伸穿过内侧部件78的中央冷却液管道116和一个在模芯70的内侧部件78与外侧部件80之间延伸的圆筒形外侧冷却液管道118。
模芯70的外表面82的后部90具有一个向着模芯70的后端向内逐渐缩减的锥形部位120。可以看到，穿通于锁芯件96中的开口94具有一个带锥形部位124的内表面122，该锥形部位124也是向着模芯70的后端向内逐渐缩减，并与模芯70的外表面82的后部90的锥形部位120相匹配。模芯70的外表面82的后部90还具有一个螺纹部位126，其上拧着一个圆柱形螺母128。螺母128支靠在锁芯件96的后表面132中的一个支座130中，并被装配在孔134中的活扳手拧紧，以将模芯70紧固在锁芯件96上，其中模芯70的外表面82的锥形部位120抵靠在穿通于锁芯件96中的开口94的内表面122的匹配锥形部位124上。再参看图2和3，模腔镶块10具有一个细长中空内侧部分136、一个细长中空外侧部分138和一个底座部分140。外侧部分138具有一个外表面142和一个圆柱形内表面1 44。可以看到，外表面142向着前方向内缩减，并且装配在延伸穿过模腔板74中的匹配锥形开口72中。外侧部分138还具有一个后端148，其装配在底座部分140中的圆形支座150中。底座部分140中具有孔152，螺钉154可以穿过这些孔而***模腔板74中的孔156中，从而将模腔镶块10紧固就位。
在这个实施例中，模腔镶块10的内侧部分136具有一个构成了模腔66的外表面160的圆柱形内表面158和一个带有槽164的外表面162，其中内侧部分136的外表面162比邻外侧部分138的内表面144。内侧部分136的外表面162中的槽164以预定形态延伸，从而形成一个从冷却液入口168和冷却液出口170开始延伸在内侧部分136与外侧部分138之间的冷却液流道166，上述入口和出口均穿过外侧部分138并分别延伸到模腔板74中的冷却液供应和回流管线172、174。在这个实施例中，模腔镶块10的外侧部分138长于内侧部分136，以便还能够将浇口镶块64容纳在其中。
现在参照图2和3描述根据本发明的模腔镶块10的制作方法。首先，图2中所示的内侧部分136、外侧部分138和底座部分140由钢机加工出来，其中槽164被成型，从而提供出在内侧部分136的外表面162中延伸的紊流。接下来，环绕着底座部分140中的圆形支座150施加一圈镍合金焊膏，再将内侧部分136、外侧部分138和底座部分组装起来，如图3所示。环绕着内侧部分136的前端176施加另一圈镍合金焊膏。之后，组装着的内侧部分136、外侧部分138和底座部分140在真空炉中逐渐加热到大约1925F的温度(高于镍合金的熔点)。随着真空炉的加热，炉中被抽真空到相对较高的真空度，以基本上去除所有氧气，再部分地回填诸如氩气或氮气等惰性气体。在镍合金达到熔点后，它将熔化并在毛细作用下在内外部分136和138与底座部分140之间流动，从而将这三个部分钎焊在一起，以形成图3所示的整体式单件模腔镶块10。通过这种方式在真空炉中将它们钎焊在一起可以在它们之间提供出冶金结合，以使模腔镶块10的强度最大化，并防止冷却液从冷却液流道166中泄漏出来。
在使用时，在***如图1所示组装后，电能被供应到加热元件24、38上，以将喷嘴12和熔料分流板22加热到预定的操作温度。适宜的冷却液例如水也被泵(未示出)带动着循环通过模具16中的冷却导管36和模腔板74中的通向浇口镶块64的管线76。通常，清洁的冷却液例如乙二醇在封闭循环冷却***中被抽吸通过供应和回流管线112、114，从而循环通过模芯70，并被抽吸通过供应和回流管线172、174，从而循环通过模腔镶块10。之后，来自成型机(未示出)的受压熔料根据预定的注射周期而被引入熔料分流板22的熔料通道52的中央入口54中，并从此开始流经每个热喷嘴12的中央熔料孔58和两件式喷嘴密封60，再流经浇口62以充填模腔66。在模腔66被充满后，注射压力被暂时保持以便填实，然后再释放压力。在短暂的冷却周期后，模具16被开模，以便将制品脱出。在脱模后，模具16被关模，而注射压力被重新施加，以再次充填模腔66。这个过程在周期时间内连续进行，周期时间取决于模腔66的尺寸和成型材料的类型。
虽然前面根据一个优选实施例描述了冷模腔镶块10，其具有延伸在整体式内外部分136、138之间的冷却液流道166，但显然，在不脱离本发明的范围的前提下可以作出各种其他修改，本发明的范围可以被所述领域的普通技术人员所理解并在附属权利要求书中提出。

Claims (8)

1.一种注射成型装置，其具有一个带有延伸到模具(16)中的外表面(160)的模腔(66)和一个具有装于模具(16)中的内表面(158)的中空模腔镶块(10)，其中模腔镶块(10)的内表面(158)构成了模腔(66)的外表面(160)的至少一部分，其特征在于：
模腔镶块(10)具有至少一个中空内侧部分(136)和一个中空外侧部分(138)，两个部分整体结合在一起，外侧部分(138)具有一个内表面(144)，内侧部分(136)具有一个外表面(162)，内侧部分(136)装配在外侧部分(138)内，其中内侧部分(136)的外表面(162)毗邻外侧部分(138)的内表面(144)，内侧部分(136)的外表面(162)和外侧部分(138)的内表面(144)中的一个中具有一个槽(164)，所述槽被成型以提供围绕所述模腔的冷却液紊流，用以形成一个以预定形态环绕着模腔(66)从冷却液入口(168)至冷却液出口(170)延伸在内侧部分(136)与外侧部分(138)之间的用于模腔的单独的冷却液流道(166)。
2.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于，内侧部分(136)的外表面(162)和外侧部分(138)的内表面(144)中的另一个是大致圆柱形。
3.如权利要求2所述的注射成型装置，其特征在于，槽(164)在模腔镶块(10)的内侧部分(136)的外表面(162)中延伸。
4.如权利要求3所述的注射成型装置，其特征在于，模腔镶块(10)是细长的，并且环绕着一个具有外表面(82)的细长中央模芯(70)延伸，模腔(66)是细长的，其具有一个内表面(92)并在细长中央模芯(70)与细长模腔镶块(10)之间延伸，其中中央模芯(70)的外表面(82)构成细长模腔(66)的内表面(92)至少一部分。
5.一种注射成型装置模腔冷却***，包括：
一个模芯板，其上具有用于模芯的单独的模芯冷却液通道；
一个模腔板；以及
一个位于上述模腔板中的大致圆柱形模腔镶块，上述模腔镶块包括至少两个冶金结合件，这些件确定出一个用于模腔的单独的模腔冷却流道，所述模腔冷却流道被构造得能够产生紊流。
6.如权利要求5所述的模腔冷却***，其特征在于，冷却流道具有一个入口和一个出口，二者位于模腔镶块的同一侧。
7.一种注射成型装置模腔冷却***，包括：
一个模芯板，其上具有用于模芯的单独的模芯冷却通道；
一个模腔板；
一个位于上述模腔板中的大致圆柱形模腔镶块，上述模腔镶块包括至少两个冶金结合件，这些件确定出一个用于模腔的单独的模腔冷却流道，所述模腔冷却流道被构造得能够产生紊流；以及
一个模具浇口镶块，其包括至少两个冶金结合件，其中模腔镶块的一个外侧件也是模具浇口镶块的外侧件。
8.一种提高注射成型装置的模腔的冷却效率以减少周期时间的方法，包括以下步骤：
设置一个模芯板，其上具有用于模芯的单独的模芯冷却通道；
设置一个模腔板；
设置一个位于上述模腔板中的独立模腔镶块；以及
在上述模腔镶块中设置一个单独的冷却回路，以产生环绕着模腔的冷却液紊流。
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