CN201511506U

CN201511506U - 可实现快速均匀加热和冷却的模具

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Publication number: CN201511506U
Application number: CN2009202693080U
Authority: CN
Inventors: 杨东佐
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2019-10-22

Abstract

一种可实现快速均匀加热和冷却的模具，包括设有成型面的模芯、冷却件、设定个数的加热棒，模芯与冷却件的配合面完全贴合，在模芯和/或冷却件的一个或一个以上的接触面上设有加热棒容置槽和冷却液通道，加热棒容置槽和冷却液通道在模芯或冷却件的接触面上为开口槽，加热棒安装在加热棒容置槽内；在冷却件和模芯的接触面间设有冷却液密封装置；优点是使模芯的成型面能被快速、均匀地加热和冷却，并能快速加热到接近或等于熔融材料的温度，因此成型的产品质量好，不易产生熔接痕、流痕和表面起泡等，光泽均匀、产品密度均匀、缩水小、减少了注射压力和在熔融材料凝固成型后因残余应力导致的产品变形。

Description

可实现快速均匀加热和冷却的模具

技术领域

本实用新型涉及一种具有温度控制装置的模具，特别是涉及一种注射、压铸等成型机上的可实现快速均匀加热和冷却的模具。

背景技术

塑胶或金属等的射出成型方法，是指将熔融状态的塑胶或金属等注入模具的成型腔中，冷却成型后获得与型腔一致的产品。在射出成型过程中，需模具温度控制装置来调节控制模具的温度来获得高质量的产品。

现有的模具的加热棒和冷却液通道，一般均埋入模具内；特别是冷却液通道，均埋入模具内，这样对一些结构复杂的模具，很难或无法实现加热棒和冷却液通道与模芯的成型面等距离或大致等距离，不能实现模具的快速和均匀加热和冷却。

中国专利号为200810015094.4的实用新型专利中，提供了一种高光注塑模具的电加热式温度控制装置，利用埋在模具内部的圆柱形的电热元件对注塑模具进行加热，利用埋在模具内的圆柱形的冷却水道对注塑模具进行冷却，这种模具温度控制装置，虽然结构简单，但对于结构复杂和冷却要求高的模具，很难实现快速和均匀冷却和加热。这是因为模芯包括凸模部分和凹模部分，凸模部分因高出其分型面，凸模部分的成型面被凹模部分的成型面包围；在凹模部分，对一些结构较复杂的产品，其凹模型腔面上也有高出其型腔面的成型曲面，这些成型曲面被凹模的型腔面包围；而加热棒或冷却液通道需从沿着分型面的方向进入，也就是模具的侧向进入，一般也是沿着分型面的方向布置并埋在模具内，这样加热棒和冷却液通道离这些被包围的成型面的距离较远，因此会造成模具的加热和冷却慢和不均匀。如果要将加热棒容置槽和冷却液通道离成型面等距离或大致等距离分布，结构就会变的很复杂，特别是需将加热棒和冷却液通道沿着成型面环绕布置时，因加热棒和冷却液通道埋在模芯内，而不是分布在模芯的表面，就很难甚至无法实现。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，对结构复杂的模具，提供一种冷却液通道和加热棒均可与成型面等距离或大致等距离均匀分布、布置方便、加工费用低的可实现快速均匀加热和冷却的模具。

可实现快速均匀加热和冷却的模具，包括设有成型面的模芯、冷却件、设定个数的加热棒，模芯与冷却件的配合面完全贴合，在模芯和/或冷却件的一个或一个以上的接触面上设有加热棒容置槽和冷却液通道，加热棒容置槽和冷却液通道在模芯或冷却件的接触面上为开口槽，加热棒安装在加热棒容置槽内；在冷却件和模芯的接触面间设有密封冷却镶件和/或模芯的接触面上的冷却液通道的冷却液密封装置。加热棒容置槽和冷却液通道在模芯或冷却件的接触面上为开口槽，因此这种结构的加热棒和冷却液通道可以根据模具的成型面弯折设计成各种曲面形状，对一些成型面结构复杂的模具，完全可实现加热棒和冷却液通道与成型面均匀和等距离的分布，从而实现模具均匀、快速加热和冷却。

作为改进，模芯对应成型面的外表面与模芯的成型面相匹配。模芯对应成型面的外表面与模芯的成型面相似或类似，使模芯具有成型面的部分等壁厚或基本等壁厚，当冷却液通道和加热棒容置槽沿模芯和/或冷却件的接触面分布时，冷却液通道和加热棒容置槽与成型面等距离均分布。

作为进一步改进，冷却件为模芯内的冷却镶件，冷却镶件与模芯的接触面与对应的成型面相匹配；冷却镶件凸出模芯的分型面或凹模型腔的成型面。模芯包括凸模部分和凹模部分，凸模部分因高出其分型面，凸模部分的成型面被凹模部分的成型面包围；在凹模部分，对一些结构较复杂的产品，其凹模型腔面上也有高出其型腔面的成型面，这些成型面被凹模的型腔面包围；而加热棒或冷却液通道需从沿着分型面的方向进入，也就是模具的侧向进入，一般也是沿着分型面的方向布置，这样加热棒和冷却液通道离这些被包围的成型面的距离较远，因此会造成模具的加热和冷却慢和不均匀。而本技术方案将加热棒容置槽和冷却液通道设计为敞开的槽，布置在模芯或冷却镶件的表面，就可根据需要设计成各种形状，使加热棒和冷却液通道离成型面距离相等或大致相等，因此能实现模具的快速和均匀冷却，且加热棒容置槽和冷却液通道的结构简单，加工成本低。

作为再进一步改进，在冷却镶件远离成型面的一端周边设有凸出部，冷却液密封装置包括设置在冷却镶件的凸出部和模芯接触面上的环形密封槽和安装在密封槽内的密封条，密封槽沿平行分型面的方向布置。仅用一条密封条，就可完全密封冷却镶件和/或模芯的接触面上的冷却液通道，结构简单，密封效果好。

作为上述方案的第一种共同改进，在模芯或冷却件的接触面上的加热棒容置槽和冷却液通道设有弯曲部，弯曲部设置在冷却件朝向分型面的端面上和/或与该端面接触的模芯接触面上，在弯曲部的端部设有与加热棒容置槽和冷却液通道连通并与分型面垂直的第一连通孔，在第一连通孔远离弯曲部的一端设有与分型面平行的第二连通孔。将加热棒容置槽和冷却液通道弯折成各种需要的形状，使加热棒容置槽和冷却液通道尽可能与成型面均匀和等距离分布。

作为上述方案的第二种共同改进，在模芯或冷却件的接触面上的加热棒容置槽和冷却液通道设有弯曲部，弯曲部与成型面的截面形状相匹配，在冷却液通道的弯曲部的端部设有与冷却液通道连通的第三连通孔，第三连通孔与分型面平行。这样冷却液通道和加热棒很容易实现与成型面等距离和均匀分布，加热棒和冷却液通道的布置更方便。

作为上述方案的第三种共同改进，在模芯内靠近成型面的位置设有直线型的加热棒容置孔，加热棒安装在加热棒容置孔内；在具有成型面的模芯内靠近加热棒的位置设有与加热棒对应的隔热冷却孔，隔热冷却孔置于加热棒远离成型面的一侧，隔热冷却孔的横截面外轮廓线为封闭曲线，一个或一个以上的隔热冷却孔从三个方向环绕对应的加热棒。模具需升温时，停止向隔热冷却孔通冷却液，冷却液排出，直线型的加热棒发热时隔热冷却孔内仅填充有空气，隔热冷却孔从三个方向环绕加热棒，具有很好地隔热效果，减少热量向加热棒远离模芯成型面的方向传导，使加热棒的热量绝大部分供给模具成型腔内的产品成型需要，加热棒的热量直接传递给模芯的成型面。当模具需要冷却时，向隔热冷却孔通冷却液，冷却液布满成型面外后侧的大部分区域，冷却液从三个方向环绕加热棒，因此加热棒和模芯均能急速和均匀地被冷却。

作为上述方案的第四种共同改进，还包括加热冷却棒，加热冷却棒包括加热冷却棒本体和发热元件，在加热冷却棒本体内沿轴向方向设有模具需冷却时通冷却介质、模具需加热时排出冷却介质的冷却隔热孔和发热元件容置孔；发热元件安装在发热元件容置孔内。这种结构的模具加热冷却棒，在模具需加热时，具有发热功能，冷却隔热孔具有隔热功能，热量可大部分朝向模芯成型面的方向传导；在模具需要冷却时，冷却隔热孔又是冷却通道，使加热棒的冷却更快、更均匀，且结构简单。

作为上述方案的第五种共同改进，在安装有加热元件的模具部分设有感应模具温度的温度感应器，还设有与温度感应器电连接的控制单元，加热元件与控制单元电连接。温度感应器包括红外线温度感应器、温度传感器等。温度感应器可设置在模具的外表面，也可深入模具内靠近成型面型腔的某个位置。温度感应器可为一个，也可为多个。通过温度感应器感应模具某个位置的温度，进而确定模具成型面型腔的温度，使控制单元控制加热冷却棒的发热量，可以使模具模芯的温度控制很精确。加热冷却棒与控制单元和温度传感器配合能根据不同的熔融材料精确控制模具温度。

作为改进，还包括压缩空气管路；压缩空气管路通过电动控制阀与冷却液通道连通；电动控制阀与控制单元电连接。在对模具加热前，利用压缩空气将模具中残留的冷却水排出，防止了由于残留的冷却水汽化导致的高温高压对模具、管路及操作人员造成的危害，提高了设备的安全性。加热时，压缩空气管路将冷却隔热孔内的冷却介质排干，可减少冷却隔热孔的导热系数，特别是不会因残留的冷却介质在加热变成蒸汽时过大压力造成安全事故。

本实用新型的有益效果是，因包括分布在模芯和/或冷却件的一个或一个以上的接触面上设有加热棒容置槽和冷却液通道，很容易实现加热棒和冷却液通道与模芯的成型面等距离和均匀分布，使模芯的成型面能被快速、均匀地加热和冷却，并能快速加热到接近或等于熔融材料的温度，因此成型的产品质量好，不易产生熔接痕、流痕和表面起泡等，光泽均匀、产品密度均匀、缩水小、减少了注射压力和在熔融材料凝固成型后因残余应力导致的产品变形。

附图说明

图1本实用新型实施例1的连接示意图。

图2是本实用新型实施例1的立体分解示意图。

图3是本实用新型实施例1的前模模芯与安装在其上的加热冷却构件的立体分解示意图。

图4是本实用新型实施例1的冷却件与安装在其上的加热冷却构件的立体分解示意图。

图5是本实用新型实施例1的冷却件与安装在其上的加热冷却构件的从另一个方向投影的立体分解示意图。

图6是本实用新型实施例1的加热冷却棒的横截面剖切示意图。

图7是本实用新型实施例2的前模模芯、冷却件与安装在其上的加热冷却构件的立体分解示意图。

图8是本实用新型实施例2的前模模芯、冷却件与安装在其上的加热冷却构件从另一个方向投影的立体分解示意图。

图9是本实用新型实施例2的沿图7的A-A的剖视图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种可实现急冷急热的模具，包括与注塑机电连接的控制单元，均与控制单元电连接的水泵、发热元件、温度感应器、压缩空气泵、电动控制阀，电动控制阀通过气管与调压过滤器连接，通过水管与水泵连接，通过水/气管与水/气管连接接头连接，并与冷却隔热孔连通；调压过滤器通过压缩空气管与压缩空气泵连接。加热冷却棒发热时的温度为60℃至500℃。温度感应器温度感应器设置在模具的外表面或模芯内。

如图2所示，模具包括前模部分和后模部分，前模部分包括具有成型面的模芯1、模芯座2、模芯座垫板3。在模芯1的型腔4的底部设有凸出部5，在模芯1内还设有冷却镶件6，冷却镶件6伸入模芯1的凸出部5内，冷却镶件6置于凸出部5内且与模芯1的接触面与凸出部5的成型面相似，模芯1与冷却镶件的配合面完全贴合。冷却镶件6安装在模芯1内，模芯1安装在模芯座2内，模芯座2安装在模芯座垫板3上，模芯座垫板3安装在成型机上。

如图2至图5所示，在冷却镶件6朝向型腔4的底部的端面7上弯折设有加热棒容置槽8和冷却液槽9，加热棒容置槽8和冷却液槽9在冷却镶件6的接触端面7上为开口槽，加热棒10安装在加热棒容置槽8内。加热棒容置槽8类似S型，冷却液槽9为两个，类似U型，加热棒容置槽8的两端伸入冷却液槽9的开口端，这样冷却液槽9分布均匀，冷却液槽与加热棒容置槽8之间分布均匀，且均匀成型面等距离。

加热棒10包括与加热棒容置槽8相匹配的弯曲部11和两端的直线部12、直线部13，直线部12、直线部13伸入冷却镶件6内，在冷却镶件6、模芯1和模芯座2上设有与加热棒10直线端部连通的孔，加热棒10的端部的正极电连接接头14和负极电连接接头15穿过孔与电源连接。在靠近冷却液槽的两端设有与冷却液槽9连通、与分型面垂直的第一连通孔18、第一连通孔32，在第一连通孔18、第一连通孔32远离冷却液槽的端部设有密封塞33、密封塞34，还设有与第一连通孔18垂直的第二连通孔35，与第一连通孔连通孔32垂直的第二连通孔36，在第二连通孔35、第二连通孔36上分别连接有水管接头37、水管接头38。

如图4所示，在冷却镶件6远离成型面的一端周边设有平行分型面的凸出部16，在冷却镶件6的凸出部16和模芯1的接触面上分别设有相互配合的环形槽，在环形槽内设有密封条17。

如图3所示，在模芯1内还设有直线型的加热冷却棒19和直线型的电加热棒20。在靠近电加热棒20的位置设有与电加热棒20对应的隔热冷却孔(未示出)，一个电加热棒20对应一个隔热冷却孔。隔热冷却孔置于电加热棒20远离成型面的一侧。

如图3、图6所示，加热冷却棒19包括加热冷却棒本体22和发热元件21，加热冷却棒本体22一体成型，在加热冷却棒本体22内沿轴向方向设有通冷却介质的冷却隔热孔23和容置发热元件21的发热元件容置孔24。加热冷却棒本体22为圆柱形，发热元件容置孔24截面为中心角小于180°的扇形，冷却隔热孔23截面为中心角大于180°的扇形。发热元件21的两端设有与电源电连接的电连接接头25。在加热冷却棒19的两端设有密封盖26，在密封盖26上设有进出水口27，在出进水口27上连接有水管接头28。

如图3所示，隔热冷却孔为与加热棒容置孔同心的半圆弧形的环形槽，环形槽的转角圆角过渡。在隔热冷却孔的两端设有密封块容置孔29，密封块容置孔29与隔热冷却孔形状相似，与隔热冷却孔的各边距离相等。在密封块容置孔29内过盈配合有密封块30，密封块与水/气管接头31连接，进水口的水流量大于出水口的水流量。

本实施例中，冷却液通道9、加热棒10、加热冷却棒19、直线型的加热棒20、隔热冷却孔相互配合使用，使模芯1的成型面能被快速、均匀地加热和冷却，并能快速加热到接近或等于熔融材料的温度，因此成型的产品质量好，不易产生熔接痕、流痕和表面起泡等，光泽均匀、产品密度均匀、缩水小、减少了注射压力和在熔融材料凝固成型后因残余应力导致的产品变形。

实施例2

如图7至图9所示，与实施例1不同的是，模芯100背离成型面101的面102与成型面101的形状相似，从而使模芯100等壁厚。在面102上设有加热棒容置槽103，加热棒容置槽103包括与成型面101相匹配的U型弯曲部104和平行分型面的直线部105，加热棒106安装在加热棒容置槽103内，加热棒106与加热棒容置槽103的形状配合，也包括U型弯曲部107和直线部108，在加热棒直线部108的端部设有与电源连接的电连接接头109。冷却镶件110与模芯100相配合的面完全贴合，在冷却镶件110与模芯100的接触面111上设有冷却液槽112，冷却液槽112为与模芯100的成型面101相匹配的类似U型的弯曲部，在冷却液槽112的端部设有连通冷却液槽的第三连通孔113，在第三连通孔113上安装有水管接头114。

如图7所示，在冷却镶件远离成型面101的一端周边设有平行分型面的凸出部，在冷却镶件的凸出部和模芯100的接触面上设有相互配合的环形槽，在环形槽内设有密封条115。

本实用新型的可实现模具急冷急热的结构，还可根据需要设计在后模部分的模芯上，其实施方式致，不再详述。本实用新型中的加热棒、加热元件，其制作方式可参照电加热棒的制作。

Claims

1.可实现快速均匀加热和冷却的模具，包括设有成型面的模芯、冷却件、设定个数的加热棒，模芯与冷却件的配合面完全贴合，其特征在于：在模芯和/或冷却件的一个或一个以上的接触面上设有加热棒容置槽和冷却液通道，加热棒容置槽和冷却液通道在模芯或冷却件的接触面上为开口槽，加热棒安装在加热棒容置槽内；在冷却件和模芯的接触面间设有密封冷却镶件和/或模芯的接触面上的冷却液通道的冷却液密封装置。

2.如权利要求1所述的可实现快速均匀加热和冷却的模具，其特征在于：模芯对应成型面的外表面与模芯的成型面相匹配。

3.如权利要求2所述的可实现快速均匀加热和冷却的模具，其特征在于：冷却件为模芯内的冷却镶件，冷却镶件与模芯的接触面与对应的成型面相匹配；冷却镶件凸出模芯的分型面或凹模型腔的成型面。

4.如权利要求3所述的可实现快速均匀加热和冷却的模具，其特征在于：在冷却镶件远离成型面的一端周边设有凸出部，冷却液密封装置包括设置在冷却镶件的凸出部和模芯接触面上的环形密封槽和安装在密封槽内的密封条，密封槽沿平行分型面的方向布置。

5.如权利要求1至4任一项所述的可实现快速均匀加热和冷却的模具，其特征在于：在模芯或冷却件的接触面上的加热棒容置槽和冷却液通道设有弯曲部，弯曲部设置在冷却件朝向分型面的端面上和/或与该端面接触的模芯接触面上，在弯曲部的端部设有与加热棒容置槽和冷却液通道连通并与分型面垂直的第一连通孔，在第一连通孔远离弯曲部的一端设有与分型面平行的第二连通孔。

6.如权利要求1至4任一项所述的可实现快速均匀加热和冷却的模具，其特征在于：在模芯或冷却件的接触面上的加热棒容置槽和冷却液通道设有弯曲部，弯曲部与成型面的截面形状相匹配，在冷却液通道的弯曲部的端部设有与冷却液通道连通的第三连通孔，第三连通孔与分型面平行。

7.如权利要求1至4任一项所述的可实现快速均匀加热和冷却的模具，其特征在于：在模芯内靠近成型面的位置设有直线型的加热棒容置孔，加热棒安装在加热棒容置孔内；在具有成型面的模芯内靠近加热棒的位置设有与加热棒对应的隔热冷却孔，隔热冷却孔置于加热棒远离成型面的一侧，隔热冷却孔的横截面外轮廓线为封闭曲线，一个或一个以上的隔热冷却孔从三个方向环绕对应的加热棒。

8.如权利要求1至4任一项所述的可实现快速均匀加热和冷却的模具，其特征在于：还包括加热冷却棒，加热冷却棒包括加热冷却棒本体和发热元件，在加热冷却棒本体内沿轴向方向设有模具需冷却时通冷却介质、模具需加热时排出冷却介质的冷却隔热孔和发热元件容置孔；发热元件安装在发热元件容置孔内。

9.如权利要求1至4任一项所述的可实现快速均匀加热和冷却的模具，其特征在于：在安装有加热元件的模具部分设有感应模具温度的温度感应器，还设有与温度感应器电连接的控制单元，加热元件与控制单元电连接。

10.如权利要求9所述的可实现快速均匀加热和冷却的模具，其特征在于：还包括压缩空气管路；压缩空气管路通过电动控制阀与冷却液通道连通；电动控制阀与控制单元电连接。