CN208452191U - 一种被动退型芯式分层注射模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种被动退型芯式分层注射模具，由动模、定模、活塞、气压杆组成活塞置于模具型腔内部，依靠气压杆同定模相连，气压杆对活塞的后退运动提供阻力，即背压。活塞分为外活塞和内活塞，每个活塞连接一个气压杆，即外气压杆和内气压杆，外气压杆和内气压杆可以控制不同的气压，因而实现分层注射。本实用新型注射模具在模具型腔内部加入活塞，利用物料推动活塞运动，由活塞提供背压，解决了注塑过程中欠注的问题；模具型腔内部起初被活塞所封闭，物料进入模具型腔的时候受到活塞的阻挡，避免了注射初期物料喷射的问题；物料在模具型腔内流动时需要推动活塞运动，因活塞具有背压，迫使物料沿活塞运动方向运动，保证了物料在模具型腔内的稳定流动。
Description
技术领域
本发明涉及模具制造，适用于大尺寸等截面塑料件注射成型工艺，属于工业设计领域。
背景技术
近年来，随着塑料成型工业的发展，大尺寸塑料件制品的需求越来越旺盛，注射作为一种高效的塑料成型工艺，得到了广泛的应用。注射过程主要是注射机螺杆塑化熔融物料并将物料注射进模具型腔进而固化成型的过程。在注射成型的过程中，注射不同物料以及注射成型不同尺寸、不同形状的制品时，对模具的要求也大不相同。例如在成型大尺寸光学塑料制品时，为了实现其光学性能，需要解决制品在成型过程中内应力大且分布不均、冷收缩大、内部流动混乱、欠注等问题。这些问题的存在制约着注射成型大尺寸塑料制品的发展。
为了解决这些问题，国内外学者探究出一些解决方案。我国的洪小英(洪小英.厚壁光学产品零收缩的注射工艺控制技术[J].新技术新工艺,2014(9):80-83.)通过多次试验绘制出产品的固化收缩线，通过补偿物料的方式实现大尺寸厚壁制品的零收缩。德国亚琛工业大学的Ch.Hopmann(Ch.Hopmann,Neuss A,Weber M,et al.Multilayer injectionmoulding of thick-walled optical plastics parts[C].International Conferenceof the Polymer-processing-society.American Institute of Physics,2014:146-149.)等人设计了多层注射的方式来解决厚壁注射的问题，多层注射是改进了传统的双色注射、分层注射，利用相同的物料来生产预成型层和后成型层。由于多层塑料制品是逐步分层注射成型的，每一层的厚度要比最终要成型的制品薄很多，这种注射成型方式能够缩短注射成品的总生产周期，提升制品的表面质量，减小翘曲、内应力不均等问题。
上述两种方案都可以实现大尺寸塑料制品的注射成型，但是都存在一定的缺陷。在洪小英的方案中，利用多次试验绘制产品固化收缩曲线，只是能够解决大尺寸塑料件固化收缩大的问题，而且多次试验也增加了产品成型周期，提高了生产成本。在Ch.Hopmann的多层注射方案中，界面结合是最大的问题，这就要求在注射过程中要有精确地工艺参数要求，并且对注射机以及模具的精度要求非常高，难以实现大规模的工业化成产。
简化流程，缩短成型时间，降低生产成本一直是工业化生产所追求的，通过优化成型工艺、改进现有的设备来实现成本优化。
发明内容
针对以上问题，本发明提出一种新型的被动退芯式分层注射模具，提出在模具的型腔内加入活塞以及气压杆。活塞最初将模具的型腔封闭，在注射过程中，物料填充模具型腔，物料受到活塞的阻力，形成背压，迫使物料填充完整与稳定流动。由此可以极大地避免欠注的发生。而且通过活塞分层，连接不同型号的气压杆，可以实现分层注射的功能。活塞依靠气压杆提供背压。活塞、气压杆可拆卸，整个结构可以根据不同的物料、不同的注射条件进行调整。比如气压杆气压数值大小以及是否为恒力可以进行调整。活塞可以多层布置，通过不同型号气压杆提供不同的背压，从而实现分层注射。
为实现上述功能，本发明采用的技术方案如下：一种被动退芯式分层注射模具结构，由动模、定模、活塞、气压杆组成活塞置于模具型腔内部，依靠气压杆同定模相连，气压杆对活塞的后退运动提供阻力，即背压。活塞分为外活塞和内活塞，每个活塞连接一个气压杆，即外气压杆和内气压杆，外气压杆和内气压杆可以控制不同的气压，因而实现分层注射。
动模和定模由模具钢制作，模具钢选择碳素工具钢，碳素工具钢碳含量0.65％～1.35％，具有价格低廉、易于锻造、可加工性好等优点。活塞采用黄铜制作，黄铜质软，可以避免对型腔内壁造成损伤。气压杆为定制件，起到提供背压和开模时缓慢顶出制件的作用。
本发明涉及的一种被动退芯式分层注射模具，其活塞可以制造成多层，每一层连接一个气压杆，气压杆提供的背压不同，因而可以实现多层分层注射。由于活塞是在气压杆的背压作用下移动，因而称作被动退芯式分层注射。
本发明涉及的一种被动退芯式分层注射模具，所述的气压杆是一种以气体为工作介质的弹性元件，内部充有高压氮气，弹力大小可以通过设置不同的氮气压力或者不同直径的活塞杆来调节，具有近乎线性的弹性曲线。
本发明一种被动退芯式分层注射模具，其优点和作用为：
(1)在模具型腔内部加入活塞，利用物料推动活塞运动，活塞提供背压，解决了注塑过程中欠注的问题。
(2)模具型腔内部起初被活塞所封闭，物料进入模具型腔的时候受到活塞的阻挡，避免了注射初期物料喷射的问题。
(3)物料在模具型腔内流动时需要推动活塞运动，活塞提供背压，迫使物料沿活塞运动方向运动，保证了物料在模具型腔内的稳定流动。采用的气压杆结构简单，更换方便，容易实现系列化。
附图说明
图1是本发明一种被动退芯式分层注射模具的结构示意图。
图中：1-定模，2-动模，3-外层活塞，4-内层活塞，5-外气压杆，6-内气压杆。
具体实施方式
如图1所示，一种被动退芯式分层注射模具结构，由定模1、动模2、外层活塞3、内层活塞4、外气压杆5和内气压杆6构成，外层活塞3和内层活塞4置于模具型腔内部，分别依靠外气压杆5和内气压杆6同定模1相连，外气压杆5和内气压杆6分别对外层活塞3和内层活塞4的后退运动提供阻力。
外层活塞3和内层活塞4与型腔内部的缝隙要小于物料的溢料值，从而避免在注射过程中物料的溢出。
在注射过程中，初期定模1与动模2合模，外层活塞3和内层活塞4分别依靠外气压杆5和内气压杆6提供的弹性力运动至型腔前部，此时活塞与型腔壁要留有一定间隙，这样才能使得物料进一步推动第二层活塞运动。当内气压杆6的压力值小于外气压杆5时，物料将首先推动内层活塞4向后运动，由于内层活塞4后连接内气压杆6，所以内层活塞4能够给物料提供一定的背压。物料受到背压，避免了物料喷射、欠注、充填不足等问题，而且物料受到内层活塞4背压，稳定了物料的流动。当内层活塞4被物料推动至行程末端，继而物料开始推动外层活塞3，直到外层活塞3被推至行程末端停止注射，然后进行保压，待物料固化后开模，完成整个退芯分层注射过程。
Claims (4)
1.一种被动退型芯式分层注射模具，其特征在于：由动模、定模、活塞、气压杆组成，活塞置于模具型腔内部，依靠气压杆同定模相连，气压杆对活塞的后退运动提供阻力，活塞分为外活塞和内活塞，外活塞和内活塞分别连接外气压杆和内气压杆，外气压杆和内气压杆可以控制不同的气压，因而实现分层注射。
2.根据权利要求1所述的一种被动退型芯式分层注射模具，其特征在于：动模和定模由模具钢制作，活塞采用黄铜制作。
3.根据权利要求1所述的一种被动退型芯式分层注射模具，其特征在于：活塞可分多层制作，每层活塞都与不同型号气压杆连接。
4.根据权利要求1所述的一种被动退型芯式分层注射模具，其特征在于：气压杆是一种以气体为工作介质的弹性元件，内部充有高压氮气，弹力大小可以通过设置不同的氮气压力或者不同直径的活塞杆来调节，具有近乎线性的弹性曲线。
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