专利名称：应用于水辅助注塑成型的活动芯型水针装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体辅助注塑成型装置，尤其是涉及一种应用于水辅助注塑成型的活动芯型水针装置。
背景技术：
水辅助注射成型技术是注塑成型领域一项新的成型技术，主要用于制造中空或半中空复杂内腔形状的塑料制品，省去了型芯模具，直接将高压水快速注射到高温熔体中形成中空腔，利用流体保压冷却。同传统的气体辅助成型技术相比，水辅助注塑成型具有制品质量好、用料省、生产周期短等优点。但由于水辅成型技术起步较晚，关键元件和技术尚不成熟。水针作为水辅助注塑成型技术的关键元件，用于连接水辅成型设备与注塑机模具，是高压水注入及模具腔内水排出的通道，其性能优劣直接影响制件的质量。目前，应用于水辅助注塑成型中的水针主要有以下几种
第一种是单孔水针。整个水针仅由一个圆柱形元件构成，内部开有通孔，末端加工外螺纹，该类水针结构简单、成本低、通用性较好，但为避免高温熔体流入水针，圆孔直径不能过大，因此通流能力十分有限，无法满足制件大流量需求。
第二种是多孔水针。水针仍仅由一个圆柱形元件构成，但内部开有多个小直径斜孔，解决了单孔水针的流量偏低的问题，但该类水针个别小孔容易堵塞，导致水流入射不均，使成型制件易形成蜂窝状，同时对于流动性好的熔体，该类水针仍旧无法解决熔体进入水针而导致堵塞的问题。
第三种是粉末冶金水针。该类水针采用了先进的粉末冶金技术，水针遍布了细小的孔洞，可有效解决熔体堵塞问题，还可大幅提升注入流量，国外已有采取该类水针进行试验的案例，但该水针成本较高，工艺较复杂，目前仍难以实现工业化生产。
此外，能够同时实现进水、排水功能，可适用于不同规格模具，且结构简单、紧凑、通用性好的水针在国、内外仍鲜见报导。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于水辅助注塑成型的活动芯型水针装置，用于实现注水及排水功能，同时作为水辅成型设备与模具接口，可防止熔体进入、堵塞水针，并可应用于不同规格模具，适用于水辅助注塑成型的生产作业。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
本发明包括水针安装块、活动芯型水针、气压电磁开关阀和两个水压电磁 开关阀；其中
1) 水针安装块内轴向开有进水流道、进气流道和与进气流道连通的一端小而 另一端大贯穿的活动芯型水针安装孔，水针安装块内径向开有排水流道，排水 流道与进水流道和右端大的活动芯型水针安装孔连通，气压电磁开关阀接进气 流道，第一水压电磁开关阀接进水流道，第二水压电磁开关阀接排水流道；
2) 活动芯型水针包括针套、针体和活动芯；针套内开有一端大而另一端小 的安装孔，针套小安装孔内安装活动芯两者为滑动配合，中间大两端小的针体 穿过针套，针体的一端露出针套大孔外，针体的另一端穿过活动芯孔其针体的 锥部露出针套小孔外，针体与活动芯端部连接处为滑动配合，针体大端与针套 大孔为螺纹配合，针套中心开有贯通的气孔，气孔内装有能从侧面间隙通气的 气芯，针套中段开有环形凹槽，凹槽上开有对称进水孔；
整个活动芯型水针安装在水针安装块的活动芯型水针安装孔内，露出针套 大孔外的针体与水针安装块小端活动芯型水针安装孔为为螺纹配合，配合面用 第一 O形密封圈密封，针套与大端活动芯型水针安装孔配合面用第二 O形密封 圈密封，露出针套小孔外的针体与模具腔连接。
本发明具有的有益效果是
(1) 活动芯与针体、针套采用滑动配合，在模具腔注入高温高压熔体时， 活动芯受压向左运动，并顶住针体末端台阶轴肩，活动芯与针体、针套间形成 的密封有效阻止了熔体进入水针及水辅成型设备。
(2) 调节针体与针套相对位置，可调节活动芯末端孔和针体锥部构成的最 大圆环间隙，进而调节水针通流能力，可适用于不同流量需求的模具，有良好 的通用性。
(3) 水针内活动芯无复位弹簧，水流通道的通断由活动芯两侧压差自动控 制，因此该水针具有工作可靠、结构紧凑、工艺性好的优点。
(4) 水针喷嘴为活动芯和针体间隙构成圆环结构，相比单、多孔水针的孔 状结构喷嘴，圆环结构喷嘴提高了水针通流能力，并改善了制件的成型效果。
(5) 水针的所有装配件均采用耐蚀不锈材料，可保证水针在水辅助注塑成 型工况下具有较长的寿命。
(6) 水针具有结构简单、安装方便、结构紧凑、工艺性好、易于标准化的
4特点，适合于系列化生产。
图1是本发明的结构原理示意图。
图2是本发明在模具腔射胶时工作示意图。图3是本发明进水工作示意图。图4是本发明排水工作示意图。
图中l.气压电磁开关阀，2.水压电磁开关阀，3.进气流道，4.进水流道，5.气芯，6.水针安装块，7.0形密封圈，8.水压电磁开关阀，9.针套，IO.排水流道，ll.针体，12.0形密封圈，13.活动芯，14.模具，15.模具腔。
具体实施例方式
如图1所示，本发明包括水针安装块6、活动芯型水针、气压电磁开关阀l和两个水压电磁开关阀2、 8;其中
1) 水针安装块6内轴向开有进水流道4、进气流道3和与进气流道3连通的一端小而另一端大贯穿的活动芯型水针安装孔，水针安装块6内径向开有排水流道10，排水流道10与进水流道4和右端大的活动芯型水针安装孔连通，气压电磁开关阀1接进气流道3，第一水压电磁开关阀2接进水流道4，第二水压电磁开关阀8接排水流道10;
2) 活动芯型水针包括针套9、针体11和活动芯13;针套9内开有一端大而另一端小的安装孔，针套9小安装孔内安装活动芯13两者为阶梯式滑动配合，中间大两端小的针体11穿过针套9，针体的一端露出针套9大孔外，针体的另一端穿过活动芯13孔其针体的锥部露出针套9小孔外，针体与活动芯13端部连接处为滑动配合，非连接处具有环形流道，针体大端与针套9大孔为螺纹配合，针套9中心开有贯通的气孔，气孔内装有能从侧面间隙通气的气芯5，气芯5T形头部一端顶住活动芯型水针安装孔的小端面，另一端顶住针体ll，针套9中段开有环形凹槽，凹槽上开有对称进水孔；
整个活动芯型水针安装在水针安装块6的活动芯型水针安装孔内，露出针套9大孔外的针体与水针安装块6小端活动芯型水针安装孔为为螺纹配合，配合面用第一 O形密封圈7密封，针套9与大端活动芯型水针安装孔配合面用第二 O形密封圈7密封，露出针套9小孔外的针体与模具腔连接。所述针套9靠近模具14的一端开有便于拆装的外六角形。如图2所示，当模具腔15内注入高温熔胶时，此时气压电磁开关阀l、水压电磁开关阀2、水压电磁开关阀8均保持在断开位置，高温高压熔胶作用在活动芯13右端端面，推动活动芯13向左运动，直至活动芯13顶到针体11末端台阶轴肩，此时活动芯13与针体11、针套9形成的密封可防止模具腔15内高温熔体进入水针内部。
如图3所示，熔胶注射结束后，水压电磁开关阀2切换到打开位置、水压电磁开关阀3和气压电磁开关阀1保持在断开位置，高压水流通过水压电磁开关阀2和进水流道4进入针套9环形凹槽，通过环形凹槽上所开对称进水孔进入针套9内部，高压水流作用在活动芯13左端面，活动芯13在压力作用下向右运动，此时活动芯13与针体11连接处的配合打开，活动芯13末端孔和针体11的锥部形成环形缝隙通道，高压水流经此通道进入模具腔15内。
如图4所示，注射水保压结束后，气压电磁开关阀1和水压电磁开关阀3切换到打开位置，水压电磁开关阀2切换到断开位置，低压空气由气芯5与针体11通孔间隙进入模具腔15内，气体压迫模具腔15内水流通过活动芯13与针体11所形成通道经针套9环形凹槽所开对称进水孔进入排水流道10，经水压电磁开关阀8排出，由于活动芯13与针套9间静摩擦力较大，在排水压力作用下仍保持在最大通流位置。
活动芯13与针体11、针套9采用滑动配合，在模具腔15注入高温高压熔体时，活动芯13受压向左运动，并顶住针体ll末端台阶轴肩，活动芯13与针体ll、针套9间形成密封，有效阻止了熔体进入水针及水辅成型设备。水针内无复位弹簧，进、出水流道的通断由活动芯两侧压差自动控制，因此该水针具有工作可靠、结构紧凑、工艺性好的优点。
水针喷嘴结构为活动芯13末端孔和针体11锥部构成圆环间隙结构，圆环结构喷嘴相比单、多孔水针的孔状结构喷嘴，提高了水针通流能力，并改善了制件的成型效果，通过调节针体11与针套9相对位置，可调节活动芯13末端孔和针体ll锥部构成的最大圆环间隙，进而调节水针通流能力，可适用于不同流量需求的模具，有良好的通用性。
该水针的所有装配件均采用不锈钢材料，可保证水针在水辅助注塑成型生产的水介质工况下具有较长的寿命。此外，该水针具有结构简单紧凑、工艺性好、通用性好、易于标准化的特点，适合于系列化生产。
权利要求
1、一种应用于水辅助注塑成型的活动芯型水针装置，其特征在于包括水针安装块(6)、活动芯型水针、气压电磁开关阀(1)和两个水压电磁开关阀(2、8)；其中1)水针安装块(6)内轴向开有进水流道(4)、进气流道(3)和与进气流道(3)连通的一端小而另一端大贯穿的活动芯型水针安装孔，水针安装块(6)内径向开有排水流道(10)，排水流道(10)与进水流道(4)和右端大的活动芯型水针安装孔连通，气压电磁开关阀(1)接进气流道(3)，第一水压电磁开关阀(2)接进水流道(4)，第二水压电磁开关阀(8)接排水流道(10)；2)活动芯型水针包括针套(9)、针体(11)和活动芯(13)；针套(9)内开有一端大而另一端小的安装孔，针套(9)小安装孔内安装活动芯(13)两者为滑动配合，中间大两端小的针体(11)穿过针套(9)，针体的一端露出针套(9)大孔外，针体的另一端穿过活动芯(13)孔其针体的锥部露出针套(9)小孔外，针体与活动芯(13)端部连接处为滑动配合，针体大端与针套(9)大孔为螺纹配合，针套(9)中心开有贯通的气孔，气孔内装有能从侧面间隙通气的气芯(5)，针套(9)中段开有环形凹槽，凹槽上开有对称进水孔；整个活动芯型水针安装在水针安装块(6)的活动芯型水针安装孔内，露出针套(9)大孔外的针体与水针安装块(6)小端活动芯型水针安装孔为为螺纹配合，配合面用第一O形密封圈(7)密封，针套(9)与大端活动芯型水针安装孔配合面用第二O形密封圈(7)密封，露出针套(9)小孔外的针体与模具腔连接。
2、 根据权利要求1所述的一种应用于水辅助注塑成型的活动芯型水针装置， 其特征在于所述针套(9)靠近模具(I4)的一端开有便于拆装的外六角形。
全文摘要
本发明公开了一种应用于水辅助注塑成型的活动芯型水针装置。包括针套、针体、活动芯、气芯和密封件。针套上开有进水孔、进气孔及活动芯配合孔；针体固定于针套内，活动芯和针体圆环间隙构成入射水通流道，通过活动芯运动打开和关闭间隙，形成流道的通和断，活动芯的位置由入水口压力与出口模具腔内压力压差确定；针体内开有通孔，孔内设有气芯，气芯与通孔配合间隙形成气体通道。本发明可实现水辅助注塑成型进水、进气排水功能。可根据压力水入口与模具腔内压力差自动开关流道，防止模具腔内高温熔体进入水针。该水针可根据模具规格不同，通过调整针体与针套相对位置，进而调节活动芯与针体最大通流间隙，从而使水针通流能力可调，具有很好的通用性。
文档编号B29C45/57GK101664986SQ20091015316
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月24日 优先权日2009年9月24日
发明者华 周, 杨华勇, 陈英龙 申请人:浙江大学