一种玻纤增强尼龙轨距挡板的制备方法及注射压缩模具与流程

本发明涉及模具成型技术领域。

背景技术：

轨距挡板是用于固定轨道并调整轨道间距的扣件。

玻纤增强尼龙66轨距挡板是一款典型的厚壁塑料制品，目前均以注塑成型技术制备。但传统的注塑成型技术并不适于生产壁厚较大的轨距挡板。所成型的轨距挡板的厚壁处会产生缩孔，同时产品的变形很难控制，致使轨距挡板的不合格率居高不下。造成上述问题的主要成因是注塑成型的保压过程，只能通过截面积很小的浇口对整个塑料制品进行压实，近浇口位置，压力较高，远浇口位置压力较低，导致产品内部的压力分布不均匀，引起产品的严重变形；同时，对于厚壁制品，浇口的冷却先于制品厚壁处，从而造成制品厚壁处保压补料不充分，从而在冷却过程中，在厚壁处形成缩孔。

近年来随着铁路向高速重载方向的快速发展，玻璃纤维（GF）增强的尼龙（PA）66 作为一种比普通PA 具有更高强度、更高刚度、优良耐疲劳性及耐磨损性的工程塑料已经在铁道器材领域得到广泛应用。增强PA66 制作的厚壁轨距挡板是用来调整轨距、传递钢轨的横向水平推力的结构件，是铁轨上关键产品的配件，对其各项性能指标的要求非常严格。目前尼龙66轨距挡板主要以注塑成型方式生产。对于轨距挡板而言，由于制品的壁厚较大且分布不均匀，传统的注塑工艺很难控制制品内部的纤维取向及翘曲变形，且保压压力在浇口冻结后就不再起到保压的作用，从而导致厚壁处易产生缩孔，严重影响到制品的质量和使用寿命。因此，需要寻求一种新工艺，从根本上解决玻纤增强尼龙66轨距挡板变形严重的问题，同时降低制品内部产生缩孔的风险。

目前，玻纤增强尼龙66轨距挡板均采用注塑成型技术完成制备。利用注塑机将玻纤增强尼龙66材料熔融塑化，然后通过模具的浇注系统，以高速、高压将熔体注入到注塑模具型腔中，熔体在较高的保压压力下冷却定型，开模后顶出制品，完成轨距挡板成型的整个过程，主要成型工艺流程，如图1所示。该过程所用模具为针阀式热流道模具，在注塑和保压过程中，阀针是打开的，熔体可以被注入模具型腔；当注塑工艺由保压切换到冷却时，热流道的阀针关闭，型腔中的熔体会冷却定型，不会再有熔体补充进型腔。

现有技术中，申请号为201210201687.6的中国发明专利公开了一种可快速组装的恒温成型模具，该专利公开的是一种用于生产轨距挡板的注塑成型模具，但其创新点为可快速组装和拆卸，同时保证温度恒定，该现有技术不是针对明显地降低轨距挡板厚壁处产生缩孔的风险。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种玻纤增强尼龙轨距挡板的制备方法及注射压缩模具，其能明显降低轨距挡板厚壁处产生缩孔的风险，提升轨距挡板应用过程中的安全性；同时改善产品成型过程中玻纤取向，使产品的成型精度更容易控制，降低轨距挡板生产成本。

本发明的技术方案是: 一种玻纤增强尼龙轨距挡板注射压缩模具，包括定模、位于定模下面的动模。所述定模包括定模固定板、定模垫板、针阀式热流道系统、压块、型腔镶块、模具A板；所述定模垫板和针阀式热流道系统均安装在定模固定板上；压块安装在定模垫板上，针阀式热流道系统嵌入定模垫板和压块中；模具A板连接定模垫板，模具A板和定模垫板之间设有弹簧，模具A板和定模垫板之间保持有距离，且模具A板能通过压缩弹簧与定模垫板相接触；所述型腔镶块安装在模具A板上。所述动模包括动模固定板、顶杆固定板、顶出顶杆、型芯镶块、模具B板；所述顶杆固定板位于动模固定板上面，顶出顶杆安装在顶杆固定板上；所述模具B板安装在动模固定板上，所述型芯镶块安装在模具B板上；所述压块、型腔镶块和型芯镶块一起组成用于成型轨距挡板的型腔。

所述压块通过内六角螺钉一固定在定模垫板上。

所述模具A板通过内六角螺钉二和螺栓连接定模垫板；内六角螺钉二安装在定模垫板上，螺栓活动安装在模具A板上，螺栓的上端带有与内六角螺钉二相配合的内螺纹孔，内六角螺钉二和螺栓通过螺纹连接方式连接；所述弹簧套装在螺栓外围，弹簧的上端和下端分别与定模垫板和模具A板相接，通过弹簧作用使模具A板和定模垫板处于分离状态，推动模具A板时，模具A板能压缩弹簧、沿螺栓运动而与定模垫板相接触。

所述模具A板与模具B板相接合，其接合面为分型面。

所述模具B板通过二块支板安装在动模固定板上，顶杆固定板和顶出顶杆位于二块支板之间，顶出顶杆的上端与型腔相接。

一种玻纤增强尼龙轨距挡板的制备方法，采用注射压缩成型方法生产轨距挡板，利用整个型腔上表面或下表面，对型腔内熔体进行均匀压缩，从而实现轨距挡板制品内应力及玻纤取向的均匀分布。

所述的玻纤增强尼龙轨距挡板的制备方法，采用注塑机和上述的玻纤增强尼龙轨距挡板注射压缩模具；包括如下步骤：

1）将玻纤增强尼龙轨距挡板注射压缩模具安装于注塑机上；

2）注塑机螺杆对玻纤增强尼龙66材料进行熔融塑化，再按照预定的熔体体积进行计量，完成注射压缩工艺的准备工作；

3）模具合模，型腔镶块和型芯镶块完全接触，模具分型面完全闭合，并由处于压缩状态的弹簧提供合模力；并使定模垫板与模具A板之间保持有距离，定模垫板与模具A板之间的距离为压缩距离，作为后续型腔压缩的行程；

4）针阀式热流道系统热嘴的针阀打开，熔体被注射到型腔；注射完成后，热嘴的针阀关闭，熔体无法再进入型腔，此时模具的型腔未被充填满；

5）动模克服弹簧的力，继续向定模移动，型芯镶块向定模方向移动，直至压缩距离为零；压块完成对型腔内熔体的压缩作用；此时型腔被熔体完全充填，熔体在型腔压缩压力的作用下逐渐冷却，形成轨距挡板制品；

6）轨距挡板制品冷却后，注塑机顶出机构推动顶杆固定板和顶出顶杆，顶出顶杆将轨距挡板制品顶出。

本发明采用注射压缩成型技术生产轨距挡板，利用型腔对其中的熔体进行整体压缩，来替代传统注塑工艺中的浇口保压，使制品中的压力分布更加均匀，实现制品内应力及玻纤取向的均匀分布，从而提升制品的成型精度，降低厚壁处产生缩孔的风险。本发明将注射压缩成型技术首次应用于玻纤增强尼龙轨距挡板的制备，利用整个型腔上表面或下表面，对腔内熔体进行均匀压缩，替代传统注塑成型技术中的保压工艺，从而提升玻纤增强尼龙66轨距挡板的成型质量。

采用本发明，可明显降低轨距挡板厚壁处产生缩孔的风险，提升轨距挡板应用过程中的安全性；同时改善产品成型过程中玻纤取向，使产品的成型精度更容易控制，降低轨距挡板生产成本。

附图说明

图1是现有技术中的注塑工艺流程图。

图2是本发明中的注射压缩工艺流程图。

图3是本发明中的玻纤增强尼龙轨距挡板注射压缩模具结构（分型面闭合状态）示意图。

图4是本发明中的玻纤增强尼龙轨距挡板注射压缩模具结构（型腔压缩后状态）示意图。

附图标记说明：定模固定板1、定模垫板2、内六角螺钉一3、压块4、针阀式热流道系统5、内六角螺钉二6、弹簧7、螺栓8、模具A板9、型腔镶块10、模具B板11、型芯镶块12、顶出顶杆13、顶杆固定板14。

具体实施方式

本发明利用注射压缩成型技术来制备玻纤增强尼龙66轨距挡板。注射压缩成型技术利用整个型腔上表面或下表面，对腔内熔体进行均匀压缩，替代传统注塑成型技术中的保压工艺，从而提升产品的成型质量。如图2所示，注射压缩成型工艺流程包括塑料熔融塑化、精密计量、模具合模、针阀打开进行熔体注射（注射完成后针阀关闭）、型腔压缩、制品冷却、模具开模、制品顶出等步骤。

玻纤增强尼龙轨距挡板注射压缩模具结构如图3、图4所示，结构说明：

1、分型面以上部分为定模，分型面以下部分为动模。定模固定板1和动模固定板15主要作用是将动定模固定在注塑机上。

2、定模垫板2固定于定模固定板1上。针阀式热流道系统5固定在定模固定板上，同时嵌入定模垫板2和压块4中。

3、利用内六角螺钉一3将压块4固定在定模垫板2上。压块4与型腔镶块10、型芯镶块12一起组成模具的型腔，用于成型轨距挡板制品。

4、利用内六角螺钉二6及带螺纹孔的螺栓8将模具A板9固定于定模垫板2。利用套在螺栓8上的，处于压缩状态的弹簧7，使两板处于分离状态。这段分离的距离，即为后续型腔压缩的最大行程。

5、型腔镶块10固定于模具A板9，型芯镶块12固定于模具B板11。模具A板9与模具B板11的接合面为分型面。

6、顶出顶杆13固定在顶杆固定板14上，用于顶出冷却后的制品。

注射压缩成型工艺流程，如图2所示。具体说明如下：

1、将注射压缩模具安装于注塑机上，定模固定在注塑机定模固定板上，动模固定在注塑机动模固定板上。

2、注塑机螺杆对玻纤增强尼龙66材料进行熔融塑化，再按照产品所需的熔体体积进行精密计量，完成注射压缩工艺的准备工作。

3、模具合模，型腔镶块和型芯镶块完全接触，模具分型面完全闭合，并由处于压缩状态的弹簧7提供合模力，如图3、图4所示。该合模力主要用于抵抗熔体注射过程产生的冲击力，防止分型面分开。但定模垫板与模具A板之间仍有一段距离，作为后续型腔压缩的行程，模具的状态如图3所示。

4、针阀式热流道5热嘴的针阀打开，熔体被定量地注射到模具型腔。注射完成后，热嘴的针阀关闭，熔体无法再进入型腔，此时模具的型腔未被充填满。

5、动模克服弹簧的力，继续向定模移动，型腔镶块带着型芯镶块向定模方向移动，直至压缩距离降为0为止，压块完成了对型腔内熔体的压缩作用。此时型腔被熔体完全充填，熔体在型腔压缩压力的作用下逐渐冷却。

6、制品冷却后，注塑机顶出机构推动顶杆固定板，顶出顶杆将制品顶出。

本发明中的注射压缩模具是基于传统注塑模具，增加型腔压缩功能，替代传统的浇口保压，实现产品内应力及玻纤取向的均匀分布，提升产品的成型精度。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。