具有消除镶拼线的模具结构的制作方法

本发明涉及模具设计加工领域，尤其涉及一种具有消除镶拼线的模具结构。

背景技术：

模具根据注塑产品的要求而设计加工，在塑胶模具设计中，可以独立整体设计，也可以镶拼设计。一部分塑胶零件，镶拼结构的镶拼线容易影响零件表观质量，必须采用整体设计。但是，整体设计对于异形零件来说，传统机械加工方式加工异形部分，其直通水道对冷却效果影响较大，若采用增材制造加工随形水路，其整体的加工成本相当高。这种矛盾，现有做法一般是牺牲冷却效率，进行整体设计，再采用传统的机械加工。

目前，3D打印技术已在注塑模具的随形冷却水道加工中应用，随形冷却水道主要设置在产品成型的型芯和型腔中，缩短了冷却周期，使注塑产品的温场均匀，降低了由于冷热不均造成的产品零件翘曲、缩痕，保证了产品零件的质量，提高了企业的经济效益。

但是，目前采用3D打印技术加工含随形冷却水道的注塑模具成本相当高，通过缩短冷却时间而降低的注塑零件的单件加工成本有限，一般需要生产数十万件以上才能收回3D打印的加工成本，加工成本高限制了3D打印技术在模具中的应用。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种具有消除镶拼线的模具结构，既可以解决镶拼线对注塑零件表观质量的影响，还可以引入随形冷却水路对镶拼件冷却效率的优化。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种具有消除镶拼线的模具结构，包括模具，所述模具具有合模平面，所述模具的合模平面向内凹陷有镶拼腔，在模具的镶拼腔中紧密配合安装有镶拼件，所述镶拼件与模具的镶拼腔接触部位构成镶拼线；所述模具内部开有模具冷却水路，所述镶拼件内部开有与模具冷却水路相连通的随形冷却水路；所述模具的合模平面位于镶拼线位置处凹陷设有坡口，所述坡口相对于镶拼线呈中心对称，所述坡口包括小坡口和位于小坡口上方的大坡口，所述小坡口位于镶拼件边缘与模具边缘之间，所述大坡口位于镶拼件边缘与模具边缘之间，所述大坡口与小坡口相连通；所述小坡口通过P20粉末模具钢或NAK80粉末模具钢采用激光熔覆技术填补，所述大坡口通过P20粉末模具钢或NAK80粉末模具钢采用激光熔覆技术填补，所述坡口经过P20粉末模具钢或NAK80粉末模具钢采用激光熔覆技术填补后形成与模具的合模平面在同一平面上的回填平面，所述回填平面经过打磨、抛光处理后形成与模具的合模平面在同一平面上的回填平滑合模面。

本发明优选的小坡口结构技术方案是：所述小坡口整体呈“V”字形状，所述小坡口位于坡口下部，所述小坡口的深度为1.0～2.0mm，小坡口的V形夹角的角度为30°～60°(本发明优选角度为45°～60°)。

本发明优选的大坡口结构技术方案是：所述大坡口整体呈“U”字形状，所述大坡口位于坡口上部，所述大坡口的深度为3.0～8.0mm(本发明优选深度为4.0～6.0mm)，所述大坡口顶部开口宽度为10～30mm(本发明优选宽度为15～25mm)，所述大坡口的坡面与模具的合模平面所成夹角为30°～60°(本发明优选角度为45°～60°)。

作为优选，所述模具为上模或下模或凸模或凹模。

作为优选，所述镶拼件表面具有模具加工面，所述模具加工面包括模具加工平面或模具加工弧面。

为了让随形冷却水路、模具冷却水路起到更好的冷却模具和工件作用，所述随形冷却水路包括有模具加工面冷却水路，所述随形冷却水路的模具加工面冷却水路的形状与镶拼件的模具加工面相匹配，所述随形冷却水路的模具加工面冷却水路靠近镶拼件的模具加工面设置；所述模具冷却水路包括合模平面冷却水路，所述模具冷却水路的合模平面冷却水路的形状与模具的合模平面相匹配，所述模具冷却水路的合模平面冷却水路靠近模具的合模平面设置。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明既可以解决镶拼线对注塑零件表观质量的影响，还可以引入随形冷却水路对镶拼件冷却效率的优化。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2为图1中的局部放大示意图；

图3为实施例二的结构示意图；

图4为实施例三的结构示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

11－模具,12－模具冷却水路,13－镶拼件,14－镶拼线,15－随形冷却水路,16－小坡口,17－大坡口,21－凹模,22－模具冷却水路A,23－镶拼件A,24－镶拼线A,25－随形冷却水路A,31－凸模,32－模具冷却水路B,33－镶拼件B,34－镶拼线B,35－随形冷却水路B。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：

实施例一

如图1、图2所示，一种具有消除镶拼线的模具结构，包括模具11，模具11具有合模平面，如图1所示，模具11为凸模，模具11的合模平面向内凹陷有镶拼腔，在模具11的镶拼腔中紧密配合安装有镶拼件13，所述镶拼件13相对于模具11的合模平面向外凸起形成凸模，镶拼件13与模具11的镶拼腔接触部位构成镶拼线14。模具11内部开有模具冷却水路12，镶拼件13内部开有与模具冷却水路12相连通的随形冷却水路15。本实施例的镶拼件13及其随形冷却水路15采用增材制造方式加工，其金属粉末成分与模具11的模具钢成分相同，或者镶拼件13及其随形冷却水路15采用机械方式加工，随形冷却水路15为直通冷却水路。本实施例优选的镶拼件13通过螺栓与模具11连接固定。模具11的合模平面位于镶拼线14位置处凹陷设有坡口，坡口相对于镶拼线14呈中心对称，坡口由小坡口16和位于小坡口16上方的大坡口17组成，小坡口16位于镶拼件13边缘与模具11边缘之间，大坡口17位于镶拼件13边缘与模具11边缘之间，大坡口17与小坡口16相连通。小坡口16通过NAK80粉末模具钢(其粉末成分与模具11的模具钢成分一致)采用激光熔覆技术填补，大坡口17通过NAK80粉末模具钢采用激光熔覆技术填补，坡口经过NAK80粉末模具钢采用激光熔覆技术填补后形成与模具11的合模平面在同一平面上的回填平面，有利于使注塑零件表面无差异。回填平面经过打磨、抛光处理后形成与模具11的合模平面在同一平面上的回填平滑合模面。

本发明坡口填补的激光熔覆工艺步骤为：首先对模具11与对应的镶拼件13进行连接固定，并预热至200～220℃；其次，激光熔覆工艺依次填补小坡口16、大坡口17，坡口填补高于坡口面1mm；最后，采用机械手段去除多余的坡口填充物，并进行模具成型面的打磨、抛光处理。

如图2所示，小坡口16整体呈“V”字形状，小坡口16位于坡口下部，小坡口16的深度为1.0～2.0mm，小坡口16的V形夹角的角度为30°～60°(本实施例优选角度为45°～60°)。

如图2所示，大坡口17整体呈“U”字形状，大坡口17位于坡口上部，大坡口17的深度为3.0～8.0mm(本实施例优选深度为4.0～6.0mm)，大坡口17顶部开口宽度为10～30mm(本实施例优选宽度为15～25mm)，大坡口17的坡面与模具11的合模平面所成夹角为30°～60°(本实施例优选角度为45°～60°)。

本发明的模具11为上模或下模或凸模或凹模，如图1所示，本实施例的模具11为凸模。

本发明的镶拼件13表面具有模具加工面，模具加工面包括模具加工平面或模具加工弧面。

如图1所示，随形冷却水路15包括有模具加工面冷却水路，随形冷却水路15的模具加工面冷却水路的形状与镶拼件13的模具加工面相匹配，随形冷却水路15的模具加工面冷却水路靠近镶拼件13的模具加工面设置；模具冷却水路12包括合模平面冷却水路，模具冷却水路12的合模平面冷却水路的形状与模具11的合模平面相匹配，模具冷却水路12的合模平面冷却水路靠近模具11的合模平面设置。

实施例二

如图3所示，一种具有消除镶拼线的模具结构，包括凹模21，凹模21具有合模平面，如图3所示，凹模21为凹模，凹模21的合模平面向内凹陷有镶拼腔，在凹模21的镶拼腔中紧密配合安装有镶拼件A23，所述镶拼件A23相对于凹模21的合模平面向内凹陷形成凹模，镶拼件A23与凹模21的镶拼腔接触部位构成镶拼线A24。凹模21内部开有模具冷却水路A22，镶拼件A23内部开有与模具冷却水路A22相连通的随形冷却水路A25。本实施例的镶拼件A23及其随形冷却水路A25采用增材制造方式加工，其金属粉末成分与凹模21的模具钢成分相同，或者镶拼件A23及其随形冷却水路A25采用机械方式加工，随形冷却水路A25为直通冷却水路。本实施例优选的镶拼件A23通过螺栓与凹模21连接固定。凹模21的合模平面位于镶拼线A24位置处凹陷设有坡口，坡口相对于镶拼线A24呈中心对称，坡口由小坡口和位于小坡口上方的大坡口组成，小坡口位于镶拼件A23边缘与凹模21边缘之间，大坡口位于镶拼件A23边缘与凹模21边缘之间，大坡口与小坡口相连通。小坡口通过P20粉末模具钢(其粉末成分与凹模21的模具钢成分一致)采用激光熔覆技术填补，大坡口通过P20粉末模具钢采用激光熔覆技术填补，坡口经过P20粉末模具钢采用激光熔覆技术填补后形成与凹模21的合模平面在同一平面上的回填平面，有利于使注塑零件表面无差异。回填平面经过打磨、抛光处理后形成与凹模21的合模平面在同一平面上的回填平滑合模面。

本发明坡口填补的激光熔覆工艺步骤为：首先对凹模21与对应的镶拼件A23进行连接固定，并预热至200～220℃；其次，激光熔覆工艺依次填补小坡口、大坡口，坡口填补高于坡口面1mm；最后，采用机械手段去除多余的坡口填充物，并进行模具成型面的打磨、抛光处理。

实施例三

如图4所示，一种具有消除镶拼线的模具结构，包括凸模31，凸模31具有合模平面，如图3所示，凸模31为凸模，凸模31的合模平面向内凹陷有镶拼腔，在凸模31的镶拼腔中紧密配合安装有镶拼件B33，所述镶拼件B33相对于凸模31的合模平面向外凸起形成凸模，镶拼件B33与凸模31的镶拼腔接触部位构成镶拼线B34。凸模31内部开有模具冷却水路B32，镶拼件B33内部开有与模具冷却水路B32相连通的随形冷却水路B35。本实施例的镶拼件B33及其随形冷却水路B35采用增材制造方式加工，其金属粉末成分与凸模31的模具钢成分相同，或者镶拼件B33及其随形冷却水路B35采用机械方式加工，随形冷却水路B35为直通冷却水路。本实施例优选的镶拼件B33通过螺栓与凸模31连接固定。凸模31的合模平面位于镶拼线B34位置处凹陷设有坡口，坡口相对于镶拼线B34呈中心对称，坡口由小坡口和位于小坡口上方的大坡口组成，小坡口位于镶拼件B33边缘与凸模31边缘之间，大坡口位于镶拼件B33边缘与凸模31边缘之间，大坡口与小坡口相连通。小坡口通过P20粉末模具钢或NAK80粉末模具钢(其粉末成分与凸模31的模具钢成分一致)采用激光熔覆技术填补，大坡口通过P20粉末模具钢或NAK80粉末模具钢采用激光熔覆技术填补，坡口经过P20粉末模具钢或NAK80粉末模具钢采用激光熔覆技术填补后形成与凸模31的合模平面在同一平面上的回填平面，有利于使注塑零件表面无差异。回填平面经过打磨、抛光处理后形成与凸模31的合模平面在同一平面上的回填平滑合模面。

本发明坡口填补的激光熔覆工艺步骤为：首先对凸模31与对应的镶拼件B33进行连接固定，并预热至200～320℃；其次，激光熔覆工艺依次填补小坡口、大坡口，坡口填补高于坡口面1mm；最后，采用机械手段去除多余的坡口填充物，并进行模具成型面的打磨、抛光处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。