一种注塑模具及其注塑成型方法与流程

本发明涉及模具领域，尤其涉及一种注塑模具及其注塑成型方法。

背景技术：

注塑模具设置有浇口和连接浇口的型腔。熔融树脂从浇口注射到型腔中。当注射的熔融树脂已经在型腔中凝固时，开启模具，以便从模具中取出塑料制品。

然而，树脂凝固时会收缩，当已经填充在型腔内的熔融树脂在凝固过程中收缩时，塑料制品的外部形状不再匹配型腔的形状，不可能使塑料制品形成希望的外部形状。

为了解决该问题，在注塑的过程中，在型腔内的熔融树脂正在凝固时继续从浇口向型腔内的熔融树脂施加压力。也就是说，补充为了补偿收缩而必需的一定数量的熔融树脂。即使当熔融树脂收缩时，也能防止塑料制品的外部形状与型腔表面分离，从而可获得具有希望的外部形状的塑料制品。

日本专利申请公开h10-58493公开了替代上述技术的技术。该技术着眼于以下事实：许多塑料制品具有必须成型为希望形状的表面(该表面称为“设计表面”)和成型为不重要的表面(该表面称为“背面”)。在该现有技术方法中，当完成从浇口向型腔填充熔融树脂时，停止向熔融树脂施加压力，加压流体朝着塑料制品的背面注射。当加压流体朝着塑料制品的背面注射时，背面与型腔表面分离，但是塑料制品的设计表面推压型腔表面。因此，塑料制品的设计表面可精加工到希望的形状。但需要解释的是该技术不要求额外数量的树脂，因为当型腔已经充满熔融树脂时停止从浇口向熔融树脂施加压力。

为了实现继续从浇口向熔融树脂施加压力的技术形成优等的塑料制品，必须继续施加高压。例如，为了形成汽车保险杠，必须继续向会出现收缩问题的末端区域(该区域远离浇口)施加大约16mpa的压力。这使得必须继续在浇口附近施加大约40mpa的压力。因此，保险杠的注塑模具至少必须能承受40mpa的压力。这需要大型且昂贵的注塑模具。即使当使用朝着塑料制品背面注射加压流体的技术时，也需要高的流体压力形成优等塑料制品。在上述日本专利申请公开h10-58493的技术中，注射大约18mpa的加压流体。因而，注塑模具至少必须能承受18mpa的压力。这需要大型且昂贵的注塑模具。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种注塑模具及其注塑成型方法，能降低必须施加到型腔内树脂的压力，降低注塑模具的耐压要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种注塑模具，用于成型塑料制品，其包括定模、动模、流道系统、冷却水循环系统；所述流道系统设置于定模和动模中，用于形成流道，所述流道具有多个与所述注塑模具的型腔相连通的浇口；所述冷却水循环系统设置于定模和动模中，用于塑料制品成型后，注入冷却水使塑料制品冷却成型，所述注塑模具还包括：

熔融树脂注射设备，用于将熔融树脂从所述浇口注射到所述型腔；

压力施加设备，用于在所述型腔已经充满熔融树脂之后从所述浇口向所述型腔内的注射树脂施加压力；以及

流体注射设备，用于至少在所述压力施加设备向所述型腔内的注射树脂施加压力的过程的至少一部分过程中，通过所述流道朝着塑料制品的背面注射流体，其中：

所述压力施加设备施加的压力是不足以防止所述塑料制品的设计表面与所述型腔的表面分离的压力，除非所述流体注射设备注射流体，

所述流体注射设备施加的流体压力是不足以防止所述塑料制品的设计表面与所述型腔的表面分离的压力，除非所述压力施加设备施加压力；

压力施加设备还用于当熔融树脂注射转换到压力保持时，所述浇口附近的型腔内压力快速下降，并且当开始加压流体注射时，所述型腔内的熔融树脂的压力高于加压流体的压力。

所述的注塑模具中，所述定模包括由顶针、顶出底板与固定板组成的顶出机构，其中，

所述顶针一端具有顶出面，所述顶针的另一端穿设所述固定板后固定连接在所述顶出底板上，所述固定板与所述顶出底板固定连接，所述流道系统与所述顶出机构处于所述塑料制品的同一侧。

所述的注塑模具中，所述流道系统包括流道板及一端与所述多个浇口分别对接固定的流道管，其中，所述流道包括每个流道管所分别形成的分流道及与由所述流道板凹陷形成的与所述分流道相连的主流道，所述流道管的另一端可滑动地穿设所述固定板、所述顶出底板后固定连接在所述流道板上。

所述的注塑模具中，所述流道管包括大管及外径相对所述大管较小的小管，所述大管与所述小管连接处形成一朝向所述动模一侧的台阶面，所述定模具有与所述台阶面相抵的抵接面。

所述的注塑模具中，所述流道具有七个相互平行且均匀分布的所述分流道及与所述分流道相对应的七个所述浇口，其中的六个所述分流道平分为两组，所述两组分流道呈三重旋转对称，所述两组分流道具有两个平行分流道的镜像对称面，所述六个分流道还关于另一分流道呈二重旋转对称。

所述的注塑模具，还包括布置在所述流道的开口处的停止件，该停止件防止所述熔融树脂通过所述开口进入所述流道。

一种注塑模具的注塑成型方法，其包括如下步骤：

将定模与动模合模，使浇口与型腔相连通；

由熔融树脂注射设备使熔融树脂依次经过所述主流道、分流道后由各多个浇口注射到所述型腔，以得到所述塑料制品；将熔融树脂从所述浇口注射到所述型腔；

压力施加设备从所述浇口向所述型腔内的所述注射树脂施加压力；

流体注射设备通过所述流道朝着所述塑料制品背面注射流体；

冷却水循环系统注入冷却水使塑料制品冷却成型；

将所述定模与所述动模开模后，从定模一侧将所述塑料制品顶出，使其脱离所述注塑模具；其中，

所述压力施加设备施加压的步骤和流体注射设备注射流体的步骤同时执行；

所述压力施加设备施加的压力是不足以防止所述塑料制品的设计表面与所述型腔的表面分离的压力，除非所述流体注射设备注射流体；

所述流体注射设备施加的流体压力是不足以防止所述塑料制品的设计表面与所述型腔的表面分离的压力，除非所述压力施加设备施加压力；

压力施加设备还用于当熔融树脂注射转换到压力保持时，所述浇口附近的型腔内压力快速下降，并且当开始加压流体注射时，所述型腔内的熔融树脂的压力高于加压流体的压力。

所述的注塑模具的注塑成型方法中，所述的将所述定模与所述动模开模后，从定模一侧将所述塑料制品顶出，使其脱离所述注塑模具的步骤包括：

使所述定模与所述动模离模；

由顶出机构的顶针从定模一侧将所述塑料制品顶出。

相较于现有技术，本发明提供的注塑模具及其注塑成型方法，在注射熔融树脂到型腔中时，由压力施加设备从浇口向型腔内的注射树脂施加压力，使得从浇口施加的压力和流体注射压力都被降低，在两种压力都低的情况下，模制品的设计表面可形成为希望的表面形状，而且加压设备的压力低，从而降低了注塑模具的成本，使注塑产品的成本降低。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明的较佳实施例的注塑模具的结构示意图。

图2为图1中所示流道的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，当元件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

请参阅图1，图1为本发明的较佳实施例的注塑模具的结构示意图。本实施例中，注塑模用于成型塑料制品，其包括定模(图中未标号)、动模3、流道系统4，冷却水循环系统。

定模和动模3形成注塑模具的型腔1a，型腔1a所成型的塑料制品的形状和大小相匹配。所述流道系统设置于定模和动模3中，用于形成流道，所述流道具有多个与所述注塑模具的型腔相连通的浇口，通过流道4s注入并充满型腔1a。

所述冷却水循环系统设置于定模和动模中，用于塑料制品成型后，注入冷却水使塑料制品冷却成型。

本发明实施例中，所述注塑模具还包括：

熔融树脂注射设备，用于将熔融树脂从所述浇口注射到所述型腔；

压力施加设备，用于在所述型腔已经充满熔融树脂之后从所述浇口向所述型腔内的注射树脂施加压力；以及

流体注射设备，用于至少在所述压力施加设备向所述型腔内的注射树脂施加压力的过程的至少一部分过程中，通过所述流道朝着塑料制品的背面注射流体(如空气等)。

其中：

所述压力施加设备施加的压力是不足以防止所述塑料制品的设计表面与所述型腔的表面分离的压力，除非所述流体注射设备注射流体，

所述流体注射设备施加的流体压力是不足以防止所述塑料制品的设计表面与所述型腔的表面分离的压力，除非所述压力施加设备施加压力；

压力施加设备还用于当熔融树脂注射转换到压力保持时，所述浇口附近的型腔内压力快速下降，并且当开始加压流体注射时，所述型腔内的熔融树脂的压力高于加压流体的压力。

在本发明的一些优选实施例中，定模包括由顶针211、顶出底板212与固定板213组成的顶出机构21，如图1所示。流道系统4与所述顶出机构21处于所述塑料制品的同一侧，顶针211一端具有一顶出面211a，顶针211的另一端穿设所述固定板213后固定连接在顶出底板212上，固定板213与顶出底板212固定连接。

顶出底板212在上下运动时，可同步带动顶针211将成型好的塑料制品顶出。较佳地，顶针211被固定板213固定在顶出底板212上，固定板213通过螺钉连接与顶出底板212固定，从而使得顶针211可方便地拆卸与安装。

其中，流道4s具有多个浇口4c，流道4s通过浇口4c与型腔1a相连通。图中的流道4s具有七个相互平行且均匀分布的分流道4b及与分流道4b相对应的七个浇口4c，其中的六个分流道4b平分为两组，两组分流道4b呈三重旋转对称，两组分流道4b具有两个平行分流道4b的镜像对称面，六个分流道4b还关于另一分流道4b呈二重旋转对称。

请结合参阅图2，图2为图1中所示流道的立体结构示意图。较佳地，流道系统4包括一流道板41及一端与多个浇口4c分别对接固定的流道管42，且流道管42的另一端可滑动地穿设固定板213、顶出底板212后固定连接在流道板41上；所述流道板41包括主流道4a与分流道4b，其中，分流道4b由流道管42形成，主流道4a由流道板41向上凹陷形成。主流道4a与所述多个流道管42相连通。在注塑时，注塑材料经过入料口注入主流道4a，再经过多个分流道4b，通过浇口4c注入型腔1a。

在另一些优选的实施例中，流道管42包括一大管421及一外径相对大管421较小的小管422，大管421与小管422连接处形成一台阶面42a，定模具有一与台阶面42a相抵的抵接面。小管422的上端开设有浇口4c，通过调整台阶面42a与抵接面的相对距离可以在浇口4c与动模的成型面平齐时，台阶面42a与抵接面恰好相抵，起到限位作用，可使成型的塑料制品靠近浇口4c处的内表面尽量平滑。

进一步的，所述型腔1a的背面还设置若干流体通道44，流体通道44连通流体管38，所述流体管38的一端连接加压泵42。通过加压泵42给流体管38中的流体加压，且输送流体。

较佳的，在流体管38上设置有用于调节流体流动速度和压力的电磁阀40。电磁阀40将加压泵43供给的空气的压力调节到0.5mpa，具体由控制器(如工控机)控制电磁阀40的开启程度，加压泵43输送的加压流体被电磁阀40调节到0.5mpa，再通过流体管38进入主流道4a中，再进入分流道4b中，通过浇口4c注入型腔1a，从而实现了液体压力的控制，从而提升了产品品质。

进一步地，所述流体通道44上设置有排气口(图中未示出，)排气孔为小孔，小孔的直径不允许熔融树脂通过，但是允许空气通过。

在一些实施例中，注塑模具还可以包括多个行位，行位上安装如图1所示的镶件5，从而成型塑料制品的倒扣部分。

另外，在本发明中，所谓的“固定连接”还可为一般的固定连接方式或一体成型。顶出底板212与多个行位分别由一般的驱动装置驱动即可，如伺服驱动器等。

进一步地，本发明的注塑模具还包括布置在所述流道的开口处的停止件，该停止件防止所述熔融树脂通过所述开口进入所述流道。

本发明提供一种注塑模具的注塑成型方法，其包括：

s1、将定模与动模合模，使浇口与型腔相连通；

s2、由熔融树脂注射设备使熔融树脂依次经过所述主流道、分流道后由各多个浇口注射到所述型腔，以得到所述塑料制品；将熔融树脂从所述浇口注射到所述型腔；

s3、压力施加设备从所述浇口向所述型腔内的所述注射树脂施加压力；

s4、流体注射设备通过所述流道朝着所述塑料制品背面注射流体；

s5、冷却水循环系统注入冷却水使塑料制品冷却成型；

s6、将所述定模与所述动模开模后，从定模一侧将所述塑料制品顶出，使其脱离所述注塑模具；

其中：

所述压力施加设备施加压的步骤和流体注射设备注射流体的步骤同时执行；

所述压力施加设备施加的压力是不足以防止所述塑料制品的设计表面与所述型腔的表面分离的压力，除非所述流体注射设备注射流体；

所述流体注射设备施加的流体压力是不足以防止所述塑料制品的设计表面与所述型腔的表面分离的压力，除非所述压力施加设备施加压力；

压力施加设备还用于当熔融树脂注射转换到压力保持时，所述浇口附近的型腔内压力快速下降，并且当开始加压流体注射时，所述型腔内的熔融树脂的压力高于加压流体的压力。

进一步地，所述步骤s6还包括：

s61、使所述定模与所述动模离模；

s62、由顶出机构的顶针从定模一侧将所述塑料制品顶出。

综上所述，通过在注射熔融树脂到型腔中时，由压力施加设备从浇口向型腔内的注射树脂施加压力，使得从浇口施加的压力和流体注射压力都被降低，在两种压力都低的情况下，模制品的设计表面可形成为希望的表面形状，而且加压设备的压力低，从而降低了注塑模具的成本，使注塑产品的成本降低。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。