一种具有温控模槽变形功能的注塑机模具的制作方法

本发明涉及注塑机模具领域，更具体地说，涉及一种具有温控模槽变形功能的注塑机模具。

背景技术：

注塑模具是一种生产塑胶制品的工具，也是赋予塑胶制品完整结构和精确尺寸的工具。注塑模具由动模和定模两部分组成，动模安装在注射成型机的移动模板上，定模安装在注射成型机的固定模板上，注射成型时动模与定模闭合构成浇注系统和型腔，开模时动模和定模分离以便取出塑料制品。取模时产品一般留在动模,因为动模的固定板上有脱模机构。模具主要由浇注系统、调温系统、成型零件和结构零件组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化，是塑模中最复杂，变化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。

定模又称为母模、上模，因定模部份通常都是产品的外观面，模仁形状一般多是内凹的，所以形象的称之为母模；动模又称为公模、下模，因动模部份通常都是产品的内部面，模仁形状一般多是向外凸出的，所以形象的称动模为公模。

形状记忆合金(shapememoryalloys,sma)是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应(shapememoryeffect,sme)的由两种以上金属元素所构成的材料。形状记忆合金是目前形状记忆材料中形状记忆性能最好的材料。形状记忆合金之所以具有变形恢复能力，是因为变形过程中材料内部发生的热弹性马氏体相变。形状记忆合金中具有两种相：高温相奥氏体相，低温相马氏体相。

形状记忆合金根据形状记忆效应又可分为三种：单程记忆效应：形状记忆合金在较低的温度下变形，加热后可恢复变形前的形状，这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应；双程记忆效应。某些合金加热时恢复高温相形状，冷却时又能恢复低温相形状；全程记忆效应。加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状。

现有注塑机模具的动模与定模形成的型腔在形态上具有唯一性，所以一种模具只能注塑出一种形状尺寸的产品，使材料和模具具有极小的利用率；现有产品注塑在脱模时，产品一般是留在动模上，然后通过脱模机构将产品顶出，但由于顶料力度不当，产品上会留下印痕，使注塑产品的质量大大下降，甚至造成材料以及注塑工艺上的损失。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有温控模槽变形功能的注塑机模具，它可以通过控制温度的变化，使模仁随着温度变化呈现出不同的形态，打破了传统的型腔具有形态唯一性的这一特性，从而使熔融塑料在型腔内能成型出不同形态尺寸的产品，提高了材料以及模具体本身的利用率；同时，在注塑成型后，通过改变模仁的形态，能使成型的产品与模仁表面分离，抛弃了传统的采用顶料的方式，在不对产品造成印痕的情况下将产品进行脱模，这种脱模方式不易对产品的质量造成影响，更不易造成材料及注塑工艺上的损失。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种具有温控模槽变形功能的注塑机模具，包括动模和定模，所述动模位于定模的下方，所述定模的上端固定连接有上固定板，所述动模的下端固定连接有下固定板，所述动模的上端固定连接有下模仁，所述定模的下端固定连接有上模仁，所述下模仁和上模仁之间构成型腔，所述下模仁包括内固定体和外变形体，所述外变形体包裹在内固定体的外侧，所述动模的内部固定连接有温控器，通过温控器控制温度的变化，使外变形体随着温度变化呈现出不同的形态，打破了传统的型腔具有形态唯一性的这一特性，从而使熔融塑料在型腔内能成型出不同形态尺寸的产品，提高了材料以及模具体本身的利用率；同时，在注塑成型后，通过改变外变形体的形态，能使成型的产品与外变形体表面分离，抛弃了传统的采用顶料的方式，在不对产品造成印痕的情况下将产品进行脱模，这种脱模方式不易对产品的质量造成影响，更不易造成材料及注塑工艺上的损失。

进一步的，所述内固定体包括电热板和导热板，所述导热板固定连接于电热板的外端，电热板通电后可发热，导热板用于传递热量。

进一步的，所述导热板的外端固定连接有固定骨架，所述固定骨架的内部固定连接有温度传感器，用于检测加热温度的大小，固定骨架不随着温度的改变而发生变形，对其内侧的电热板、导热板和温度传感器起保护作用。

进一步的，所述外变形体包括形状记忆合金和电加热线，所述电加热线均匀分布于形状记忆合金的内部，所述形状记忆合金的外表面涂有绝热层，电加热线通电后发热，使形状记忆合金内部可以快速均匀地受热，使形状记忆合金发生形变，绝热层使形状记忆合金不受注入的熔融塑料的温度影响。

进一步的，所述电热板、温度传感器和电加热线均与温控器电性连接。

进一步的，所述形状记忆合金采用具有双程记忆效应的cu-zn-al记忆合金，其在加热时恢复高温相形状，冷却时恢复低温相形状。

进一步的，所述导热板采用具有高热导率的铝锌合金制成，具有良好的导热性能，同时具有较高的熔点，不易因温度变化发生形变。

进一步的，所述固定骨架采用高熔点的钨铜合金制成，不易因温度变化发生形变从而失去作用。

一种具有温控模槽变形功能的注塑机模具，其制备方法为：

s1、采用下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成形→再结晶退火→机械精加工的制造工艺制备出动模、定模、上固定板和下固定板，在成型的动模、定模、上固定板和下固定板上加工出凹槽结构，在定模上加工出上模仁，加工设备为立式铣床，刀具选用指型铣刀；

s2、对动模、定模、上固定板和下固定板进行热处理，主要安排渗碳、淬火和低温回火，渗碳温度一般在900-920℃，渗碳保温时间为5-10小时，淬火温度控制在960℃-1120℃，保温时间为为30-40分钟，回火采用中温回火，温度控制在380℃-420℃，在盐浴炉中保温1.5-2.5小时后空冷至室温；

s3、在动模上设置内固定体，然后在内固定体上设置电加热线，将处于低温相形状的形状记忆合金设于内固定体的外侧，形状记忆合金、内固定体和动模三者之间均使用1280℃耐高温密封胶进行粘合连接。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过温控器控制温度的变化，使外变形体随着温度变化呈现出不同的形态，打破了传统的型腔具有形态唯一性的这一特性，从而使熔融塑料在型腔内能成型出不同形态尺寸的产品，提高了材料以及模具体本身的利用率；同时，在注塑成型后，通过改变外变形体的形态，能使成型的产品与外变形体表面分离，抛弃了传统的采用顶料的方式，在不对产品造成印痕的情况下将产品进行脱模，这种脱模方式不易对产品的质量造成影响，更不易造成材料及注塑工艺上的损失。

(2)内固定体包括电热板和导热板，导热板固定连接于电热板的外端，电热板通电后可发热，导热板用于传递热量。

(3)导热板的外端固定连接有固定骨架，固定骨架的内部固定连接有温度传感器，用于检测加热温度的大小，固定骨架不随着温度的改变而发生变形，对其内侧的电热板、导热板和温度传感器起保护作用。

(4)外变形体包括形状记忆合金和电加热线，电加热线均匀分布于形状记忆合金的内部，形状记忆合金的外表面涂有绝热层，电加热线通电后发热，使形状记忆合金内部可以快速均匀地受热，使形状记忆合金发生形变，绝热层使形状记忆合金不受注入的熔融塑料的温度影响。

(6)形状记忆合金采用具有双程记忆效应的cu-zn-al记忆合金，其在加热时恢复高温相形状，冷却时恢复低温相形状。

(7)导热板采用具有高热导率的铝锌合金制成，具有良好的导热性能，同时具有较高的熔点，不易因温度变化发生形变。

(8)固定骨架采用高熔点的钨铜合金制成，不易因温度变化发生形变从而失去作用。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的动模和定模闭合前的正面结构示意图；

图3为本发明的动模和定模闭合后的正面结构示意图；

图4为本发明的下模仁的正面结构示意图；

图5为本发明的下模仁变形前的截面图；

图6为本发明的下模仁变形后的截面图。

图中标号说明：

1动模、2定模、3上固定板、4下固定板、5下模仁、6上模仁、7型腔、8内固定体、81电热板、82导热板、83固定骨架、84温度传感器、9外变形体、91形状记忆合金、92电加热线、93绝热层、10温控器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种具有温控模槽变形功能的注塑机模具，包括动模1和定模2，动模1位于定模2的下方，定模2的上端固定连接有上固定板3，定模2通过上固定板3安装在注塑机的移动模板上，动模1的下端固定连接有下固定板4，动模1通过下固定板4安装在注塑机的固定模板上，动模1的上端固定连接有下模仁5，请参阅图2，定模2的下端固定连接有上模仁6，请参阅图3，下模仁5和上模仁6之间构成型腔7，注塑时熔融塑料在型腔7内冷却成型。

请参阅图4，下模仁5包括内固定体8和外变形体9，外变形体9包裹在内固定体8的外侧，请参阅图5，内固定体8包括电热板81和导热板82，导热板82固定连接于电热板81的外端，电热板81采用型号为m216136的高温石墨电热板，通电后可快速发热，导热板82用于传递热量，导热板82采用具有高热导率的铝锌合金制成，具有良好的导热性能，同时具有较高的熔点，不易因温度变化发生形变，导热板82的外端固定连接有固定骨架83，固定骨架83的内部固定连接有温度传感器84，固定骨架83可对其内侧的电热板81、导热板82和温度传感器84起保护作用，固定骨架83采用高熔点的钨铜合金制成，不易因温度变化发生形变从而失去作用，温度传感器84采用型号为jcj107t的温度传感器，测量精度高，稳定性强，用于检测加热温度的大小。

请参阅图5，外变形体9包括形状记忆合金91和电加热线92，电加热线92均匀分布于形状记忆合金91的内部，形状记忆合金91采用具有双程记忆效应的cu-zn-al记忆合金，其在加热时恢复高温相形状，冷却时恢复低温相形状，电加热线92采用铁铬铝材质制成的绝缘处理高温电热丝，通电后发热，使形状记忆合金91内部可以快速均匀地受热，使形状记忆合金91发生形变，形状记忆合金91的外表面涂有绝热层93，可使形状记忆合金91不受注入的熔融塑料的温度影响。

请参阅图3，动模1的内部固定连接有温控器10，电热板81、温度传感器84和电加热线92均与温控器10电性连接，请参阅图5和图6，通过温控器10控制温度的变化，使外变形体9随着温度变化呈现出不同的形态，打破了传统的型腔7具有形态唯一性的这一特性，使熔融塑料在型腔7内能成型出不同形态尺寸的产品，提高了材料以及模具体本身的利用率；同时，在注塑成型后，通过改变外变形体9的形态，能使成型的产品与外变形体9表面分离，抛弃了传统的采用顶料的方式，在不对产品造成印痕的情况下将产品进行脱模，这种脱模方式不易对产品的质量造成影响，更不易造成材料及注塑工艺上的损失。

一种具有温控模槽变形功能的注塑机模具，其制备方法为：

s1、采用下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成形→再结晶退火→机械精加工的制造工艺制备出动模1、定模2、上固定板3和下固定板4，在成型的动模1、定模2、上固定板3和下固定板4上加工出凹槽结构，在定模2上加工出上模仁6，加工设备为立式铣床，刀具选用指型铣刀；

s2、对动模1、定模2、上固定板3和下固定板4进行热处理，主要安排渗碳、淬火和低温回火，渗碳温度一般在900-920℃，渗碳保温时间为5-10小时，淬火温度控制在960℃-1120℃，保温时间为为30-40分钟，回火采用中温回火，温度控制在380℃-420℃，在盐浴炉中保温1.5-2.5小时后空冷至室温；

s3、在动模1上设置内固定体8，然后在内固定体8上设置电加热线92，将处于低温相形状的形状记忆合金91设于内固定体8的外侧，形状记忆合金91、内固定体8和动模1三者之间均使用1280℃耐高温密封胶进行粘合连接。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。