专利名称：一种注射成型模具及制造方法
技术领域：
本发明涉及一种注射成型模具，与此模具的结构及其制造方法有关。
背景技术：
当今汽车个性化生产，必然要求作为汽车重要部件之一的玻璃朝多样化方向发展。注射成型包边玻璃的整体性能，与普通手工包边玻璃相比，具有粘结性能优越、产品形状多样性等特点，因此经常被优先选择作为一些高档汽车的部件。
通常，注射成型玻璃都是用钢模生产，产品具有包边条的形状稳定、外观质量优越的特点，但是，一副钢模的开发周期长，大约需要3-5个月，而且必须使用大型的铸钢，开模费用高达几十万元人民币，成本贵，很难适应汽车玻璃多样性等特点，这也致使每片注射成型的汽车玻璃成本居高不下。
而树脂模具已广泛的应用在各行各业中，但是，在汽车玻璃注射成型领域里使用树脂模具在专利文献里还未曾有，主要问题有二一是树脂模具很难适应注射成型玻璃对模温的要求；二是使用树脂模具生产的玻璃产品外观质量难以控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种注射成型模具，以使降低开发周期、开发费用及生产成本，并适应注射工艺对模温的要求，保证产品外观质量。
本发明的另一目的在于提供一种注射成型模具的制造方法，以便于模具的加工成型。
为达成上述目的，本发明的解决方案是一种注射成型模具，包括上模和下模，其中上、下模分别由上、下模框及增韧型树脂表面层、增韧型树脂传热层和填充层复合而成，表面层、传热层和填充层自合模面向模框底部依次填充在上、下模框中，加热管埋设在传热层中，上、下模的合模面上对应工件的形状形成型腔，浇口装置的入料口开设在型腔上。
上述上、下模的传热层和填充层之间增设隔热层如石棉纤维布，以阻隔热量由传热层向填充层传递，使传热层尽可能将热量传递到表面层，令热量得到充分利用。
上述上、下模的传热层中至少增设一层金属网，以加强传热层的强度及抗拉能力。
上述上、下模的表面层在合模面上分别增设密封条，使得注射加工时，借助此密封条的摩擦力得以良好地固定工件，使工件不容易发生破裂。
上述上、下模的模框上增设加强结构，以加强模具自身强度。
上述上、下模上分别安装导套和导柱，借助此导套和导柱的导向配合，方便合模及定位。
上述下模框上或其加强结构上对应工件的位置安装顶出装置和吸盘，以便于脱模时将所加工的工件顺利顶出脱模。
上述下模上对应工件的位置安装定位装置，以便加工的工件准确定位。
上述上、下模的传热层里加热管外围覆盖有金属网套，以使加热管有足够的热胀冷缩空间。
上述上、下模的增韧型树脂表面层按重量百分比由60-85％环氧树脂、5-10％环氧树脂固化剂、3-8％增韧剂和5-30％金属粉混合浇注而成。
上述上、下模的增韧型树脂传热层按重量百分比由20-40％环氧树脂、3-7％环氧树脂固化剂、3-12％增韧剂和42-70％传热填充粉混合浇注而成。
上述上、下模的填充层按重量百分比由2-10％环氧树脂、0.5-2％环氧树脂固化剂及88-97.5％的石英砂混合浇注而成。
一种注射成型模具的制造方法，是按下列步骤进行加工制造第一步，以工件样片为分型面，将上、下模框的侧框分别固定在工件样片的上、下两个面上，使上、下模的合模面上形成型腔；第二步，上模框朝上，按重量百分比，将60-85％环氧树脂、5-10％环氧树脂固化剂、3-8％增韧剂和5-30％金属粉混合后，浇注在上模框的侧框中，固化后即为表面层；第三步，按重量百分比，将20-40％环氧树脂、3-7％环氧树脂固化剂、3-12％增韧剂和42-70％传热填充粉混合后，浇注在第二步的表面层上，再在型腔相对位置上放置加热管，然后浇注相同配方的混合物，固化后即为传热层；第四步，按重量百分比，将2-10％环氧树脂、0.5-2％环氧树脂固化剂及88-97.5％的石英砂混合，浇注在第三步的传热层上，至侧框顶部平齐，固化后即为填充层；第五步，在上模框的填充层上加盖框底板，即完成上模的加工；第六步，翻转样片及上、下模，即下模框朝上，按第二、三、四步依次向下模框的侧框中浇注表面层、传热层和填充层，再在下模框的填充层上加盖框底板，即完成下模的加工；第七步，将浇口装置的入料口安装在型腔上，即完成整套模具的制造加工。
上述第七步起模后，在下模上安装顶出装置、吸盘和定位装置。
上述第三步也可以按重量百分比，将20-40％环氧树脂、3-7％环氧树脂固化剂、3-12％增韧剂和42-70％传热填充粉混合后，先浇注一层在第二步的表面层上，固化后加一张金属网，接着按相同配方浇注一层混合物，固化后再在型腔相对位置上放置加热管，然后浇注相同配方的混合物，固化后即为传热层。
上述第三步中再在加热管上包扎金属网套。
上述第三步之后在传热层上覆盖隔热层，如石棉纤维布。
采用上述结构后，本发明用于加工玻璃包边时，是将玻璃工件放置在下模的吸盘上，再合模，然后，通过浇口装置向型腔中注射包边材料，使之在玻璃工件的周边位置上形成包边条，即完成玻璃工件的包边。
本发明利用增韧型树脂复合而成模具，借助加热管可进行控温，其模具温度可以在常温、70℃甚至更高温度之间循环使用而不会破裂；并且表面层由树脂加金属粉末喷涂而成，可使玻璃产品外观质量得以大大的提高。
本发明的模具与传统的钢模相比，大大降低了开发周期、开发费用及生产成本；与普通的树脂模具相比，克服了模具温度问题，可适应注射工艺对模温的要求，保证了产品外观质量。一副本发明的模具可以生产3-5万片玻璃，特别适合作为生产注射成型汽车玻璃的模具，市场前景广阔。
图1是本发明模具的结构剖视图；图2是本发明下模的结构俯视图；图3是本发明模具制造方法的工艺流程图。
具体实施例方式
如图1所示，是本发明模具的较佳实施例，包括上模和下模。本发明的关键是上模由上模框1及增韧型树脂表面层6、增韧型树脂传热层8和填充层10复合而成，下模由下模框2及增韧型树脂表面层6、增韧型树脂传热层8和填充层10复合而成，各表面层6、传热层8和填充层10都自合模面向模框底部依次填充在上、下模框1和2中，加热管7(可以是油或水加热)埋设在传热层8中，上、下模1和2的合模面上对应工件的形状形成型腔5(型腔5可以根据工件上包边条的形状不同而随意改变)，浇口装置16的入料口开设在型腔5上，配合图2所示。
其中，上、下模框1和2可以采用金属板(铁、钢、铜等)或者硬质塑料板制成。
上、下模的增韧型树脂表面层6、增韧型树脂传热层8和填充层10的配方可以根据需要做适当调整。比如增韧型树脂表面层6可以按重量百分比由60-85％环氧树脂、5-10％环氧树脂固化剂、3-8％增韧剂和5-30％金属粉混合浇注而成；上、下模的增韧型树脂传热层8可以按重量百分比由20-40％环氧树脂、3-7％环氧树脂固化剂、3-12％增韧剂和42-70％传热填充粉混合浇注而成；上、下模的填充层10可以按重量百分比由2-10％环氧树脂、0.5-2％环氧树脂固化剂及88-97.5％的石英砂混合浇注而成。而具体配方如下实例A表面层6的配方77重量份的液体双酚A型环氧树脂；7重量份的液体脂环族胺类固化剂；3重量份聚酰胺树脂型增韧剂及3重量份含有羟基官能团的聚醚化合物的环氧树脂活性增韧剂；10重量份800目纯紫铜粉。
传热层8的配方32重量份液体双酚A型环氧树脂；3重量份的液体脂环族胺类固化剂；3重量份聚酰胺树脂型增韧剂及3重量份含有羟基官能团的聚醚化合物的环氧树脂活性增韧剂；25份重量份平均直径为0.1-0.3mm、长度为1-3mm的纯紫铜纤维，25重量份800目纯紫铜粉，5重量份200目铝粉，4重量份200目石英粉。
填充层10的配方3重量份双酚A型环氧树脂，0.5重量份的液体脂环族胺类固化剂，96.5重量份石英砂。
实例B表面层6的配方68重量份的液体双酚A型环氧树脂；7重量份的液体脂环族胺类固化剂；4重量份聚酰胺树脂型增韧剂及3重量份含有羟基官能团的聚醚化合物的环氧树脂活性增韧剂；13重量份800目纯紫铜粉，5重量份铝粉。
传热层8的配方38重量份液体双酚A型环氧树脂；6重量份的液体脂环族胺类固化剂；2重量份聚酰胺树脂型增韧剂及4重量份含有羟基官能团的聚醚化合物的环氧树脂活性增韧剂；32份重量份平均直径为0.1-0.3mm、长度为1-3mm的纯紫铜纤维，18重量份800目纯紫铜粉。
填充层10的配方3重量份双酚A型环氧树脂，0.5重量份的液体脂环族胺类固化剂，96.5重量份石英砂。
为了使本实施例的结构更佳，再如图1所示，本实施例上、下模的传热层8和填充层10之间还增设一隔热层9，如石棉纤维布，用以阻隔热量由传热层8向填充层10传递，使传热层8尽可能将热量传递到表面层6，令热量得到充分利用。上、下模的传热层8中还增设二层金属网3(具体层数不受本文限制)，以加强传热层8的强度及抗拉能力。上、下模的表面层6在合模面上分别增设密封条4，使得注射加工时，借助此密封条4的摩擦力得以良好地固定工件，使工件不容易发生破裂。上、下模的模框1和2上增设加强结构13，以加强模具自身强度。
为了使本实施例具有更佳的操作性，再如图1、2所示，本实施例上、下模上还分别安装导套11和导柱12，借助此导套11和导柱12的导向配合，方便合模及定位。在下模上对应工件的位置安装定位装置17，以便加工的工件准确定位，定位装置17的具体结构有多种，定位装置17的结构决定了其具体安装的位置，本实施例采用的是气动定位装置，故安装在下模的周边。而下模框2的加强结构1 3上(也可以直接在下模框2上)对应工件的位置安装顶出装置14和吸盘15，以便于脱模时将所加工的工件顺利顶出脱模。
另外，本实施例上、下模的传热层8里加热管7外围覆盖有金属网套(图中未示出)，用以使加热管7有足够的热胀冷缩空间。
这样，本发明用于加工玻璃包边时，是将玻璃工件直接放置在下模的吸盘15上，通过下模上的定位装置17定位后，再合模，然后，通过浇口装置16向型腔5中注射包边材料(主要为PU)，使之成型于玻璃工件周边位置上形成包边条，通过顶出装置14推动吸盘15顶出包边后的玻璃，即完成玻璃的注射成型过程，浇口装置16上可以设有可调式传热装置，有利于PU注射反应过程，可以减少产品气泡等缺陷。本发明利用增韧型树脂复合而成模具，开发周期、开发费用及生产成本比传统的钢模大大降低，且型腔可随意更改，易打磨抛光，模具的缺陷可以迅速修复，并传热层结构合理，可适应注射工艺对模温的要求，借助加热管7可进行控温，其模具温度可以在常温、70℃甚至更高温度之间循环使用而不会破裂；并且表面层6由树脂加金属粉末喷涂而成，密度高，可使玻璃产品外观质量得以大大的提高。
参见图3，本发明注射成型模具的制造方法，是按下列步骤进行加工制造第一步，以工件样片为分型面，将上、下模框1和2的侧框101和201分别固定在工件样片的上、下两个面上，使上、下模的合模面上形成型腔5；第二步，上模框1朝上，按实例A或B的配方，在上模框1的侧框101中浇注一层3-6mm厚表面层6的混合物，固化后即为表面层6；第三步，按实例A或B的配方，在表面层6上浇注一层20mm厚传热层8的混合物，固化，再在相对于型腔5的位置上放置加热管7，然后浇注相同配方传热层8的混合物15mm，固化后即为传热层8；第四步，按实例A或B的配方，在传热层8上浇注填充层10的混合物，至侧框101顶部平齐，以便下一步加盖框底板102，固化后即为填充层10；第五步，在上模框1的填充层10上加盖框底板102，即完成上模的加工；第六步，翻转样片及上、下模，使下模框2朝上，同样按第二、三、四步依次向下模框2的侧框201中浇注表面层6、传热层8和填充层10，再在下模框2的填充层10上加盖框底板202，即完成下模的加工；第七步，将浇口装置16的入料口安装在型腔5边上，即完成整套模具的制造加工。
为了使本实施例的结构更佳，第三步也可以按实例A或B的配方，先在表面层6上浇注一层10mm厚的传热层8混合物，固化后加一张16目金属网3(不锈钢网)后，接着按相同配方浇注一层10mm厚的混合物，固化后再在相对于型腔5的位置上放置加热管7，然后浇注相同配方的混合物15mm，固化即为传热层8，此金属网3可以加强传热层8的强度及抗拉能力；还可以在第三步中加热管7上包扎金属网套，此金属网套使加热管7有足够的热胀冷缩空间；还可以在第三步之后，在传热层8上覆盖隔热层9(如石棉纤维布)，再进行第四步浇注填充层10，此隔热层9可令热量得到充分利用。
为了使本实施例具有更佳的操作性，可以在第七步起模后，在下模上安装顶出装置14和吸盘15，以便于脱模时将所加工的工件顺利顶出脱模；在下模安装定位装置17，确保加工工件时定位的位置准确。在上、下模上分别安装导套11和导柱12，借助此导套11和导柱12的导向配合，方便合模及定位。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化，因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。
权利要求
1.一种注射成型模具，包括上模和下模，其特征在于上、下模分别由上、下模框及增韧型树脂表面层、增韧型树脂传热层和填充层复合而成，表面层、传热层和填充层自合模面向模框底部依次填充在上、下模框中，加热管埋设在传热层中，上、下模的合模面上对应工件的形状形成型腔，浇口装置的入料口开设在型腔上。
2.如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于上、下模的传热层和填充层之间增设隔热层。
3.如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于上、下模的传热层中至少增设一层金属网。
4.如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于上、下模的表面层在合模面上分别增设密封条。
5.如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于上、下模的模框上增设加强结构。
6.如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于上、下模上分别安装导套和导柱。
7.如权利要求1或5所述的一种注射成型模具，其特征在于下模框上或其加强结构上对应工件的位置安装顶出装置和吸盘。
8.如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于下模上对应工件的位置安装定位装置。
9.如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于上、下模的传热层里加热管外围覆盖有金属网套。
10.如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于上、下模的增韧型树脂表面层按重量百分比由60-85％环氧树脂、5-10％环氧树脂固化剂、3-8％增韧剂和5-30％金属粉混合浇注而成。
11.如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于上、下模的增韧型树脂传热层按重量百分比由20-40％环氧树脂、3-7％环氧树脂固化剂、3-12％增韧剂和42-70％传热填充粉混合浇注而成。
12.如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于上、下模的填充层按重量百分比由2-10％环氧树脂、0.5-2％环氧树脂固化剂及88-97.5％的石英砂混合浇注而成。
13.一种注射成型模具的制造方法，其特征在于按下列步骤进行加工制造第一步，以工件样片为分型面，将上、下模框的侧框分别固定在工件样片的上、下两个面上，使上、下模的合模面上形成型腔；第二步，上模框朝上，按重量百分比，将60-85％环氧树脂、5-10％环氧树脂固化剂、3-8％增韧剂和5-30％金属粉混合后，浇注在上模框的侧框中，固化后即为表面层；第三步，按重量百分比，将20-40％环氧树脂、3-7％环氧树脂固化剂、3-12％增韧剂和42-70％传热填充粉混合后，浇注在第二步的表面层上，再在型腔相对位置上放置加热管，然后浇注相同配方的混合物，固化后即为传热层；第四步，按重量百分比，将2-10％环氧树脂、0.5-2％环氧树脂固化剂及88-97.5％的石英砂混合，浇注在第三步的传热层上，至侧框顶部平齐，固化后即为填充层；第五步，在上模框的填充层上加盖框底板，即完成上模的加工；第六步，翻转样片及上、下模，即下模框朝上，按第二、三、四步依次向下模框的侧框中浇注表面层、传热层和填充层，再在下模框的填充层上加盖框底板，即完成下模的加工；第七步，将浇口装置的入料口安装在型腔上，即完成整套模具的制造加工。
14.如权利要求13所述之一种注射成型模具的制造方法，其特征在于第七步起模后，在下模上安装顶出装置和吸盘和定位装置。
15.如权利要求13所述之一种注射成型模具的制造方法，其特征在于上述第三步也可以按重量百分比，将20-40％环氧树脂、3-7％环氧树脂固化剂、3-12％增韧剂和42-70％传热填充粉混合后，先浇注一层在第二步的表面层上，固化后加一张金属网，接着按相同配方浇注一层混合物，凝固后再在型腔相对位置上放置加热管，然后浇注相同配方的混合物，固化后即为传热层。
16.如权利要求13所述之一种注射成型模具的制造方法，其特征在于第三步中再在加热管上包扎金属网套。
17.如权利要求13所述之一种注射成型模具的制造方法，其特征在于第三步之后在传热层上覆盖隔热层。
全文摘要
本发明公开了一种注射成型模具及其制造方法，模具包括上模和下模，上、下模分别由上、下模框及增韧型树脂表面层、增韧型树脂传热层和填充层复合而成，表面层、传热层和填充层自合模面向模框底部依次填充在上、下模框中，加热管埋设在传热层中，上、下模的合模面上对应工件的形状形成型腔，浇口装置的入料口开设在型腔上。此模具大大降低了开发周期、开发费用及生产成本，并适应注射工艺对模温的要求，保证产品外观质量。
文档编号B29C39/02GK1597296SQ200410041488
公开日2005年3月23日 申请日期2004年7月21日 优先权日2004年7月21日
发明者林文强 申请人:福耀玻璃工业集团股份有限公司