专利名称：用于注模机的模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于注模机的模具，尤其是涉及一种包括由凹槽或型芯表面形成的独立中间模具的模具，该凹槽或型芯表面能够在射出成型之前^if口热 并能随着射出成型同时被冷却，这样射出成型就能够以较短的射出成型周期完 成。而且，本发明设计一种成型装置，其中通过在射出成型过程中将模具表面 的边缘区域保持在所需温度而能够制造出高质量的射出成型产品。
技术背景射出成型合成树脂或金属的过程是一种将熔融合成树脂或金属射出到带 有凹槽的固定模具(腔模)和带有型芯的可动模具(型芯)之间然后冷却注入 的合成树脂或金属从而得到凹槽形状的成型产品的制造方法。在射出成型过程中，熔融材料被注射时，如果可能，最好是模具与熔融材 料具有相同的温度。原因是注射材料的流动特性和腔表面图案的传递特性可以 得到提高，并且由于熔融材料变硬之后的残留应力而带来的变形也可以减少。 而且，熔融材料被完全注射之后模具最好具有较低的温度。这样，注射材料能 够快速冷却，射出成型周期也能够缩短，从而提高生产力。但是，如果预先加热模具来提高它的温度，流动和传递特性是提高了，但要花费长时间来冷却模具。这样，就存在射出成型周期增长的问题。另一方面， 在模具的体积减小以使模具能够被快速冷却从而缩短射出成型周期的情况下，模具的硬度和刚性也变弱了。这样，就存在另外一个问题，成型产品可能变形 或它的耐用性祐7皮坏。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种具有加热和冷却装置的成型装置，其中模具被保 持在一个适当的温度以维持注射熔融材料的流动和传递特性，然后在注射过程 中和之后迅速冷却，从而缩短射出成型周期，这样就能够提高生产力。也就是，
本发明的目的是提供一种能够解决模具温度升高时需要花费很多时间冷却模 具从而可能要增加射出成型周期、但减小模具的尺寸来快速冷却模具时又会破 坏流动和传递特性这一相冲突问题的成型装置。此外，本发明的另 一个目的是提供一种能够通过允许模具表面每个区域都 保持在所要求的温度以控制射出成型产品的冷却速率从而制造出高质量的没 有变形的射出成型产品并能够缩短周期的成型装置。技术方案根据本发明的一个方面，提供一种包括腔模和芯模的成型装置，所述腔模 固定在注模机上并且形成为具有用于限定熔融注射材料注射到其中的腔的腔 表面，所述芯模形成为具有型芯表面且安装到注模机上芯模，该型芯表面与腔 模腔模接合限定出腔，这样芯模可以由导向销引导前后移动来打开或闭合所述 腔。尤其是，芯模被分成具有型芯表面的较薄的中间芯模板和较厚的芯模支撑 板，这样熔融注射材料注射时芯模就可以被保持在适当的温度，并且注射结束 之后而被迅速冷却。进一步的，芯模包括朝向腔模移动时从芯模支撑板伸出而 插入形成于腔才莫中的导向孔中的导向销，该导向销穿过中间芯^^莫板安装芯才莫从 而使得中间芯模板只沿前后方向移动。更进一步的，芯模包括安装在中间芯模 板和芯模支撑板之间以使芯模向后移动打开腔时通过弹力使中间芯模板和芯 模支撑板彼此分离的第一弹簧。此外，用于加热中间芯模板的第一加热装置安 装到中间芯模板的分型面上，冷却装置安装到芯模支撑板上，这样当与中间芯 模板接触到时芯模支撑板就能够被保持在预定温度以使中间芯模板被冷却。根据本发明，相对固定到注模机上的腔模可动安装的、用作可动模具的芯 模被分成较薄的中间芯模板和较厚的芯模支撑板。进一步的，在它们接合之前， 中间芯模板被加热装置加热到适于射出成型的温度，芯模支撑板被冷却到与中 间芯模板接触到时中间芯模板能够被迅速冷却的状态。在熔融材料被注射期 间，芯模支撑板朝向腔模移动而使中间芯模板与腔模紧密接触到。熔融材料被 完全注射之后，加热装置的作用停止，与芯模支撑板接触到的中间芯模板被迅 速冷却。这样，可以适当地保持型芯表面的温度以保证熔融注射材料注射时具 有极好的流动和传递特性。此外，由于在熔融材料的注射结束的同时成型装置 能够被迅速冷却，所以射出成型的周期能够进一步缩短。 为了提高中间芯模板的冷却效果，中间芯模板和芯模支撑板的分型面优选 彼此紧密接触。这样，使用巻簧作为第一弹簧以使导向销插入其中。最好，在 有导向销固定于其上的芯模支撑板的边缘部分上形成具有预定深度的圓孔，这 样，芯模支撑板向前移动时第一弹簧能够被完全插入到圆孔中。进一步的，根据本发的成型装置的腔模可以被分成形成为具有腔表面的较 薄的中间腔模板和形成为具有第二导向孔的较厚的芯模腔支撑板，这样，熔融 注射材料被注射到腔中时腔表面和型芯表面就能够被保持在适当的温度下，而 且注射完成后能够被迅速冷却。此外，腔模包括中空导向筒，其一端穿过中间 腔芯模板固定、另一端装入到腔模支撑板的第二导向孔中，从而使得中间腔模板只在前后方向上移动；和第二弹簧，它安装在中间腔模板和腔模支撑板之间 以使芯模向后移动打开腔时通过弹力将中间腔模板和腔模支撑板彼此分开。用 于加热中间腔模板的第二加热装置安装到中间腔才莫板的分型面上，并提供用于 冷却腔模支撑板的第二冷却装置。如果腔模以与根据本发明的芯模相同的方式被分成中间腔模板和腔模支 撑板，那么在所述板彼此接合之前，中间腔模板被加热装置加热到适于射出成 型的温度，腔模支撑板被冷却到与中间腔模板接触到时中间腔模板能够被迅速 冷却的状态。也就是，芯模支撑板朝向腔模移动，并且在中间芯模板、中间腔 模板和腔模支撑板紧密接触到腔模且通过停止第一和第二加热装置的作用将 所有的腔表面都保持在适于射出成型的温度下时，完成熔融材料到腔的注射。 熔融材料被完全注射之后，整个腔能够被迅速冷却。这样，型芯和腔表面的温 度被适当保持，从而保证熔融注射材料被注射时具有极好的流动和传递特性。 此外，由于在熔融材料的注射结束的同时成型装置能够被迅速冷却，所以射出 成型的周期能够进一步缩短。为了提高中间腔模板的冷却效果，中间腔模板和腔模支撑板的分型面优选 彼此紧密接触。也即是，最好使用巻簧作为中空导向筒可以插入其中的第二弹 簧，而且具有预定深度的大直径部分形成于腔模支撑板的第二导向孔中，从而 使得中间腔模板向后移动时第二弹簧完全插入其中。更进一步的，用导向筒的 中空内部作为芯模向腔模移动时导向销能够插入其中的第 一导向孔。在这种情 况下，成型装置的结构能够被有效简化。
使用能够很容易地调节热量的电热器作为第一和第二加热装置。尤其是， 第 一和第二加热装置安装在形成于模具板的分型面上的凹槽内，这样它们和中 间芯模板以及中间腔模板接触，从而直接地、有效地传递加热装置产生的热。 进一步的，为了通过增加中间芯模板和芯模支撑板之间的接触面积来方便热传 递，最好将铜材料填充到电热器和电热器插入其中的凹槽之间的空间里。此外， 可以将温度传感器安装到中间芯模板上来控制电热器产生的热量，这样芯模就 能够被维持在一定的温度范围内。第一和第二冷却装置包括插入到芯模支撑板 中的冷却液管，这样冷却液可以在其内流动。更进一步的，可以在电热器中使 用单根电热丝，但是最好使用多根电热丝来根据其上的区域来控制腔或型芯表 面的温度，并随后独立调节热量。如果温度控制是在模具表面上的各个区域执 行的，就能够控制射出成型产品的冷却速率，从而防止由于残留应力引起的变 形，这样就能够生产出高质量的产品。可选择的，也可以提高冷却速率来缩短 周期从而提高生产力。
图1是图示根据本发明一个实施例的成型装置在打开状态的示意图； 图2是图示图1的成型装置在闭合状态的示意图； 图3是图示用于图1的成型装置中的中间芯模板的电热器的细节图； 图4 U)和(b)是图示用于图1的成型装置中的中间芯模板的电热器的 示例的示意图；图5是图示本发明另一实施例的成型装置在打开状态的示意图； 图6是图示图5的成型装置在闭合状态的示意图。附图标记的详细说明
10:腔模固定板20:固定腔模 30:中间芯模板33:电热器 35:芯模衬套40:芯模支撑板 41:导向销 43:冷却管 50:芯模固定板60:中间腔模 70:腔模支撑板80:温度传感器具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的优选实施例。图l是图示根据本发明一个实施例的成型装置在打开状态的示意图，图2是图示图1的成型装置在闭合状态的示意图，图3是图示用于图1的成型装置 中的中间芯才莫板的电热器的细节图，图4 (a)和(b)是图示用于图1的成型 装置中的中间芯模板的电热器的示例的示意图。如图1所示，这个实施例的成型装置100包括固定在注模机(未图示)上 的腔模20、安装为由导向销41引导并朝向或远离腔模20滑动的中间芯模板 30和固定到活动安装在注模机上的芯模固定板50上的芯模支撑板40。更进一 步的，安装到中间芯模板30的衬套35中的导向销41被固定到芯模支撑板40 上。腔模20形成为具有熔融注射材料射入其中的腔表面21,熔融注射材料是 通过注射通道23射入到腔表面21的。此外，腔模20形成为具有导向销41 插入到其中的导向孔22。型芯表面31形成于中间芯才莫板30的面向腔表面21 的那侧上。参看图示了腔模20和中间芯模板30处于接合互相接合状态的图2, 型芯表面31和腔表面21限定了熔融注射材料射入到其中的腔^。中间芯模板 30形成为比芯模支撑板40薄的板，以使模具很容易被加热和冷却。换句话说， 传统芯模可以被分成中间芯模板30和芯模支撑板40。参看图1和2，多个凹槽35形成于中间芯冲莫4反30的分型面上，用于加热 中间芯模板30的电热器33插入到凹槽35中。参看图3，每个电热器33以这 样的方式配置，绝缘涂层33b环绕着电热丝33a如镍铬合金丝。更进一步的， 为了增加中间芯模板30和芯模支撑板40之间的接触面积，也为了方便热传递， 将铜材料36填充到电热器33和插入了电热器33的凹槽35之间的空间。参看 图4，单4艮电热丝(图4 (a))或多才艮电热丝(图4 (b))可以用作电热器33。 附图标记34指示用于调节来自于电热器33的热量的控制器。在使用多根电热 丝时，来自于电热器33的总热量可以被适当调节，这样中间芯模板30的型芯 表面31的温度就能够是均衡的。此外，将温度传感器80安装到中间芯模板 30上。温度传感器80用于实时测量中间芯模板30的温度，这样控制器34就 能够适当调节来自于电热器的热量，从而使得芯模板维持在一定的温度范围 内。虽然这个实施例中举例说明了使用单个温度传感器，但是如果需要也可以 安装使用多个温度传感器。尤其是，如果各个电热器的热量要控制以使模具表
面上的各个区域具有彼此不同的温度，那么最好是将温度传感器安装到设置不 同温度的型芯表面上的所需区域上。此外，将冷却装置安装到芯模支撑板40上以将芯模支撑板40保持在一定 温度下，这样芯模支撑板40和中间芯模板30接触时中间芯模板30就能够被 冷却。在这个实施例中，冷却装置包括冷却液箱(未图示)、用于循环冷却液 的泵和形成于芯模支撑板40中的冷却液管43。冷却液管43在芯模支撑板40 中是连通的，进口和出口 (未图示)形成于芯模支撑板40的侧面上。更进一步的，巻簧90环绕着导向销41插入到中间芯模板30和芯模支撑 板40之间。当芯模支撑板40向后移动打开腔时，巻簧90通过它的弹力使中 间芯模板30和芯模支撑板40彼此分离，这样中间芯模板30就能够通过电热 器33快速加热而不会通过芯模支撑板40冷却。尤其是，如图2所示，熔融材 料被射入到由中间芯才莫板30与腔模20紧密接触而形成的腔中之后，中间 芯模板30和芯模支撑板40的分型面彼此更好地紧密接触，从而提高中间芯模 板30的冷却效果。这样，每个巻簧被用作第一弹簧90，并绕着导向销41插 入。如图2所示，当芯模支撑板40被移动而接触到中间芯模板30时，巻簧 90被完全插入到具有恒定深度的、形成于有导向销41固定于其上的芯模支撑 板的边缘区域的圆孔44中。下面将描述这个实施例的操作和有益效果。使用根据该实施例的成型装置 制造射出成型产品的方法如下说明。首先，在图1的该实施例的成型装置100 安装到注模机上的状态下，给电热器提供电流以加热中间芯模板30到适于射 出成型的温度。同时，冷却液流入到芯模支撑板40的冷却液管43中，这样芯 模支撑板40就能够被保持在有效冷却芯模支撑板所需的预定温度下。如果中 间芯模板30和芯模支撑板40达到适于射出成型和冷却的预定温度，那么芯模 固定板50沿从图上看向左的方向(朝向腔模)移动，这样腔模20、中间芯模 板30和芯模支撑板40就互相紧密接触。然后，熔融注射材料被注射到如图2 所示限定的腔^中，在注射过程中或注射过程完成时，电热器的电力被关断。 如果注射过程完成而且注射材料完全凝固，那么芯模固定板50向后(从图上 看是向右)移动，这样导向销41从导向孔22中移开。这时，由于巻簧90的 恢复力，中间芯模板30与芯模支撑板40分离，从而防止中间芯模板被芯模支
撑板冷却，同时，给电热器33供应电力来使中间芯模板30被加热。射出成型 产品从腔移开，并为射出成型重复前面的过程。如果使用这个实施例的成型装置，那么在接合之前要通it^口热装置加热中 间芯模板30以将该板保持在适于射出成型的温度下，并冷却芯模支撑板40 以使它在与中间芯模板接触到时能够迅速冷却中间芯模板。该板接合之后，执 行射出成型步骤，而中间芯模板30通过芯模支撑板40被迅速冷却。这样，芯 模表面可以被保持在适当的温度下以在熔融注射材料被注射时能够保证极好 的流动和传递特性，而且在材料注射完成的同时成型装置能够被迅速冷却，这 样就可以缩短射出成型的周期。尤其是，在加热装置被配置为多个电热器可以 独立控制的情况下，模具表面上的各个区域可以具有不同温度以防止射出成型 产品在冷却产品时由于残留应力而变形，这样就可以生产出高质量的射出成型 产品，而且也可以控制冷却速率从而进一步缩短周期。图5是图示本发明另一实施例的成型装置在打开状态的示意图，图6是图 示图5的成型装置在闭合状态的示意图。图5的成型装置与图1的不同，腔模20是以与芯才莫相同的方式也被分成 中间腔模板60和腔模支撑板70，电热器也是安装在中间腔模板60的分型面 上，冷却管也是形成于腔模支撑板70中。更进一步的，该实施例的成型装置 包括中空导向筒92，每个都是一端穿过中间腔模板60固定、另一端安装在形 成于腔模支撑板70中的第二导向孔71中，这样中间腔模板60就能够沿着与 腔模支撑板70相关联的方向移动。此外，如图5所示，巻簧91插入到导向筒 92中，这样在中间腔模板60和中间芯模板30处于打开状态时中间腔模板60 就能脱离腔模支撑板70。参看图6,为了使中间腔模板60和腔模支撑板70 彼此紧密接触到，大直径部分74形成为与导向筒92插入其中的第二导向孔 71相连，这样第二弹簧91就完全插入导向筒92中，与圆孔44形成在芯模支 撑板40上的导向销41固定处、以使芯模支撑板40能够与中间芯模板30紧密 接触到的方式一样。虽然这个实施例中没有说明用于将射出成型产品从成型装 置中移出的弹起销，但是在产品不能自动从成型装置中脱出时，应当安装弹起 销来将通过中间腔模或芯模板成型的产品从成型装置中脱出。使用这个实施例的成型装置的方法与上个实施例 一样，只是在射出成型步
骤之前，中间腔模板60应当加热到适于射出成型的预定温度，并且腔模支撑板70应当预先冷却到适于冷却注射到腔模中的材料的预定温度。这个实施例的成型装置配置成腔模以与芯模相同的方式被分成中间腔模 板和腔模支撑板。这样，接合之前，中间腔模板被加热装置加热到适于射出成 型的温度，腔模支撑板被冷却并维持在当和中间腔模板接触时中间腔模板能够 被迅速冷却的状态。这样，熔融注射材料被注射时，腔表面和型芯表面被保持 在适于射出成型的温度以保证极好的流动和传递特性。此外，由于材料被完全 注射时成型装置能够被迅速冷却，所以射出成型的周期就可以被缩短。尤其是， 由于电热器被安装到中间腔模板和中间芯模板上，所以当通过将模具板的温度 设置为彼此不同来控制冷却速率时，周期可以被进一步缩短。 工业应用根据本发明，提供了一种包括独立的中间芯模板和腔模板的成型装置。在 射出成型之前使用加热器将单独的中间芯模板和腔模板加热到适当的温度，并 通过预先冷却并分开的芯纟莫支撑板和腔模支撑板迅速冷却，这样成型装置就具 有极好的流动和传递特性，而且由于缩短了射出成型周期而具有了极好的生产 力。尤其是，由于可以使用多个加热器使模具表面的各个区域维持在不同的温 度下，所以产品的冷却速率可以得到控制，从而防止产品由于残留应力而带来 的变形。而且，由于周期可以进一步缩短，就可以得到具有极好生产力的成型 装置。上面描述和说明的附图中的实施例不应该被解释为本发明的技术精神的 限制。本发明的范围只是通过附加的权利要求书来限定的，本领域技术人员可 以在本发明的精神和范围之内作各种改变和修改。这样，如果对于本领域技术 人员来说是显而易见的，这些改变和修改都将被包括在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种成型装置，包括固定在注模机上并形成为具有用于限定熔融注射材料注射到其中的腔的腔表面的腔模，和形成为具有型芯表面并安装到注模机上的芯模，该型芯表面用于与腔模接合而限定出所述腔，从而所述芯模可以由导向销引导前后移动来打开或闭合所述腔，其中，所述芯模被分成具有型芯表面的较薄的中间芯模板和较厚的芯模支撑板，而且所述芯模包括导向销，所述导向销朝向腔模移动时从芯模支撑板伸出被插入到形成于所述腔模中的第一导向孔中并且穿过中间芯模板安装从而使得中间芯模板只沿前后方向移动，和第一弹簧，所述第一弹簧安装在中间芯模板和芯模支撑板之间以使芯模向后移动打开所述腔时通过弹力使中间芯模板和芯模支撑板彼此分离；而且所述成型装置包括安装到所述中间芯模板的分型面上以加热所述中间芯模板的第一加热装置，和用于冷却所述芯模支撑板的第一冷却装置。
2. 根据权利要求1所述的成型装置，其中第一加热装置包括插入到形成 于所述中间芯才莫板的分型面上的凹槽内的电热器，第 一冷却装置包括形成于所 述芯^^支撑才反中的冷却液管，以4吏冷却液流过该冷却液管。
3. 根据权利要求2所述的成型装置，进一步包括填充在所述电热器和插 入了电热器的所述凹槽之间的空间里以方便热传递的铜材料。
4. 根据权利要求3所述的成型装置，其中第一弹簧是巻簧，导向销穿过 它而插入，具有预定深度的圆孔形成于所述导向销固定于其上的所述芯模支撑 板的边缘区域，以使得所述芯模支撑板向前移动时第一弹簧完全插入其中，而 且所述成型装置进一步包括安装在所述中间芯模板上用来测量所述中间芯模 板的温度的温度传感器。
5. 根据权利要求4所述的成型装置，其中提供多个能够单独控制其热量 的电热器。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的成型装置，其中 所述腔模被分成形成为具有腔表面的较薄的中间腔模板和形成为具有第二导向孔的较厚的芯模支撑板， 所述腔模包括一端穿过所述中间芯模板固定、另 一端装入到所述腔模支 撑板的第二导向孔中从而使得所述中间腔模板只在前后方向上移动的中空导 向筒，和安装在所述中间腔模板和所述腔模支撑板之间以使所述芯模向后移动 打开所述腔时通过弹力将所述中间腔模板和所述腔模支撑板彼此分开的第二弹簧；而且所述成型装置包括安装到所述中间腔模板的分型面上以加热所述中间腔 模板的第二加热装置和用于冷却所述腔模支撑板的第二冷却装置。
7. 根据权利要求6所述的成型装置，其中第二加热装置包括插入到形成 于所述中间腔模板的分型面上的凹槽内的电热器，第二冷却装置包括形成于所 述腔模支撑板中的冷却液管，以使冷却液流过该冷却液管。
8. 根据权利要求6所述的成型装置，其中第二弹簧是巻簧，所述中空导 向筒穿过它而插入，具有预定深度的大直径部分形成于所述腔模支撑板的第二 导向孔中，以使得所述中间腔才莫板向后移动时第二弹簧完全插入其中，而且多 个电热器被安装在所述中间腔模板中。
9. 根据权利要求7或8所述的成型装置，其中所述导向筒的中空内部形 成于所述芯模向所述腔模移动时所述导向销能够插入其中的第一导向孔内。
全文摘要
本发明涉及一种用于在射出成型期间具有极好的流动和传递特性、并具有由于缩短了周期而提高生产力的注模机的成型装置。本发明的成型装置包括固定到注模机上、形成为具有用于限定熔融注射材料注射到其中的腔的腔表面的腔模，和形成为具有型芯表面的、安装到注模机上的芯模，该型芯表面用于根据与腔模的接合而限定出腔，这样芯模可以由导向销引导前后移动来打开或闭合凹槽。芯模被分成具有型芯表面的较薄的中间芯模板和较厚的芯模支撑板。被插入形成于腔模中的导向孔中、并且穿过中间芯模板安装从而使得中间芯模板只沿前后方向移动的导向销固定到芯模支撑板上。第一弹簧安装在中间芯模板和芯模支撑板之间，第一加热装置安装到中间芯模板的分型面上，第一冷却装置安装在芯模支撑板上。
文档编号B29C45/72GK101132898SQ200580048009
公开日2008年2月27日 申请日期2005年7月6日 优先权日2005年3月24日
发明者姜明镐 申请人:姜明镐