便于冷却的注塑模具的制作方法

本发明涉及塑料注塑领域，具体涉及一种便于冷却的注塑模具。

背景技术：

注塑件通常采用注塑模具进行注塑加工，模具的结构一般是具有上下两个模块，上模和下模密闭组合后中间形成注塑空腔，由于浇注时加入熔融的塑料粒，容易使模芯模具等结构变形，因此有必要在浇注完成后加快冷却并使注塑件更快成型。目前也有一些冷却系统，是在模具内部设置一些通孔，然后在通孔中注入水使之冷却，但是这种结构的冷却效果不好，会使冷却点分布不均匀，很可能使注塑件变形，增加了报废率。

另外，注塑件成型的过程中，上模具与下模具相互配合，注塑件成型后，先卸下上模具，再去除下模具即得成品。由于在卸除上模具的过程中塑胶产品不能完全粘附在下模具侧，有部分粘附在上模具上，导致产品拉伤变形。目前解决方法是延长产品的冷却时间，增加模具塑对胶产品的包紧力，这种方法延长了产品的成型周期，降低了产品的生产效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种便于冷却的注塑模具，以在注塑时，使热量较低的区域和热量较高的区域温度降低的速度更均匀，以避免注塑件变形。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

便于冷却的注塑模具包括上模和下模，上模和下模扣合后形成模腔，所述上模和下模内还设有冷却水通道，冷却水通道围绕在模腔周围，且上模和下模内设有与冷却水通道连通的进水口和出水口，所述上模和下模内还设有若干毛细冷却管，毛细冷却管设于冷却水通道和模腔之间；所述进水口通过进液管与水泵连通，进液管包括入口段、喉道和扩散段，入口段和扩散段的横截面积均大于喉道的横截面积，所述入口段与水泵连通，扩散段与冷却水通道连通，所述毛细冷却管的一端与入口段连通，毛细冷却管的另一端与喉道连通；所述毛细冷却管外周设有节流装置，节流装置包括环绕在毛细冷却管外周的膨胀室、与膨胀室连通的滑道以及用于对毛细冷却管进行节流的针阀，所述滑道内设有活塞，活塞与针阀的阀芯连接；膨胀室内填充有受热膨胀物质，受热膨胀物质体积膨胀，针阀开度增大；受热膨胀物质体积收缩，针阀开度减小。

本方案便于冷却的注塑模具的原理在于：

向模腔内完成熔融塑料的注入后，启动水泵向冷却水通道内泵入冷却水，则冷却水经过冷却水通道后，将从出水口排出，从而冷却水可对上模和下模进行冷却。水泵经过进液管然后经进水口向冷却水通道注水，由于进液管包括入口段、喉道和扩散段，且入口段和扩散段的横截面积均大于喉道的横截面积，当水泵向入口段泵入冷却水时，由于喉道相对于入口段收缩，因此喉道对水流具有阻挡作用，从而将导致入口段内的压力增大；且由于入口段内压力增大，因此冷却水将加速进入喉道内，从而使得喉道内的流速增大，根据伯努力定律，流体流速越快、压强越小，从而喉道内的压力降低。由于毛细冷却管的两端分别与入口段和喉道连通，因此毛细冷却管的两端将形成压力差，因此冷却水将从入口段进入毛细冷却管，然后再返回到喉道内，从而使得冷却水在毛细冷却管内流动。

由于毛细冷却管设于冷却水通道和模腔之间，因此毛细冷却管将更快地吸收模腔内熔融塑料的热量。且毛细冷却管与冷却水接触的表面积大，因此可以更快的吸收热量。由于模腔内不同的地方熔融塑料的厚度不同，因此模腔内各处所具有的热量也不同。由于冷却水经过毛细冷却管时，所能带走的热量有限，因此热量较高的地方散热相对较缓慢，即熔融塑料较厚的地方散热慢；而热量较低的地方散热快，即熔融塑料较薄的地方散热较快，所以在散热过程中，各毛细冷却管的温度不同。

由于膨胀腔环绕在毛细冷却管的周围，且膨胀腔内设有受热膨胀物质，因此毛细冷却管的温度将直接影响受热膨胀物质的体积。毛细冷却管处于热量较高的位置，则毛细冷却管的温度较高，受热膨胀物质的体积增大，使得受热膨胀物质将进入滑道内并对活塞形成挤压，从而活塞将推动针阀的阀芯，使针阀的开度增大；则毛细冷却管内冷却水的流量增大，因此毛细冷却管带走热量的能力增强。毛细冷却管处于热量降低的位置，则毛细冷却管的温度也较低，受热膨胀物质的体积相对较小，从而受热膨胀物质对活塞挤压力将小，则针阀的开度小，使得毛细冷却管内冷却水的流量减小，毛细冷却管带走热量的能力减弱。因此由于模腔内各处的热量不同，则各毛细冷却管的降温能力也不同，即热量越高的地方，毛细冷却管的降温能力增强，热量越低的地方，毛细冷却管的降温能力降低，从而可以使模具各处处在一个较低的温差范围内。

本方案产生的有益效果是：

(一)由于毛细冷却管针对热量较高的区域的降温速度快，而针对热量较低的区域的降温速度慢，从而可以避免热量较低的区域温度迅速降低，而热量较高的区域温度降低缓慢，导致模腔内的工件温差较大，使工件出现应力集中现象，从而导致工件变形。

(二)由于毛细冷却管与冷却水的接触面积大，因此毛细冷却管能快速吸收模腔内熔融塑料的热量，从而可以提高降温效率。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述受热膨胀物质为水银；水银的热膨胀系数大，且水银在膨胀过程中始终为液态，因此受到活塞的挤压时，水银不易变形，因此在水银膨胀时对活塞产生的压力较大，有利于推动活塞滑动。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述毛细冷却管外套设有由隔热材料制成的环体，所述膨胀室设于环体内，环体与毛细冷却管接触的侧壁上设有与膨胀室连通的开口。环体由隔热材料制成，而膨胀室设于环体内，从而环体对膨胀室内的水银具有隔热作用，且仅在环体与毛细冷却管接触的侧壁上设有开口，从而膨胀室内的水银将通过开口与毛细冷却管直接接触，使得水银的体积主要受毛细冷却管温度的影响，降低其他的干扰因素。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述毛细冷却管的内径为2-3mm；毛细冷却管的内径过小，则冷却水在毛细冷却管内流动的阻力大，而毛细冷却管的内径过大，毛细冷却管内的温度不能迅速升高，从而针阀阀芯的响应速度慢，因此不利于调节毛细吸热管的吸热能力。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述毛细冷却管由铜制成，由于铜的导热效果好，因此采用铜制作毛细冷却管可以提高热量传递至冷却水的速率，从而提高散热效率。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述毛细冷却管内壁上设有若干导热柱，以增大毛细冷却管与冷却水的接触面积，提高毛细冷却管内冷却水的吸热效率。

附图说明

图1为本发明便于冷却的注塑模具实施例的结构示意图；

图2为图1中A部分的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：上模10、模腔20、下模30、进水口31、出水口32、入口段33、喉道34、扩散段35、冷却水通道36、毛细冷却管37、散热柱38、环体41、活塞42、阀芯43、膨胀室44、滑道45。

实施例基本如图1、图2所示：

本实施例的便于冷却的注塑模具包括上模10和下模30，上模10和下模30扣合后形成模腔20，上模10上设有注塑通道，通过注塑通道可向膜腔内注入熔融塑料。上模10和下模30内还设有冷却水通道36，冷却水通道36围绕在模腔20周围，上模10和下模30上均设有进水口31和出水口32，冷却水通道36的两端分别和进水口31和出水口32连通；从而从进水口31内通入冷却水，冷却水将经过冷却水通道36然后从出水口32排出，从而冷却水将围绕在模腔20周围，以对模具和熔融塑料降温，使熔融塑料冷却固化。上模10和下模30内还设有若干由铜制成的毛细冷却管37，毛细冷却管37设于冷却水通道36和模腔20之间，冷却水从毛细冷却管37流过可加快对模具及熔融塑料的降温。毛细冷却管37的内径为3mm，从而经过毛细冷却管37的冷却水的流量较小，可使毛细冷却管37内冷却水的温度迅速升高；另外，毛细冷却管37的内壁设有若干导热柱，以增大毛细冷却管37与冷却水的接触面积。进水口31处设有进液管，冷却通道内的冷却水由水泵泵入，进水口31通过进液管与水泵连通。进液管包括入口段33、喉道34和扩散段35，入口段33和扩散段35的横截面积是喉道34的横截面积的三倍，入口段33和扩散段35均通过锥孔过渡到喉道34；入口段33与水泵连通，扩散段35与冷却水通道36连通。当流体从进液管的入口段33流入时，由于喉道34收缩，喉道34对流体具有阻挡作用，因此入口段33内流体的压力增大，使得流体加速进入喉道34内，使得喉道34内的流速增快，因此喉道34处流体的压力减小。毛细冷却管37的一端与入口段33连通，毛细冷却管37的另一端与喉道34连通，从而冷却水经过进液管时，毛细冷却管37两端存在压力差，因此冷却水将进入毛细冷却管37内，并在毛细冷却管37内流动，以对模具进行降温。

毛细冷却管37外周设有节流装置，节流装置包括针阀和套设在毛细冷却管37外周的环体41，针阀的阀芯43伸入毛细冷却管37内，针阀的阀芯43伸入毛细冷却管37内的长度越长，针阀的开度越小，反之针阀的阀芯43伸入毛细冷却管37内的长度越短，则针阀的开度越大。环体41由隔热陶瓷制成，以使降低其导热性能。环体41内设有膨胀室44，环体41与毛细冷却管37接触的侧壁上设有与膨胀室44接触的开口，膨胀室44内填充有水银，则水银将通过开口与毛细冷却管37接触，当毛细冷却管37的温度改变，水银的体积也会改变。另外环体41外设于与膨胀室44连通的滑动，当水银体积膨胀时，水银将进入滑道45内；且在滑道45内设有活塞42，活塞42可在滑动内滑动，当水银体积膨胀，水银将挤压活塞42，从而推动活塞42在滑动内滑动。针阀的阀芯43与活塞42焊接为一体，当活塞42滑动时将推动针阀的阀芯43移动，即当毛细冷却管37的温度改变时，针阀的开度也将改变。

本实施例便于冷却的注塑模具的具体工作过程为：

向模腔20内注入熔融塑料，然后启动水泵向进液管泵入冷却水，冷却水泵入进液管时，入口段33的压力增大，而喉道34内压力较小，因此毛细冷却管37的两端将形成压力差，冷却水进入冷却通道的同时，冷却水也将在毛细冷却管37内循环；从而冷却水通道36和毛细冷却管37对模具和模腔20内的熔融塑料均具有降温作用。毛细冷却管37设于冷却水通道36和模腔20之间，且毛细冷却管37道与冷却水接触的表面积大，因此可以更快的吸收热量。

由于模腔20内不同的地方熔融塑料的厚度不同，因此模腔20内各处所具有的热量也不同。由于冷却水经过毛细冷却管37时，所能带走的热量有限，因此热量较高的地方散热相对较缓慢；而热量较低的地方散热快，所以在散热过程中，各毛细冷却管37的温度不同。毛细冷却管37处于热量较高的位置，则毛细冷却管37的温度较高，水银的体积增大，则针阀的开度增大，毛细冷却管37内冷却水的流量增大，因此毛细冷却管37带走热量的能力增强。毛细冷却管37处于热量降低的位置，则毛细冷却管37的温度也较低，水银的体积相对较小，则针阀的开度小，使得毛细冷却管37内冷却水的流量减小，毛细冷却管37带走热量的能力减弱。因此由于模腔20内各处的热量不同，则各毛细冷却管37的降温能力也不同，即热量越高的地方，毛细冷却管37的降温能力增强，热量越低的地方，毛细冷却管37的降温能力增强降低，从而可以使模具各处处在一个较低的温差范围内。

实施例二：

实施例二与实施例一的区别仅在于，实施例二中，节流装置包括温度传感器、电磁阀以及控制器，温度传感器和电磁阀均与控制器电连接，温度传感器伸入毛细冷却管内，电磁阀的阀芯伸入毛细冷却管内。温度传感器可实时监控毛细冷却管内的温度，并向控制气发送反馈信号，同时控制器将向电磁阀发送执行信号，从而可改变电磁阀伸入毛细冷却管内的深度，从而改变毛细冷却管内冷却水的流量。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。