一种电池壳热流道模具结构及其成型方法与流程

本发明涉及蓄电池壳注塑成型加工技术领域，具体为一种电池壳热流道模具结构及其成型方法。

背景技术：

现有的蓄电池壳注塑成型的塑胶模具均为冷流道注塑模具，冷流道注塑模具即将熔融状态下的塑胶通过浇口套、流道和浇口进入模具型腔，在流道内不设置任何加热元件，冷流道塑胶模具在成型蓄电池壳的过程中，存在以下技术问题：

1、冷料道模具开模之后会在浇口套、流道、浇口部分形成废料水口料；

2：成型周期长、压力损失大，生产效率低；

3、成型的产品表面光洁度低不美观壁厚不均匀；

4、力学性能较低。

中国发明申请号为201810521774.7的中国专利公开了一种蓄电池电池槽及电池盖热流道塑胶模具，包括模具主体，模具主体的内部设有加热系统，加热系统安装在模具主体中，模具主体中设有活动接口，活动接口通过螺丝与模具主体固定连接。该种蓄电池电池槽及电池盖热流道塑胶模具运用的是热流道塑胶模具，设有设有温控箱，且温控箱具备温度过高报警功能及自动调节功能，通过温控箱有效的调节整体式热流道系统中的温度，从而使溶体温度变化控制在要求的精度范围内，可以使模具内部剩余的原料不会冷却，避免再次经过粉碎设备进行破碎，使生产现场不会产生粉尘，对员工没有职业伤害，没有环境污染，从而达到环保作用。

虽然，上述专利实现了在对蓄电池壳热流道注塑加工，但是其任存在以下技术问题：

1、蓄电池壳成型后，脱模过程中，顶杆直接顶出蓄电池壳，导致蓄电池壳上出现凹块，影响表面光洁度；

2、用于对蓄电池壳进行顶出的推板制造成本高。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提供了一种电池壳热流道模具结构，其通过上模板与下模板之间设置推板，且将推板设置为分体镶接的支撑框进而推板镶件，使针对蓄电池壳的推板的材料运用减少，同时避免传统顶杆直接顶处蓄电池壳，解决了蓄电池壳顶出后表面光洁度差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电池壳热流道模具结构，包括：

上模总成，所述上模总成沿竖直方向从上至下依次包括相互叠加连接的隔热板、上模固定板、热流道板及上模板，所述上模板内嵌设有上模盖板与型腔板，所述上模盖板覆盖于所述型腔板的上方，该型腔板上设置有若干个用于注塑成型蓄电池壳的腔室及围绕该腔室设置且对腔室内成型的所述蓄电池壳进行冷却的冷却流道，所述上模总成内设置有与该腔室连通且向该腔室内注入热塑胶的热流道组；以及

下模总成，所述下模总成沿竖直方向从上至下依次包括相互叠加的推板、下模板及下模固定板，所述推板沿竖直方向推动设置，所述下模板上竖直设置有若干的入子单元，该入子单元穿透所述推板与所述腔室一一对应穿插配合形成与蓄电池壳成仿形设置的成型腔，所述下模固定板与所述下模板连接设置，所述下模总成内设置有推动所述推板的推送组件。

作为改进，所述腔室宽度方向所在的侧壁成弧形向外凸起设置。

作为改进，所述热流道组包括：

进料嘴；

分流板，所述分流板内设置有主流道及与该主流道连通的若干支流道，所述主流道的中心点与所述进料嘴连通设置；

注料嘴组，若干的所述注料嘴组相对于所述进料嘴设置于所述分流板的另一侧端面上，其与所述腔室一一对应设置，且其包括与所述支流道一一对应连通设置的注料嘴，该注料嘴出料口正对所述腔室连通设置；以及

加热元件，所述加热元件围绕所述主流道及所述支流道设置。

作为改进，所述进料嘴设置于所述分流板的中心点位置处，所述主流道及所述支流道均沿所述分流板的中心点成中心对称设置于所述分流板的两侧。

作为改进，每组注料嘴组中的所述注料嘴与均沿对应的所述腔室的中心点成中心对称设置，该注料嘴成对角设置于对应的所述腔室上方，且该注料嘴分别对应设置于成型的所述蓄电池壳长度方向上排列的第二组及第五组单格的宽度方向的中线上。

作为改进，每组注料嘴组中的所述注料嘴均设置于对应的所述腔室的中线点上。

作为改进，所述推板包括：

支撑框，所述支撑框的中部设置有镶槽，该镶槽的覆盖所述腔室设置；以及

推板镶件，所述推板镶件镶设置于所述镶槽内，其上开设有供所述入子单元穿透的槽口。

作为改进，所述入子单元包括沿所述腔室的长度方向等距排列的若干入子，该入子与所述蓄电池壳内的单格一一对应设置，且位于该腔室长度方向两侧的所述入子对应该腔室宽度方向所在侧壁的部位均成弧形向外凸起设置。

作为改进，所述推送组件包括：

第一导杆，所述第一导杆的下端部连接设置于所述下模板上，其上端部穿透所述推板，所述推板沿所述第一导杆滑动设置；

第二导杆，所述第二导杆的上端部与所述推板连接设置，其下端部滑动设置于所述下模板上；以及

推杆，所述推杆上端部与所述推板连接设置，其下端部滑动设置于所述下模板上，且其下端部设置有与所述下模板卡合，对所述推板进行限位的圆柱形的限位部。

本发明塑胶模具结构的有益效果在于：

(1)本发明通过利用在下模板上设置推板，利用注塑机的顶杆推动推板，通过推板与蓄电池壳开口边沿的卡合，推动蓄电池壳从入子上脱离，实现蓄电池壳的脱模处理，避免了顶杆直接顶出蓄电的壳，影响表面光洁度；

(2)本发明通过将推板进行分体设置，将推板分别设置为支撑框与推板镶件，推板镶件用于对蓄电池壳进行顶出，采用各项力学性能较优的材料制造，而支撑框用于嵌设镶接推板镶件，采用力学性能较为一般的材料制造，降低了推板的制造成本；

(3)本发明通过对型腔宽度方向所在的侧壁与位于型腔长度两侧的入子进行弧形凸起处理，使成型的蓄电池壳的长度方向的侧壁在冷却收缩后，通过凸起余量抵消冷却收缩量，使蓄电池壳宽度方向所在的侧壁不在向内收缩，提高蓄电池壳的成型品质，提高产品尺寸精度。

针对以上问题，本发明提供了一种电池壳成型方法，其通过在合模注塑步骤中，利用沿型腔的中心点成中心对称设置或者是直接设置于型腔中心点上的注料嘴注入到合模后的型腔内，使注料嘴注入的原料的压力在入子的两侧尽量保持平衡，使入子尽可能不发生倾斜偏移，解决了蓄电池壳成型过程中，原料注射压力对产品品质产生影响的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电池壳成型方法，包括以下步骤：

步骤一、模流分析，利用moldflow模流分析软件对蓄电池壳的形状及注射成型条件进行模拟分析，设计上述所述的一种电池壳热流道模具结构；

步骤二、材料准备，塑料颗粒加热烘干蒸发水分，烘干温度为80-90c°，干燥时间为2小时；

步骤三、熔融塑化，塑料颗粒通过料斗添加到注塑机料筒内部、通过加热及注塑机螺杆转动将颗粒状原料变为熔融状态，熔融塑胶温度为220c°；

步骤四、合模注塑，上模总成与下模总成通过导杆导套的导向定位进行合模，合模后，注塑机将热熔后的原料通过进料嘴注入到热流道组内，再由沿腔室的中心点成中心对称设置的注料嘴注入到合模后的腔室内，并进行保压处理，其中，注射压力为90-120mpa，分段注射时间为4-8s，保压压力为90-100mpa，保压时间为2-4s；

步骤五、冷却，当原料注射保压结束之后，停止进胶，由冷却流道通入冷却液对腔室内的原料进行冷却处理，冷却时间15-32s；

步骤六、开模取件，待冷却结束后，上模总成与下模总成打开，注塑机顶杆作用到与推板相连的推杆上，将推板沿第一导杆及第二导杆的导向推出，通过推板将倒扣于入子上的蓄电池壳向外推送脱离输出；

步骤七、产品检测，将成型的蓄电池壳放置12h进行充分冷却后，对蓄电池尺寸进行测量，同时检测长宽方向因缩水产生的变形量，保证尺寸符合生产要求的公差范围。本发明成型方法的有益效果在于：

(1)本发明通过在合模注塑步骤中，利用沿型腔的中心点成中心对称设置的或者是直接设置于型腔中心点上的注料嘴注入到合模后的型腔内，使注料嘴注入的原料的压力在入子的两侧尽量保持平衡，使入子尽可能的不发生倾斜偏移，保证成型的蓄电池壳的尺寸均满足设计尺寸，提高蓄电池壳抗碎、抗裂的力学性能；

(2)本发明在蓄电池壳进行注塑成型加工之前，会设置模流分析步骤，对蓄电池壳的成型加工进行模流分析，利用moldflow模流分析软件对蓄电池壳的形状及注射成型条件进行模拟分析，计算出注料嘴最佳的设置位置，设计出最符合该型号蓄电池壳成型加工的塑胶模具结构，提高成型的蓄电池壳的品质与尺寸精度。

综上所述，本发明具有塑胶模具结构稳定性强、蓄电池的成型方法更加优化，实现了成型的蓄电池壳的力学性能与尺寸精度高，且表面光洁。

附图说明

图1为本发明正视结构示意图；

图2为本发明俯视结构示意图；

图3为本发明热流道组立体示意图；

图4为本发明热流道组纵向剖视示意图；

图5为本发明热流道组横向剖视示意图；

图6为本发明下模板立体结构示意图；

图7为本发明下模板侧视结构示意图一；

图8为本发明下模板侧视结构示意图二；

图9为本发明腔室剖视结构示意图一；

图10为本发明腔室剖视结构示意图二；

图11为本发明实施例二立体结构示意图；

图12为本发明实施例三纵向剖视结构示意图；

图13为本发明实施例三横向剖视结构示意图；

图14为本案实施例五的成型方法流程示意图。

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，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一：

如图1至图6、图8与图9所示，一种电池壳热流道模具结构，包括：

上模总成10，所述上模总成10沿竖直方向从上至下依次包括相互叠加连接的隔热板1、上模固定板2、热流道板3及上模板4，所述上模板4内嵌设有上模盖板43与型腔板41，所述上模盖板43覆盖于所述型腔板41的上方，该型腔板41上设置有若干个用于注塑成型蓄电池壳40的腔室411及围绕该腔室411设置且对腔室411内成型的所述蓄电池壳40进行冷却的冷却流道，所述上模总成10内设置有与该腔室411连通且向该腔室411内注入热塑胶的热流道组5；以及

下模总成20，所述下模总成20沿竖直方向从上至下依次包括相互叠加的推板6、下模板7及下模固定板8，所述推板6沿竖直方向推动设置，所述下模板7上竖直设置有若干的入子单元71，该入子单元71穿透所述推板6与所述腔室411一一对应穿插配合形成与蓄电池壳40成仿形设置的成型腔，所述下模固定板8与所述下模板7连接设置，所述下模总成20内设置有推动所述推板6的推送组件9。

如图3至图5所示，其中，所述热流道组5包括：

进料嘴51；

分流板52，所述分流板52内设置有主流道521及与该主流道521连通的若干支流道522，所述主流道521的中心点与所述进料嘴51连通设置；

注料嘴组53，若干的所述注料嘴组53相对于所述进料嘴51设置于所述分流板52的另一侧端面上，其与所述腔室411一一对应设置，且其包括与所述支流道522一一对应连通设置的注料嘴531，该注料嘴531出料口正对所述腔室411连通设置；以及

加热元件54，所述加热元件54围绕所述主流道521及所述支流道522设置。

进一步的，进料嘴51设置于所述分流板52的中心点位置处，所述主流道521及所述支流道522均沿所述分流板52的中心点成中心对称设置于所述分流板52的两侧。

更进一步的，每组注料嘴组53中的所述注料嘴531与均沿对应的所述腔室411的中心点成中心对称设置，该注料嘴531成对角设置于对应的所述腔室411上方，且该注料嘴531分别对应设置于成型的所述蓄电池壳40长度方向上排列的第二组及第五组单格401的宽度方向的中线上。

需要说明的是，较传统的热流道塑胶模具，本发明将主流道521与位于分流板52中心位置处的进料嘴51连通，且设置于分流板52上主流道521、支流道522及注料嘴531均是沿分流板52的中心成中心对称，保证流向每个注料嘴531的原料的流量、压力均是相同的，同时，尽可能的实现注料嘴531在腔室411上对称设置，使注料嘴531在对腔室411顺畅进料的同时，可以确保在腔室411内设置的入子711两侧原料的压力尽量平衡，入子尽可能的不会发生倾斜。

此外，其优选每组采用2个注料嘴531对腔室411进行注料，其分布在腔室411的对角上，且2个注料嘴531放置在蓄电池壳沿长度方向排列第二组和第五组单格401的区域，如此设置，一方面是考虑到对入子711的压力平衡，其另一方面是考虑到，注料嘴531对腔室411各部位的注料的流畅性，如果是将注料嘴531像实施例一与实施例二，直接设置于腔室411宽度方向的中线上，会导致，腔室411长度方向所在两侧的原料流动不足，对角设置，可以通过两个注料嘴531的相互补偿，对腔室411的各部位进行注料。

进一步说明的是，接线盒与分流板52由杯头螺丝连接固定，接线盒通过接线的方式向外连接温控箱、热流道板加热设备，热流道板加设置热流道板，注料嘴531内设有阀针，阀针固定在阀针套筒内部的活塞杆上的阀针挂件上，与此同时阀针套筒由螺丝连接固定在上模固定板1上，阀针套筒四周开有气孔与上模固定板1上的气孔相连接，进一步的上模固定板上的气孔与固定在支流道522上的电磁阀气孔通过耐高温密封圈紧密贴合，电磁阀另外一侧进气孔通过气管与厂房内的气管相连，电磁阀由螺丝固定在分流板52上，电磁阀通过连线的方式接在注塑机台上的时序控制器上，用来接收注塑机台传递的注射与停止注射信号，电磁阀通过接收时序控制器传递的信号可以控制每个阀针开启和闭合的时间。

其中，本实施例中的模具结构是运用于100ah电池壳生产的，生产过程中，原料注射压力优选为120mpa，原料分段注射注射时间优选为9s，腔室411保压压力优选为90mpa，腔室411保压时间优选为4s，腔室411冷却时间优选为32s。

作为一种优选的实施方式，所述推板6包括：

支撑框61，所述支撑框61的中部设置有镶槽611，该镶槽611的覆盖所述腔室411设置；以及

推板镶件62，所述推板镶件62镶设置于所述镶槽611内，其上开设有供所述入子单元71穿透的槽口621。

需要说明的是，将推板6进行分体设置，将推板6分别设置为支撑框61与推板镶件62，推板镶件62用于对蓄电池壳40进行顶出，其各项的力学性能及表面加工的粗糙度、光洁度均优于支撑框61。

如图7与图8所示，作为一种优选的实施方式，根据权利要求1所述的蓄电池壳热流道塑胶模具结构，所述推送组件9包括：

第一导杆91，所述第一导杆91的下端部连接设置于所述下模板7上，其上端部穿透所述推板6，所述推板6沿所述第一导杆91滑动设置；

第二导杆92，所述第二导杆92的上端部与所述推板6连接设置，其下端部滑动设置于所述下模板7上；以及

推杆93，所述推杆93上端部与所述推板6连接设置，其下端部滑动设置于所述下模板7上，且其下端部设置有与所述下模板7卡合，对所述推板6进行限位的圆柱形的限位部94。

需要说明的是，本发明较传统的热流道塑胶模具结构，通过注塑机的顶杆配合推杆93带动推板6向外推送，将倒扣在入子711上的蓄电池壳向外推送脱离输出，避免了注塑机直接通过顶杆作用在蓄电池壳上，将脱离的蓄电池壳顶出凹坑，破坏蓄电池壳表面的光洁。

进一步说明的是，下模板7上设置有与限位部94对应配合的台阶，利用台阶与限位部94的卡合，实现对推板7推送距离的限位。

如图9与图10所示，作为一种优选的实施方式，所述腔室411宽度方向所在的侧壁成弧形向外凸起设置。

进一步的，所述入子单元71包括沿所述腔室411的长度方向等距排列的若干入子711，该入子711与所述蓄电池壳40内的单格401一一对应设置，且位于该腔室411长度方向两侧的所述入子711对应该腔室411宽度方向所在侧壁的部位均成弧形向外凸起设置。

需要说明的是，蓄电池壳在注塑成型后会发生冷却收缩，而蓄电池壳宽度方向所在的侧壁由于没有隔板402的加强作用，极易在冷却后向内凹陷收缩，本发明通过在腔室411与对应的入子711上设置弧形的向外凸起，提前设置变形余量，利用变形余量抵消冷却收缩带来的形变量，使蓄电池壳宽度方向所在的侧壁不在向内凹陷变形。

实施例二：

图11为本发明蓄电池壳热流道塑胶模具结构的实施例二的一种结构示意图；如图11所示，其中与实施例一种相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与图1所示的实施例一的不同之处在于：

如图11至图13所示，本实施例的一种电池壳热流道模具结构，其用于注塑加工生产12ah的蓄电池壳，由于12ah的蓄电池壳体积小，其与实施例一不同的地方在于，每组的注料嘴531优选为1个，注料嘴531均设置于对应的所述腔室411的中线点上。

需要说明的是，本实施例中的蓄电池壳热流道塑胶模具结构是一模四穴，在生产过程中，一次能通过四个腔室411注塑生产出4个蓄电池壳50，因此，该模具结构的体积大小与一次只能生产出1个100ah蓄电池壳的模具结构的体积相仿。

其中，本实施例中生产12ah蓄电池壳注塑生产过程中，原料注射压力优选为90mpa，原料分段注射注射时间优选为4s，腔室411保压压力优选为100mpa，腔室411保压时间优选为2s，腔室411冷却时间优选为15s。

实施例三：

参考实施例一至实施例二，描述本发明实施例五一种蓄电池壳成型方法。

如图14所示，一种电池壳成方法，包括以下步骤：

步骤一、模流分析，利用moldflow模流分析软件对蓄电池壳的形状及注射成型条件进行模拟分析，设计上述实施例一至实施二中任意一项所述的一种电池壳热流道模具结构；

步骤二、材料准备，塑料颗粒加热烘干蒸发水分，烘干温度为80-90c°，干燥时间为2小时；

步骤三、熔融塑化，塑料颗粒通过料斗添加到注塑机料筒内部、通过加热及注塑机螺杆转动将颗粒状原料变为熔融状态，熔融塑胶温度为220c°；

步骤四、合模注塑，上模总成10与下模总成20通过导杆导套的导向定位进行合模，合模后，注塑机将热熔后的原料通过进料嘴51注入到热流道组5内，再由沿腔室411的中心点成中心对称设置的注料嘴531注入到合模后的腔室411内，并进行保压处理，其中，注射压力为90-120mpa，分段注射时间为4-8s，保压压力为90-100mpa，保压时间为2-4s；

步骤五、冷却，当原料注射保压结束之后，停止进胶，由冷却流道通入冷却液对腔室411内的原料进行冷却处理，冷却时间15-32s；

步骤六、开模取件，待冷却结束后，上模总成10与下模总成20打开，注塑机顶杆作用到与推板6相连的推杆93上，将推板6沿第一导杆91及第二导杆92的导向推出，通过推板6将倒扣于入子711上的蓄电池壳50向外推送脱离输出；

步骤七、产品检测，将成型的蓄电池壳放置12h进行充分冷却后，对蓄电池尺寸进行测量，同时检测长宽方向因缩水产生的变形量，保证尺寸符合生产要求的公差范围。

需要说明的是，步骤一中，利用moldflow模流分析软件对蓄电池电池壳的注射成型进行模拟分析，以产品的翘曲变形、胶厚均匀分布为依据，对产品进胶点数量和位置进行优化分析，以设计出最优方案的蓄电池壳热流道塑胶模具结构。

进一步说明的是，在步骤四中，利用沿型腔的中心点成中心对称设置的注料嘴注入到合模后的型腔内，使注料嘴注入的原料的压力在入子的两侧保持平衡，使入子不发生倾斜偏移，保证成型的蓄电池壳的尺寸均满足设计尺寸，提高蓄电池壳抗碎、抗裂的力学性能。

更进一步说明的是，在步骤六中，利用注塑机的顶杆推动推板，通过推板与蓄电池壳开口边沿的卡合，推动蓄电池壳从入子上脱离，实现蓄电池壳的脱模处理，避免了顶杆直接顶出蓄电的壳，影响表面光洁度。

工作过程：

利用moldflow模流分析软件对蓄电池壳的形状及注射成型条件进行模拟分析，设计出最优的蓄电池壳热流道塑胶模具结构，之后准备原材料，塑料颗粒加热烘干蒸发水分，烘干温度为80-90c°，干燥时间为2小时，干燥后的塑料颗粒通过料斗添加到注塑机料筒内部、通过加热及注塑机螺杆转动将颗粒状原料变为熔融状态，熔融塑胶温度为220c°，上模总成10与下模总成20通过虎口62与凸42的导向定位进行合模，合模后，注塑机将热熔后的原料通过进料嘴51板注入到热流道组5内，再由沿腔室411的中心点成中心对称设置的注料嘴531注入到合模后的腔室411内，并进行保压处理，其中，注射压力为90-120mpa，分段注射时间为4-8s，保压压力为90-100mpa，保压时间为2-4s，当原料注射保压结束之后，停止进胶，由冷却流道通入冷却液对腔室411内的原料进行冷却处理，冷却时间15-32s，待冷却结束后，上模总成10与下模总成20打开，注塑机顶杆作用到与推板6相连的推杆93上，将推板6沿第一导杆91与第二导杆92推出，通过推板6将倒扣于入子711上的蓄电池壳向外推送脱离输出，将成型的蓄电池壳放置12h进行充分冷却后，对蓄电池尺寸进行测量，同时检测长宽方向因缩水产生的变形量，保证尺寸符合生产要求的公差范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。