一种抗注塑熔体扰动的热流道阀针系统的制作方法

本发明属于汽车零部件注塑成型技术领域，特别涉及应用于汽车零部件注塑成型模具中的一种抗注塑熔体扰动的热流道阀针系统。

背景技术：

随着注塑成型产品的技术发展与产品应用领域的质量提高，热流道系统在汽车零部件注塑行业里得到广泛使用。热流道系统具有节约注塑粒子原料、缩短注塑生产周期、改善注塑产品外观质量和力学性能、简化注塑模具结构、提高注塑模具自动化生产程度的优点。在热流道系统中，注塑熔体通过热流道阀针的开启进入注塑模具型腔，当产品注塑成型结束后，热流道阀针关闭，完成一个注塑产品的生产，如此反复，完成批量生产。在整个注塑生产过程中，热流道阀针在注塑熔体中的稳定性是影响注塑产品外观质量状态和产品性能的关键因素。

申请号为cn201220226702.8的实用新型公开了一种热流道阀针系统，该实用新型包括咀身、固定在咀身底部的咀头及同时穿过咀身和咀头的阀针，咀身内纵向开设通道，通道底部形成内径大于通道内径的第一定位孔，第一定位孔的底部形成螺纹孔；咀头的顶部形成第一定位柱，第一定位柱的底部形成具有外螺纹的锁固柱，咀头的内部纵向开设通孔，通孔位于咀头上下方向的中间位置形成咀头导向孔；阀针包括阀杆及形成于阀杆底部的阀针导向柱；咀头从咀身的底部穿入通道内，第一定位柱插入第一定位孔内；锁固柱容纳在螺纹孔内，通过锁固柱上的外螺纹与螺纹孔的配合而将咀头与咀身互相固定；阀针从咀身的顶部穿入通道内，阀针导向柱插入咀头导向孔内。该实用新型所描述的热流道阀针系统是一种较为典型的通用的结构，该实用新型通过第一定位柱与第一定位孔的精密配合实现了咀头与咀身之间的精密装配，确保了两者之间的同轴度；并且通过阀针导向柱与咀头导向孔之间的精密配合实现了阀针与咀头之间的精密装配，最终实现了咀身、咀头及阀针三者之间的精密装配；而螺纹孔与外螺纹之间的配合则增强了咀头与咀身之间的连接刚度，这样，当阀针与咀头两者之间的轴线不同轴时，阀针导向柱与咀头导向孔的配合保证了阀针与咀头两者的轴线同轴，避免了阀针封胶柱与咀头之间的摩擦，提高了阀针的使用寿命。因此，当咀头工作时，遇到熔胶的冲击或阀针对咀头的撞击时，咀头与咀身的配合螺纹不会遭到破坏，进而增强了咀身与咀芯的互换性，降低了维修成本。当热流道系统需要关闭熔胶时，气缸系统将使阀针向下运动，阀针运动到咀头下部时，阀针导向面与咀头导向面配合，保证了阀针封胶面与咀头封胶面的同轴度，避免阀针端部与咀头碰撞，损坏阀针封胶面。阀针继续向下移动，咀头内的部分熔胶将沿阀针回料槽上移，降低了阀针向下运动的阻力，减小了气缸对阀针的作用力，有利于阀针的顺利封胶。

但是，该实用新型没有描述阀针向上运动开启的状态。实际上，在注塑成型汽车零部件产品时，如本申请说明书附图的图1所示的现有技术阀针系统的结构，由于阀针3直径只有5毫米，而长度却达到200～800毫米，因此，所述阀针3是一个细长杆，如本申请说明书附图的图2所示的现有技术阀针开启状态的结构示意图，当阀针3向上运动，注塑熔体通道2与注塑产品模具型腔7之间的通道打开时，阀针3就脱离了注塑熔体喷嘴前端衬套4的出料口4-1的约束，此时的阀针3在实际生产中是受到注塑熔体通道2内注塑熔体的高温、高压、高粘度扰动的，即会受到熔胶冲击的，当注塑产品模具型腔7被充填满之后，热流道系统的阀针3需要向下运动，再次通过注塑熔体喷嘴前端衬套4出料口的配合孔，关闭注塑熔体通道2与注塑产品模具型腔7之间的通道，由于阀针3与注塑熔体喷嘴前端衬套4出料口4-1的配合间隙直径公差仅有0.02毫米，阀针3在注塑熔体通道2内受到注塑熔体的冲击和多方面因素扰动，并且阀针3只受到安装在注塑熔体分流板8上的阀针上端定位导向套5的约束，当产品注塑成型结束后，阀针3关闭时，是无法精确进入熔体喷嘴前端衬套4的出料口4-1内的，导致阀针3与熔体喷嘴前端衬套4的出料口4-1的轴线不同轴，阀针3与衬套4多次往复地打开与关闭的相对运动，很快会造成阀针3与衬套4的出料口4-1的互相损伤，就会在阀针3和衬套4的出料口4-1之间产生磨损间隙6，导致注塑产品表面产生飞边缺陷，影响注塑产品的使用功能。根据汽车内饰门板注塑产品的实际生产统计，一般在生产200件时就会在注塑产品表面出现飞边缺陷。因此，现有技术中的流道阀针系统无法满足大批量汽车注塑零部件的生产质量要求。为了保证注塑产品的质量，避免阀针与前端衬套互相磨损，需要频繁地更换备用零件。

申请号为cn201220071910.5的实用新型公开了一种用于热流道针阀系统的阀针导向块，包括基体，基体上设置有导向锥孔、与导向锥孔连通的定位孔，所述定位孔与阀针的圆柱本体相匹配。由于阀针导向块采用导向锥孔和定位孔的结构，因此在关闭浇口过程中，通过阀针导向块可实现阀针的运动导向和定位，从而确保阀针的轴线和浇口的轴线同轴，避免阀针和浇口出现磨损情况，从而有效解决封胶不严等问题，并延长阀针使用寿命。但是，如该实用新型说明书附图公开的图3和图4所示，该实用新型所述阀针导向块是安装在浇口锥面内的，也就是安装在其所述热嘴的出料口下端的，起到的作用是在关闭浇口过程中，通过阀针导向块实现阀针的运动导向和定位，从而确保阀针的轴线和浇口的轴线同轴，避免阀针和浇口出现磨损情况。该实用新型也没有描述阀针向上运动开启的状态，依然如本申请说明书附图的图2所示，当阀针3向上运动，注塑熔体通道2与注塑产品模具型腔7之间的通道打开时，阀针3就脱离了注塑熔体喷嘴前端衬套4的出料口4-1的约束，此时的阀针3在实际生产中是受到注塑熔体通道2内注塑熔体的高温、高压、高粘度扰动的，即会受到熔胶冲击的，当注塑产品模具型腔7被充填满之后，热流道系统的阀针3需要向下运动，需要再次通过注塑熔体喷嘴前端衬套4出料口4-1的配合孔，关闭注塑熔体通道2与注塑产品模具型腔7之间的通道，只是在阀针3进入注塑熔体喷嘴前端衬套4的出料口4-1之前，要先通过该实用新型所述阀针导向块，只有进入阀针导向块后才能通过阀针导向块实现阀针的运动导向和定位，避免阀针和浇口出现磨损情况，但是，阀针3与阀针导向块的定位孔配合间隙直径公差仅有0.02毫米，与阀针导向块的导向锥孔的配合间隙直径公差也很有限，只有0.05毫米，由于阀针3在注塑熔体通道2内受到注塑熔体的冲击和多方面因素扰动，阀针3的偏离程度远大于与阀针导向块的导向锥孔的配合间隙直径公差，并且阀针3只受到阀针上端定位导向套5的约束，所以也无法精确进入该实用新型所述阀针导向块内，导致阀针3与该实用新型所述阀针导向块的导向锥孔的入口发生撞击，阀针和阀针导向块的导向锥孔的入口出现相互磨损情况，当阀针3受到磨损后，即便先进入阀针导向块的定位孔后再与浇口配合，也会导致封胶不严，并降低阀针系统的使用寿命。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是，克服现有技术的不足之处与缺陷，解决热流道阀针受到注塑熔体扰动，阀针关闭时无法精确稳定与衬套出料口的精密配合，无法完全封闭注塑熔体通道与注塑产品型腔，造成注塑产品无法满足外观质量要求和批量注塑生产的问题，提供可以在注塑生产过程中，既可以抵抗注塑熔体扰动，又可以保证注塑熔体的顺畅流动并提高阀针使用寿命的一种抗注塑熔体扰动的热流道系阀针统。

本发明采用的技术方案包括注塑熔体喷嘴筒体和阀针上端定位套，在注塑熔体喷嘴筒体内设有纵向贯通的注塑熔体通道，在注塑熔体通道中安装有阀针，在注塑熔体喷嘴筒体的下端螺纹连接有注塑熔体喷嘴筒体前端衬套，所述阀针的上端穿过阀针上端定位套与气缸的活塞杆连接，在注塑熔体喷嘴筒体前端衬套的上表面安装有环抱定位套，所述环抱定位套的上端由注塑熔体喷嘴筒体的内壁阶梯式定位台阶的上端止口限位,从而使环抱定位套在注塑熔体通道内被注塑熔体喷嘴筒体前端衬套锁紧定位，所述阀针的下端穿过环抱定位套与注塑熔体喷嘴筒体前端衬套的出料口配合。

所述环抱定位套包括圆柱套，在圆柱套的内壁上均布有3个定位爪，所述定位爪的根部两侧分别与圆柱套的内壁圆弧过渡，所述定位爪的爪身两侧与定位爪的底面也圆弧过渡，所述定位爪的前端形成一个椭圆状环抱定位面，在3个定位爪之间形成一个阀针下端定位导向套，在每2个定位爪与圆柱套内壁和阀针下端定位导向套外壁之间形成曲面流线造型的注塑熔体分流槽。

所述阀针的上部为细长的阀杆，在阀杆的下端设有与注塑熔体喷嘴筒体前端衬套的出料口配合的密封阀头，在定位爪与阀针的阀杆之间设有环抱间隙。

所述定位爪与阀杆之间的环抱间隙为0.05mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）本发明所述的带有限定阀针往复运动位置的环抱定位套可以完全保证阀针在整个注塑生产过程往复运动中，由于阀针无论在开启状态还是关闭状态，始终受到阀针上端定位导向套和环抱定位套形成的阀针下端定位导向套的双重导向定位，并受到气缸行程的限制，不会使阀针脱离环抱定位套，从而使本发明所述热流道系统中的阀针在整过运动过程中都有充分的导向定位，使阀针有足够的刚度抵抗注塑熔体扰动，无论是开启还是关闭都可以保证阀针与注塑熔体喷嘴前端衬套的出料口的配合精度，彻底解决了注塑产品外观质量问题，满足了汽车注塑零部件大批量和高质量生产的行业要求。

（2）本发明所述环抱定位套上带有曲面流线造型的注塑熔体流动通道，在使用过程中，由于3个曲面流线造型的注塑熔体分流槽，保证了注塑熔体可以顺利通过环抱定位套，对注塑熔体的顺利通过没有任何影响，能够避免由于注塑熔体的非牛顿流体特性容易受到熔体通道内的结构剪切而发生熔体粘度的改变，从而避免了成型后的注塑件物理性能受到破坏。而本发明所述3个定位爪与阀杆之间的环抱间隙，即可以保证对阀杆进行导向定位，又可以让阀杆在其中顺利上下移动，保证了阀针的正常工作。

（3）本发明解决了传统热流道系统原始结构中阀针容易被磨损，需要频繁更换包括阀针的备用零件的生产成本，提高了阀针系统的使用寿命。

附图说明：

图1是现有技术阀针系统的结构示意图，

图2是现有技术阀针开启状态的结构示意图，

图3是本发明阀针系统的结构示意图，

图4是本发明阀针开启状态的结构示意图，

图5是图3的a-a剖视放大图，

图6是本发明阀针环抱定位套的主视图，

图7是图6的b-b剖视图，

图8是本发明环抱定位套的轴测图，

图9本发明环抱定位套与阀针配合状态效果示意图。

图中：

1.注塑熔体喷嘴筒体,2.注塑熔体通道,

3.阀针,

3-1.阀杆，3-2.密封阀头，

4.注塑熔体喷嘴筒体前端衬套,4-1.出料口.

5.阀针上端定位导向套,6.磨损间隙,

7.注塑产品模具型腔,8.注塑熔体分流板,

9.环抱定位套,

9-1.圆柱套，9-2.定位爪,

9-3.注塑熔体分流槽，9-4.阀针下端定位导向套，

9-5.椭圆状环抱定位面，

10.环抱间隙,11.气缸。

具体实施方式

如图3、图4和图5所示，本发明采用的技术方案包括注塑熔体分流板8，在注塑熔体分流板8的下表面凹槽中安装有注塑熔体喷嘴筒体1，所述注塑熔体喷嘴筒体1的下端内壁设有内壁阶梯式定位台阶,并在内壁阶梯式定位台阶的下端加工有内螺纹,在注塑熔体喷嘴筒体1内设有纵向贯通的注塑熔体通道2，在注塑熔体喷嘴筒体1的下端内壁的内螺纹上螺纹连接有注塑熔体喷嘴筒体前端衬套4，在注塑熔体喷嘴筒体前端衬套4的上表面安装有环抱定位套9，所述环抱定位套9的上端由注塑熔体喷嘴筒体1的内壁阶梯式定位台阶的上端止口限位,从而使环抱定位套9在注塑熔体通道2内被注塑熔体喷嘴筒体前端衬套4锁紧定位，形成本发明所述抗注塑熔体扰动的基本结构；在注塑熔体通道2中安装有阀针3，所述阀针3的下端穿过环抱定位套9与注塑熔体喷嘴筒体前端衬套4的出料口4-1配合，出料口4-1与注塑产品模具型腔7连通，在注塑熔体分流板8的上表面凹槽中安装有阀针上端定位套5，所述阀针3的上端穿过阀针上端定位套5与气缸11的活塞杆连接。

如图5～图8所示，所述环抱定位套9包括圆柱套9-1，在圆柱套9-1的内壁上均布有3个定位爪9-2，所述定位爪9-2的根部两侧分别与圆柱套9-1的内壁圆弧过渡，所述定位爪9-2的爪身两侧与定位爪9-2的底面也圆弧过渡，使所述定位爪9-2的的前端形成一个椭圆状环抱定位面9-5，在3个定位爪9-2之间形成一个阀针下端定位导向套9-4，在每2个定位爪9-2与圆柱套9-1内壁和阀针下端定位导向套9-4外壁之间形成曲面流线造型的注塑熔体分流槽9-3；在定位爪9-2与阀针3之间设有环抱间隙10。

如图3、图6和图9所示，所述阀针3的上部为细长的阀杆3-1，在阀杆3-1的下端设有与注塑熔体喷嘴筒体前端衬套4的出料口4-1配合的密封阀头3-2,所述阀杆3-1和密封阀头3-2为一体结构，在定位爪9-2与阀针3的阀杆3-1之间设有环抱间隙10，所述密封阀头3-2的直径为5mm，所述阀杆3-1的直径为6mm，密封阀头3-2与注塑熔体喷嘴前端衬套4出料口4-1的配合间隙直径公差为0.02毫米，3个定位爪9-2与阀杆3-1之间的环抱间隙10均为0.05mm。在使用过程中，由于阀针3无论在开启状态和是关闭状态，始终受到阀针上端定位导向套5和环抱定位套9的3个定位爪9-2之间形成的阀针下端定位导向套9-4的双重导向定位，并受到气缸11行程的限制，不会使阀针3脱离环抱定位套9，从而使本发明所述热流道系统中的阀针3在整过运动过程中都有充分的导向定位过程，使阀针3有足够的刚度抵抗注塑熔体扰动，保证阀针3精确进入注塑熔体喷嘴筒体前端衬套4的出料口4-1内，而由于本发明3个曲面流线造型的注塑熔体分流槽9-3，保证了注塑熔体可以顺利通过环抱定位套9，对注塑熔体的顺利通过没有任何影响。