一种用于模具的冷却系统以及具有冷却系统的模具的制作方法

1.本发明涉及模具成型领域，为了便于模具注塑中成型件的冷却，具体涉及一种用于模具的冷却系统。


背景技术：

2.现有的模具为了防止模具中的塑胶制件在脱模时容易造成变形、缩短塑胶制件的成型周期，通常采用在现有模具上设置冷却系统，包括水冷或风冷的管路、温度控制系统以及加热组件。现有的冷却系统的冷却水路一般采用的是直线型冷却水路，由于塑胶制品的结构一般较为复杂，直线型的冷却水路不能很好的均匀冷却，冷却效率较低。
3.专利cn208324116u涉及一种双螺旋管的模具冷却系统，螺旋管包括进液螺旋管和出液螺旋管，进液螺旋管和出液螺旋管通过过渡管连接，进液螺旋管和出液螺旋管的螺距相等，保证螺旋管在冷却成型件时的均匀性。然而，由于成型件本身在浇注时热量分布不是均匀分布时，与成型件接触的模具的温度分布也是不均匀的，因而均匀的螺旋管设置不能很好地保证成型件在冷却时的均匀冷却。
4.现有技术中的模具冷却系统，对于冷却螺旋管设置在浇口套外周，然而该设置方式，可能导致冷却螺旋管距离浇口套内的浇注材料太近，从而一定程度上降低了浇口套内的流动速率，且冷却螺旋管距离被冷却成型件距离相对较大，从而降低了成型件的冷却效率。
5.此外，螺旋管内的冷却流体的流动对冷却效率有较大影响。目前的用于模具冷却的螺旋管流动为层流，流速低，因而冷却水到模具以及进一步到成型件的热传递效率低。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，成型件冷却不够充分，脱模时间较长，成型件脱模质量低。
7.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：提供一种用于模具的冷却系统，其结构简单，可进一步均匀冷却成型件，缩短成型件成型周期，提高模具生产效率。
8.本发明是这样实现的：在第一方面，本发明的示例提供了一种用于模具的冷却系统，所述冷却系统包括第一管路、中间管路以及第二管路，所述第一管路的一端与冷却流体源流体连通，所述第一管路的另一端与所述中间管路的一端连通，所述第二管路的一端与所述中间管路的另一端连通，所述第二管路的另一端与外接管道连接，所述第一管路用于冷却流体的流入，所述第二管路用于冷却流体的流出，所述第二管路套设于浇口套组件上，所述浇口套组件具有中间轴线，所述第二管路沿所述中间轴线螺旋设置，所述第二管路沿所述中间轴线的间距变化设置，使得模具成型的成型件均匀冷却。
9.进一步地，所述中间管路根据成型件的热分析进行间距设置，在所述成型件热应力高的区域相对所述成型件热应力低的区域间距较窄。
10.进一步地，所述第二管路沿所述中间轴线的间距从上到下依次递减或所述第二管
路沿所述中间轴线的间距从上到下先递减后递增。
11.进一步地，所述中间管路为柔性管路或所述中间管路为3d打印的金属管路。
12.进一步地，所述浇口套组件包括浇口套内衬和浇口套护板，所述浇口套护板套设于所述浇口套内衬的外周上，其中，所述中间管路设置在浇口套内衬外周或所述中间管路设置在浇口套护板上。
13.进一步地，所述第一管路与所述第二管路均处于中间管路上方，使得所述冷却流体的流入和流出基本处于同一高度。
14.进一步地，所述中间管路具有第一段螺旋管路和第二段螺旋管路，所述第一管路与所述第一段螺旋管路流体连通，且所述第二管路与所述第二段螺旋管路流体连通，所述第一段螺旋管路的流向与第二段螺旋管路的流向相反。
15.进一步地，所述中间管路内部设置有扰流构件。
16.进一步地，所述冷却流体为空气、水或油。
17.进一步地，所述中间管路的材质为铝、铜。
18.本发明是这样实现的：在第二方面，本发明的示例提供了一种冷却系统的模具，包括第一板、浇口套组件以及冷却系统，所述第一板用于支撑所述浇口套组件，所述浇口套组件包括浇口套内衬和浇口套护板，所述冷却系统包括中间管路，所述中间管路设置在所述浇口套内衬或浇口套护板上。
19.与现有技术相比，本发明提供的一种用于模具的冷却系统，为一种变间距的螺旋管冷却系统，可以通过成型件的热量分布以及模具的热量分布，结合设置螺旋管的螺距，通过在热量较高的区域，设计间距较小的螺旋管，而在相对温度不太高的区域，设计间距相对较大的螺旋管，从而更加均匀的冷却模具，进一步缩短成型件成型时间，提高成型件的成型效率；且为了进一步提高冷却效率，将现有技术中设置在浇口套外周的螺旋管，设置在浇口套护板上，通过在浇口套护板设置螺旋管，从而增大了到冷却流体到浇口套内熔融注塑材料的间距，保证了浇口套内的熔融注塑材料的流动性，且减少了到成型件以及成型件接触的模具之间的间距，提高了成型件与冷却流体之间的换热效率；为了提高螺旋管内冷却流体的流动，在螺旋管内设置了扰流构件，扰流构件进一步增加了螺旋管内的紊流，从而提高了冷却流体到成型件的传热效率。
20.且本发明通过螺旋管的流入螺旋管和流出螺旋管的流向反向设置，且流入螺旋管与流出螺旋管间隔设置，从而使得流入螺旋管的冷却流体与流出螺旋管的冷却流体进行相互换热，以便降低冷却流体进口和冷却流体出口之间的温度差，保证成型件整体的均匀冷却，提高成型件的脱模质量。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
22.图1实施例一浇口套护板内设置中间管路的整体剖视图；
23.图2实施例一中间管路部分的剖视图；
24.图3实施例二浇口套内设置中间管路的整体剖视图；
25.图4实施例二中间管路部分的剖视图；
26.图5实施例一以及实施例二中a的放大图。
27.图标：1、浇口套球头；2、第二管路；3、第一管路；4、第一板；5、密封件；6、浇口套内衬；7、浇口套护板；8、第一焊接点；9、第二焊接点；10、浇口套与模板配合段；11、中间管路；12、主流道孔。
具体实施方式
28.以下结合附图实施例对本发明进行详细描述。
29.本发明中实施例一参见附图1-2、5，该实施例中的模具为注塑成型的模具，浇口套球头1上游与注塑机连接，注塑机将熔融的注塑材料，通常是熔融树脂，高压射入浇口套内，通过浇口套组件浇入浇道，在注塑材料冷却后进行脱模，得到注塑成型的成型件。
30.实施例一中的为浇口套护板内设置中间管路。模具仅仅使出了部分，可以理解的模具不仅包含该示出的部分。模具具有第一板4、浇口套组件以及冷却系统，第一板用于支撑浇口套组件，冷却系统设置于浇口套组件上，用于对模具进行冷却。浇口套组件包括浇口套内衬6、浇口套护板7。冷却系统包括第一管路3、第二管路2以及中间管路11。其中第一管路3以及第二管路2均设置在中间管路11的上方。
31.浇口套内衬6的上端设置有浇口套球头1，浇口套内衬6的中空部分为主流道孔12，熔融注塑材料通过浇口套球头1流经主流道孔12到各个浇道。
32.浇口套内衬6与浇口套护板7套设而成，具体地，浇口套护板7套设于浇口套内衬6的外周面。为了提高整体的密封性，浇口套内衬6与浇口套护板7之间密封连接，例如通过焊接的方式连接。浇口套内衬6与浇口套护板7之间具有两个密封连接面，分别设置在第一板的上方端面连接处以及下方端面连接处。
33.具体地，参见附图2，设置浇口套内衬6与浇口套护板7进行点焊连接。在浇口套内衬6与浇口套护板7接触的上部端面上设置第一焊接点8，而在浇口套内衬6与浇口套护板7圆筒接触面的下部内端面设置第二焊接点9。
34.冷却系统的第一管路3为进液管路，第一管路3的上游设置有进液活接头，便于与模具外的外接管道连接，第一管路3的一端与冷却流体源流体连通，冷却流体源例如是冷却水箱或是油箱等，第一管路3的另一端与中间管路11流体连通；同样的，冷却系统的第二管路2为出液管路，第二管路2的下游设置有出液活接头，出液活接头便于连接到外接管道。
35.浇口套组件具有中间轴线(具体参见附图2中浇口套组件的中心线)，中间轴线为浇口套的对称轴线，中间管路沿着中间轴线螺旋延伸，从而中间管路为沿中间轴线的螺旋管路。通过设置中间管路为螺旋管路，便于提高换热面积，且具有一定的随型性，从而进一步提高换热效率。
36.具体参见附图2，其对中间管路11的流向进行了表示。冷却系统的中间管路11包括第一段螺旋管路和第二段螺旋管路，第一管路3与第一段螺旋管路流体连通，第一段螺旋管路与第二段螺旋管路流体连通，第二段螺旋管路与第二管路2流体连通，且第一段螺旋管路的流向为从上向下的流体流向，而第二段螺旋管路为流向从下向上的流体流向。第一段螺旋管路与第二段螺旋管路交叉间隔设置，从而第一段螺旋管路与第二段螺旋管路存在一定
地换热，便于减少第一管路3与第二管路2之间的温差，从而模具整体的冷却更加均匀。
37.中间管路11的间距相对现有技术进行了改进，现有技术中的中间管路11设置的为等间距管路，其未考虑到模具以及成型件的热量分布不均的情形。本实施例中的中间管路11设置为变间距。具体参见附图2中，可见中间管路11在上端的相邻管路的间距大于在下端的相邻管路的间距，即，中间管路11从上到下，间距逐渐递减。但并不限于该具体设置，可以理解的，根据模具以及成型件的具体热量分布，进行在热量较高的地方设置间距较小，而在热量相对较低的地方，则设置间距相对较大。
38.其次还可以从成型模具的热应力考虑，具体为中间管路根据成型件的热分析进行间距设置，在成型件热应力高的区域相对成型件热应力低的区域间距较窄从而更加均匀的冷却模具，进一步缩短成型件成型时间，提高成型件的成型效率。
39.可以理解地，在设置间距时也可以存在，中间管路11上方设置较小间距，下方设置较大间距。或者中间管路的从上至下间距先递减后递增。上述具体的实施方式都在本发明的设计范围之内。
40.冷却系统的中间管路11设置在浇口套护板7上，具体可以设置在浇口套护板7的内周上。相对于现有技术中冷却系统的中间管路设置在浇口套内衬外周上，由于冷却流体相对浇口套内衬内的熔融的注塑材料距离增大，使得冷却流体的流动性能更好，便于熔融的注塑材料更好地流道到下游的浇道中。此外由于中间管路设置在浇口套护板7上，中间管路中的冷却流体到模具(存在部分的模具未示出，以及成型件也并未示出)的距离进一步减少，从而进一步提高了冷却流体与成型件相关的模具的换热效率。
41.可以理解的，该浇口套内衬以及相关部件仅仅只是示意，即螺旋管设置在浇口套与模板配合段10，而该附图并未完全画出相关的模板以及工件。因而可以根据具体的成型件注塑加工进行模具的尺寸变化，即，浇口套内衬以及浇口套护板在附图1中仍向下延伸。
42.参见附图5，其为附图1中的a的放大图。为了加强冷却流路的密封性，防止冷却流体泄漏，在第一板4与浇口套护板7之间的位置设置有密封件5。密封件5可以设置为环形密封圈的形式。
43.当然为了进一步加强模具的冷却系统的密封性，还可以在冷却套内衬6与冷却套护板7之间设置密封件。
44.中间管路11可以为浇口套内衬6或浇口套护板7周向加工出的螺旋流道，例如通过车孔加工而成；当然中间管路11也可以是通过三维打印成型，目前三维打印中间管路已经为较为成熟的技术，通过三维打印可以加工出变间距的中间管路11，因而在此不再赘述。当中间管路11通过三维打印成型为独立管路时，该中间管路11的材质可以为铝、铜等。在设置材料为铝时，可以制作出中间管路11具有一定的柔性，从而可以根据模具的热量分布或成型件的热应力分析，调节中间管路11的间距分布。
45.此外，为了提高中间管路11内的冷却流体的流动性，在中间管路11的内部可设置扰流构件(未图示)，扰流构件布设在中间管路11的内周面，可以为微小的扰流肋。扰流肋可以是平面或是斜面，且扰流内中可以设置冷却流体穿过的过流孔。扰流构件进一步增加了螺旋管内的紊流，从而提高了冷却流体到成型件的传热效率。
46.对于冷却系统的冷却流体，一般可设置为空气、水或油等。优选为水。
47.实施例二为中间管路11设置在浇口套内衬6上。具体参见附图3-5。冷却系统的中
间管路11设置在浇口套内衬6的外周壁上。中间管路11为变间距设置，中间管路11从上到下为间距逐渐减少地设置，或是中间管路11在一段高度范围内间距保持不变，而在热量的集中区域，对应的中间管路11相对其余保持不变的间距相对减少。
48.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以上内容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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
49.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
50.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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装置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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
51.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
52.在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。
53.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。