冷熱雙工位旋轉(zhuǎn)式快速熱循環(huán)注塑模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高分子材料成型模具，特別涉及冷熱雙工位旋轉(zhuǎn)式快速熱循環(huán)注塑模具。
【背景技術(shù)】
[0002]塑料注塑具有生產(chǎn)效率高、成本低、適應(yīng)能力強(qiáng)和產(chǎn)品多樣化等特點(diǎn)，注塑制品廣泛應(yīng)用于信息、汽車、家電、航空航天和國防軍工等領(lǐng)域。近年來，塑料制品正朝著高性能、高精度、低成本、輕量化和綠色化方向發(fā)展，這使得常規(guī)注塑工藝正面臨著日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，越來越難以滿足現(xiàn)代注塑工業(yè)發(fā)展的要求。為此，近年產(chǎn)業(yè)界推出了一種新的注塑技術(shù)一一;決速熱循環(huán)注塑，通過在注塑過程中對模具進(jìn)行交替地加熱和冷卻以適應(yīng)不同階段對模具溫度的實(shí)時(shí)需求，實(shí)現(xiàn)變模溫成型。采用這種動(dòng)態(tài)的模溫控制方式，可在較高的模腔溫度下進(jìn)行熔體充模，大大改善熔體的流動(dòng)性能，明顯提高塑件的品質(zhì)，可直接獲得高表面質(zhì)量、高形狀尺寸精度的注塑件，從而有效消除常規(guī)注塑所需的制品后續(xù)處理過程，顯著縮短制品生產(chǎn)流程和降低生產(chǎn)成本。
[0003]注塑模具是快速熱循環(huán)注塑的關(guān)鍵裝置之一?？焖贌嵫h(huán)注塑要求注塑模具具備足夠高的熱響應(yīng)效率和均勻的溫度分布，以在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)獲得高的注塑生產(chǎn)效率。鑒于此，工業(yè)界和學(xué)術(shù)界均致力于模具快速加熱方式和模具結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新。直至目前，所開發(fā)的模具快速加熱方式主要包括火焰加熱、熱水加熱、熱油加熱、蒸汽加熱、電加熱、感應(yīng)加熱、紅外加熱等，實(shí)現(xiàn)的模具結(jié)構(gòu)形式也多種多樣。然而，仍存在模具熱響應(yīng)效率低和加熱冷卻不均勻等突出問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種熱響應(yīng)效率高、加熱冷卻均勻的冷熱雙工位旋轉(zhuǎn)式快速熱循環(huán)注塑模具。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下所述的技術(shù)方案。
[0006]一種冷熱雙工位旋轉(zhuǎn)式快速熱循環(huán)注塑模具，包括定模組件和動(dòng)模組件；定模組件包括依次設(shè)置的型腔板、型腔保持板、定模固定板，還包括帶動(dòng)型腔板在型腔保持板上旋轉(zhuǎn)的定模轉(zhuǎn)動(dòng)裝置；動(dòng)模組件包括依次設(shè)置的型芯板、型芯保持板、動(dòng)模固定板，還包括帶動(dòng)型芯板在型芯保持板上旋轉(zhuǎn)的動(dòng)模轉(zhuǎn)動(dòng)裝置；型腔板的正面和型芯板的正面圍成兩個(gè)模具型腔(第一模具型腔和第二模具型腔)；型腔保持板和型芯保持板中均設(shè)置有加熱裝置和冷卻裝置，模具在閉合狀態(tài)下，加熱裝置對其中一個(gè)模具型腔進(jìn)行加熱的同時(shí)冷卻裝置對另一個(gè)模具型腔進(jìn)行冷卻。優(yōu)選地，第一模具型腔和第二模具型腔對于定模轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和動(dòng)模轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸呈中心對稱布置。優(yōu)選地，型腔保持板與定模固定板、型芯保持板與動(dòng)模固定板分別通過螺釘連接。
[0007]定模轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和動(dòng)模轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)相同，均包括電機(jī)、主軸、軸承和擋塊。在定模轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中，主軸的軸頸與軸承的內(nèi)圈配合后安裝在型腔保持板的軸承座孔中；主軸的一端與電機(jī)連接，另一端通過滑鍵與型腔板連接；限制型腔板沿主軸軸向滑動(dòng)距離的擋塊通過螺釘固定在主軸的端面；電機(jī)通過螺釘固定在型腔保持板的軸承座孔的端面。在動(dòng)模轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中，主軸的軸頸與軸承的內(nèi)圈配合后安裝在型芯保持板的軸承座孔中；主軸的一端與電機(jī)連接，另一端通過滑鍵與型芯板連接；限制型芯板沿主軸軸向滑動(dòng)距離的擋塊通過螺釘固定在主軸的端面；電機(jī)通過螺釘固定在型芯保持板的軸承座孔的端面。
[0008]型腔板與型腔保持板之間設(shè)有定模輔助轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，型芯板與型芯保持板之間設(shè)有動(dòng)模輔助轉(zhuǎn)動(dòng)裝置；定模輔助轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和動(dòng)模輔助轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)相同，均包括環(huán)形導(dǎo)槽、導(dǎo)柱、套在導(dǎo)柱外表面的彈簧。在定模輔助轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中，導(dǎo)柱固定在型腔板的背部，型腔保持板的前部開設(shè)有環(huán)形導(dǎo)槽，型腔板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)柱沿環(huán)形導(dǎo)槽滑移；彈簧設(shè)置在型腔板和型腔保持板之間；模具在開啟狀態(tài)下，型腔板與型腔保持板在彈簧的作用下保持分離，模具在閉合狀態(tài)下，型腔板與型腔保持板在合模力的作用下緊密貼合。在動(dòng)模輔助轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中，導(dǎo)柱固定在型芯板的背部，型芯保持板的前部開設(shè)有環(huán)形導(dǎo)槽，型芯板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)柱沿環(huán)形導(dǎo)槽滑移；彈簧設(shè)置在型芯板和型芯保持板之間；模具在開啟狀態(tài)下，型芯板與型芯保持板在彈簧的作用下保持分離，模具在閉合狀態(tài)下，型芯板與型芯保持板在合模力的作用下緊密貼合。優(yōu)選地，在定模輔助轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中，型腔板的背部開設(shè)有導(dǎo)柱安裝孔，導(dǎo)柱的一端通過過盈配合的方式安裝在型腔板的導(dǎo)柱安裝孔中，另一端通過間隙配合的方式安裝在型腔保持板的環(huán)形導(dǎo)槽中。在動(dòng)模輔助轉(zhuǎn)動(dòng)裝置中，型芯板的背部開設(shè)有導(dǎo)柱安裝孔，導(dǎo)柱的一端通過過盈配合的方式安裝在型芯板的導(dǎo)柱安裝孔中，另一端通過間隙配合的方式安裝在型芯保持板的環(huán)形導(dǎo)槽中。型腔板和型腔保持板保持分離有利于減少型腔板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的阻力，從而降低電機(jī)的功率。型芯板和型芯保持板保持分離有利于減少型芯板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的阻力，從而降低電機(jī)的功率。
[0009]加熱裝置包括:加熱板、電熱元件、測溫元件、加熱裝置隔熱片；電熱元件和測溫元件均安裝在加熱板中，并與模具溫控裝置連接。在型腔保持板中，模具在閉合狀態(tài)下，加熱板的正面與型腔板中開設(shè)模具型腔區(qū)域的背面緊密貼合；加熱板與型腔保持板之間、加熱板與定模固定板之間均設(shè)置有加熱裝置隔熱片；在型芯保持板中，模具在閉合狀態(tài)下，加熱板的正面與型芯板中開設(shè)模具型腔區(qū)域的背面緊密貼合；加熱板與型芯保持板之間、加熱板與與動(dòng)模固定板之間均設(shè)置有加熱裝置隔熱片。優(yōu)選地，電熱元件為電熱棒，測溫元件為熱電偶。模具在閉合狀態(tài)下，加熱板的正面與型腔板中開設(shè)模具型腔區(qū)域的背面、加熱板的正面與芯板中開設(shè)模具型腔區(qū)域的背面均緊密貼合，加熱板通過接觸傳熱的方式對模具型腔進(jìn)行加熱，因加熱板與型腔板接觸部位之間以及加熱板與型芯板接觸部位之間的溫度梯度均很大，且熱傳導(dǎo)接觸面積大，故模具型腔加熱迅速且均勻。加熱裝置隔熱片可有效減少加熱板中的熱量擴(kuò)散損失，有利于降低能耗，提高熱利用效率。
[0010]冷卻裝置包括:冷卻板、開設(shè)在冷卻板中的冷卻管道、控制冷卻管道通斷的電磁換向閥、冷卻裝置隔熱片；電磁換向閥與模具溫控裝置連接。在型腔保持板中，模具在閉合狀態(tài)下，冷卻板的正面與型腔板中開設(shè)模具型腔區(qū)域的背面緊密貼合；冷卻板與型腔保持板之間、冷卻板與定模固定板之間均設(shè)置有冷卻裝置隔熱片。在型芯保持板中，模具在閉合狀態(tài)下，冷卻板的正面與型芯板中開設(shè)模具型腔區(qū)域的背面緊密貼合；冷卻板與型芯保持板之間、冷卻板與動(dòng)模固定板之間均設(shè)置有冷卻裝置隔熱片。模具在閉合狀態(tài)下，冷卻板的正面與型腔板開設(shè)模具型腔區(qū)域的背面、冷卻板的正面與型芯板中開設(shè)模具型腔區(qū)域的背面均緊密貼合，冷卻板通過接觸傳熱的方式對模具型腔進(jìn)行冷卻，因冷卻板與型腔板接觸部位之間以及冷卻板與型芯板接觸部位之間的溫度梯度均很大，且熱傳導(dǎo)接觸面積大，故模具型腔冷卻迅速且均勻。
[0011]冷熱雙工位旋轉(zhuǎn)式快速熱循環(huán)注塑方法，采用冷熱雙工位旋轉(zhuǎn)式快速熱循環(huán)注塑模具，包括如下步驟:(I)啟動(dòng)加熱裝置和冷卻裝置；(2)合上模具，加熱裝置對其中一個(gè)模具型腔進(jìn)行加熱，冷卻裝置對另一個(gè)模具型腔進(jìn)行冷卻；(3)開啟模具，定模轉(zhuǎn)動(dòng)裝置將型腔板轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)模轉(zhuǎn)動(dòng)裝置將型芯板轉(zhuǎn)動(dòng)；(4)合上模具，將塑化好的塑料熔體注入步驟(2)中被加熱的模具型腔中，同時(shí)，冷卻裝置對該模具型腔進(jìn)行冷卻，加熱裝置對另一個(gè)模具型腔進(jìn)行加熱；(5)開模頂出制品；定模轉(zhuǎn)動(dòng)裝置將型腔板轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)模轉(zhuǎn)動(dòng)裝置將型芯板轉(zhuǎn)動(dòng)。步驟(1)-(5)構(gòu)成了一個(gè)快速熱循環(huán)注塑周期，并可按步驟(4)和(5)進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。
[0012]優(yōu)選地，(1)-(5)的具體步驟如下:
[0013](I)啟動(dòng)模具溫控裝置，使加熱裝置的電熱元件通電，將加熱裝置的加熱板加熱至設(shè)定溫度并控制其在成型過程中維持此溫度不變；同時(shí)，打開冷卻裝置的電磁換向閥，將冷卻水持續(xù)地通入冷卻板中的冷卻管道中，使冷卻板在成型過程中一直維持在低溫狀態(tài)。
[0014](2)啟動(dòng)注塑機(jī)開合模裝置，使模具閉合，在合模力的作用下，型腔板的背面和型芯板的背面分別與型腔保持板的正面和型芯保持板的正面緊密貼合，加熱裝置開始對模具型腔中的第一模具型腔進(jìn)行加熱。
[0015](3)當(dāng)?shù)谝荒＞咝颓患訜嶂令A(yù)定溫度時(shí)，啟動(dòng)注塑機(jī)開合模裝置，使模具開啟，型腔板和型芯板在彈簧的作用下分別與型腔保持板和型芯保持板分離，然后啟動(dòng)定模轉(zhuǎn)動(dòng)裝置將型腔板轉(zhuǎn)動(dòng)180°，啟動(dòng)動(dòng)模轉(zhuǎn)動(dòng)裝