[实用新型]一种趋形加热冷却模具

说明书

技术领域

本实用新型属于模具领域，本实用新型涉及一种趋形加热冷却模具。

背景技术

模具是工业生产中一种非常重要的工艺装备，特别是应用压铸成型模具、塑料注射成型模具等型腔模具生产各种大型的产品，如：灯罩、笔记本外壳等；各种薄壁类产品，如：滤波器（散热片厚度为0.2mm）等也需要采用模具进行大批量生产。由于产品的结构复杂，采用模具成型是很好的选择，但由于材料的流动与凝固特点，产品的尺寸形状受到限制。

材料利用模具成型为产品时，受到冷却凝固的影响，以至于在完全充满模具型腔前，已经凝固，不能获得有效的形状尺寸。特别是大型产品和薄壁类产品，由于大型产品尺寸大，材料的流动行程长，在其凝固前要有足够的时间流动；对于薄壁类产品，材料在充满型腔过程中，本身热量不多，又有温度更低的模具型腔的吸热作用，造成材料很快的冷却凝固，不能很好地充满型腔。综合上述原因，大型产品和薄壁类产品的成型因受到材料流动性的制约而得不到进一步发展，制约材料流动性的一个重要原因就是材料散热快，过早凝固。材料充满型腔取得形状后，需要均匀凝固，才不至于形成温度应力而导致产品变形。

为解决大型产品和薄壁类产品的成型问题，有采用下述方法：

有采用直通式水道方法，这种方法制造较为简单，在模具的型腔或型芯上采用深孔钻加工。2.有采用异形水道，即以多个直线水道交叉的形式构成，此方法采用深孔钻沿多个方向钻孔，这些孔在一些特定位置交汇贯通。3.采用半固态成型，即铝合金压铸将低熔点合金加热到半固态进行成型，同时在合金熔液中添加易于材料流动的物质。

然而，采用直通式水道方法和直线交叉构成的异形水道虽然水道的加工较为简单，但这两类水道对型芯或型腔工作零部件的冷却-加热不够均匀，因为水道与工作零部件表面的距离存在差异，不能在工作零部件表面形成一致的温度场。因此，直通式水方法制约了大型产品和薄壁类产品的尺寸范围，在后期产品冷却的过程中也会造成应力变形。

有提出采用异形曲线水道，但迫于曲线水道结构复杂，而采用3D打印技术或整体拼焊方式获得；受制于3D打印金属材料技术的限制，和整体拼焊技术的不成熟，也会造成模具材料的大量浪费。所以目前还未看见该方法制造的曲线水道被运用。

采用半固态成型，将低熔点合金加热到半固态，并在合金熔液中添加易于材料流动的物质。这种方法在制作半固态浆料的设备上很复杂；并且半固态成型只适用于极少的低熔点合金材料成型，在产品材料的种类选择上被严格限制。可以说半固态成型的研究已是冶金范畴所涵盖。

实用新型内容

本实用新型提出一种与产品表面形状大致相同的水循环模具及其制作方法，能对模具工作零部件均匀加热和冷却，防止材料在充满型腔取得其形状尺寸前凝固，之后能对模具工作零部件均匀冷却，防止成形后的产品冷却不均而应力变形；采用本方法能拓展大型产品和薄壁类产品的范围。

为实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案是：

一种趋形加热冷却模具，包括凹模，凹模上成型有腔体，所述凹模的底部设有附加块插入槽，所述附加块插入槽的顶部成型有上凹槽，上凹槽的形状与腔体底部的轮廓线一致；所述附加块插入槽内插入有水道附加块，水道附加块的形状与附加块插入槽一致，水道附加块与附加块插入槽之间通过耐热喷涂密封料填塞；水道附加块顶部成型有下凹槽，所述下凹槽与上凹槽配合形成水道，水道与腔体底部间的距离为15~25mm（依据被成型材料具体确定）；水道贯穿凹模，水道的两端分别在凹模的侧壁上形成进水口和出水口；所述水道附加块与附加块插入槽的各个配合面均向内倾斜，倾斜角为85~88度，凹模下方设有压紧块，压紧块通过螺栓固定在凹模上，压紧块抵住水道附加块，使水道附加块固定。

进一步的改进，所述凹模的底部设有多条附加块插入槽，附加块插入槽与水道附加块配合，形成循环水道通路；所构成的循环水道通路与与腔体底部的距离相同。

进一步的改进，所述水道附加块与附加块插入槽的各个配合面的倾斜角为87度。

本实用新型还提供了一种趋形加热冷却模具的加工方法，包括以下步骤：

步骤一）加工出凹模、凸模；

步骤二）在凹模底部加工出附加块插入槽，附加块插入槽的顶部形状与腔体底部的轮廓线一致，附加块插入槽的顶部与腔体底部的距离为15~25mm（依据被成型材料具体确定）；附加块插入槽的侧壁均向内倾斜，倾斜角为85~88度；再在附加块插入槽的顶部加工出上凹槽；