本發(fā)明涉及模具冷卻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液態(tài)成型金屬型模具強(qiáng)化冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在液態(tài)成型加工領(lǐng)域，一般是將材料加熱至熔融狀態(tài)或液態(tài)，再注入金屬型模具當(dāng)中，逐漸冷卻至材料固化，開模后即可獲得所需要的零件。在液態(tài)成型加工過(guò)程中的前半段，即將材料升溫至熔點(diǎn)以上保持材料為熔融狀態(tài)或液態(tài)時(shí)，通常溫度較高，特別是金屬材料，熔點(diǎn)高達(dá)上千攝氏度，需要的時(shí)間較長(zhǎng)，能耗較高。如純銅熔點(diǎn)為1083℃，在純銅的液態(tài)加工時(shí)，在保持純銅為液態(tài)的同時(shí)，需要保證液態(tài)金屬在填充金屬模具過(guò)程中與金屬模具接觸降溫后仍保持良好的流動(dòng)性，以便完全填充滿型腔。因此，工業(yè)生產(chǎn)中需要保持比材料熔點(diǎn)更高溫度，方能滿足液態(tài)材料填充金屬型模具中的要求。上述提到的純銅材料在工業(yè)生產(chǎn)中通常需要保持1100℃溫度以上方能進(jìn)行充填模具型腔。然而，更高溫度的液態(tài)或熔融狀態(tài)材料在充填型腔后導(dǎo)致冷卻時(shí)間更長(zhǎng)，生產(chǎn)效率降低。

為提高生產(chǎn)效率，金屬型模具通常采用冷卻水道的方式進(jìn)行冷卻。通過(guò)在模具型腔附近設(shè)置冷卻水道，冷卻水道中循環(huán)的水不斷將金屬模具中的熱量傳遞到水中并傳遞到模具外部，模具自身溫度降低，將吸收更高溫度的液態(tài)或熔融狀態(tài)的材料中的熱量，從而實(shí)現(xiàn)冷卻工件，達(dá)到加速模具型腔內(nèi)材料固化的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能使液態(tài)或熔融狀態(tài)材料快速固化、縮短模具保壓時(shí)間或冷卻時(shí)間的金屬型模具強(qiáng)化冷卻系統(tǒng)。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種液態(tài)成型金屬型模具強(qiáng)化冷卻系統(tǒng)，包括：模具本體，設(shè)置在模具本體上的模具型腔，以及設(shè)置在模具型腔周圍的冷卻水道；其特征在于，在冷卻水道內(nèi)設(shè)有擾流裝置，所述擾流裝置為帶若干片狀切口的金屬薄板，所述片狀切口從金屬薄板的上側(cè)、下側(cè)傾斜突出，冷卻水道的水流逆著片狀切口流動(dòng)。

作為上述方案的進(jìn)一步說(shuō)明，所述金屬薄板位于冷卻水道的正中位置。

作為上述方案的進(jìn)一步說(shuō)明，所述金屬薄板為不銹鋼板或銅板或銅合金板等耐腐蝕材料。

作為上述方案的進(jìn)一步說(shuō)明，所述片狀切口沖壓成型或線切割成型。

作為上述方案的進(jìn)一步說(shuō)明，所述片狀切口在金屬薄板上排成至少一排，同一排上的相鄰兩片狀切口分別朝金屬薄板上側(cè)和金屬薄板下側(cè)傾斜突出。

作為上述方案的進(jìn)一步說(shuō)明，所述片狀切口在金屬薄板上排成兩排，兩排片狀切口的數(shù)量相等且一一配對(duì)，成對(duì)的兩個(gè)片狀切口一個(gè)朝向金屬薄板上側(cè)、另一個(gè)朝向金屬薄板下側(cè)。

作為上述方案的進(jìn)一步說(shuō)明，所述冷卻水道包括：進(jìn)水管、出水管和將進(jìn)水管、出水管連通的連接管，在進(jìn)水管、出水管、連接管的至少一個(gè)內(nèi)設(shè)有擾流裝置。

作為上述方案的進(jìn)一步說(shuō)明，所述進(jìn)水管、出水管、連接管都為直管，連接管將進(jìn)水管、出水管的端部連通，進(jìn)水管、出水管、連接管共同組成一個(gè)回路結(jié)構(gòu)。

作為上述方案的進(jìn)一步說(shuō)明，在連接管的一端設(shè)有可拆卸的止水塞。

作為上述方案的進(jìn)一步說(shuō)明，在進(jìn)水管、出水管上設(shè)有模具水咀。

本發(fā)明的有益效果是：

一、所采用的擾流結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，在不改變?cè)寄＞呋窘Y(jié)構(gòu)的前提下，提高了冷卻循環(huán)水的利用率，提升了液態(tài)成型金屬型模具冷卻系統(tǒng)的工作效率，縮短了液態(tài)成型零件的開模時(shí)間，進(jìn)而縮短產(chǎn)品制造周期，間接地降低了零件的制造成本。本發(fā)明在塑料成型模具以及成型溫度較高的壓力鑄造金屬型模具具有更佳明顯的冷卻效果。

二、由于擾流裝置為帶若干片狀切口的金屬薄板，組成冷卻水道的進(jìn)水管、出水管、連接管都為直管，只需在進(jìn)水管、出水管、連接管內(nèi)設(shè)置與金屬薄板相配合的滑槽即可十分方便地將擾流裝置安裝到冷卻水道內(nèi)。

三、通過(guò)在連接管的端部設(shè)置可拆卸的止水塞，方便用戶將擾流裝置(金屬薄板)裝進(jìn)連接管內(nèi)，提高整個(gè)冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。

附圖說(shuō)明

圖1所示為本發(fā)明提供的液態(tài)成型金屬型模具結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2所示為擾流裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3所示為冷卻水道剖視圖。

圖4所示為無(wú)擾流結(jié)構(gòu)的液態(tài)成型金屬型模具結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1：模具本體，2：模具型腔，3：冷卻水道，4：擾流裝置。

3-1：進(jìn)水管，3-2：出水管，3-3：連接管，3-4：止水塞，3-5：模具水咀。

4-1：片狀切口，4-2：金屬薄板。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，對(duì)于方位詞，如有術(shù)語(yǔ)“中心”，“橫向”、“縱向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示方位和位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于敘述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定方位構(gòu)造和操作，不能理解為限制本發(fā)明的具體保護(hù)范圍。

在發(fā)明中，除非另有規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面結(jié)合說(shuō)明書的附圖，通過(guò)對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的描述，使本發(fā)明的技術(shù)方案及其有益效果更加清楚、明確。下面通過(guò)參考附圖描述實(shí)施例是示例性的，旨在解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

如圖1-圖3所示，一種液態(tài)成型金屬型模具強(qiáng)化冷卻系統(tǒng)，包括：模具本體1，設(shè)置在模具本體1上的模具型腔2，以及設(shè)置在模具型腔2周圍的冷卻水道3；其特征在于，在冷卻水道3內(nèi)設(shè)有擾流裝置4，所述擾流裝置4為帶若干片狀切口4-1的金屬薄板4-2，所述片狀切口4-1從金屬薄板4-2的上側(cè)、下側(cè)傾斜突出，冷卻水道3的水流逆著片狀切口4-1流動(dòng)。

其中，所述冷卻水道3包括：進(jìn)水管3-1、出水管3-2和將進(jìn)水管3-1、出水管3-2連通的連接管3-3，在進(jìn)水管3-1、出水管3-2上設(shè)有模具水咀3-5，在進(jìn)水管3-1、出水管3-2、連接管3-3的至少一個(gè)內(nèi)設(shè)有擾流裝置4。

本實(shí)施例中，優(yōu)選進(jìn)水管3-1、出水管3-2、連接管3-3都為直管，連接管3-3將進(jìn)水管3-1、出水管3-2的端部連通，進(jìn)水管3-1、出水管3-2、連接管3-3共同組成一個(gè)回路結(jié)構(gòu)。在連接管3-3的一端設(shè)有可拆卸的止水塞3-4，以方便將擾流裝置裝進(jìn)連接管3-3內(nèi)。優(yōu)選擾流水道由至少一個(gè)回路結(jié)構(gòu)構(gòu)成，各回路結(jié)構(gòu)可以并聯(lián)，也可以通過(guò)軟管串聯(lián)。

優(yōu)選在在進(jìn)水管、出水管、連接管內(nèi)設(shè)置與金屬薄板相配合的滑槽，金屬薄板4-2插接在滑槽內(nèi)并位于冷卻水道3的中心位置。

優(yōu)選片狀切口4-1在金屬薄板上排成兩排，兩排片狀切口4-1的數(shù)量相等且一一配對(duì)，成對(duì)的兩個(gè)片狀切口4-1一個(gè)朝向金屬薄板上側(cè)、另一個(gè)朝向金屬薄板下側(cè)。同一排上相鄰兩片狀切口4-1分別朝向金屬薄板上側(cè)和下側(cè)。

優(yōu)選金屬薄板4-2為不銹鋼板，優(yōu)選片狀切口4-1由金屬薄板4-2的局部沖壓而成。不銹鋼板在耐腐蝕性能方面十分優(yōu)越，且材料成本價(jià)格實(shí)惠。在其他實(shí)施方式中，所述金屬薄板為銅板或銅合金板，所述片狀切口有線切割而成。銅板或銅合金板在導(dǎo)熱性能方面較為其他材料優(yōu)越，且在400℃以下其耐腐蝕性能亦能在模具壽命周期內(nèi)承擔(dān)，不限于本實(shí)施例。

本實(shí)施例提供的一種液態(tài)成型金屬型模具強(qiáng)化冷卻系統(tǒng)，通過(guò)在冷卻水道內(nèi)設(shè)置擾流裝置，擾流裝置將冷卻水道中的水，特別是冷卻水道中心的溫度低的水，與水道邊緣的水加速混合，縮小冷卻水道中水中心與邊緣的溫差，換言之，降低冷卻水道邊緣水的溫度，增大了金屬模具材料與水的溫差，加速熱量從金屬模具材料到冷卻水的傳遞，從而實(shí)現(xiàn)加速冷卻系統(tǒng)的效率。

對(duì)比實(shí)驗(yàn)

以圖4所示的無(wú)擾流裝置的冷卻系統(tǒng)作為與本實(shí)施例的對(duì)照例，進(jìn)行冷卻實(shí)驗(yàn)對(duì)比。

實(shí)驗(yàn)條件一：成型材料為黃銅(牌號(hào)：yzcuzn40pb，即yt40-1)；成型溫度：950℃；成型零件平均壁厚：3mm；制件重量：115g；生產(chǎn)方式：壓力鑄造；模具制造采用的材料類型：金屬型(與液態(tài)金屬直接接觸的零件材料為3cr2w8v)；模具連續(xù)工作保持溫度：320℃；充模速度：30m/s；充填時(shí)間：0.05s；持壓時(shí)間：2.2s。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果一：采用傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)的模具工作時(shí)冷卻時(shí)間需設(shè)置為15.5s，采用本實(shí)施例提供的冷卻系統(tǒng)的模具工作冷卻時(shí)間為11.8s，即可保證該產(chǎn)品的正常制造生產(chǎn)。

實(shí)驗(yàn)條件二：成型材料為abs樹脂；成型溫度為210℃；注塑制件平均料厚為2mm，制件重量：75g；生產(chǎn)方式：注射成形；模具制造采用的材料類型：金屬型(型芯材料為crwmn，凹模材料為t10a)；模具連續(xù)工作保持溫度：62℃；注射壓力86mpa：保壓壓力：55mpa；注射時(shí)間4.3s；保壓時(shí)間：24.5s。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果二：傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)模具工作時(shí)冷卻時(shí)間設(shè)置為26s，采用本實(shí)施例提供的冷卻系統(tǒng)的模具工作冷卻時(shí)間設(shè)置為19.8s，即可同樣保證該產(chǎn)品的生產(chǎn)。

從以上的對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以看出：采用本實(shí)施例提供的冷卻系統(tǒng)可顯著縮短開合模時(shí)間，與傳統(tǒng)的無(wú)擾流裝置的冷卻系統(tǒng)相比，開合模時(shí)間縮短22％以上。

此外，產(chǎn)品生產(chǎn)制造的過(guò)程中采用的成型溫度越高，平均料厚越大，零件結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，需要的冷卻時(shí)間越長(zhǎng)，本實(shí)施例提供的冷卻系統(tǒng)凸顯出冷卻時(shí)間會(huì)越加明顯。如采用金屬型模具成型硅黃銅制件，成型溫度不低于980℃，冷卻時(shí)間更長(zhǎng)，凸顯其冷卻效果，提高制造效率。

通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)和原理的描述，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不局限于上述的具體實(shí)施方式，在本發(fā)明基礎(chǔ)上采用本領(lǐng)域公知技術(shù)的改進(jìn)和替代均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由各權(quán)利要求項(xiàng)及其等同物限定之。