阅读说明：本技术 一种微应力模芯及包含所述微应力模芯的模具 (Micro-stress mold core and mold comprising same ) 是由 李代伟 李周才 曾新建 于 2020-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种微应力模芯及包含所述微应力模芯的模具,属于模具结构领域。本发明微应力模芯包括模芯本体,所述模芯本体包括安装所述模芯本体的安装面、设置产品型腔的模腔面,及设置在所述安装面和模腔面外围的侧面,其中,所述安装面设有加强结构,所述安装面还设有模芯加热膨胀定位导向结构,所述加强结构和模芯加热膨胀定位导向结构均设有加热膨胀伸缩槽,所述侧面与安装板之间设有模芯膨胀间隙。本发明的有益效果为：最大程度减少模芯翘曲造成的产品变形。(The invention provides a micro-stress mold core and a mold comprising the same, and belongs to the field of mold structures. The micro-stress mold core comprises a mold core body, wherein the mold core body comprises a mounting surface for mounting the mold core body, a mold cavity surface for arranging a product cavity, and side surfaces arranged at the periphery of the mounting surface and the periphery of the mold cavity surface, the mounting surface is provided with a reinforcing structure, the mounting surface is also provided with a mold core heating expansion positioning guide structure, the reinforcing structure and the mold core heating expansion positioning guide structure are both provided with heating expansion telescopic grooves, and a mold core expansion gap is arranged between the side surfaces and the mounting plate. The invention has the beneficial effects that: and the product deformation caused by the warping of the mold core is reduced to the maximum extent.)

一种微应力模芯及包含所述微应力模芯的模具

技术领域

本发明涉及一种模具结构，尤其涉及一种实现模温平衡的模具。

背景技术

在注塑模具中，模芯是模具中心部位的关键运作的精密零件，是模具中非常重要的一 个部件，其结构直接决定了产品的精细程度。模芯在加热过程中会有热膨胀现象，如果受 热不平衡，会导致模芯热膨胀翘曲变形，对于需要精密加工的产品来说，其变形直接影响 到产品的精度。但是，目前还没有任何一种模芯考虑到这种情况。因此，急需要一种微应 力模芯，解决模芯因热膨胀变形这种微应变造成的产品变形。

此外，现有的模芯中只有一套加热管和冷却管道，由控制器进行统一控制，无法保持 模温平衡,此种结构有以下缺陷：

(1)模腔离加热管近的地方升温快，温度高，离加热管远的地方升温慢，温度低，从而不利于注塑液的流动；此外，模芯钢材受热会膨胀，温度越高，冷却后，收缩性越大， 容易因模具的收缩不均造成产品变形；

(2)产品表面冷却温度无法实施控制，温度低的区域产品表面先冷却，温度高的地方 后冷却，从而会影响产品外观品质，容易造成产品翘曲变形。

此外，现有技术的冷却管出水口和入水口均设置在模具一侧，冷却管道在模具中较长， 不利于降温，入水管道和出水管道的温差较大，从而加剧了模温的不平衡。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种微应力模芯，还提供一种包含所述微应力 模芯的模具。

本发明微应力模芯包括模芯本体，所述模芯本体包括安装所述模芯本体的安装面、设 置产品型腔的模腔面，及设置在所述安装面和模腔面外围的侧面，其中，所述安装面设有 加强结构，所述安装面还设有模芯加热膨胀定位导向结构，所述加强结构和模芯加热膨胀 定位导向结构均设有加热膨胀伸缩槽，所述侧面与安装板之间设有模芯膨胀间隙。

本发明作进一步改进，所述加强结构包括设置在所述安装面周边的、与侧面一体成型 的加强筋，及设置在所述加强筋内部的加强骨。

本发明作进一步改进，所述模芯加热膨胀定位导向结构包括设置在所述安装面横向中 心和纵向中心的定位筋，所述定位筋的凸出所述加强结构表面设置。

本发明作进一步改进，所述模芯加热膨胀定位导向结构还包括设置在所述加强筋上的 若干个定位柱。

本发明作进一步改进，所述模芯本体设有1个以上的温区，每个温区均设置一套加热 装置、冷却装置和用于检测温区对应模腔的温度的测温装置，每个温区内的加热装置和冷 却装置由控制器单独控制。

本发明作进一步改进，所述加热装置为加热管，所述冷却装置为内设冷却水的冷却管 道，所述冷却管道的进水口设置在模芯本体的一侧，出水口设置在模芯本体与进水口相对 的另一侧。

本发明作进一步改进，所述加热管和冷却管道的数量均为多个，所述加热管和冷却管 道间隔设置，所述测温装置、冷却管道和加热管之间两两距离相等。

本发明作进一步改进，所述测温装置距离产品型腔的垂直距离、测温装置与冷却管道 之间的距离、所述测温装置与加热管之间的距离相等。

本发明作进一步改进，所述加热管距离模芯本体安装面和加热管距离模芯本体产品型 腔的距离相等。

本发明还提供一种包含所述微应力模芯的模具，包括隔热支撑板及安装板，其中，所 述隔热支撑板的一侧设有与模芯加热膨胀定位导向结构对应的安装槽，所述微应力模芯的 模芯加热膨胀定位导向结构固定在所述安装槽内，所述安装板设有容纳所述模芯本体及隔 热支撑板的容纳槽，所述安装板外侧设有与冷却管道相连通的进水管道和出水管道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：最大程度减少模芯翘曲造成的产品变形，能 够实现产品的精密加工；通过对模具分区并嵌入测温装置，每个区单独控制模温，能够保 证模温平衡，不受产品尺寸、形状、结构、璧厚的限制，从而避免了模芯因受热不平衡导致的热膨胀变形的现象，也避免了产品因模腔温度不平衡造成的翘曲变形。

附图说明

图1为本发明模具结构示意图；

图2为前模芯模腔面结构示意图；

图3为图2B-B剖面图；

图4为图3C部放大图；

图5和图6为图2A-A剖面图；

图7和图8为前模芯安装面示意图；

图9为前模芯另一实施例分区示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1-图6所示，作为本发明的一个实施例，本发明的模具包括前模芯3、后模芯4，及设置在前模芯3和后模芯4之间的模腔5，本例在前模芯3设置了加热装置16、冷却装 置15和用于检测温区对应模腔的温度的温度传感器17，本例的前模芯为1拖2设置，也 就是一个模具设置两个前模芯3。

如图3-5、图7所示，本发明的模芯3包括模芯本体301，所述模芯本体301包括安装所述模芯本体301的安装面3012、设置产品型腔用于注塑产品19的模腔面3011，及设置 在所述安装面3012和模腔面3011外围的侧面3013，其中，所述安装面3012设有加强结 构，所述安装面3012还设有模芯加热膨胀定位导向结构，所述加强结构和模芯加热膨胀定 位导向结构均设有加热膨胀伸缩槽305，所述侧面3012与安装板(本例为前模芯，那么安 装板就是A板7)之间设有模芯膨胀间隙d。本例的模芯膨胀间隙d的宽度为0.01mm，模 芯膨胀间隙d的宽度是根据前模芯3材质的膨胀系数及需要的模温计算而来，不同的模芯 材质其膨胀间隙不同。优选本例的模芯材质为具有热传导快速、高耐蚀性、高韧性和拉伸 性的钢材，从而最大程度减少模钢翘曲。

如果不设置加热膨胀伸缩槽305及模芯膨胀间隙d，那么因安装受限，在前模芯3受热膨胀时，会造成前模芯3向产品模腔方向拱起，从而影响到产品型腔5内的产品19外观。本例微应力模芯能够很好的避免前模芯3的此种微应变现象。

如图7所示，本例的加强结构包括设置在所述安装面周边的、与侧面一体成型的加强 筋304，及设置在所述加强筋304内部的加强骨302，所述加强骨302纵横交错设置，连接两端的加强筋304，能够提高钢材的刚度，并且能够使模芯本体301设置的尽可能的薄， 从而减少模芯本体301能量的吸收和传导，使模温加热速递更快，温度更容易控制，避免 了在停止加热后，模芯中聚集的能量使模腔温度大幅增加的情形。本例模芯本体301在刚 性不受影响的前提下，实现轻量化设计。节省原材料。

本例的模芯加热膨胀定位导向结构包括设置在所述安装面3012横向中心和纵向中心 的定位筋303，从而固定前模芯3整体的中心位置，避免因模芯本体301收缩而偏离中心 的现象，所述定位筋303的凸出所述加强结构表面设置。作为固定结构固定所述前模芯3。

本例的模芯加热膨胀定位导向结构还包括设置在所述加强筋304上的4个定位柱306， 所述定位柱306设置在模芯本体301的四个角上，结合定位筋303，从而对模芯本体301的中部和四个角限位，优选的，所述定位骨306、定位筋304及加热膨胀伸缩槽305以所 述定位筋303为中心轴轴对称设置，更利于模芯本体301热膨胀后收缩平衡。避免了因加 热热膨胀后收缩不平衡引起的模芯微变形，进而造成产品19的表面变形的现象。

如图2、图7和图8所示，因模芯本体301温度越高，收缩性越大，因此，模芯本体301受热不平衡也会导致模芯本体301的微应变，因此，为了使本例的模芯本体301及模 腔温度保持平衡，本例在每个前模芯3上均设置有2个温区，2个前模芯3共设置4个温 区，每个温区均设置一套加热装置1601-1604、冷却装置15及一个温度传感器17，每个温 区内的加热装置16和冷却装置15由控制器单独控制，本例的后模芯4的数量同样为2个， 每个后模芯4设置2个冷却区(图中未示出，冷却炸装置安装方式与前模芯3设置方式相 同)，每个冷却区设置一套冷却装置15，每个冷却区15内的冷却装置由控制器单独控制。

本例的加热装置16为加热管，所述冷却装置15为内设冷却介质的冷却管道。本例的 冷却介质可以为水，也可以为吸热的其他液体介质。

如图1-图6所示，本例的加热装置16设置在前模芯，因此，本模具在前模芯3顶面还设置了隔热支撑板5，防止热量散失。所述隔热支撑板5的一侧设有与模芯加热膨胀定 位导向结构对应的安装槽，所述微应力模芯的模芯加热膨胀定位导向结构固定在所述安装槽内，所述A板7设有容纳所述模芯本体301及隔热支撑板5的容纳槽，所述隔热支撑板 5固定在A板7底面，所述冷却管道15的进水口1501设置在模具的一侧，所述冷却管道 15的出水口1502设置在模具的另一侧。所述进水口1501和出水口均设置在A板7上，并 与前模芯3中的冷却管道相连通。冷却水由模具一侧进入，由另一侧流出，大大缩短了冷 却水在冷却管道停留的时间，从而单位时间内，经过的冷却水更多，冷却的效率更好。各 个冷却管道在模芯中平行设置，到达模腔附近的水流基本一致，有利于保持模温平衡。

在所述A板7顶面设有流道板9，所述流道板9顶面为面板10。本例的后模芯4固定在B板8上，在底板14和B板8之间两侧设置两块方铁11，在两块方铁之间的底板上固 定有顶针底板13，顶针面板12设置在顶针底板13上，两颗顶针穿过所述B板8，与模腔 相接。

当然，本例的温区也可以设置在后模芯4上，使前模芯3和后模芯4同时实现加热冷却功能，也可以将温区设置在后模芯4上，而冷却区设置在前模芯3上，从而后模芯4上 的加热装置对模腔5加热，前后模芯的冷却装置对产品冷却。此时，隔热支撑板设置在有 加热装置的那一侧。

采用多个温区分别进行加热或冷却，各个温区和冷却区单独控制，并设置单独的温度 传感器17，能够精确控制模腔的温度，使其温差可以控制在2摄氏度内，从而保证模芯本 体301的微应力，防止其热膨胀变形，有利于保持模腔的模温平衡，防止产品19因加热冷却不平衡造成的翘曲变形。

如图9所示，本例的微应力模芯尤其适用于高精密产品的加工，作为其中的一个实施 例，如果产品为扁平的弧形状，本例可以根据模腔的形状将其前模芯3和后模芯均分为8个区(竖线为每个区的分界线)，从而单独控制各个温区的温度，避免了现有技术将冷却管道和加热管水平设置，距离所述模腔5的距离相差过大，使产品模温相差过大，模腔温度 不同，造成注塑时熔融态液体流动性不同，剪切率不同，产品的质量无法保证；冷却不同 步造成产品翘曲变形。本发明尤其适用于三维复杂形状的模腔，根据产品的形状设定分区， 从而能够保证产品的各个区域的温度差。本发明方案不受产品尺寸、形状、结构、璧厚的 限制。能够加工大于等于0.5mm的薄壁产品，不会造成产品的翘曲变形。

本例前模芯3的安装面3012也可以根据产品的形态加工为非平面结构，只要保证加强 结构的表面与隔热支撑板6表面水平接触即可。当然，本例的隔热支撑板6的表面也可以 与前模芯3012表面适配，隔热效果更好。

如图5-8所示，本例在各个温区内的加热管和冷却管道的数量均为多个，所述加热管 和冷却管道间隔设置。从而有利于控制温差的平衡。

所述温度传感器17、冷却管道15和加热管16之间两两距离相等，优选成等边三角形。 所述温度传感器17距离模腔的距离、温度传感器17与冷却管道15之间的距离、所述温度 传感器17与加热管之间的距离相等。从而使温度传感器17测量的模温更加精确。多点距离相等的设计原因在于：加热或冷却热过程中(钢材)前模芯3热或冷都会有聚能、热传 导时间，所以传感器17设置在冷却管道15和加热管16及模腔表面之间距离的均值处， 使加热、冷却、模腔表面(即制件表面温度)测试结果更加精确。

本例的加热管距离前模芯顶面的距离x和加热管距离前模芯模腔面的距离y相等。测 量更加准确，同样，本例前模芯内的冷却管道距离前模芯顶面与前模芯模腔面的距离相等。

通过对模具分区并嵌入测温装置，每个区单独控制模温，有效保证模温平衡，不受产 品尺寸、形状、结构、璧厚的限制。能够加工各种形状的产品，并能保证其质量和外观品质。

如图3和图4所示，本例A板设计时，充分考虑到前模芯3钢材的热膨胀现象，因此，在所述与前模芯的外周与A板之间存在0.01mm的模芯膨胀间隙d，但是，本例的前模芯3 为一拖二设置，而流道设置在两个前模芯3之间，因此，为了避免流道与浇口3之间的分 支流道干扰所述前模芯3的微应变，因此，本例在A板7上设有搭桥镶件18，所述搭桥镶 件18骑设在所述A板7和前模芯3的模芯膨胀间隙d上方，所述流道与浇口3的分支流道 设置在搭桥镶件18上方，所述搭桥镶件18与前模芯3间隙配合，从而不会干扰到前模芯 3的热胀冷缩。并且，也能够有效避免熔融液流入模芯膨胀间隙d中，堵塞模芯膨胀间隙d。

以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施 范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均在本 发明的保护范围内。