[发明专利]随型冷却水道模具结构及加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及模具制造技术领域，尤其是一种随型冷却水道模具结构及加工方法。

背景技术

3D打印技术已经应用于注塑模具的随型冷却水道模具加工中，随型冷却水道主要设置在产品成型的型芯和型腔中，用于缩短冷却周期，使注塑产品的温场均匀，降低了由于冷热不均造成的产品零件翘曲、缩痕，保证产品零件的质量，提高企业的经济效益。

但是，目前采用3D打印技术加工随型冷却水道的注塑模具成本相当高，通过缩短冷却时间而降低的注塑零件的单件加工成本有限，一般需要生产数十万件以上才能收回3D打印的加工成本，加工成本高昂限制了3D打印技术在模具中的应用。其次，模具镶件受到产品外型、外观的要求需进行整体打印，3D打印设备不能满足大尺寸镶件的打印要求。

现有的3D打印加工随型冷却水道模具的成本高，打印尺寸受到限制，不能完全满足塑料产品的外观要求。

发明内容

本发明提供一种随型冷却水道模具结构，可通过机械加工制作，解决通过3D打印技术加工随型冷却水道模具成本高，且3D打印不能满足大尺寸镶件打印要求的问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：随型冷却水道模具结构，包括基体和镶块，所述基体的成型面上设置凹槽，基体内至少设置两条与所述凹槽连通的水道，基体的凹槽内安装镶块，镶块与基体的接触面的两侧或镶块内设置随型水道，随型水道两端分别与设置于基体内的水道连通形成通道；镶块与基体的拼接缝处设置熔覆层，熔覆层的外表面为成型面。

进一步的是，所述镶块由至少两块子镶块拼合而成，镶块内设置一条或多条随型水道，子镶块的拼合面将随型水道分隔开。具体地，所述拼合面经过随型水道的中心轴线。

由于随型水道是由子镶块拼合而成，可以分别在子镶块的拼合面采用机械加工方式加工出随型水道半圆，子镶块拼合后形成完整的随型水道，再镶拼于模具型芯或型腔的凹槽中，并且随型水道与基体中预设的水道连通。

进一步的是，所述镶块内的随型水道的中心线上任一点到镶块外侧的成型面的距离相等，熔覆层厚度为3～5mm，随型水道中心线距模具成型面的距离为(5+R/2)～(10+R/2)mm，其中R为随型水道的直径。

进一步的是，所述镶块相对于凹槽槽底的一面全部设置熔覆层，熔覆层的外表面为成型面。

进一步的是，所述基体的凹槽槽口设置有坡口面，坡口面的角度≥60°，熔覆层边缘位于坡口面上。

本发明还提供一种随型冷却水道模具的加工方法，解决通过3D打印技术加工随型冷却水道模具成本高的问题，随型冷却水道模具的加工方法包括以下步骤：

A、加工模具型芯或型腔的基体，包括在基体的成型面上加工出凹槽以及在基体内至少加工两条与所述凹槽连通的水道；

B、采用机械加工方式或者选择性激光熔化3D打印方式加工出一块镶块，镶块的尺寸与基体的凹槽的尺寸一致，镶块与基体的拼接面上设有随型水道；

或者，采用机械加工方式或者选择性激光熔化3D打印方式加工出至少两块子镶块，子镶块之间的拼合面上或者镶块与基体的拼接面上设有随型水道，子镶块拼合在一起可形成完整的含随型水道的镶块，且镶块与基体的凹槽的尺寸一致；

C、将子镶块拼合形成的镶块或直接加工得到的镶块固定安装于凹槽内，镶块的随型水道和基体内的水道孔连通；

D、在镶块和基体的拼接缝处或者整个镶块的上表面进行激光熔覆处理形成熔覆层，熔覆层的表面为成型面。

具体地，所述A步骤中，凹槽的槽口边缘加工坡口面，坡口面的角度≥60°，凹槽的边缘距型芯或型腔边缘的垂直距离≥5mm，凹槽的槽底任一点到成型面的最小距离≥(5+R)mm，其中R为随型水道的直径。

具体地，所述A步骤中，基体中的水道为直通水道。

具体地，所述D步骤中，激光熔覆所用的熔覆粉末材料成分与基体成分相同。

本发明的有益效果是：通过对模具型芯或型腔的拆解加工，既能使用常规机械加工方式又能使用选择性激光熔化3D打印方式完成随型水道的加工，再利用激光熔覆技术成形模具镶件表面，使镶件基体、随型水道与熔覆表层形成整体，保证了水道内的液、气体密封，也避免了镶件成型面因随型水道加工产生的拼接线，可达到通过3D打印加工随型冷却水道模具的质量，但是显著降低了加工制造成本，利于随型冷却水道的推广应用。

附图说明

图1是本发明随型冷却水道模具结构的第一实施例的结构示意图；

图2是图1中A-A剖面示意图；