一种注射成型模具及制造方法.pdf

本发明公开了一种注射成型模具及其制造方法，模具包括上模和下模，上、下模分别由上、下模框及增韧型树脂表面层、增韧型树脂传热层和填充层复合而成，表面层、传热层和填充层自合模面向模框底部依次填充在上、下模框中，加热管埋设在传热层中，上、下模的合模面上对应工件的形状形成型腔，浇口装置的入料口开设在型腔上。此模具大大降低了开发周期、开发费用及生产成本，并适应注射工艺对模温的要求，保证产品外观质量。

1、  一种注射成型模具，包括上模和下模，其特征在于：上、下模分别由上、下模框及增韧型树脂表面层、增韧型树脂传热层和填充层复合而成，表面层、传热层和填充层自合模面向模框底部依次填充在上、下模框中，加热管埋设在传热层中，上、下模的合模面上对应工件的形状形成型腔，浇口装置的入料口开设在型腔上。

2、  如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于：上、下模的传热层和填充层之间增设隔热层。

3、  如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于：上、下模的传热层中至少增设一层金属网。

4、  如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于：上、下模的表面层在合模面上分别增设密封条。

5、  如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于：上、下模的模框上增设加强结构。

6、  如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于：上、下模上分别安装导套和导柱。

7、  如权利要求1或5所述的一种注射成型模具，其特征在于：下模框上或其加强结构上对应工件的位置安装顶出装置和吸盘。

8、  如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于：下模上对应工件的位置安装定位装置。

9、  如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于：上、下模的传热层里加热管外围覆盖有金属网套。

10、  如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于：上、下模的增韧型树脂表面层按重量百分比由60-85％环氧树脂、5-10％环氧树脂固化剂、3-8％增韧剂和5-30％金属粉混合浇注而成。

11、  如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于：上、下模的增韧型树脂传热层按重量百分比由20-40％环氧树脂、3-7％环氧树脂固化剂、3-12％增韧剂和42-70％传热填充粉混合浇注而成。

12、  如权利要求1所述的一种注射成型模具，其特征在于：上、下模的填充层按重量百分比由2-10％环氧树脂、0.5-2％环氧树脂固化剂及88-97.5％的石英砂混合浇注而成。

13、  一种注射成型模具的制造方法，其特征在于按下列步骤进行加工制造：
第一步，以工件样片为分型面，将上、下模框的侧框分别固定在工件样片的上、下两个面上，使上、下模的合模面上形成型腔；
第二步，上模框朝上，按重量百分比，将60-85％环氧树脂、5-10％环氧树脂固化剂、3-8％增韧剂和5-30％金属粉混合后，浇注在上模框的侧框中，固化后即为表面层；
第三步，按重量百分比，将20-40％环氧树脂、3-7％环氧树脂固化剂、3-12％增韧剂和42-70％传热填充粉混合后，浇注在第二步的表面层上，再在型腔相对位置上放置加热管，然后浇注相同配方的混合物，固化后即为传热层；
第四步，按重量百分比，将2-10％环氧树脂、0.5-2％环氧树脂固化剂及88-97.5％的石英砂混合，浇注在第三步的传热层上，至侧框顶部平齐，固化后即为填充层；
第五步，在上模框的填充层上加盖框底板，即完成上模的加工；
第六步，翻转样片及上、下模，即下模框朝上，按第二、三、四步依次向下模框的侧框中浇注表面层、传热层和填充层，再在下模框的填充层上加盖框底板，即完成下模的加工；
第七步，将浇口装置的入料口安装在型腔上，即完成整套模具的制造加工。

14、  如权利要求13所述之一种注射成型模具的制造方法，其特征在于：第七步起模后，在下模上安装顶出装置和吸盘和定位装置。

15、  如权利要求13所述之一种注射成型模具的制造方法，其特征在于：上述第三步也可以按重量百分比，将20-40％环氧树脂、3-7％环氧树脂固化剂、3-12％增韧剂和42-70％传热填充粉混合后，先浇注一层在第二步的表面层上，固化后加一张金属网，接着按相同配方浇注一层混合物，凝固后再在型腔相对位置上放置加热管，然后浇注相同配方的混合物，固化后即为传热层。

16、  如权利要求13所述之一种注射成型模具的制造方法，其特征在于：第三步中再在加热管上包扎金属网套。

17、  如权利要求13所述之一种注射成型模具的制造方法，其特征在于：第三步之后在传热层上覆盖隔热层。

一种注射成型模具及制造方法
技术领域
本发明涉及一种注射成型模具，与此模具的结构及其制造方法有关。
背景技术
当今汽车个性化生产，必然要求作为汽车重要部件之一的玻璃朝多样化方向发展。注射成型包边玻璃的整体性能，与普通手工包边玻璃相比，具有粘结性能优越、产品形状多样性等特点，因此经常被优先选择作为一些高档汽车的部件。
通常，注射成型玻璃都是用钢模生产，产品具有包边条的形状稳定、外观质量优越的特点，但是，一副钢模的开发周期长，大约需要3-5个月，而且必须使用大型的铸钢，开模费用高达几十万元人民币，成本贵，很难适应汽车玻璃多样性等特点，这也致使每片注射成型的汽车玻璃成本居高不下。
而树脂模具已广泛的应用在各行各业中，但是，在汽车玻璃注射成型领域里使用树脂模具在专利文献里还未曾有，主要问题有二：一是树脂模具很难适应注射成型玻璃对模温的要求；二是使用树脂模具生产的玻璃产品外观质量难以控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种注射成型模具，以使降低开发周期、开发费用及生产成本，并适应注射工艺对模温的要求，保证产品外观质量。
本发明的另一目的在于提供一种注射成型模具的制造方法，以便于模具的加工成型。
为达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种注射成型模具，包括上模和下模，其中：上、下模分别由上、下模框及增韧型树脂表面层、增韧型树脂传热层和填充层复合而成，表面层、传热层和填充层自合模面向模框底部依次填充在上、下模框中，加热管埋设在传热层中，上、下模的合模面上对应工件的形状形成型腔，浇口装置的入料口开设在型腔上。
上述上、下模的传热层和填充层之间增设隔热层如石棉纤维布，以阻隔热量由传热层向填充层传递，使传热层尽可能将热量传递到表面层，令热量得到充分利用。
上述上、下模的传热层中至少增设一层金属网，以加强传热层的强度及抗拉能力。
上述上、下模的表面层在合模面上分别增设密封条，使得注射加工时，借助此密封条的摩擦力得以良好地固定工件，使工件不容易发生破裂。
上述上、下模的模框上增设加强结构，以加强模具自身强度。
上述上、下模上分别安装导套和导柱，借助此导套和导柱的导向配合，方便合模及定位。
上述下模框上或其加强结构上对应工件的位置安装顶出装置和吸盘，以便于脱模时将所加工的工件顺利顶出脱模。
上述下模上对应工件的位置安装定位装置，以便加工的工件准确定位。
上述上、下模的传热层里加热管外围覆盖有金属网套，以使加热管有足够的热胀冷缩空间。
上述上、下模的增韧型树脂表面层按重量百分比由60-85％环氧树脂、5-10％环氧树脂固化剂、3-8％增韧剂和5-30％金属粉混合浇注而成。
上述上、下模的增韧型树脂传热层按重量百分比由20-40％环氧树脂、3-7％环氧树脂固化剂、3-12％增韧剂和42-70％传热填充粉混合浇注而成。
上述上、下模的填充层按重量百分比由2-10％环氧树脂、0.5-2％环氧树脂固化剂及88-97.5％的石英砂混合浇注而成。
一种注射成型模具的制造方法，是按下列步骤进行加工制造：
第一步，以工件样片为分型面，将上、下模框的侧框分别固定在工件样片的上、下两个面上，使上、下模的合模面上形成型腔；
第二步，上模框朝上，按重量百分比，将60-85％环氧树脂、5-10％环氧树脂固化剂、3-8％增韧剂和5-30％金属粉混合后，浇注在上模框的侧框中，固化后即为表面层；
第三步，按重量百分比，将20-40％环氧树脂、3-7％环氧树脂固化剂、3-12％增韧剂和42-70％传热填充粉混合后，浇注在第二步的表面层上，再在型腔相对位置上放置加热管，然后浇注相同配方的混合物，固化后即为传热层；
第四步，按重量百分比，将2-10％环氧树脂、0.5-2％环氧树脂固化剂及88-97.5％的石英砂混合，浇注在第三步的传热层上，至侧框顶部平齐，固化后即为填充层；
第五步，在上模框的填充层上加盖框底板，即完成上模的加工；
第六步，翻转样片及上、下模，即下模框朝上，按第二、三、四步依次向下模框的侧框中浇注表面层、传热层和填充层，再在下模框的填充层上加盖框底板，即完成下模的加工；
第七步，将浇口装置的入料口安装在型腔上，即完成整套模具的制造加工。
上述第七步起模后，在下模上安装顶出装置、吸盘和定位装置。
上述第三步也可以按重量百分比，将20-40％环氧树脂、3-7％环氧树脂固化剂、3-12％增韧剂和42-70％传热填充粉混合后，先浇注一层在第二步的表面层上，固化后加一张金属网，接着按相同配方浇注一层混合物，固化后再在型腔相对位置上放置加热管，然后浇注相同配方的混合物，固化后即为传热层。
上述第三步中再在加热管上包扎金属网套。
上述第三步之后在传热层上覆盖隔热层，如石棉纤维布。
采用上述结构后，本发明用于加工玻璃包边时，是将玻璃工件放置在下模的吸盘上，再合模，然后，通过浇口装置向型腔中注射包边材料，使之在玻璃工件的周边位置上形成包边条，即完成玻璃工件的包边。
本发明利用增韧型树脂复合而成模具，借助加热管可进行控温，其模具温度可以在常温、70℃甚至更高温度之间循环使用而不会破裂；并且表面层由树脂加金属粉末喷涂而成，可使玻璃产品外观质量得以大大的提高。
本发明的模具与传统的钢模相比，大大降低了开发周期、开发费用及生产成本；与普通的树脂模具相比，克服了模具温度问题，可适应注射工艺对模温的要求，保证了产品外观质量。一副本发明的模具可以生产3-5万片玻璃，特别适合作为生产注射成型汽车玻璃的模具，市场前景广阔。
图1是本发明模具的结构剖视图；
图2是本发明下模的结构俯视图；
图3是本发明模具制造方法的工艺流程图。
如图1所示，是本发明模具的较佳实施例，包括上模和下模。本发明的关键是：上模由上模框1及增韧型树脂表面层6、增韧型树脂传热层8和填充层10复合而成，下模由下模框2及增韧型树脂表面层6、增韧型树脂传热层8和填充层10复合而成，各表面层6、传热层8和填充层10都自合模面向模框底部依次填充在上、下模框1和2中，加热管7(可以是油或水加热)埋设在传热层8中，上、下模1和2的合模面上对应工件的形状形成型腔5(型腔5可以根据工件上包边条的形状不同而随意改变)，浇口装置16地入料口开设在型腔5上，配合图2所示。
其中，上、下模框1和2可以采用金属板(铁、钢、铜等)或者硬质塑料板制成。
上、下模的增韧型树脂表面层6、增韧型树脂传热层8和填充层10的配方可以根据需要做适当调整。比如：增韧型树脂表面层6可以按重量百分比由60-85％环氧树脂、5-10％环氧树脂固化剂、3-8％增韧剂和5-30％金属粉混合浇注而成；上、下模的增韧型树脂传热层8可以按重量百分比由20-40％环氧树脂、3-7％环氧树脂固化剂、3-12％增韧剂和42-70％传热填充粉混合浇注而成；上、下模的填充层10可以按重量百分比由2-10％环氧树脂、0.5-2％环氧树脂固化剂及88-97.5％的石英砂混合浇注而成。而具体配方如下：
实例A：
表面层6的配方：77重量份的液体双酚A型环氧树脂；7重量份的液体脂环族胺类固化剂；3重量份聚酰胺树脂型增韧剂及3重量份含有羟基官能团的聚醚化合物的环氧树脂活性增韧剂；10重量份800目纯紫铜粉。
传热层8的配方：32重量份液体双酚A型环氧树脂；3重量份的液体脂环族胺类固化剂；3重量份聚酰胺树脂型增韧剂及3重量份含有羟基官能团的聚醚化合物的环氧树脂活性增韧剂；25份重量份平均直径为0.1-0.3mm、长度为1-3mm的纯紫铜纤维，25重量份800目纯紫铜粉，5重量份200目铝粉，4重量份200目石英粉。
填充层10的配方：3重量份双酚A型环氧树脂，0.5重量份的液体脂环族胺类固化剂，96.5重量份石英砂。
实例B：
表面层6的配方：68重量份的液体双酚A型环氧树脂；7重量份的液体脂环族胺类固化剂；4重量份聚酰胺树脂型增韧剂及3重量份含有羟基官能团的聚醚化合物的环氧树脂活性增韧剂；13重量份800目纯紫铜粉，5重量份铝粉。
传热层8的配方：38重量份液体双酚A型环氧树脂；6重量份的液体脂环族胺类固化剂；2重量份聚酰胺树脂型增韧剂及4重量份含有羟基官能团的聚醚化合物的环氧树脂活性增韧剂；32份重量份平均直径为0.1-0.3mm、长度为1-3mm的纯紫铜纤维，18重量份800目纯紫铜粉。
填充层10的配方：3重量份双酚A型环氧树脂，0.5重量份的液体脂环族胺类固化剂，96.5重量份石英砂。
为了使本实施例的结构更佳，再如图1所示，本实施例上、下模的传热层8和填充层10之间还增设一隔热层9，如石棉纤维布，用以阻隔热量由传热层8向填充层10传递，使传热层8尽可能将热量传递到表面层6，令热量得到充分利用。上、下模的传热层8中还增设二层金属网3(具体层数不受本文限制)，以加强传热层8的强度及抗拉能力。上、下模的表面层6在合模面上分别增设密封条4，使得注射加工时，借助此密封条4的摩擦力得以良好地固定工件，使工件不容易发生破裂。上、下模的模框1和2上增设加强结构13，以加强模具自身强度。
为了使本实施例具有更佳的操作性，再如图1、2所示，本实施例上、下模上还分别安装导套11和导柱12，借助此导套11和导柱12的导向配合，方便合模及定位。在下模上对应工件的位置安装定位装置17，以便加工的工件准确定位，定位装置17的具体结构有多种，定位装置17的结构决定了其具体安装的位置，本实施例采用的是气动定位装置，故安装在下模的周边。而下模框2的加强结构1 3上(也可以直接在下模框2上)对应工件的位置安装顶出装置14和吸盘15，以便于脱模时将所加工的工件顺利顶出脱模。
另外，本实施例上、下模的传热层8里加热管7外围覆盖有金属网套(图中未示出)，用以使加热管7有足够的热胀冷缩空间。
这样，本发明用于加工玻璃包边时，是将玻璃工件直接放置在下模的吸盘15上，通过下模上的定位装置17定位后，再合模，然后，通过浇口装置16向型腔5中注射包边材料(主要为PU)，使之成型于玻璃工件周边位置上形成包边条，通过顶出装置14推动吸盘15顶出包边后的玻璃，即完成玻璃的注射成型过程，浇口装置16上可以设有可调式传热装置，有利于PU注射反应过程，可以减少产品气泡等缺陷。本发明利用增韧型树脂复合而成模具，开发周期、开发费用及生产成本比传统的钢模大大降低，且型腔可随意更改，易打磨抛光，模具的缺陷可以迅速修复，并传热层结构合理，可适应注射工艺对模温的要求，借助加热管7可进行控温，其模具温度可以在常温、70℃甚至更高温度之间循环使用而不会破裂；并且表面层6由树脂加金属粉末喷涂而成，密度高，可使玻璃产品外观质量得以大大的提高。
参见图3，本发明注射成型模具的制造方法，是按下列步骤进行加工制造：
第一步，以工件样片为分型面，将上、下模框1和2的侧框101和201分别固定在工件样片的上、下两个面上，使上、下模的合模面上形成型腔5；
第二步，上模框1朝上，按实例A或B的配方，在上模框1的侧框101中浇注一层3-6mm厚表面层6的混合物，固化后即为表面层6；
第三步，按实例A或B的配方，在表面层6上浇注一层20mm厚传热层8的混合物，固化，再在相对于型腔5的位置上放置加热管7，然后浇注相同配方传热层8的混合物15mm，固化后即为传热层8；
第四步，按实例A或B的配方，在传热层8上浇注填充层10的混合物，至侧框101顶部平齐，以便下一步加盖框底板102，固化后即为填充层10；
第五步，在上模框1的填充层10上加盖框底板102，即完成上模的加工；
第六步，翻转样片及上、下模，使下模框2朝上，同样按第二、三、四步依次向下模框2的侧框201中浇注表面层6、传热层8和填充层10，再在下模框2的填充层10上加盖框底板202，即完成下模的加工；
第七步，将浇口装置16的入料口安装在型腔5边上，即完成整套模具的制造加工。
为了使本实施例的结构更佳，第三步也可以按实例A或B的配方，先在表面层6上浇注一层10mm厚的传热层8混合物，固化后加一张16目金属网3(不锈钢网)后，接着按相同配方浇注一层10mm厚的混合物，固化后再在相对于型腔5的位置上放置加热管7，然后浇注相同配方的混合物15mm，固化即为传热层8，此金属网3可以加强传热层8的强度及抗拉能力；还可以在第三步中加热管7上包扎金属网套，此金属网套使加热管7有足够的热胀冷缩空间；还可以在第三步之后，在传热层8上覆盖隔热层9(如石棉纤维布)，再进行第四步浇注填充层10，此隔热层9可令热量得到充分利用。
为了使本实施例具有更佳的操作性，可以在第七步起模后，在下模上安装顶出装置14和吸盘15，以便于脱模时将所加工的工件顺利顶出脱模；在下模安装定位装置17，确保加工工件时定位的位置准确。在上、下模上分别安装导套11和导柱12，借助此导套11和导柱12的导向配合，方便合模及定位。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化，因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。