提高注射模具加工精度的加工设备及其加工工艺制造技术

本发明专利技术涉及模具加工设备，公开了提高注射模具加工精度的加工设备，包括冷却系统、刀具安装座和安装在刀具安装座上的加工刀具，冷却系统包括汽化室、冷气源管和冷却喷头，冷却液再汽化室内转化为冷却液蒸汽进行输送至冷却喷头，再在冷却喷头中与冷气源管供应的低温气流混合喷出，形成喷雾对模具模块进行冷却，其避免雾化冷却液时液珠自聚凝结或粘附在管道内壁上，以此增大最终朝向加工刀具以及模具模块喷射而出的冷却液中冷却液含量，提高冷却量和冷却效率，还公开了使用本申请加工设备的模具加工工艺，其高效冷却减少塑性变形恢复，提高注塑模具加工生产过程中的加工精度和高分子材料成型件的成型效果。

Processing equipment and technology for improving the processing accuracy of injection mold

【技术实现步骤摘要】
提高注射模具加工精度的加工设备及其加工工艺
本专利技术涉及模具加工设备，特别涉及提高注射模具加工精度的加工设备及其加工工艺。
技术介绍
注射模具是一种高分子材料成型加工用的设备。注射模具使用时，将高分子材料受热熔融后浇筑或注射入注射模具的模具型腔，高分子材料在模具型腔内流动并填充模具型腔，然后等待高分子材料冷却硬化定型后获得高分子材料成型件。由此模具的模具型腔表面的加工精度有严格的要求，加工精度越高，所得高分子材料成型件表面越平滑，毛刺越少，注塑成型效果越好。现有注射模具大多有上模、下模等多个金属的模具模块组成，当下注射模具的模具型腔表面多采用多轴自动机床，利用高速转动的刀具进行高精密的金属加工。但现有多轴自动机床在高转速的高精密金属加工时，加工刀具与模具模块的加工面会产生大量的热量，造成局部高温。作为注射模具材质的金属，在高温下受到加工刀具抵压会发生塑性变形，而该塑性变形在金属自由冷却过程中可缓慢恢复，不同加工面和加工加度，导致的塑性变形量不同，若任由其自由缓慢恢复，会使得型腔面加工尺寸存在不可控不可预期的偏差，降低加工精度。由此现有加工机床多会对加工刀具以及注射模具加工处进行强制冷却，减少塑性变形的恢复，进而提高模具模块的加工精度，其中冷却效率越高，对模具加工精度的提升越大。例如授权公告号为CN209077872U的中国专利“具有随动冷却结构的模具加工装置”，公开了一种冷却结构，其在刀具周围朝向刀具的喷嘴，喷嘴在加工装置工作时向刀具喷射冷却液，对刀具进行冷却。但对于多轴自动加工机床加工模具而言，高转速的切削加工，冷却液喷射初始动能小，渗透难；另一方面，高转速的切削产生的高温足以将冷却液汽化，汽化后的冷却液形成滞留层，而又阻碍膨胀对后续冷却液的渗透，由此冷却液冷却的方式难以满足模具加工对冷却的需求。对此现有技术又改进采用的喷雾冷却的方式，例如授权公告号为CN106863002B的中国专利“一种低温水雾油雾切削冷却润滑供应系统”，其公开了一种喷雾冷却的方式，其将冷却油和压缩空气混合流动通过文丘里管破碎呈大量的小液珠分散在雾化室内的空气中以形成油雾，沿管道输送至涡流雾化喷嘴中与压缩空气进行进一步混合后喷射而出，形成低温油雾，甚至在涡流雾化喷嘴中输送水，混合形成低温的油水混合喷雾，以此进行冷却。此处将低温油雾和低温的油水混合喷雾统称为冷却液喷雾，冷却液喷雾属于两相流体，具有较高的初始速度，动能较大，可冲走滞留层，渗透能力较强，此外冷却液喷雾中液体以微小尺寸的液珠存在，遇到温度较高的金属极易汽化，可从多个方面向刀具前刀面渗透，冷却效率显著优于冷却液喷射冷却。但其不足之处在于油雾在雾化室内形成后沿管道向涡流雾化喷嘴输送流动，油雾中液珠易相互碰撞凝聚成大液珠粘附于管道壁面，或者直接撞击在管道壁面上并滞留在管道壁面。这要求雾化室与涡流雾化喷嘴之间输送距离尽可能的小且输送路线尽可能为直线，但对于加工过程中需要灵活转动且不断调节加工刀具位置、角度的多轴自动机床而言，难以实现，导致实际组合使用时冷却液喷雾中液体含量少，冷却效果没有达到预期目的，对模具加工精度提高有限，且常常在涡流雾化喷嘴处滴漏液体，故期望一种更为高效更为适合多轴自动机床的冷却方式，获得一种更好的为注塑模具加工提高加工精度的加工设备。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一个目的在于提供提高注射模具加工精度的加工设备，高效冷却减少塑性变形恢复，进而提高注塑模具加工生产过程中的加工精度，提高高分子材料成型件的成型效果。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：提高注射模具加工精度的加工设备，包括冷却系统、刀具安装座和安装在刀具安装座上的加工刀具，所述冷却系统包括汽化室、冷气源管和冷却喷头，所述冷却喷头与刀具安装座相对固定且朝向加工刀具，所述汽化室连接有输入冷却液的冷却液供管和与冷却喷头连通的热气源管，所述汽化室内还安装有汽化冷却液的汽化组件，所述冷气源管一端连接高于大气压的低温气体，所述冷气源管的另一端和热气源管共同接入冷却喷头内。通过采用上述技术方案，将冷却液在汽化室内进行汽化，形成冷却液的蒸汽并流向冷却喷头，再在冷却喷头内与低温气体混合，冷却液蒸汽受低温气体低冷刺激下冷凝产生液珠，继而再与低温气体混合后形成喷雾，喷射而出对加工刀具以及模具模块进行冷却。在此过程中冷却液转化为蒸汽进行输送，避免雾化冷却液时液珠自聚凝结或粘附在管道内壁上，以此增大最终朝向加工刀具以及模具模块喷射而出的冷却液中冷却液含量，提高冷却量和冷却效率，减少塑性变形恢复，进而提高注塑模具加工生产过程中的加工精度，提高高分子材料成型件的成型效果。同时较雾化后的冷却液喷雾而言，冷却液蒸汽输送更快且更为便利，通过调节冷气源管中的气流流速即可控制冷却喷头喷射出的喷雾中冷却液含量。本专利技术进一步设置为所述汽化组件包括加热件。通过采用上述技术方案，采用加热件加热冷却液的方式汽化冷却液，可产生过热的冷却液蒸汽，进而保证冷却液蒸汽可输送更远距离，增加冷却喷头所喷喷雾中冷却液含量上限。本专利技术进一步设置为：所述冷却液供管连接汽化室的一端设置有雾化喷嘴。通过采用上述技术方案，冷却液通过雾化喷嘴雾化喷入汽化室内，继而以液雾的形式与加热件接触，液雾中液珠易汽化，无需使液体汇集状下的冷却液整片沸腾即可得到充足的冷却液蒸汽，且获得的冷却液蒸汽因液珠汽化快，可使蒸汽温度下限接近饱和蒸汽的温度，蒸汽温度低，可调节适应于对蒸汽温度要求低的短距离蒸汽运输，降低能耗。本专利技术进一步设置为：所述汽化室还连接有汽化推流管，所述汽化推流管内接通有压缩气源。通过采用上述技术方案，汽化推流管向汽化室内输入压缩气源的压缩气体，压缩气体与汽化室内的冷却液蒸汽混合后，主动流入热源气管内，继而加快冷却液蒸汽的输送速度，减少冷却液蒸汽在输送过程中自凝。本专利技术进一步设置为：所述汽化室还连接有汽化推流管，所述汽化推流管内接通有压缩气源，所述汽化组件包括加热件，所述冷却液供管连接汽化室的一端设置有雾化喷嘴，所述雾化喷嘴倾斜向上设置，所述汽化推流管和雾化喷嘴均位于汽化室的一侧，所述热气源管位于汽化室相对的另一侧，所述加热件位于热气源管和汽化推流管之间。通过采用上述技术方案，雾化喷嘴倾斜向上朝向加热件所在一侧喷射，同时汽化推流管内压缩气体推动雾化喷嘴喷出的喷雾向加热件移动。粒径较大的液珠在雾化喷头喷出时朝向加热件方向运动的初始速度较小，且由于质量加大，粒径较大的液珠受汽化推流动管推动加速速度较小，故较粒径较小的液珠而言，粒径较大的液珠在距加热件更远处下落，继而对雾化喷嘴中喷射出的液珠进行筛选，使得加热件接触加热的液珠更为细小易蒸发，且加热件的表面温度分布更为均匀，减少局部粘附冷却液过多导致的区域降温，稳定加热件加热汽化效率，维持热气源管内冷却液气相含量稳定，保证冷却效果稳定，提高模具加工精度以及高分子材料成型件成型效果。本专利技术进一步设置为：所述低温气体为氮气。通过采用上述技术方案，以氮气作为低温气体，在喷雾冷却冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.提高注射模具加工精度的加工设备，包括冷却系统（3）、刀具安装座（132）和安装在刀具安装座（132）上的加工刀具（131），其特征在于，所述冷却系统（3）包括汽化室（33）、冷气源管（343）和冷却喷头（32），所述冷却喷头（32）与刀具安装座（132）相对固定且朝向加工刀具（131），所述汽化室（33）连接有输入冷却液的冷却液供管（331）和与冷却喷头（32）连通的热气源管（332），所述汽化室（33）内还安装有汽化冷却液的汽化组件（333），所述冷气源管（343）一端连接高于大气压的低温气体，所述冷气源管（343）的另一端和热气源管（332）共同接入冷却喷头（32）内。/n

【技术特征摘要】
1.提高注射模具加工精度的加工设备，包括冷却系统（3）、刀具安装座（132）和安装在刀具安装座（132）上的加工刀具（131），其特征在于，所述冷却系统（3）包括汽化室（33）、冷气源管（343）和冷却喷头（32），所述冷却喷头（32）与刀具安装座（132）相对固定且朝向加工刀具（131），所述汽化室（33）连接有输入冷却液的冷却液供管（331）和与冷却喷头（32）连通的热气源管（332），所述汽化室（33）内还安装有汽化冷却液的汽化组件（333），所述冷气源管（343）一端连接高于大气压的低温气体，所述冷气源管（343）的另一端和热气源管（332）共同接入冷却喷头（32）内。


2.根据权利要求1所述的提高注射模具加工精度的加工设备，其特征在于，所述汽化组件（333）包括加热件（3331）。


3.根据权利要求2所述的提高注射模具加工精度的加工设备，其特征在于，所述冷却液供管（331）连接汽化室（33）的一端设置有雾化喷嘴（3311）。


4.根据权利要求1所述的提高注射模具加工精度的加工设备，其特征在于，所述汽化室（33）还连接有汽化推流管（35），所述汽化推流管（35）内接通有压缩气源。


5.根据权利要求1所述的提高注射模具加工精度的加工设备，其特征在于，所述汽化室（33）还连接有汽化推流管（35），所述汽化推流管（35）内接通有压缩气源，所述汽化组件（333）包括加热件（3331），所述冷却液供管（331）连接汽化室（33）的一端设...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国栋，肖守运，王旭，
申请(专利权)人：深圳市普林司顿模具塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44