一种塑料进气歧管注塑模具的随形冷却水道制造方法与流程

本发明属于注塑模具冷却水道制造，具体为一种塑料进气歧管注塑模具的随形冷却水道制造方法。

背景技术：

1、塑料进气歧管是汽车发动机进气系统的核心零部件，具有结构复杂、异形曲面多、壁厚不均、成型精度要求高的特点，主要通过注塑工艺一体成型。注塑成型过程中，模具冷却系统的冷却均匀性、冷却效率直接决定进气歧管塑件的成型质量、残余应力大小及注塑生产周期。

2、现有塑料进气歧管注塑模具的冷却水道均采用传统钻孔工艺加工，成型为直孔式、环形规则水道结构。该类规则水道无法适配进气歧管复杂的异形曲面结构，存在水道与塑件成型面距离差异大、局部冷却盲区多的问题，直接导致塑件冷却不均，成型后易出现翘曲变形、收缩凹陷、残余应力集中等缺陷，大幅降低塑件良品率。同时，传统规则水道冷却效率低，注塑保压、冷却时长占整体成型周期的60%以上，严重制约注塑生产效率。

3、目前行业内尝试采用3d打印、分段拼接工艺制作随形冷却水道，但现有技术存在明显缺陷：3d打印成型的水道内壁粗糙度大、易产生粉末残留，长期使用易堵塞水道，且打印成型的模具基体强度不足，无法适配高压注塑工况；分段拼接式随形水道存在多处拼接缝隙，密封性差，易出现漏水、渗水问题，且拼接台阶会造成冷却水紊流，冷却稳定性差。

4、基于此，设计一种塑料进气歧管注塑模具的随形冷却水道制造方法。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种塑料进气歧管注塑模具的随形冷却水道制造方法，有效的解决了背景技术提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种塑料进气歧管注塑模具的随形冷却水道制造方法，包括以下步骤：

3、s1、塑件曲面数据精准采集与逆向建模；基于理论三维数模及参考注塑成型模流分析结果，按照塑件壁厚均匀偏移4mm-6mm生成随形冷却水道基准路径，对基准路径进行分层网格化划分，划分精度为0.1mm，得到分段式随形水道成型轨迹；

4、s2、模具型腔水道基槽精密铣削加工：根据s1得到的分段式随形水道成型轨迹，生成数控铣削加工程序，采用硬质合金球头铣刀对注塑模具型腔对应成型区域进行分层铣削，加工出与随形水道轨迹匹配的开放式基槽；基槽截面为圆形，直径统一设置为8mm-12mm，基槽槽底与模具型腔成型面的垂直距离恒定为4mm，基槽内壁粗糙度控制在ra≤0.8μm；

5、s3、柔性定型芯体制备与定位安装：采用耐高温弹性硅胶材料制备与开放式基槽完全匹配的柔性定型芯体，芯体直径与基槽直径间隙为0.05mm，芯体耐受温度不低于220℃；将柔性定型芯体逐段嵌入开放式基槽内部，通过模具定位压块对芯体两端及分段衔接处进行固定，保证芯体全程贴合基槽槽壁，无偏移、无凸起、无间隙，芯体整体成型轨迹与预设随形水道轨迹重合度为100%；

6、s4、水道镶块一体化浇筑固化：采用模具专用环氧浇筑料，对安装定型芯体后的模具基槽区域进行整体浇筑填充，浇筑过程采用负压脱泡处理，负压压力设置为-0.08mpa至-0.1mpa，脱泡时间为15min；浇筑完成后置于恒温固化箱内分段固化，第一段固化温度80℃、固化时间2h，第二段固化温度120℃、固化时间4h，固化后浇筑体与模具基体一体化成型，表面无气孔、无裂纹；

7、s5、柔性芯体拆除与密闭水道成型：将固化后的模具置于恒温加热台加热至150℃，恒温保持30min，使柔性定型芯体受热软化；采用机械牵引方式匀速抽出软化后的柔性芯体，抽出速度恒定为5mm/s，抽芯过程保持浇筑体结构完整，无坍塌、无掉块；抽芯完成后形成完整密闭、无拼接缝隙的随形冷却水道；

8、s6、水道精密后处理与密封性检测：采用专用抛光针对随形冷却水道内壁进行精细化抛光，抛光后内壁粗糙度控制在ra≤0.4μm；随后对水道进行高压通水检测，检测水压为1.2mpa，保压时间30min，无渗水、无泄压即为合格，完成塑料进气歧管注塑模具随形冷却水道的制造。

9、优选的，s2中，数控铣削加工采用分层铣削方式，单层铣削深度0.2mm，铣削转速8000r/min，进给速度600mm/min，全程干切加工，加工完成后采用无水乙醇对基槽内壁进行超声波清洗，清洗时间10min，去除槽内杂质与铁屑。

10、优选的，s3中，柔性定型芯体采用一体挤出成型工艺制备，分段长度统一为50mm，分段衔接处采用插接式结构，插接深度2mm，保证整体轨迹连续无断点。

11、优选的，s4中，模具专用环氧浇筑料由环氧树脂、固化剂、石英粉按照质量比3:1:1.5配比混合搅拌，搅拌速度300r/min，搅拌时间20min，搅拌后无颗粒、无分层。

12、优选的，s6中，高压通水检测完成后，采用压缩空气对随形冷却水道内部进行吹扫干燥，空气压力0.8mpa，吹扫时间5min，确保水道内部无积水、无残留杂质。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1、本发明成型精度高、随形贴合性好，通过逆向建模精准拟合塑件异形曲面，分层网格化生成水道轨迹，结合精密铣削、柔性芯体定型工艺，制备的冷却水道与塑料进气歧管异形成型面贴合度极高，可适配进气歧管复杂多变的异形结构，彻底消除传统规则水道存在的冷却盲区；能够实现塑件成型过程中的全域均匀冷却，有效规避塑件注塑成型后出现的翘曲、收缩、残余应力集中等各类成型缺陷，显著提升塑料进气歧管塑件的整体成型质量与良品率；

15、2、本发明水道结构稳定性强、密封性优异，本发明采用一体化浇筑固化、整体抽芯成型工艺，成型的冷却水道整体为一体式密闭结构，无任何拼接缝隙与结构台阶死角，从根源上解决了传统拼接式随形水道易漏水、渗水、冷却水紊流的缺陷；同时水道内壁经过精细化抛光处理，内壁平整度高，冷却水流动顺畅稳定，冷却一致性好，结构强度与密封性优异，可长期适配注塑高压、高温的复杂工况使用，大幅提升模具冷却系统的使用寿命与运行稳定性；

16、3、本发明冷却效率高、生产成本低，本发明制备的随形冷却水道贴合塑件成型轮廓，有效增大了冷却水与模具成型区域的换热面积，换热效率更高，能够显著缩短注塑成型的冷却阶段时长，精简整体注塑成型工序周期，有效提升注塑生产整体效率；同时，塑件成型缺陷大幅减少，有效降低塑件返工、报废的概率，减少物料损耗与人工返工成本，显著降低批量生产的综合成本。

1.一种塑料进气歧管注塑模具的随形冷却水道制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种塑料进气歧管注塑模具的随形冷却水道制造方法，其特征在于，s2中，数控铣削加工采用分层铣削方式，单层铣削深度0.2mm，铣削转速8000r/min，进给速度600mm/min，全程干切加工，加工完成后采用无水乙醇对基槽内壁进行超声波清洗，清洗时间10min，去除槽内杂质与铁屑。

3.根据权利要求1所述的一种塑料进气歧管注塑模具的随形冷却水道制造方法，其特征在于，s3中，柔性定型芯体采用一体挤出成型工艺制备，分段长度统一为50mm，分段衔接处采用插接式结构，插接深度2mm，保证整体轨迹连续无断点。

4.根据权利要求1所述的一种塑料进气歧管注塑模具的随形冷却水道制造方法，其特征在于，s4中，模具专用环氧浇筑料由环氧树脂、固化剂、石英粉按照质量比3:1:1.5配比混合搅拌，搅拌速度300r/min，搅拌时间20min，搅拌后无颗粒、无分层。

5.根据权利要求1所述的一种塑料进气歧管注塑模具的随形冷却水道制造方法，其特征在于，s6中，高压通水检测完成后，采用压缩空气对随形冷却水道内部进行吹扫干燥，空气压力0.8mpa，吹扫时间5min，确保水道内部无积水、无残留杂质。