一种柔性脱模器件

1.本发明属于注塑模具设备技术领域，尤其涉及一种柔性脱模器件。


背景技术：

2.注塑是一种工业产品生产造型的方法，在注塑模具行业中，中空圆形或者弧形的复合零件的成型一般使用吹塑和滚塑的成型方法。在注塑成型中，型芯的脱模过程比较繁琐，脱模工序占用了大量的时间，造成产品的成型周期较长，企业的生产效率较低，如果减少注塑成型中的脱模时间，则能够大大提高其生产效率。


技术实现要素：

3.针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种柔性脱模器件，通过设置型芯，型芯为柔性材料，在注塑结束后能够进行快速抽芯，大大减少了脱模时间，提高了脱模的工作效率。
4.本发明提供如下技术方案：一种柔性脱模器件，包括凹模和凸模，所述凹模与凸模对应设置，所述凸模设置有注塑口，所述凹模内设置有凹腔，所述注塑口与凹腔内侧连通，所述凸模上设置有型芯，所述型芯位于凹腔的内侧，所述型芯设置有通孔，所述通孔内设置有金属型芯，所述金属型芯与型芯的内壁之间设置有间隙，所述间隙内设置有多个微型钢珠，所述凹模内设置有多个伸缩件，所述伸缩件的输出轴与凸模接触。
5.优选的，所述金属型芯材质为金属铁，所述金属型芯的内侧设置有空腔，所述空腔内设置有铁芯，所述铁芯的表面缠绕有金属线圈，所述金属线圈的均连接有导线，所述导线的另一端连接有接线柱，所述接线柱位于金属型芯的上端，所述接线柱与直流电源电连接。
6.优选的，所述金属型芯的外表面设置有多个通道，所述通道与金属型芯的下侧连通，所述微型钢珠位于通道的内侧，所述通道的宽度大于微型钢珠的直径。
7.优选的，所述通道的轨迹余弦函数曲线，所述通道在金属型芯的表面均匀设置。
8.优选的，所述型芯包括固定端和柔性型芯，所述固定端与柔性型芯相连接，所述柔性型芯的材质为聚四氟乙烯。
9.优选的，所述固定端设置有第一固定孔，所述金属型芯的上端设置有第二固定孔，当金属型芯插接在型芯内时，所述第一固定孔正对第二固定孔，且第一固定孔和第二固定孔内插接有固定销。
10.优选的，所述固定端的表面设置有限位板，所述凸模的上侧设置有盖板，所述盖板用于固定限位板。
11.优选的，本装置还包括液氮罐，所述液氮罐内盛放有液态氮，所述液氮罐连接有喷枪，所述喷枪能够插接在型芯的通孔内，所述喷枪用于向型芯的通孔内通入氮气对型芯进行降温。
12.优选的，所述通道轨迹的余弦函数为y=a
·
cosα，其中a为相关系数。
13.优选的，所述金属型芯的上端设置有吊环，所述吊环用于插拔金属型芯。
14.优选的，所述型芯的直径为r，所述型芯上的通孔直径为r，则a=β
·
r/r，其中β为校正系数，取值范围为0.89-0.93。
15.优选的，所述微型钢珠的直径为d，所述通道的宽度为0.80-0.95d，所述通道的深度为0.48-0.62d，d的单位mm。
16.优选的，所述通道的曲线长度为s，则每个通道内微型钢珠的数量n=t
·
（s/2d），其中，t小于等于0.5。
17.优选的，为了减少脱模时间，提高脱模效率，本发明还公开了一种柔性脱模方法，包括以下步骤：s1:型芯装配，将金属型芯插接在型芯内，此时，金属型芯与型芯之间填充有微型钢珠，然后将型芯与凸模之间进行固定，实现对型芯的装配与固定；s2:合模注塑，将凸模与凹模之间进行装配合模，合模结束后，利用注塑机对模具内进行注塑保压；s3:一次抽芯，保压结束后，将金属型芯抽出，实现金属型芯与型芯之间的脱离，使型芯获得更大的空间，便于对新型的脱模处理；s4:型芯冷却，当一次抽芯结束后，对型芯的通孔内通入冷却物质，使柔性型芯快速收缩，实现型芯与塑料制品之间的脱离；s5:二次抽芯，冷却结束后，首先利用伸缩件将凸模顶起，对型芯与塑料制品进行初次分离，然后，将型芯充分抽出，实现型芯的脱模；s6:微型钢珠取出，二次抽芯结束后，将散落在塑料制品中的微型钢珠取出。
18.优选的，在型芯冷却过程中，型芯的冷却时间不少于30秒，所述冷却物质为液态氮或者液态水。
19.优选的，所述一次抽芯与型芯冷却之间的时间间隔不大于45秒。
20.优选的，所述金属型芯插接在型芯内后，金属型芯与型芯的孔壁之间的间隙小于等于1.5mm。
21.优选的，所述型芯包括固定端和柔性型芯，所述固定端与柔性型芯相连接，所述柔性型芯的材质为聚四氟乙烯。
22.优选的，所述在取出微型钢珠中，利用磁铁伸入至塑料制品内，将微型钢珠取出。
23.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）本发明一种柔性脱模器件，通过设置型芯，型芯为柔性材料，型芯的中间设置有通孔，在注塑结束后能够进行快速抽芯，大大减少了脱模时间，提高了脱模的工作效率。
24.（2）本发明一种柔性脱模器件，通过在金属型芯内设置铁芯和线圈，线圈通电以后，能够产生磁场，便于吸附微型钢珠，从而进一步便于将金属芯插接在型芯的通孔内，使用过程及其便捷，操作过程比较简单。
25.（3）本发明一种柔性脱模器件，通过设置液氮罐，注塑结束后，便于对型芯进行冷却降温，利用热胀冷缩的原理，使型芯与塑料制品之间快速脱离，为下一步取出型芯提供了极大的便利。
26.（4）本发明一种柔性脱模器件，通过设置通道和微型钢珠，通道的轨迹为余弦函数，在抽芯时，增加了微型钢珠滚动的路径，减小了金属芯与型芯之间的摩擦力，为抽芯提
供了极大的便利。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
28.图1是本发明的整体结构示意图。
29.图2是本发明的型芯与金属型芯连接示意图。
30.图3是本发明的金属型芯示意图。
31.图4是本发明的金属型芯内部结构示意图。
32.图5是本发明的实施例二金属型芯示意图。
33.图中：1、凹模；2、凸模；3、凹腔；4、固定销；5、型芯；6、固定端；7、柔性型芯；8、第一固定孔；9、金属型芯；10、通道；11、微型钢珠；12、铁芯；13、金属线圈；14、导线；15、接线柱；16、伸缩件；17、注塑口；18、限位板；19、盖板；20、第二固定孔。
具体实施方式
34.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
35.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
36.实施例一：如图1-5所示，一种柔性脱模器件，包括凹模1和凸模2，所述凹模1与凸模2对应设置，所述凸模2设置有注塑口17，所述凹模1内设置有凹腔3，所述注塑口17与凹腔3内侧连通，所述凸模2上设置有型芯5，所述型芯5位于凹腔3的内侧，所述型芯5与凹腔3用于使塑料制品成型，所述型芯5设置有通孔，所述通孔内设置有金属型芯9，在注塑成型过程中，所述金属型芯9用于提供支撑力，使型芯5保持一定的形状，不易变形，所述金属型芯9与型芯5的内壁之间设置有间隙，所述间隙内设置有多个微型钢珠11，所述微型钢珠处于空腔处能在注塑的充填和保压阶段能够保证塑件内部的尺寸精度，所述凹模1内设置有多个伸缩件16，所述伸缩件16的输出轴与凸模2接触，所述伸缩件16便于使型芯5进行脱模，所述伸缩件16为电动伸缩杆或者液压缸，所述伸缩件16的数量至少为四个。
37.所述金属型芯9材质为金属铁，所述金属型芯9的内侧设置有空腔，所述空腔内设置有铁芯12，所述铁芯12的表面缠绕有金属线圈13，所述金属线圈13的均连接有导线14，所述导线14的另一端连接有接线柱15，所述接线柱15位于金属型芯9的上端，所述接线柱15与
直流电源电连接，当接线柱15通电，金属线圈13内有电流通过时，金属线圈13产生磁场，此时便于金属型芯9吸附微型钢珠11，便于将金属型芯9和微型钢珠同时放置在型芯5的通孔内。
38.所述金属型芯9的外表面设置有多个通道10，所述通道10与金属型芯9的下侧连通，所述微型钢珠11位于通道10的内侧，所述通道10的宽度大于微型钢珠11的直径，便于微型钢珠11在通道10内滚动，所述金属型芯9的上端设置有吊环，所述吊环用于插拔金属型芯9，使用过程比较便捷。
39.所述型芯5包括固定端6和柔性型芯7，所述固定端6与柔性型芯7相连接，所述柔性型芯7的材质为聚四氟乙烯。所述固定端6设置有第一固定孔8，所述金属型芯9的上端设置有第二固定孔20，当金属型芯9插接在型芯5内时，所述第一固定孔8正对第二固定孔20，且第一固定孔8和第二固定孔20内插接有固定销4，所述固定销4用于金属型芯9与型芯5之间进行固定。所述固定端6的表面设置有限位板18，所述凸模2的上侧设置有盖板19，所述盖板19用于固定限位板18。
40.本装置还包括液氮罐，所述液氮罐内盛放有液态氮，所述液氮罐通过连接管连接有喷枪，所述喷枪能够插接在型芯的通孔内，所述喷枪用于向型芯的通孔内通入氮气对型芯进行降温，使型芯5能够快速收缩，与塑料制品进行快速分离。
41.实施例二结合实施例一和图5所示，所述通道10的轨迹余弦函数曲线，所述通道10在金属型芯9的表面均匀设置，将通道10的轨迹设置为余弦函数曲线，延长了抽芯时微型钢珠11的运动路程，避免相邻之间的微型钢珠11发生干涉摩擦，能够使金属型芯9顺利抽出。所述通道轨迹的余弦函数为y=a
·
cosα，其中a为相关系数。所述型芯5的直径为r，所述型芯5上的通孔直径为r，则a=β
·
r/r，其中β为校正系数，取值范围为0.89-0.93，当β取值范围小于0.89时，所述通道轨迹的曲率偏小，当抽出金属型芯9过程中，微型钢珠11容易出现滑动的现象，微型钢珠11之间出现摩擦，不便于将金属型芯9顺利抽出。
42.所述微型钢珠11的直径为d，所述通道的宽度为0.80-0.95d，所述通道的深度为0.48-0.62d，d的单位mm。所述通道的曲线长度为s，则每个通道内微型钢珠的数量n=t
·
s/2d，其中，t小于等于0.5，当t小于等于0.5时，能够保证微型钢珠11在通道内顺利滚动，当满足以上关系时，微型钢珠11能够在通道内顺利滑动，同时在注塑过程中，微型钢珠11与型芯5之间的接触面积能够实现最大化，最大限度地保持较大的支撑力，使型芯不易变形。
43.实施例三结合实施例二，所述通道轨迹的余弦函数为y=a
·
cosα,可以进一步描述为y=β
·
r/r
·
cosα，其中β为校正系数，取值范围为0.89-0.97，取r为20mm，r为10mm，进行金属型芯9的插拔实验，测试插拔过程的顺利程度，为了简化实验，测量插拔金属型芯9过程中所用的力的变化曲线，当力的变化曲线波动较大时，说明拔出金属型芯时，内部的微型钢珠之间发生了干涉，影响了微型钢珠的运动。对力的变化曲线进行数据采集，采集其较小值10组，取其平均数a1，采集其较大值10组，取其平均值a2，以k=a1/a2,表示力的变化情况，k值越大，说明力的变化比较明显，抽出金属型芯时，微型钢珠之间发生了摩擦干涉，k值越小，说明能够将金属型芯顺利抽出。
44.当β取值为0.60时，k为4.2；当β取值为0.79时，k为2.1；当β取值为0.89时，k为1.5；
当β取值为0.93时，k为1.3；当β取值为0.97时，k为1.09；当β取值为1.0时，k为1.95。基于上述结果，当β取值范围为0.89-0.97时，效果较佳。
45.实施例四一种柔性脱模方法，包括以下步骤：s1:型芯装配，将金属型芯插接在型芯内，此时，金属型芯与型芯之间填充有微型钢珠，然后将型芯与凸模之间进行固定，实现对型芯的装配与固定；s2:合模注塑，将凸模与凹模之间进行装配合模，合模结束后，利用注塑机对模具内进行注塑保压；s3:一次抽芯，保压结束后，将金属型芯抽出，实现金属型芯与型芯之间的脱离，使型芯获得更大的空间，便于对新型的脱模处理；s4:型芯冷却，当一次抽芯结束后，对型芯的通孔内通入冷却物质，使柔性型芯快速收缩，实现型芯与塑料制品之间的脱离；s5:二次抽芯，冷却结束后，首先利用伸缩件将凸模顶起，对型芯与塑料制品进行初次分离，然后，将型芯充分抽出，实现型芯的脱模；s6:微型钢珠取出，二次抽芯结束后，将散落在塑料制品中的微型钢珠取出。
46.在型芯冷却过程中，型芯的冷却时间不少于30秒，所述冷却物质为液态氮或者液态水，当采用液态水时，水的温度不高于20度，从而能够使型芯充分冷却，便于型芯与塑料之间充分脱离。所述一次抽芯与型芯冷却之间的时间间隔不大于45秒，避免因模具内的热量挥发后型芯与塑料制品温度降低，影响型芯的冷却效果，当一次抽芯与型芯冷却之间的时间间隔大于45秒后，型芯收缩效果不明显，影响后续的二次抽芯工序。
47.所述金属型芯插接在型芯内后，金属型芯与型芯的孔壁之间的间隙小于等于1.5mm，减少型芯在注塑过程中的变形量，保证塑料制品的尺寸精度。
48.所述型芯包括固定端和柔性型芯，所述固定端与柔性型芯相连接，所述柔性型芯的材质为聚四氟乙烯。所述在取出微型钢珠中，利用磁铁伸入至塑料制品内，将微型钢珠取出，取出过程及其便捷。
49.通过上述技术方案得到的装置是一种柔性脱模器件，注塑前将凹模1与凸模2进行合模，将金属型芯9插接在型芯5内，此时金属型芯9的通道内设置有微型钢珠，然后，进行注塑，注塑过程中，熔融的高密度聚乙烯（hdpe）通过注塑机将原料压注进模具中，模具内部型芯为聚四氟乙烯（ptfe）柔性型芯5，内部通孔内填充有微型钢珠11涨形保证内模芯的形状，保压结束后，经过二次抽芯将聚四氟乙烯（ptfe）型芯5脱模，最后实现柔性脱模，其脱模过程为首先抽出金属型芯9，然后充入液氮进行冷却，最后抽出型芯5，在抽出型芯5之间首先启动伸缩件，利用伸缩件将凸模顶出，然后将型芯5完全取出，由于金属型芯抽离聚四氟乙烯（ptfe）型芯，获得更大的空间，为抽出型芯5提供了极大的便利。所述金属型芯在合模时与聚四氟乙烯（ptfe）柔性型芯紧密装配。所述微型钢珠处于型芯5和金属型芯9之间，能在注塑的充填和保压阶段能够保证塑件内部的尺寸精度。
50.在抽出金属型芯9的过程中，所述金属线圈13处于断电状态，在注塑准备阶段中，金属型芯9插入至型芯5内时，所述金属线圈13处于通电状态。
51.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。