一种用于加工聚氨酯树脂复合型材的整体式注射模具论文和设计-张跃进

全文摘要

本实用新型公开了一种用于加工聚氨酯树脂复合型材的整体式注射模具，整体式注射模具在形式上分为成型模具区域、注射盒模具区域和预成型模具区域,其整体式注射模具前后贯通，左右两侧完全封闭；其中成型模具区域和预成型模具区域由上模块、下模块、侧模块和多块中间模块完全构成了与产品形状相同的型腔,注射盒模具区域由上模块、下模块、侧模块构成注胶腔，在整体式注射模具中设有多个冷却水循环孔和多个注射口，注射口与注射盒模具区域的注胶腔贯通。本实用新型实现了高性能制品的连续生产工艺，提高了生产率，降低了生产成本。

主设计要求

1.一种用于加工聚氨酯树脂复合型材的整体式注射模具，其特征在于：所述整体式注射模具（6）在形式上分为成型模具区域（6-3）、注射盒模具区域（6-2）和预成型模具区域（6-1）,整体式注射模具（6）由上模块（6-4）、下模块（6-5）、侧模块（6-6）和多块中间模块组成，模块与模块之间通过螺栓连接固定，其整体式注射模具（6）前后贯通，左右两侧完全封闭；成型模具区域（6-3）具有由上模块（6-4）、下模块（6-5）、侧模块（6-6）和多块中间模块完全构成了与产品形状相同的型腔,注射盒模具区域（6-2）具有由上模块（6-4）、下模块（6-5）、侧模块（6-6）构成注胶腔（6-2-1），预成型模具区域（6-1）具有由上模块（6-4）、下模块（6-5）、侧模块（6-6）和多块中间模块完全构成了与产品形状相同的型腔；位于整体式注射模具（6）的注射盒模具区域（6-2）与成型模具区域（6-3）的分界处在上模块（6-4）和下模块（6-5）上设有多个冷却水循环孔（6-7），其冷却水循环孔（6-7）局部空间的长度为200—500mm，在整体式注射模具（6）的注射盒模具区域（6-2）的上模块（6-4）和下模块（6-5）设有多个注射口（6-8），注射口（6-8）与注射盒模具的注胶腔（6-2-1）贯通。

设计方案

1.一种用于加工聚氨酯树脂复合型材的整体式注射模具，其特征在于：所述整体式注射模具（6）在形式上分为成型模具区域（6-3）、注射盒模具区域（6-2）和预成型模具区域（6-1）,整体式注射模具（6）由上模块（6-4）、下模块（6-5）、侧模块（6-6）和多块中间模块组成，模块与模块之间通过螺栓连接固定，其整体式注射模具（6）前后贯通，左右两侧完全封闭；成型模具区域（6-3）具有由上模块（6-4）、下模块（6-5）、侧模块（6-6）和多块中间模块完全构成了与产品形状相同的型腔, 注射盒模具区域（6-2）具有由上模块（6-4）、下模块（6-5）、侧模块（6-6）构成注胶腔（6-2-1），预成型模具区域（6-1）具有由上模块（6-4）、下模块（6-5）、侧模块（6-6）和多块中间模块完全构成了与产品形状相同的型腔；位于整体式注射模具（6）的注射盒模具区域（6-2）与成型模具区域（6-3）的分界处在上模块（6-4）和下模块（6-5）上设有多个冷却水循环孔（6-7），其冷却水循环孔（6-7）局部空间的长度为200—500mm，在整体式注射模具（6）的注射盒模具区域（6-2）的上模块（6-4）和下模块（6-5）设有多个注射口（6-8），注射口（6-8）与注射盒模具的注胶腔（6-2-1）贯通。

2.根据权利要求1所述一种用于加工聚氨酯树脂复合型材的整体式注射模具，其特征在于：整体式注射模具（6）长度为1200 mm-1900 mm，其中成型模具区域（6-3）长度为900 mm-1100 mm，注射盒模具区域（6-2）长度为250 mm -680 mm，预成型模具区域（6-1）长度为50mm-120 mm。

3.根据权利要求1所述一种用于加工聚氨酯树脂复合型材的整体式注射模具，其特征在于：其注胶腔（6-2-1）的形状为椭圆形注胶腔（6-2-1），所述注胶腔（6-2-1）由多块倾斜面组成，其倾斜面角度为α和β，其中α=1°-2.5°, β=2°-3.5°，α段倾斜面长度与β段倾斜面长度之比为1：0.5-0.8,α段倾斜面与β段倾斜面相交处设有圆弧过渡,其圆弧半径R=150 mm -500 mm。

4.根据权利要求1所述一种用于加工聚氨酯树脂复合型材的整体式注射模具，其特征在于：所述注射口（6-8）与上模块（6-4）和下模块（6-5）平面夹角为γ, 其γ=45°-90°。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于加工聚氨酯树脂复合型材的整体式注射模具。

背景技术

传统的拉挤成型工艺使用的树脂主要有不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂等，在生产时，将所使用的树脂按照一定的配方比例加入其它物质进行混合后置于树脂浸渍槽中。然后，纤维增强材料在拉挤机牵引装置的牵引下，经过树脂浸渍槽，将其纤维增强材料浸渍树脂，浸渍树脂的纤维增强材料通过预成型模挤出多余的树脂，排除树脂中的气泡，进入成型模具型腔加热固化而形成最终的制品。在这整个生产过程中，树脂浸渍槽中的树脂和纤维增强材料浸渍的树脂完全暴露在大气中造成环境污染，还对操作人员的身体造成伤害，同时，由于浸渍槽中的树脂长时间置于浸渍槽中，浸渍树脂的纤维增强材料通过预成型模挤出多余的树脂回流到树脂浸渍槽中，这样会使树脂粘度升高，导致树脂不能很好地浸渍纤维增强材料，其制品性能下降，甚至影响生产的连续性，造成生产成本有所提高。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服以上的不足，提供一种全密闭加工聚氨酯树脂复合型材的整体式注射模具，采用拉挤注射工艺，将聚氨酯树脂注射到整体式注射模具的注射盒模具中，使聚氨酯树脂在整体式注射模具的注射盒模具中得以稳定的压力和流量，使纤维增强材料在整体式注射模具的注射盒模具区域的注胶腔中充分浸渍，在拉挤机牵引装置的牵引下，使充分浸渍聚氨酯树脂的纤维增强材料进入整体式注射模具中的成型模具加热固化成型，从而实现了高性能制品的连续生产工艺，提高了生产率，降低了生产成本。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种用于加工聚氨酯树脂复合型材的整体式注射模具，整体式注射模具在形式上分为成型模具区域、注射盒模具区域和预成型模具区域,整体式注射模具由上模块、下模块、侧模块和多块中间模块组成，模块与模块之间通过螺栓连接固定，其整体式注射模具前后贯通，左右两侧完全封闭；成型模具区域具有由上模块、下模块、侧模块和多块中间模块完全构成了与产品形状相同的型腔, 注射盒模具区域具有由上模块、下模块、侧模块构成注胶腔，预成型模具区域具有由上模块、下模块、侧模块和多块中间模块完全构成了与产品形状相同的型腔；位于整体式注射模具的注射盒模具区域与成型模具区域的分界处在上模块和下模块上设有多个冷却水循环孔，其冷却水循环孔局部空间的长度为200—500mm，在整体式注射模具的注射盒模具区域的上模块和下模块设有多个注射口，注射口与注射盒模具的注胶腔贯通。

本实用新型的进一步改进在于：整体式注射模具长度为1200 mm-1900 mm，其中成型模具区域长度为900 mm -1100 mm，注射盒模具区域长度为250 mm -680 mm，预成型模具区域长度为50mm-120 mm。

本实用新型的进一步改进在于：其注胶腔的形状为椭圆形注胶腔，注胶腔由多块倾斜面组成，其倾斜面角度为α和β，其中α=1°-2.5°, β=2°-3.5°，α段倾斜面长度与β段倾斜面长度之比为1：0.5-0.8,α段倾斜面与β段倾斜面相交处设有圆弧过渡,其圆弧半径R=150mm -500 mm。

本实用新型的进一步改进在于：注射口与上模块和下模块平面夹角为γ, 其γ=45°-90°。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、整个生产过程为密闭的进料系统，生产效率高，原材料浪费少，节能环保，不造成操作人员的身体伤害。

2、可设计性高：聚氨酯树脂复合型材整体性和截面形状一致性好，根据所要求承受的负荷，可设计制造不同厚度、截面、形状、尺寸及不同强度的聚氨酯树脂复合型材，型材长度不受限制。

3、聚氨酯树脂复合型材自重轻，强度高，重量仅为钢材的1\/3-1\/4。

4、聚氨酯树脂复合型材耐腐蚀性好，热导率低，膨胀系数小。

附图说明：

图1为整体式注射模具的结构示意图；

图2为图1中A-A的结构示意图；

图3为图1中B-B的结构示意图；

图4为聚氨酯树脂复合型材的加工流程图；

图5为聚氨酯树脂复合型材的使用状态图；

图中标号：1－纤维增强材料；2－导向板；3－温控除湿箱；4-预成型板；5-注射机；6-整体式注射模具；6-1-预成型模具区域；6-2-注射盒模具区域；6-2-1-注胶腔；6-3-成型模具区域；6-4-上模块；6-5-下模块；6-6-侧模块；6-7-冷却水循环孔；6-8-注射口；7-聚氨酯树脂复合型材；8-钢丝或刻痕钢丝；9-薄型钢板；10-钢劲性骨架。

具体实施方式：

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在本实用新型的一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3所示，一种用于加工聚氨酯树脂复合型材的整体式注射模具在形式上分为成型模具、注射盒模具和预成型模具三个区域,整体式注射模具由上模块、下模块、侧模块和多块中间模块组成，模块与模块按照规定的技术要求安装后通过螺栓连接固定，其整体式注射模具前后贯通，左右两侧完全封闭。整体式注射模具长度为1200 mm-1900 mm，其中成型模具区域长度为900 mm -1100 mm，由上模块、下模块、侧模块和多块中间模块完全构成了与产品形状相同的型腔,注射盒模具区域长度为250 mm -680 mm，由上模块、下模块、侧模块构成注胶腔，其注胶腔形状类似为椭圆形注胶腔，注胶腔由多块倾斜面组成，其倾斜面角度为α和β，其中α=1°-2.5°, β=2°-3.5°，α段倾斜面长度与β段倾斜面长度之比为1：0.5-0.8, α段倾斜面与β段倾斜面相交处设有圆弧过渡,其圆弧半径R=150 mm -500 mm，其目的是为了解决聚氨酯树脂在注射盒模具区域的注胶腔中堆积的问题，引起聚氨酯树脂胶凝；预成型模具区域长度为50mm-120 mm, 由上模块、下模块、侧模块和多块中间模块完全构成了与产品形状相同的型腔。位于整体式注射模具的注射盒模具区域与成型模具区域分界处在上模块和下模块上设有多个冷却水循环孔，目的是通过整体式注射模具的注射盒模具区域与成型模具区域分界处的冷却循环水降低聚氨酯树脂温度，这样在整体式注射模具的注射盒模具区域冷却循环水部位与成型模具区域冷却循环水部位形成一个对聚氨酯树脂充分降低温度的局部空间，能防止因成型模具区域加热使热量传递引起聚氨酯树脂在注射盒模具区域的注胶腔中粘度升高，影响聚氨酯树脂不能很好地浸渍纤维增强材料，其制品性能下降。这个局部空间的长度为200—500mm，冷却循环水温度为12℃-28℃。在整体式注射模具的注射盒模具区域上模块和下模块设有多个注射口，其注射口与上模块和下模块平面夹角为γ, 其γ=45°-90°，注射口与注射盒模具的注胶腔贯通。

从整体式注射模具结构来看，整体式注射模具为一个整体模具单元，只是将整体式注射模具在形式上分为成型模具、注射盒模具和预成型模具三个区域,解决了原先的注射盒模具与成型模具为两个独立的模具单元存在的问题。在生产时，需要将注射盒模具与成型模具通过锁紧装置来固定连接为一体，为了防止成型模具的加热区热量传递到注射盒模具中，使树脂粘度升高，影响树脂不能很好地浸渍纤维增强材料，其制品性能下降的问题，同时为防止树脂的滴漏，必须在安装时将注射盒模具与成型模具之间增加隔热防漏垫片，如果注射盒模具与成型模具安装时位置或锁紧力度有误，或所选用的隔热防漏垫片材料不适，尤其是生产大型产品时，需注射机产生较大的压力，这样会使隔热防漏垫片产生变形，引起树脂的滴漏，从而使聚氨酯树脂在注射盒模具中得不到稳定的压力和流量，影响其制品性能下降，甚至因注射盒模具与成型模具安装时位置有误，导致纤维增强材料在通过注射盒模具与成型模具分界处时出现堵塞现象，引起停机。在整体式注射模具的注射盒模具区域与成型模具区域分界处在上模块和下模块上设有多个冷却水循环孔，采用冷却水通过冷却水循环孔来降低聚氨酯树脂温度，这样在整体式注射模具的注射盒模具区域冷却循环水部位与成型模具区域冷却循环水部位形成一个对聚氨酯树脂充分降低温度的局部空间，其降温效果优于隔热防漏垫片，有效的将成型模具区域加热的热量与注射盒模具区域隔绝，解决了因成型模具区域加热使热量传递引起聚氨酯树脂在注射盒模具区域的注胶腔中粘度升高，影响聚氨酯树脂不能很好地浸渍纤维增强材料，其制品性能下降。

如图4所示，一种聚氨酯树脂复合型材的加工方法，具体步骤如下：

1、将整体式注射模具安装到拉挤机后，在整体式注射模具中的成型模具区域设定两个不同的加热区对成型模具区域加热，一区温度为125-155℃，二区温度为165-195℃。同时打开冷却循环水阀，对整体式注射模具的注射盒模具与成型模具分界处的局部区域进行降低温度。

多元醇和异氰酸酯分别装置在注射机的两个密封、保温的料桶中，开启装有多元醇和异氰酸酯料桶的保温装置,使其控制温度在12—28℃，同时开启装有多元醇料桶的搅拌机对多元醇进行搅拌，搅拌机转速控制在30—80转\/分钟。根据产品所需要聚氨酯树脂含量和纤维增强材料能充分浸渍聚氨酯树脂的压力要求，调节多元醇和异氰酸酯输出流量和压力，测定多元醇和异氰酸酯输出比例，其多元醇和异氰酸酯重量比为1：1.2—1.3，压力值为0.5—5MPa。将注射机的静态混合器连接到整体式注射模具中的注射口上。打开注射机，使多元醇与异氰酸酯在静态混合器中充分混合，多元醇与异氰酸酯在静态混合器中混合后形成聚氨酯树脂，注入整体式注射模具中的注射盒模具注胶腔，使其聚氨酯树脂充满整体式注射模具中的注射盒模具的注胶腔，由于注射盒模具为密闭结构，整个生产过程为密闭的进料系统。这样能够减少对大气中造成的环境污染，同时不伤害操作人员的身体健康。

2、与此同时，在拉挤机的牵引装置牵引下，将纤维增强材料（在纤维纱中设有或不设有钢丝或刻痕钢丝的一种或两种，在纤维毡中设有或不设有薄型钢板，如聚氨酯树脂复合型材结构设有腔体,在腔体中设有或不设有钢劲性骨架）通过纤维增强材料的导向板，进入纤维增强材料的的温控除湿箱，然后纤维增强材料通过纤维增强材料预成型板，纤维增强材料通过预成型板后形成与产品形状相似的纤维增强材料骨架，与产品形状相似的纤维增强材料骨架进入整体式注射模具中的预成型模具区域形成与产品形状相同的纤维增强材料骨架，与产品形状相同的纤维增强材料骨架在通过整体式注射模具的注射盒模具区域的注胶腔时即被注入到密闭的注射盒模具区域的注胶腔的聚氨酯树脂充分浸渍，整体式注射模具的注射盒模具区域与成型模具区域分界处在上模块和下模块上设有多个冷却水循环孔，冷却水通过冷却水循环孔来降低聚氨酯树脂温度，这样注射盒模具区域的冷却循环水部位与成型模具区域的冷却循环水部位形成一个对聚氨酯树脂充分降低温度的局部空间，防止因成型模具区域加热使热量传递引起聚氨酯树脂在注射盒模具区域的注胶腔中粘度升高，影响聚氨酯树脂不能很好地浸渍纤维增强材料，其制品性能下降。这个空间的长度为200—500mm，冷却循环水温度为12℃-28℃。再进入整体式注射模具中的成型模具区域的型腔加热区固化而形成所需要的产品。拉挤机的牵引装置牵引速度为250mm\/min—800 mm\/min。

如图5所示，聚氨酯树脂复合型材由纤维增强材料和聚氨酯树脂复合组成或由纤维增强材料、聚氨酯树脂和金属件复合组成，纤维增强材料为纤维纱、纤维毡、或者两者的混合物，如果聚氨酯树脂复合型材由纤维增强材料、聚氨酯树脂和金属件复合组成，在纤维纱中设有钢丝或刻痕钢丝的一种或两种，在纤维毡中设有薄型钢板，根据其聚氨酯树脂复合型材的强度和刚度要求，有时在聚氨酯树脂复合型材中只设有钢丝或刻痕钢丝的一种或两种，而不设有薄型钢板，有时设有薄型钢板，而不设有钢丝或刻痕钢丝。如果聚氨酯树脂复合型材结构设有腔体，可以在腔体中设有或不设有钢劲性骨架。总之，在聚氨酯树脂复合型材中可单独设有钢丝或刻痕钢丝的一种或两种，或单独设有薄型钢板，或可单独设有钢劲性骨架，或上述几种金属件混合组合。钢劲性骨架可与聚氨酯树脂复合型材一齐复合而成，也可以通过胶粘剂与腔体的内壁胶合连接，钢劲性骨架内有填充材料，钢劲性骨架内的填充材料为酚醛泡沫、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、再生塑料、再生塑料与木屑混合物、回收橡胶、回收橡胶与短切纱混合物，其中填充材料为泡沫材料时，泡沫材料为闭孔泡沫材料，目的是为了防止潮气进入钢劲性骨架内的空腔。钢劲性骨架的端部设有端盖，也是起到密封、隔绝潮气的作用。

聚氨酯树脂复合型材由纤维增强材料、聚氨酯树脂和金属件复合组成，目的是为了提高聚氨酯树脂复合型材强度，增加过聚氨酯树脂复合型材承载能力和刚度，减少其变形。

最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本实用新型及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本实用新型的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本实用新型的公开内容将容易理解，根据本实用新型可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

设计图

一种用于加工聚氨酯树脂复合型材的整体式注射模具论文和设计

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