一种用于消除真空孔的模具流道结构及其设计方法与流程

1.本发明属于模具结构技术领域，具体涉及一种用于消除真空孔的模具流道结构及其设计方法。


背景技术：

2.pe拥有较好的力学性能，pe管件管道被广泛的应用于燃气、市政给排水等领域。在实际生产中，管件与浇口连接的区域内部常出现真空孔，继而造成管件强度降低，制品不合格。管件真空孔的形成主要源自于高分子冷却时的体积收缩，由于浇口处温度较高且浇口半径较小，使得制品与浇口的连接区域完全冷却时间长于浇口。由于该区域需要得到来自浇口的补缩才能弥补由于冷却所引起的体积收缩，而当浇口中的冻结层厚度较大时，补缩通道将会关闭，无法通过保压进行补缩。同时，由于流道尺寸较大，其完成冷却时间往往略长于制品，流道芯层在冷却时的收缩将拉动制品芯层，在两种因素的共同作用下制品内部将产生真空孔。


技术实现要素：

3.针对上述问题情况，本发明提供一种用于消除真空孔的模具流道结构及其设计方法，通过增加流道末端体积的方法增加流道模数，使流道成为最后冷却的区域，同时降低流道对制品芯层的拉扯从而将真空孔从制品中“拔出”，留在流道中，解决在管件与浇口连接的区域内部常出现真空孔而造成管件强度降低，制品不合格等技术问题。
4.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
5.一种用于消除真空孔的模具流道结构，包括进料通道、流道、浇口，进料通道的上方与进料口连通，进料通道的下方与流道的一端连通，流道的另一端设置有浇口，浇口与所生产的制品连通，流道的数量为多个，在进料通道的下端部汇集，在流道上还设置有储料井。
6.作为进一步的技术方案，所述储料井为球形结构，所述球形结构的半径大于流道的内径。
7.作为进一步的技术方案，所述流道的数量为4个，流道的一端汇集在进料通道的下端部。
8.本发明还提出了上述用于消除真空孔的模具流道结构的设计方法，满足如下设计要求：(1)浇口的模数大于或等于制品被补缩区域的模数；(2)储料井的模数大于1.2倍的流道模数。
9.进一步的，所述模数的计算方式如下：k＝v/a式中：k为模数；v为体积；a为散热面积。
10.通过本发明技术方案，通过增加流道末端体积的方法增加流道模数，使流道成为最后冷却的区域，同时降低流道对制品芯层的拉扯从而将真空孔从制品中“拔出”，使得真空孔留在流道中，避免了在管件和浇口连接的区域出现真空孔，提高了管件的强度和产品
的合格率。
附图说明
11.图1为现有技术的模具常规流道设计结构示意图；
12.图2为现有技术的模具常规流道设计结构剖面图；
13.图3为常规流道设计冻结层演化图；
14.图4为本发明的模具流道结构示意图；
15.图5为本发明流道结构剖面图；
16.图中：1、制品；2、浇口；3、流道；4、真空孔；5、储料井；101、制品冻结区域；102、制品未冻结区域；103、制品被补缩区域；201、浇口冻结区域；202、浇口未冻结区域；301、流道冻结区域；302、流道未冻结区域。
具体实施方式
17.下面通过实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.图1为90
°
弯头dn90一出四流道设计，图2为其截面图，其浇口2直径为18mm，流道3直径为28mm，制品1厚度为8.2mm，在生产中常在浇口—制品连接部位出现真空孔4，真空孔4中心位置与浇口2中心位置一致。
19.模数的计算方式如下：k＝v/a式中：k为模数；v为体积；a为散热面积。各部件模数计算如下：
20.制品：制品：式中，l
制
为制品的厚度；制品被浇口补缩区域半径为浇口半径的1.5倍，即r
制
＝1.5r
浇
21.浇口：式中：r
浇
为浇口半径；l
浇
为浇口长度；
22.流道：式中r
流
为流道半径；l
流
为流道长度(该长度为补缩块、浇口之间的长度，l＝r)
23.由上述的计算可知k
流
》k
制
》k
浇
，即流道冷却时间》制品冷却时间》浇口冷却时间。
24.图3中展示了该流道设计生产90
°
弯头产生真空孔的原因：
25.1、由于各部件的模数不同，导致各部分完全冷却的时间不同，即各部分冻结层厚度不同。由图3中可知，在冷却末期，浇口处冻结层即浇口冻结区域201较厚，造成浇口处的补缩通道及浇口未冻结区域202变小，使得熔体流经该处的阻力大幅上升(阻力增大的幅度为厚度较小数值的三次方)。最终待浇口完成冷却时，制品未凝固区域102将得不到补缩，该区域冷却时体积收缩，继而出现孔隙。
26.2、流道3由于其模数较大，完成冷却时间较晚。在冷却末期(浇口未冻结区域202消失，制品未冻结区域102与流道未冻结区域302仍然存在，由于流道未冻结区域302体积较大，在其冷却收缩时将拉扯浇口冻结区域201与制品未冻结区域102，由于制品未冻结区域102此时强度较低，制品未冻结区域102将产生裂缝。
27.综上所述，该流道设计将在生产中出现真空孔4。其位置如图所示。
28.本发明改进方案：
29.1、浇口模数增大至5.2：
30.浇口：
31.2.储料井的模数应大于流道模数1.2倍数，储料井可近似视为球：
[0032][0033]r储
＝20.988mm
[0034]
方案效果：如图5所示，真空孔4后存在于储料井5中，
[0035]
效果：
[0036]
1、增大了浇口2模数使得浇口2中的补缩通道闭合时间延长，制品未冻结区域102在凝固时可得到充分的补缩。
[0037]
2、在浇口2与制品被补缩区域103完成冷却后，流道3开始收缩并拉扯浇口2、制品被补缩区域103与储料井5，由于浇口2与制品被补缩区域103已完成凝固，强度较高，同时储料井5中的熔体温度较高，流动性较好，故储料井5芯层将被拉动，同时由于储料井5为最后冷却区域，无后续补缩，故真空孔4将出现在储料井5中。
[0038]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种用于消除真空孔的模具流道结构，其特征在于，包括进料通道（6）、流道（3）、浇口（2），进料通道（6）的上方与进料口连通，进料通道（6）的下方与流道（3）的一端连通，流道（3）的另一端设置有浇口（2），浇口（2）与所生产的制品（1）连通，流道（3）的数量为多个，在进料通道（6）的下端部汇集，在流道（3）上还设置有储料井（5）。2.根据权利要求1所述的一种用于消除真空孔的模具流道结构，其特征在于，所述储料井（5）为球形结构，所述球形结构的半径大于流道（3）的内径。3.根据权利要求1所述的一种用于消除真空孔的模具流道结构，其特征在于，所述流道（3）的数量为4个，流道（3）的一端汇集在进料通道（1）的下端部。4.一种如权利要求1-3任意一项所述的用于消除真空孔的模具流道结构的设计方法，其特征在于，满足如下设计要求：（1）浇口的模数大于或等于制品被补缩区域的模数；（2）储料井的模数大于1.2倍的流道模数。5.根据权利要求4所述的一种用于消除真空孔的模具流道结构的设计方法，其特征在于，所述模数的计算方式如下：k=v/a，式中：k为模数；v为体积；a为散热面积。

技术总结
本发明公开一种用于消除真空孔的模具流道结构及其设计方法，所述流道结构包括进料通道、流道、浇口，进料通道的上方与进料口连通，进料通道下方与流道的一端连通，流道另一端设置有浇口，浇口与制品连通，流道的数量为多个，在进料通道下端部汇集，在流道上还设置有储料井。上述模具流道结构的设计方法，满足（1）浇口的模数大于或等于制品被补缩区域的模数；（2）储料井的模数大于1.2倍的流道模数。本发明通过增加流道末端体积的方法增加流道模数，使流道成为最后冷却的区域，同时降低流道对制品芯层的拉扯从而将真空孔从制品中“拔出”，使得真空孔留在流道中，避免了在管件和浇口连接的区域出现真空孔，提高管件的强度和产品的合格率。率。率。


技术研发人员：蒋梦麒 黄桑 吴伟生 林鑫鑫
受保护的技术使用者：临海伟星新型建材有限公司
技术研发日：2023.02.16
技术公布日：2023/7/13