CN101698320B - 一种模具加热冷却棒及可实现急冷急热的模具 - Google Patents

Abstract

一种模具加热冷却棒，包括加热冷却棒本体和发热元件，在加热冷却棒本体内沿轴向方向设有模具需冷却时通冷却介质、模具需加热时排出冷却介质的冷却隔热孔和发热元件容置孔，发热元件安装在发热元件容置孔内；可实现急冷急热的模具，包括模芯，上述的加热冷却棒，加热冷却棒与模芯接触；加热冷却棒设有发热元件的一侧靠近模芯的成型面；优点是因成型面能被急速、均匀地加热和冷却，并能急速加热到接近或等于熔融材料的温度，因此成型的产品质量好，不易产生熔接痕、流痕和表面起泡等，光泽均匀、产品密度均匀、缩水小、减少了注射压力和在熔融材料凝固成型后因残余应力导致的产品变形。

Description

一种模具加热冷却棒及可实现急冷急热的模具

技术领域

本发明涉及一种用来加热和冷却模具的模具加热冷却棒及可实现可实现急冷急热的模具，特别是涉及一种注射或压铸等成型机上的模具加热冷却棒及可实现急冷急热的模具。

背景技术

塑胶或金属等的射出成型方法，是指将熔融状态的塑胶或金属等注入模具的成型腔中，冷却成型后获得与型腔一致的产品。在射出成型过程中，需可实现模具急冷急热的加热冷却装置来控制模具的温度。

现有的加热棒，只能提供加热的功能，如电加热棒，在模具需加热时，电加热棒不具有隔热功能，热量沿加热棒的径向均匀发热，热量损失大，模具难以实现急速和均匀加热；在冷却时，加热棒不具有冷却液通道的功能，加热棒需离加热棒至少几厘米远的冷却液通道来冷却，冷却效果不好，难以实现模具的急速和均匀冷却。

现有的可实现急冷急热的模具，一种采用电热棒加热水或油液体导热媒介，然后流入模具内加热模具。其中水导热媒介原则上只能被加热到100℃，油导热媒介原则上只能被加热到200℃，这种加热方式液体导热媒介所能携带的热量很少。模具注射成型工作时温度需要急热急冷的循环交替，根据不同的注射材料确定模具温度，模具高温时的温度要求在60℃至500℃之间，而水导热媒介被加热到100℃和油导热媒介被加热到200℃时所携带的热量要把耗热巨大的钢材做成的模具加热到60℃至500℃之间，很难达到要求。故目前市面上所销售的模温机所标示的技术参数或促销参数都只是强调液体导热媒介最高能被加热到多少摄氏度，而刻意地避开模具温度可以被加热到多少摄氏度。而且由于成型的产品大小、形状差异很大，导致模具体积差异很大，致使耗热量相差很大，相同温度的液体导热媒介流入不同体积的模具后所能加热到达的模具温度也各不同，甚至差别很大。现有的这种利用液体导热媒介加热的可实现急冷急热的模具，要实现精密成型时要求模具达到所要求的高温状态和精确模温定值，很难实现。

中国专利号为200810015094.4的发明专利中，提供了一种高光注塑模具的电加热式温度控制装置，利用埋在模具内的圆柱形的冷却水道对注塑模具进行冷却，这种电加热方式，虽然结构简单，也能满足模具高温时60℃至500℃之间的温度要求。但由于冷却水道与电热元件错开排列，而且冷却水道和电热元件均为圆柱形，当模具需要加热时，虽然冷却水道内仅填充有空气，但由于电热元件对着与其相邻的两个冷却水道的间隙，电热元件的热量沿加热棒径向方向传导的热量基本相同，冷却水道对电热元件几乎没有隔热作用，热量不能集中朝向模芯成型面的方向流动，因此容易造成加热时模芯成型面的温度不均匀和难以急速升温。同理，当模具需要冷却时，向冷却水道通冷却介质，由于电热元件离冷却水道较远，就是靠近冷却水道布置，由于其相邻的面仅为一条线，对电热元件的冷却效果也差。而由于电热元件在加热时的温度是最高的，靠近电热元件的区域温度比远离电热元件区域的温度会高，冷却时电热元件的热量又不能很快被冷却水道带走，因此容易造成冷却时模芯成型面的温度不均匀和难以快速冷却。

如图23、图24所示，现有的一种模具，包括具有成型面的模芯401、与模芯完全贴合的冷却件402。模芯401的型腔壁厚设计得比较薄，一般为10-20mm，其与成型面403对应的模芯表面404与成型面403形状匹配，相同或大致相同，在模芯401内设有加热元件(未示出)，在冷却件402内设有冷却水通道(未示出)。这种结构的模具，与成型面403对应的模芯表面404、冷却件402与模芯401贴合的面405，均需加工成与成型面403充分匹配的形状，结构复杂，加工费用昂贵。冷却时，需由冷却件402带走模芯401的热量，由于冷却件402与模芯401分离，其结合面始终会留有间隙，会大大降低热传导性能，冷却效果不好；加热时由于冷却件402与模芯401贴合，又没有隔热结构，冷却件402会带走比较多的热量，减少热利用率。

在台湾专利号为200711818、名称为具有传热部件之射出铸模机的模具的发明专利中，公开了一种模具，包括中间内模板、热传部件、内模支撑板，在中间内模板上设有电加热器，在内模支撑板上设有冷却水管，除模穴面外，在中间内模板、热传部件、和内模支撑板上均需加工与模穴面相配合的面，加工费用昂贵。在中间内模板与内模支撑板间设有将中间内模板与内模支撑板在开模时分离的弹簧，分模时传热部件保持在内模支撑板上。这种结构的模具，冷却水道内始终通水。开模时电加热器工作给模具加热，合模时或延时设定的时间电加热器停止工作，由内模支撑板带走热传部件的热量，由热传部件带走中间内模板的热量。这种结构的模具，在加热时虽然中间内模板与内模支撑板分离，模具加热时阻止热传部件和内模支撑板带走电加热器的热量，但电加热器还是直接露在空气中，隔热效果还是不好。特别是冷却时，由于内模支撑板与内模板是分离的，其结合面总是会产生间隙，这会导致热传导性大大降低，使模具的冷却效果不好。本发明的解决办法增加传热部件，传热部件的硬度小于内模支撑板和内模板，如果采用铜等，在贴合面还是有间隙存在，采用凝胶状物质，凝胶状物质很难分布均匀，也很难保证内模支撑板和内模板完全无间隙贴合，而凝胶状物质的导热性远不如金属的导热性，因此模具的冷却效果还是不好。

上述的现有的可实现急冷急热的模具，均难以实现模具或低成本、或高刚性、或加工周期短的急速加热和均匀加热、急速冷却和均匀冷却，影响注射成型产品的最终外观和内部质量，容易在产品上产生熔接痕、流痕、光泽不均匀、产品密度不均匀、表面起泡、缩水、需要很大的注射压力和在熔融材料凝固成型后因残余应力导致的产品易变形等重大缺陷。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种在模具需要加热时不但具有发热功能还具有隔热功能、在模具需要冷却时具有冷却液通道功能的加热冷却棒。

本发明第二个的目的在于提供一种容易实现模具设有成型面的模芯急速加热和均匀加热、急速冷却和均匀冷却的可实现急冷急热的模具，解决在产品上容易产生熔接痕、流痕、光泽不均匀、产品密度不均匀、表面起泡、缩水、需要很大的注射压力和在熔融材料凝固成型后因残余应力导致的产品变形等重大缺陷的问题。

一种模具加热冷却棒，包括加热冷却棒本体和发热元件，在加热冷却棒本体内沿轴向方向设有模具需冷却时通冷却介质、模具需加热时排出冷却介质的冷却隔热孔和发热元件容置孔，发热元件安装在发热元件容置孔内。这种结构的模具加热冷却棒，在模具需加热时，具有发热功能，冷却隔热孔具有隔热功能，热量可大部分朝向模芯成型面的方向传导；在模具需要冷却时，冷却隔热孔又是冷却液通道，使加热棒的冷却更快、更均匀，且结构简单。电发热元件与现有的电加热棒的制作方法相同，其填充的导热绝缘材料可为工业陶瓷材料如氮化硅/氧化铝/氧化镁等。

作为改进，一个或一个以上的冷却隔热孔从三个方向环绕发热元件容置孔。发热元件工作加热模具时，冷却隔热孔对发热元件的隔热效果更好，发热元件停止工作冷却模具时，冷却隔热孔对发热元件的冷却效果更好，从而使模具的加热、冷却更均匀，模具的加热和冷却温度易于控制和速度快。

作为方案二的第一种改进，发热元件为电发热元件；在电发热元件和发热元件容置孔间设有导热绝缘层，电发热元件和导热绝缘层接触，导热绝缘层和发热元件容置孔的内侧壁接触；冷却隔热孔和发热元件容置孔均为轴向通孔，个数均为一个；电源的正极和负极从发热元件容置孔的两端和加热电发热元件相连。电发热元件加热，结构简单，电发热元件工作时，升温快，加热时加热冷却棒的温度更均匀，从而使模具的温度更均匀，整个模芯的温度能迅速达到60℃至500℃温度区间内的任意温度。电发热元件、导热绝缘层、冷却隔热孔相互接触，主要通过热传导而不是仅依靠热辐射的方式来传递热量，热传导效果好，快速加热的效果好。这种结构的加热冷却棒结构简单，与冷却介质和电源的连接也方便。

作为方案二的第二种改进，加热冷却棒本体一体成型，加热冷却棒本体为圆柱形，发热元件容置孔为圆柱形，冷却隔热孔和发热元件容置孔均为轴向通孔，个数均为一个，冷却隔热孔为环绕发热元件容置孔的月牙形。加热冷却棒本体为圆柱形，使在模具上与加热冷却棒本体配合的加热冷却棒容置槽结构简单，只需要钻削加工，加工费大大降低，加热冷却棒的成型也简单，可采用一次性挤出成型工艺。特别是发热元件容置孔被月牙形的冷却隔热孔从三个方向环绕，在向冷却隔热孔通冷却介质时，由于从电发热元件三个方向冷却，电发热元件能更快速冷却，加热冷却棒冷却更快、更均匀；在加热冷却棒发热时，因三个方向的热传导均被空气阻挡，热量绝大部分朝向模芯的成型面方向传导，冷却隔热孔又能尽可能减少热量丧失，隔热作用更好。

作为方案二的第三种改进，发热元件为电发热元件；冷却隔热孔为轴向通孔，冷却隔热孔个数为两个，两个冷却隔热孔从三个方向环绕发热元件；发热元件容置孔的一端封闭，个数为一个；在对应发热元件容置孔封闭端的加热冷却棒上设有连通两个冷却隔热孔的连通孔，在连通孔的端部设有密封件；电源的正极和负极从发热元件容置孔远离密封件的一端与加热电发热元件相连；冷却介质的进口和出口也设置在发热元件容置孔远离密封件的一端。这种结构的加热冷却棒，电源的正极和负极从加热冷却棒的一端进入、冷却介质的进口和出口也设置在同一端，加热冷却棒不需贯穿具有成型面的模芯，能满足具有抽芯结构、加热冷却棒不方便贯穿具有成型面的模芯等模具的加热和冷却的需要。

作为方案一的第一种改进，加热冷却棒本体一体成型，加热冷却棒本体为圆柱形，发热元件容置孔截面为半圆形，冷却隔热孔截面为半圆形；冷却隔热孔和发热元件容置孔均为轴向通孔，个数均为一个。这种结构的冷却棒，使加热冷却棒容置槽结构简单，加工费大大降低，加热冷却棒的成型也简单，可采用一次性挤出成型工艺。

作为方案一的第二种改进，发热元件的一个侧面与加热冷却棒本体的一个外侧面齐平。这种结构的加热冷却棒，由于发热元件直接与模具接触，热传递效果更好。

作为方案一的第三种改进，在加热冷却棒上设有弯折部。加热冷却棒可根据模具型腔的需要弯折成各种形状，这样可满足不同产品注射成型时冷却的需要。

作为方案一的第四种改进，加热冷却棒本体包括内筒和外筒，冷却隔热孔为设置在内筒内的轴向孔，发热元件缠绕在内筒外，外筒安装在发热元件外，，发热元件容置孔为外筒和内筒形成的环形孔。这种结构的加热冷却棒，冷却隔热孔可以设计的比较大，便于冷却。

作为上述方案的共同改进，在加热冷却棒上设有温度感应器。将温度感应器设置在加热冷却棒上，与加热冷却棒同时生产，使温度感应器的生产成本低，安装方便，温度控制更直接。

一种可实现急冷急热的模具，包括具有成型面的模芯，设定个数的加热冷却棒，在模芯内设有加热冷却棒容置槽，加热冷却棒安装在加热冷却棒容置槽内，加热冷却棒的外侧壁与加热冷却棒容置槽的内侧壁接触；加热冷却棒设有发热元件的一侧靠近模芯的成型面。

加热冷却棒直接设置在模芯内，模芯的成型面离加热冷却棒的距离可以设计比较小，加热冷却棒离模芯成型面间的距离一般为3-20mm。加热冷却棒设有发热元件容置孔的一侧靠近模芯的成型面，减少热量向加热冷却棒远离模芯成型面方向的传导，使加热冷却棒的热量绝大部分供给模具成型腔内的产品成型需要。加热冷却棒能满足模具高温时在60℃至500℃之间的温度要求。这种模具冷却装置，一般情况下在具有成型面的模芯内可以不需要设计别的冷却装置，也不需要设计别的加热装置、隔热装置，大大简化模具结构。由于加热冷却棒易弯折成各种形状，因此更容易满足各种产品的加热和冷却需要。

模具需升温时，停止向冷却隔热孔通冷却介质，冷却介质排出，加热冷却棒发热时冷却隔热孔内仅填充有空气，空气靠对流传热，而冷却隔热孔为相对密闭的空间，因此其传热性能远远小于金属的传热性能，具有很好地隔热效果，减少热量向加热冷却棒远离模芯成型面的方向传导，使加热冷却棒的热量绝大部分供给模具成型腔内的产品成型需要，且加热冷却棒的热量直接传递给模芯的成型面，因此成型面被快速、均匀地加热并能急速加热到接近或等于熔融材料(如熔融的塑胶，金属)的温度。由于模具温度急速升温接近或等于熔融材料的温度，刚注入模腔内的材料不会因模具温度过低，熔融材料的热量被模具快速带走，使熔融材料被急速冷却，而导致流动性大大变差甚至产生凝块。注射过程中，接触模具成型面、靠近模具注射入口和远离模具注射入口的熔接部位的熔融材料的温度与注射入口熔融材料的温度基本一致，接触模具成型面、靠近模具注射入口和远离注射入口的熔接部位的熔融材料不会因热量过多被带走，使流动性大大变差甚至产生半熔融或接近凝固的现象，导致熔接部位熔接效果差或假熔接，同时提高熔融材料的流动性，减少注射的压力，减少注射入口与成型面、熔接部位的射出成形压力差，使整个模腔内的熔融材料的流动性、注射压力、内部组织应力基本一致；解决了注射成形机长期以来一直解决不了的因注射时模具温度不能急速升温导致熔融材料成形时产生熔接痕、流痕、光泽不均匀、产品密度不均匀、表面起泡、缩水、需要很大的注射压力和在熔融材料凝固成型后因残余应力导致的产品易变形等重大缺陷，注射成型产品的最终外观质量好。模具升温时热量丧失少，节省能源。

在加热冷却棒的内部设有通冷却介质的冷却隔热孔，当模具需要冷却时，向冷却隔热孔内通入冷却介质即可，而不是只依靠与加热冷却棒至少隔开几厘米的冷却装置来冷却，加热冷却棒可以迅速冷却，冷却更均匀，缩短了产品的生产周期，提高了效率，而且由于接触模芯成型面的熔融材料被急速冷却，因此接触模芯高光成型面的产品表层密度大，使产品的表面产生高光的效果。

模芯因包含加热冷却棒，总厚度可以较厚，因此模芯的刚性好，模芯成型产品时不容易变形，成型产品的质量好。加热冷却棒既有加热作用，又有冷却作用，冷却隔热孔加热时具有隔热作用，冷却时为冷却介质通道，简化了模具结构，降低了加工费用。而且模芯为一个整体，不需再设计与模芯分离的传热件、冷却件，结构简单。除成型面外，其余的面均不需加工成与成型面相配合的面。而目前的韩国、日本等可实现急热急冷的模具，除成型面外，还需加工成型面模芯的外表面、传热件的内表面、外表面、冷却件的内表面等配合接触面。与现有的韩国、日本等可实现急热急冷的模具相比，加工量相当于其1/3以下，大大降低了加工成本。冷却隔热孔加热时具有隔热作用，冷却时为冷却介质通道，起冷却作用，简化了模具结构，降低了加工费用，又提高了模芯的刚性。

作为改进，还包括设定个数的加热棒，在模芯内靠近成型面的位置设有加热棒容置孔，加热棒伸入加热棒容置孔内；在具有成型面的模芯内靠近加热棒的位置设有与加热棒对应的隔热冷却孔，隔热冷却孔置于加热棒远离成型面的一侧，隔热冷却孔的横截面外轮廓线为封闭曲线，一个或一个以上的隔热冷却孔从三个方向环绕对应的加热棒；在隔热冷却孔上设有冷却液入口和冷却液出口。

加热棒、隔热冷却孔直接设置在模芯内，模芯的成型面离加热棒的距离可以设计比较小，成型面与隔热冷却孔的距离也可以设计得比较小。加热棒离模芯成型面间的距离一般为3-20mm，加热棒的直径一般为3-15mm，加热棒之间的距离为一般为8-80mm，加热棒与隔热冷却孔间的距离一般为2-15mm。

模具需升温时，停止向隔热冷却孔通冷却液，冷却液排出，加热棒发热时隔热冷却孔内仅填充有空气，隔热冷却孔从三个方向环绕加热棒，具有很好地隔热效果，减少热量向加热棒远离模芯成型面的方向传导，使加热棒的热量绝大部分供给模具成型腔内的产品成型需要，加热棒的热量直接传递给模芯的成型面，因此成型面被快速、均匀地加热，并能急速加热到接近或等于熔融材料(如熔融的塑胶，金属)的温度。

当模具需要冷却时，向隔热冷却孔通冷却液，冷却液布满成型面外后侧的大部分区域，隔热冷却孔和加热棒均置于模芯内，隔热冷却孔靠近加热棒，冷却液从三个方向环绕加热棒，因此加热棒和模芯均能急速和均匀地被冷却。

作为又一改进，在安装有加热冷却棒的模具部分设有感应模具温度的温度感应器或在加热冷却棒上设有温度感应器，还设有与温度感应器电连接的控制单元，加热冷却棒与控制单元电连接。

温度感应器包括红外线温度感应器、温度传感器等。温度感应器可设置在模具的外表面，也可深入模具内靠近成型面型腔的某个位置。温度感应器可为一个，也可为多个。通过温度感应器感应模具某个位置的温度，进而确定模具成型面的温度，使控制单元控制加热冷却棒的发热量，可以使模具模芯的温度控制很精确。加热冷却棒与控制单元和温度传感器配合能根据不同的熔融材料精确控制模具温度。

作为进一步改进，还包括压缩空气管路；压缩空气管路通过电动控制阀与冷却隔热孔、隔热冷却孔的入口连接；电动控制阀与控制单元电连接。在对模具加热前，利用压缩空气将模具中的冷却隔热孔、隔热冷却孔的冷却水排出，防止了由于残留的冷却水汽化导致的高温高压对模具、管路及操作人员造成的危害，提高了设备的安全性。加热时，压缩空气管路将冷却隔热孔、隔热冷却孔内的冷却介质排干，可减少冷却隔热孔、隔热冷却孔的导热系数，特别是不会因残留的冷却介质在加热变成蒸汽时过大压力造成安全事故。

作为另一改进，在模芯的分型面、四个侧面的一个或一个以上的面上设有隔热孔或隔热槽。隔热槽或隔热孔进一步阻挡热量丧失，加热时使热量集中于模芯成型面，使模芯成型面升温更快、更均匀。

本发明的有益效果是，加热棒具有冷却、隔热和发热功能，控制模芯的成型面能被急速、均匀地加热和冷却，并能急速加热到接近或等于熔融材料的温度，因此成型的产品质量好，不易产生熔接痕、流痕和表面起泡等，光泽均匀、产品密度均匀、缩水小、减少了注射压力和在熔融材料凝固成型后因残余应力导致的产品变形。

附图说明

图1本发明实施例1的连接示意图。

图2是本发明实施例1的立体分解示意图。

图3是本实用实施例1的加热冷却棒的具有发热元件位置的横截面剖切示意图。

图4是本发明实施例1的加热冷却棒组件的立体分解示意图。

图5是本实用实施例2的加热冷却棒的具有发热元件位置的横截面剖切示意图。

图6是本实用实施例3的加热冷却棒的具有发热元件位置的横截面剖切示意图。

图7是本发明实施例4的立体分解示意图。

图8是本发明实施例4的加热冷却棒组件的立体分解示意图。

图9是本发明实施例4的加热冷却棒的具有发热元件位置的横截面剖切示意图。

图10是沿图9的A-A位置的剖切图。

图11是本发明实施例5的加热冷却棒的具有发热元件位置的横截面剖切示意图。

图12是本发明实施例6的立体分解示意图。

图13是本发明实施例6的前模模芯的主视示意图。

图14是本发明沿图13的B-B的剖视图。

图15是本发明实施例6的前模模芯与安装在其上的加热冷却装置的立体分解示意图。

图16是本发明实施例6的加热冷却棒的具有发热元件位置的横截面剖切示意图。

图17是本发明实施例7的立体分解示意图。

图18是本发明实施例7的前模模芯的主视示意图。

图19是本发明沿图18的C-C的剖视图。

图20是本发明实施例7的前模模芯与安装在其上的加热冷却装置的立体分解示意图。

图21是本发明实施例7的L型加热冷却棒具有发热元件位置的横截面剖切示意图。

图22是本发明实施例7的U型加热冷却棒具有发热元件位置的横截面剖切示意图。

图23是现有技术的立体分解示意图。

图24是图11从另一个方向投影的立体分解示意图。

实施例1

如图1所示，一种可实现急冷急热的模具，包括与注塑机电连接的控制单元，均与控制单元电连接的水泵、发热元件、温度感应器、电动控制水阀、电动控制气阀，电动控制气阀通过气管与调压过滤器、水/气管连接接头连接，电动控制水阀通过水管与水泵、水/气管连接接头连接，水/气管连接接头安装在冷却隔热孔、隔热冷却孔上并与冷却隔热孔、隔热冷却孔连通；调压过滤器通过气管与压缩空气泵连接。加热冷却棒、加热棒发热时的模具温度为60℃至500℃。

如图2所示，模具包括前模部分和后模部分1，前模部分包括具有成型面的模芯4、模芯座5、模芯座垫板6。模芯4安装在模芯座5内，模芯座5安装在模芯座垫板6上，模芯座垫板6安装在成型机上。温度感应器2为红外线温度感应器，温度感应器设置在模具的外表面。在模芯内设有成型面19和安装有加热冷却棒3。

如图3所示，模具加热冷却棒，包括加热冷却棒本体7和发热元件8，加热冷却棒本体7一体成型，在加热冷却棒本体7内沿轴向方向设有通冷却介质的冷却隔热孔9和容置发热元件8的发热元件容置孔。发热元件8为电发热元件发热；在电发热元件8和发热元件容置孔间设有导热绝缘层10，电发热元件8和导热绝缘层10接触，导热绝缘层10和发热元件容置孔的内侧壁接触；冷却隔热孔9和发热元件容置孔均为轴向通孔，个数均为一个；电源的正极和负极从电发热元件容置孔的两端与电发热元件8相连。加热冷却棒本体7为圆柱形，发热元件容置孔为圆柱形，冷却隔热孔9为环绕发热元件容置孔的月牙形。

如图4所示，在加热冷却棒3的两端设有密封塞11、密封塞12，在密封塞11、密封塞12与加热冷却棒3间分别设有密封圈13、密封圈14，在加热冷却棒3的一端的密封圈13和密封塞11上分别设有进水口15、进水口16，在加热冷却棒3的另一端的密封圈14和密封塞12上分别设有出水口17、出水口18，出水口17、出水口18的最低点与冷却隔热孔9的最低点齐平。在模芯4的侧面还设有隔热避空孔20。

在合模过程中，先由温度感应器测量模具的温度，如果模具的温度低于设定的温度，则控制单元控制加热冷却棒通电，利用加热冷却棒对模芯的成型面急速加热至等于或接近熔融材料的温度或设定温度。在温度感应器测定的温度到达设定的温度后，控制单元发出注射信号，注射机将熔融材料注射到型腔中，在注射过程中一直保持设定的温度。完成注射后，控制单元接收到注射终止的信号，电动控制阀开启，水泵抽取的水经电动控制阀进入冷却水管，再经冷却水管进入冷却隔热孔，当模具温度被冷却到设定的温度值时，控制单元向注塑机发出开模信号，注塑机打开模具并顶出产品。在注射机发出开模信号的同时，控制单元控制电动控制水阀关闭、冷却隔热孔内的水排出，电动控制气阀开启，压缩空气泵内的空气通过压滤过滤器、电动控制气阀进入冷却隔热孔，将冷却隔热孔内的残余冷却水通过模具内的冷却水出口吹出，然后进入下一个循环。

加热时，冷却隔热孔减少热量向加热棒远离模芯成型面的方向传导，冷却时冷却隔热孔靠近加热棒，因此模芯成型面能被急速、均匀地加热和冷却，并能急速加热到接近或等于熔融材料的温度，因此成型的产品质量好，不易产生熔接痕、流痕和表面起泡等，光泽均匀、产品密度均匀、缩水小、减少了注射压力和在熔融材料凝固成型后因残余应力导致的产品变形。

实施例2

如图5所示，与实施例1不同的是，加热冷却棒本体31为圆柱形，发热元件容置孔32截面为中心角小于180°的扇形，冷却隔热孔33截面为中心角大于180°的扇形，冷却隔热孔33从三个方向环绕发热元件容置孔32。温度感应器34设置在加热冷却棒本体31的一端，并伸入加热冷却棒本体31内。

实施例3

如图6所示，与实施例1不同的是，加热冷却棒本体41为圆柱形，发热元件容置孔42截面类似半圆形，冷却隔热孔43截面类似半圆形，冷却隔热孔的横截面大于发热元件的横截面。

实施例4

如图7所示，与实施例1不同的是，模具部分包括前模部分和后模部分51。前模部分包括具有成型面的模芯54、模芯座55、模芯座垫板56。温度感应器52为热电偶温度感应器，温度感应器设置在模具内。

如图7至10所示，模具加热冷却棒，包括加热冷却棒本体57和发热元件58，加热冷却棒本体57一体成型，外侧面为圆柱形，在加热冷却棒本体57内沿轴向方向设有通冷却介质的冷却隔热孔59、冷却隔热孔60和容置发热元件58的发热元件容置孔。冷却隔热孔59、冷却隔热孔60为轴向通孔，冷却隔热孔59、冷却隔热孔60为扇形。发热元件容置孔为盲孔，个数为一个，为扇形。冷却隔热孔59、冷却隔热孔60从三个方向环绕发热元件58。在加热冷却棒53置于模具内的一端的端部设有连通冷却隔热孔59、冷却隔热孔60的连通孔61，在连通孔61的端部设有密封塞62。在加热冷却棒53远离密封塞62的一端设有密封塞63，在密封塞63与加热冷却棒53间设有密封圈64，在密封圈64和密封塞63上分别设有进水口65、进水口66和出水口67、出水口68，出水口67、出水口68的最低点比冷却隔热孔60的最低点稍低。在模芯4的分型面上还设有隔热避空孔69。电源的正极和负极从发热元件容置孔远离密封塞62的一端和发热元件58相连。

实施例5

如图11所示，与实施例4不同的是，电加热冷却棒容置槽80为圆柱形，两个冷却隔热孔81、82为由与电加热冷却棒容置槽80非同心的的两个圆弧面相交并从中间隔开倒圆形成的两个对称孔。

实施例6

如图12至14所示，与实施例1不同的是，前模部分的模芯91的型腔的底部设有突出部92，在模芯91的底部设有加热冷却棒容置槽93，加热冷却棒容置槽93的中部为U型弯曲部94，U型弯曲部94置于突出部92内与突出部92形状相匹配。

如15、16所示，加热冷却棒本体95的横截面为带倒圆的矩形，发热元件容置槽96的横截面为为半圆形的开口槽，分布在加热冷却棒本体95朝向成型面97的一侧。冷却隔热孔98为带倒圆的矩形。发热元件99的形状与发热元件容置槽96的形状相同，发热元件容置槽96置于加热冷却棒本体95的一侧，发热元件99朝向成型面97的侧面100与加热冷却棒本体95朝向成型面97的侧面101齐平。加热冷却棒的中部弯折形成与U型弯曲部94配合的U型弯曲部。在发热元件99上设有与电源电连接的接头。

加热冷却棒102安装在模芯91的加热冷却棒容置槽93内，在加热冷却棒102的两端设有密封塞103、密封塞104，在密封塞103、密封塞104上分别设有进水口105和出水口106，在进水口105上设有连接有进水管107，在出水口106上连接有出水管108。

在模芯91内还设有电加热棒容置孔，在电加热棒容置孔内安装有电加热棒109。在靠近电加热棒109的位置设有与电加热棒109对应的隔热冷却孔(未示出)，一个加热棒对应一个隔热冷却孔。隔热冷却孔置于电加热棒109远离成型面97的一侧。隔热冷却孔为与加热棒容置孔同心的半圆弧形的环形槽，环形槽的转角圆角过渡。在隔热冷却孔的两端设有密封块容置孔110，密封块容置孔110与隔热冷却孔形状相似，与隔热冷却孔的各边距离相等。在密封块容置孔110内安装有密封块111、密封块112，在密封块111与隔热冷却孔间设有密封垫113，在密封块112与隔热冷却孔间设有密封垫114。在隔热冷却孔一端的密封块111、密封垫113上分别设有与隔热冷却孔连通的进水口115、进水口116，在隔热冷却孔一端的密封块112、密封垫114上分别设有与隔热冷却孔连通的出水口117、出水口118，进水口的水流量大于出水口的水流量。

实施例7

如图17至22所示，与实施例6不同的是，前模部分的模芯200的型腔的底部设有圆台形的突出部201，在模芯200的底部设有L型加热冷却棒容置槽202和U型加热冷却棒容置槽203，L型加热冷却棒容置槽202伸入突出部201内。在L加热冷却棒容置槽202内安装有L型加热冷却棒204，在U加热冷却棒203容置槽内安装有U型加热冷却棒205。

U型加热冷却棒本体206的外轮廓线的横截面类似半圆柱形，发热元件207的横截面为圆形，冷却隔热槽208的横截面为环形。L型加热冷却棒本体206、冷却隔热槽208的弧形面均匀发热元件容置孔207同心。

L型加热冷却棒本体包括内筒210和外筒209，隔热冷却孔为设置在内筒210内的两个半圆形的轴向孔211、轴向孔213，发热元件214缠绕在内筒210外，外筒209安装在发热元件214外，发热元件容置孔212为外筒209和内筒210形成的环形孔。轴向孔211、轴向孔213在U型加热冷却棒本体的一端连通，在其连通孔215内设有密封件216。

本发明的可实现模具急冷急热的结构，还可根据需要设计在后模部分的模芯上，其实施方式一致，不在详述。本发明中的加热冷却棒的电发热元件，其制作方式与电加热棒的制作方式相同。

Claims (15)

1.一种模具加热冷却棒，包括加热冷却棒本体和发热元件，其特征在于：在加热冷却棒本体内沿轴向方向设有模具需冷却时通冷却介质、模具需加热时排出冷却介质的冷却隔热孔和发热元件容置孔，发热元件安装在发热元件容置孔内。

2.如权利要求1所述的一种模具加热冷却棒，其特征在于：一个或一个以上的冷却隔热孔从三个方向环绕发热元件容置孔。

3.如权利要求2所述的一种模具加热冷却棒，其特征在于：发热元件为电发热元件；在电发热元件和发热元件容置孔间设有导热绝缘层，电发热元件和导热绝缘层接触，导热绝缘层和发热元件容置孔的内侧壁接触；冷却隔热孔和发热元件容置孔均为轴向通孔，个数均为一个；电源的正极和负极从发热元件容置孔的两端和电发热元件相连。

4.如权利要求2所述的一种模具加热冷却棒，其特征在于：加热冷却棒本体一体成型，加热冷却棒本体为圆柱形，发热元件容置孔为圆柱形，冷却隔热孔和发热元件容置孔均为轴向通孔，个数均为一个，冷却隔热孔为环绕发热元件容置孔的月牙形。

5.如权利要求2所述的一种模具加热冷却棒，其特征在于：发热元件为电发热元件；冷却隔热孔为轴向通孔，冷却隔热孔个数为两个，两个冷却隔热孔从三个方向环绕发热元件；发热元件容置孔的一端封闭，个数为一个；在对应发热元件容置孔封闭端的加热冷却棒上设有连通两个冷却隔热孔的连通孔，在连通孔的端部设有密封件；电源的正极和负极从发热元件容置孔远离密封件的一端与电发热元件相连；冷却介质的进口和出口也设置在发热元件容置孔远离密封件的一端。

6.如权利要求1所述的一种模具加热冷却棒，其特征在于：加热冷却棒本体一体成型，加热冷却棒本体为圆柱形，发热元件容置孔横截面为半圆形，冷却隔热孔横截面为半圆形；冷却隔热孔和发热元件容置孔均为轴向通孔，个数均为一个。

7.如权利要求1所述的一种模具加热冷却棒，其特征在于：发热元件的一个侧面与加热冷却棒本体的一个外侧面齐平。

8.如权利要求1所述的一种模具加热冷却棒，其特征在于：在加热冷却棒上设有弯折部。

9.如权利要求1所述的一种模具加热冷却棒，其特征在于：加热冷却棒本体包括内筒和外筒，冷却隔热孔为设置在内筒内的轴向孔，发热元件缠绕在内筒外，外筒安装在发热元件外，发热元件容置孔为外筒和内筒形成的环形孔。

10.如权利要求1至9任一项所述的一种模具加热冷却棒，其特征在于：在加热冷却棒上设有温度感应器。

11.一种使用1至9任一项权利要求所述的模具加热冷却棒的可实现急冷急热的模具，其特征在于：包括具有成型面的模芯，设定个数的加热冷却棒，在模芯内设有加热冷却棒容置槽，加热冷却棒安装在加热冷却棒容置槽内，加热冷却棒的外侧壁与加热冷却棒容置槽的内侧壁接触；加热冷却棒设有发热元件的一侧靠近模芯的成型面。

12.如权利要求11所述的一种可实现急冷急热的模具，其特征在于：还包括设定个数的加热棒，在模芯内靠近成型面的位置设有加热棒容置孔，加热棒伸入加热棒容置孔内；在具有成型面的模芯内靠近加热棒的位置设有与加热棒对应的隔热冷却孔，隔热冷却孔置于加热棒远离成型面的一侧，隔热冷却孔的横截面外轮廓线为封闭曲线，一个或一个以上的隔热冷却孔从三个方向环绕对应的加热棒；在隔热冷却孔上设有冷却液入口和冷却液出口。

13.如权利要求11所述的一种可实现急冷急热的模具，其特征在于：在安装有加热冷却棒的模具部分设有感应模具温度的温度感应器或在加热冷却棒上设有温度感应器，还设有与温度感应器电连接的控制单元，加热冷却棒与控制单元电连接。

14.如权利要求13所述的一种可实现急冷急热的模具，其特征在于：还包括压缩空气管路；压缩空气管路通过电动控制阀与冷却隔热孔的入口连接；电动控制阀与控制单元电连接。

15.如权利要求11所述的一种可实现急冷急热的模具，其特征在于：在模芯的分型面、四个侧面的一个或一个以上的面上设有隔热孔或隔热槽。

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