CN107310017B - 一种软硬双模模具及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软硬双模模具及其制作方法，它应用于将熔融金属送入地型和铸型的设备的模具。其包括合模后内部形成落槽砖空腔的上模、下模和两个端盖，所述上模包括上软模和上硬模，下模包括下软模和下硬模，所述上软模紧贴上硬模的内壁且上软模端面包裹上硬模端面，所述下软模紧贴下硬模的内壁且下软模端面包裹下硬模端面，所述上软模、下软模与端盖共同形成封闭的落槽砖空腔，所述上模和下模合模后形成两个端面，所述两个端面与对应的两个端盖固定连接；本发明用于落槽砖的生产，易开模、产品成品率高，而且生产的落槽砖表面光洁度好没有任何接痕。

Description

一种软硬双模模具及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种将熔融金属送入地型和铸型的设备的模具，具体的说是一种软硬双模模具及其制作方法。

背景技术

水冷式球墨铸铁管浇注系统使用的落槽砖，其形状不规则，产品尺寸不一，表面粗糙，无法实现机械化生产，生产效率没有保障。一体成型落槽砖的批量生产只能靠模具来实现，为了研制出寿命长、产品成品率高、费用低收益高的模具，本领域技术人员费尽了一番周折。

根据产品的特性，最早采用过一体成型落槽砖铸钢模具生产，然而无法实现开模；随后研制了未开片的树脂模具生产，经多次实验，发现树脂制作模具加工容易、制造方便，但吸附力大，不易开模，产品成品率低。由于模具与产品之间强大的吸附力，传统工艺是无法克服上下模吸附力强大造成的开模困难、产品残缺和模具报废的问题。

在此基础上研制了开片式树脂模具，解决了开模困难的问题，产品成品率也显著提高，然而生产出的产品表面有接痕，产品的使用过程也受到一定的影响，模具的研制依然有待改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于制作落槽砖的软硬双模模具及其制作方法，采用该模具制作落槽砖，不仅易开模、产品成品率高，而且产品的表面光洁度好没有任何接痕。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

本发明包括合模后内部形成落槽砖空腔的上模、下模和两个端盖，所述上模包括上软模和上硬模，下模包括下软模和下硬模，所述上软模紧贴上硬模的内壁且上软模端面包裹上硬模端面，所述下软模紧贴下硬模的内壁且下软模端面包裹下硬模端面，所述上软模、下软模与端盖共同形成封闭的落槽砖空腔，所述上模和下模合模后形成两个端面，所述两个端面与对应的两个端盖固定连接。

本发明进一步改进在于：所述上软模、上硬模、下软模和下硬模上均设有滑梯式底面、左右对称的过渡圆弧面和工艺斜面，所述滑梯式底面通过左右对称的过渡圆弧面与两侧的工艺斜面相连接。

本发明的进一步改进在于：所述上软模、上硬模、下软模和下硬模上分别设有上软模工艺面、上硬模工艺面、下软模工艺面和下硬模工艺面，所述上软模工艺面上设置的半球形下软模定位销与下软模工艺面上的半球形凹孔对应，所述上软模工艺面、上硬模工艺面、下软模工艺面和下硬模工艺面上均对应开设固定孔。

本发明的进一步改进在于：所述两个端面和对应的两个端盖上均开设固定孔，所述端面与对应的端盖均通过固定孔固定连接。

本发明的进一步改进在于：所述上软模和下软模是由硅胶材料制成，所述上硬模和下硬模是由树脂材料制成。

本发明还提供一种软硬双模模具的制作方法，包括胎具的制作和模具的制作，所述胎具制作包括上模胎具制作和下模胎具制作，所述模具制作包括上模制作、下模制作和端盖制作，所述上模制作包括上软模制作和上硬模制作，所述下模制作包括下软模制作和下硬模制作，其制作顺序为上模胎具制作、上软模制作、上硬模制作、下模胎具制作、下软模制作、下硬模制作和端盖制作。

本制作方法的进一步改进在于：所述上模胎具制作包括以下步骤：①制胚胎：在落槽砖尺寸相当的木板上按照图纸要求做出弓背向上的木质龙骨框架内衬，两侧底面各留出模具工艺面的位置，并将木质龙骨框架与木板固定，用石膏在龙骨框架内衬上堆砌成落槽砖外轮廓的胚胎；②经粗加工、半精加工和精加工石膏做成的胚胎，达到图纸要求：③抛光加工：在上述石膏胚胎的所有表面抛光，满足粗糙度要求，上模胎具工艺完成。

本制作方法的进一步改进在于：所述上模胎具制作完成后，进行上软模制作，所述上软模制作包括以下步骤：①将胎具两端面各紧贴大于端面70-80mm的玻璃板作为两端面基面和依托固定在木板上；②在胎具表面和玻璃板上刷涂脱模剂；③按比例调好硅胶；④在胎具和玻璃板上涂刷一层调好的硅胶，晾干后加一层纤维布，再涂刷一层硅胶，加一层纤维布，直到厚度达到8-10mm；⑤在两端面玻璃板上刷涂8-10mm厚硅胶和纤维布的基础上，继续刷涂硅胶、加入纤维布，直到做出厚度为12-14mm的两端面，完成上软模制作；

所述上硬模制作包括以下步骤：①上软模干燥后在硅胶表面刷涂脱模剂；②按比例调好树脂；③将调好的树脂涂刷在上软模表面，晾干后加入纤维布，刷涂10-12层后，做出加厚的两端面，完成上硬模制作。

本制作方法的进一步改进在于：所述上模胎具、上软模和上硬模制作完成后，上软模、上硬模连同上模胎具翻转成弓背向下，按照上模胎具的制作步骤完成下模胎具的制作；之后，在所述上软模的上软模工艺面上制作半球形下软模定位销，接着，按照上软模的制作步骤制作下软模，在下软模上与下软模定位销对应处自然形成半球形凹孔；然后按照上硬模制作步骤在下软模上制作下硬模。

本制作方法的进一步改进在于：上模和下模制作完成后，自上而下在下硬模工艺面、下软模工艺面、上软模工艺面和上硬模工艺面对应处开设固定孔并固定，在端面与端盖对应处开设固定孔并固定。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：

本发明采用软硬双模模具制作一体成型落槽砖，该模具采用硅胶和树脂制成，其寿命长、易开模、产品成品率高，制得的成品表面光洁度高，在本行业创新发展中占据了优势。生产制得的落槽砖产品在激烈的市场竞争中占据了主导地位，为行业发展指明了新方向，突破了生产瓶颈，实现了由不可能到可能的转变。

由硅胶制作的软模耐高温、耐腐蚀、抗老化、抗紫外线性强，其使用寿命长，具有高回弹性和良好的表面不粘性，由于一体成型落槽砖封存于上下软模内，硅胶制作软模的特性决定软模开模容易且产品表面光洁度高。

树脂具有固化方便、粘结力强的特性，所以由树脂制成的硬模，力学性质好，尺寸稳定性好，使用寿命长。且制造方便、加工容易为模具的优选材料。

在落槽砖生产过程中，采用边浇注边振动的方法，使得物料均匀被浇注到模具落槽砖空腔内，为生产光洁度高的落槽砖提供了保障。

附图说明

图1是本发明弓背朝上的上软模结构示意图；

图2是本发明弓背朝上的上硬模结构示意图；

图3是本发明弓背朝下的下软模结构示意图；

图4是本发明弓背朝下的下硬模结构示意图；

图5是本发明上下模合模后端面结构示意图。

其中，1、上软模；2、下硬模端面；3、固定孔；4、工艺斜面；5、下软模定位销；6、过渡圆弧面；7、滑梯式底面；8、上硬模；9、下软模；10、凹孔；11、下软模端面；12、下硬模；13、上软模端面；14、落槽砖空腔；20、上软模工艺面；21、上硬模工艺面；22、下软模工艺面；23、下硬模工艺面。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

一种软硬双模模具，其结构如图1-5所示，其包括合模后内部形成落槽砖空腔14的上模、下模和两个端盖，所述端盖包括两个大小不等的大端盖和小端盖，合模后形成大小不等的两个端面，分别为大端面和小端面，所述大端面与大端盖固定连接，合模后的小端面与小端盖固定连接。

所述上模包括上软模1和上硬模8，下模包括下软模9和下硬模12，所述上软模1紧贴上硬模8的内壁且上软模端面13包裹上硬模端面，所述下软模9紧贴下硬模12的内壁且下软模端面11包裹下硬模端面2，所述上软模1、下软模9与端盖共同形成封闭的落槽砖空腔14。

如图1所示，所述上软模1上设有上软模工艺面20，所述上软模工艺面20上设有半球形的下软模定位销5与下软模工艺面22上的半球形凹孔10对应，这样，上软模1和下软模9靠下软模定位销5和凹孔10完好定位。所述上软模工艺面20上还开设固定孔3，通过所述固定孔3与开设在上硬模8、下软模9和下硬模12固定连接。

如图2-4所示，所述上硬模8、下软模9和下硬模12上分别设有上硬模工艺面21、下软模工艺面22和下硬模工艺面23，所述上硬模工艺面21、下软模工艺面22和下硬模工艺面23上均开设固定孔3，上模和下模通过工艺面上设置的固定孔3用螺栓固定。

如图5所示，所述上模和下模固定连接后形成大小不等的两个端面，分别为大端面和小端面，所述大端面、小端面分别和与之对应连接的大端盖、小端盖上均开设固定孔3，也就是，大端面与大端盖、小端面与小端盖均通过固定孔3用螺栓固定连接。

如图1-4所示，所述上软模1、上硬模8、下软模9和下硬模12上均设有滑梯式底面7、左右对称的过渡圆弧面6和工艺斜面4，所述滑梯式底面7通过左右对称的过渡圆弧面6与两侧的工艺斜面4相连接。模具上滑梯式底面7、过渡圆弧面6和工艺斜面4的设置为生产出具有滑梯式底面7、过渡圆弧面6和工艺斜面4的落槽砖提供了可能。由这种软硬双模模具直接制得的一体成型落槽砖尺寸精准、表面光滑，整体强度大、耐高温，使用寿命长。滑梯式底面7与侧壁连接处的过渡圆弧面6以及工艺斜面4的设置使得粘铁面积小且铁水浇入时接触相对平缓，有效的防止了铁水外溢、铁豆飞溅，且使用完毕易于清理。其产品表面光洁无接缝痕迹，能满足生产的需要。

所述上软模1和下软模9是由硅胶材料制成，上软模1和下软模9与端盖形成落槽砖空腔14，落槽砖成品直接被上软模1和下软模9包裹，硅胶材料回弹性大和表面良好的不粘性，易于脱模和制得表面光滑的一体成型落槽砖；所述上硬模8和下硬模12是由树脂材料制成，树脂材料固化方便、力学性能和尺寸稳定性好，方便形成落槽砖的模型。软硬双模结合方可制得满足生产需求、光洁度高的落槽砖成品。

本发明还提供一种软硬双模模具的制作方法，包括以下步骤：上模制作、下模制作和端盖制作，所述上模制作包括上模胎具制作、上软模1制作和上硬模8制作；所述下模制作包括下模胎具制作、下软模9制作和下硬模12制作；所述端盖制作包括合模后与大端面配合的大端盖制作和合模后与小端面配合的小端盖制作。

模具制造过程中，上模和下模是相对而言的，可以先制造上模也可以先制造下模，但是整个制作步骤大同小异。下面以先制作上模为例详细说明上述软硬双模模具的具体制作步骤：

一、上模制作步骤：先制作上模的胎具，在胎具的基础上依次制作上软模

和上硬模。

1、上模胎具制作步骤包括：

①画图设计制作上模胚胎的具体尺寸；

②制胚胎：在与落槽砖尺寸大小相当的木板上按照设计图纸的要求作出弓背向上的木质龙骨框架、内衬，两侧底面留出70-80mm的工艺面，并将木质龙骨框架与木板固定，之后用石膏在龙骨框架内衬上

堆砌成落槽砖外轮廓的胚胎；

③粗加工：待石膏半凝固时，对缺陷部分填补，多余材料剔除，两工艺面的底面各留出70-80mm的工艺面；

④半精加工：在石膏凝固前按照图纸尺寸要求进行半精加工，给

精加工留出余量；

⑤精加工，石膏凝固后进行精加工达到图纸要求；

⑥抛光加工：用抛光布轮、水砂纸在所有表面抛光，达到0.8以上的粗糙度要求，上模胎具工艺完成。

如果有落槽砖产品，用此落槽砖产品做胎具就可以了，在落槽砖产品的表面就可以制作模具的上模和下模了，制上模胎具和下模胎具的步骤就可以省略了。

2、上软模1制作步骤包括：

①将上模胎具大小端面紧贴大于端面70-80mm的玻璃板作为两端面基面和依托，并将基面和依托固定在木板上；

②刷涂脱模剂：将脱模剂刷涂在胎具表面和玻璃板上，方便制成的上软模1与胎具的表面、玻璃板表面顺利脱开；

③按比例调至硅胶，将调好的硅胶在刷涂过脱模剂的胎具表面和玻璃板表面上涂刷一层，晾干后加入2﹟纤维布，再涂刷一层硅胶，以此类推直到涂刷厚度达到8-10mm，同时做出加厚的两端面，所述两端面的厚度为12-14mm；

3、上硬模8制作包括以下步骤：

①上软模1干燥后在其表面刷涂脱模剂，方便制成的上硬模8与原来的上软模1脱离；

②按比例调好树脂，将调好的树脂涂刷在上软模1表面，自然晾干后加入4﹟纤维布，以此类推刷涂10-12层，同时做出加厚的两端面。二、下模制作步骤：先制作下模的胎具，在下模胎具的基础上依次制作下软模9和下硬模12。

1、下模模具制作步骤包括：

①制胚胎：所述上模胎具、上软模1和上硬模8制作完成后，将上模胎具木板和制作上模的玻璃板拆掉，上软模1、上硬模8连同上模胎具翻转形成弓背向下，采用胶泥和橡皮泥将其固定在木板上并在翻转的龙骨框架内衬内表面上填充石膏制成落槽砖内模胚胎，形成落槽砖下膜轮廓胚胎；

②粗加工：待石膏半凝固时，对缺陷部分填补，多余材料剔除，两工艺面的底面各留出70-80mm的工艺面；

③半精加工：在石膏凝固前按照图纸尺寸要求进行半精加工，给精加工留出余量；

④精加工，石膏凝固后进行精加工达到图纸要求；

⑤抛光加工：用抛光布轮、水砂纸在所有表面抛光，达到0.8以上的粗糙度要求，下模胎具工艺完成。

2、下软模9制作工艺包括以下步骤：

①将下模胎具大小端面紧贴大于端面70-80mm的玻璃板作为两端面基面和依托固定在木板上，并在翻转后的上软模1的上软模工艺面20的两侧制作半球形下软模定位销5；

②制作完成下软模定位销5后，将脱模剂刷涂在胎具表面和玻璃板表面上；

③将调好的硅胶在胎具和玻璃板上涂刷一层，晾干后加入2﹟纤维布，再涂刷一层硅胶，以此类推直到厚度达到8-10mm，同时做出加厚的两端面12-14mm；

④刷涂过程中，下软模9的半球形定位凹孔10随上软模1的下软模定位销5自然形成硅胶软模；

3、下硬模12制作工艺包括以下步骤：

①待下软模9干燥后在硅胶表面刷涂脱模剂；

②将调好的树脂涂刷在下软模9的表面，自然晾干后加入4﹟纤维布，以此类推刷涂10-12层，同时做出加厚的两端面。

三、端盖的制作步骤：

1、上模和下模均制作完成后，用手枪钻自上而下在已制好、合模在一起的下硬模工艺面23、下软模工艺面22、上硬模工艺面21和上软模工艺面20上等距离开三个以上∮10-12的固定上下模的固定孔3，之后用螺栓固定，以方便生产过程的拆装。各固定孔3的间距为100-200mm为宜。

2、用树脂材料在合模后的大端面、小端面处制作与大端面、小端面同样尺寸的大端板和小端盖，其厚度为8-10mm,然后在端盖和端面的连接处配钻∮10-12mm通孔，之后用螺栓将端面与端盖固定。

到此为止，软硬双模模具的已经制作完成。

在使用上述软硬双模模具生产落槽砖过程中，其制作工艺如下：

①将硬模的内表面和软模的内、外表面清理干净，然后在软模的内外表面、硬模的内表面与端盖的内表面刷涂脱模剂后用螺栓将上下模、小端面与小端盖固定，实现合模；

②将合模后的模具弓背向下固定在工艺支架上，然后将此工艺支架放置在振动平台上，并使模具大端面平行于振动平台；

③浇注物料：从大端面处浇注物料，边浇注，边振动，物料以与端面平齐，不再冒泡为准，停止振动，用螺栓将大端面与大端盖固定；

④开模：24小时后开模，先将固定螺栓拧开，按照先开上模后开下模，先开硬模后开软模的顺序开模，轻柔的揭下软模，脱模后即制得光洁度高、无接缝痕迹的一体成型落槽砖成品。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种软硬双模模具，包括合模后内部形成落槽砖空腔（14）的上模、下模和两个端盖，其特征在于：所述上模包括上软模（1）和上硬模（8），下模包括下软模（9）和下硬模（12），所述上软模（1）紧贴上硬模（8）的内壁且上软模端面（13）包裹上硬模端面，所述下软模（9）紧贴下硬模（12）的内壁且下软模端面（11）包裹下硬模端面（2），所述上软模（1）、下软模（9）与两个端盖共同形成封闭的落槽砖空腔（14），所述上模和下模合模后形成两个端面，所述两个端面分别与对应的两个端盖固定连接；

所述端盖包括两个大小不等的大端盖和小端盖，合模后形成大小不等的两个端面，分别为大端面和小端面，所述大端面与大端盖固定连接，合模后的小端面与小端盖固定连接；

将合模后的模具弓背向下固定在工艺支架上，然后将此工艺支架放置在振动平台上，并使模具大端面平行于振动平台；从大端面处向落槽砖空腔（14）内浇注物料，边浇注，边振动，物料以与端面平齐，不再冒泡为准，停止振动，然后用螺栓将大端面与大端盖固定；静置24小时后开模制得一体成型落槽砖成品；

所述上软模（1）、上硬模（8）、下软模（9）和下硬模（12）上均设有滑梯式底面（7）、左右对称的过渡圆弧面（6）和工艺斜面（4），所述滑梯式底面（7）通过左右对称的过渡圆弧面（6）与两侧的工艺斜面（4）相连接；

所述上软模（1）、上硬模（8）、下软模（9）和下硬模（12）上分别设有上软模工艺面（20）、上硬模工艺面（21）、下软模工艺面（22）和下硬模工艺面（23），所述上软模工艺面（20）上设置的半球形下软模定位销（5）与下软模工艺面（22）上的半球形凹孔（10）对应，所述上软模工艺面（20）、上硬模工艺面（21）、下软模工艺面（22）和下硬模工艺面（23）上均对应开设固定孔（3）。

2.根据权利要求1所述的一种软硬双模模具，其特征在于：所述两个端面和对应的两个端盖上均开设固定孔（3），所述端面与对应的端盖通过固定孔（3）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种软硬双模模具，其特征在于：所述上软模（1）和下软模（9）

是由硅胶材料制成，所述上硬模（8）和下硬模（12）是由树脂材料制成。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的软硬双模模具的制作方法，其特征在于包括以下步骤：胎具的制作、模具的制作，所述胎具制作包括上模胎具制作和下模胎具制作，所述模具制作包括上模制作、下模制作和端盖制作，所述上模制作包括上软模（1）制作和上硬模（8）制作，所述下模制作包括下软模（9）制作和下硬模（12）制作，其制作顺序为上模胎具制

作、上软模（1）制作、上硬模（8）制作、下模胎具制作、下软模（9）制作、下硬模（12）制作和端盖的制作；

所述上模胎具的制作包括以下步骤：①制胚胎：在落槽砖尺寸相当的木板上按照图纸要求做出弓背向上的木质龙骨框架内衬，两侧底面各留出模具工艺面的位置，并将木质龙骨框架与木板固定，用石膏在龙骨框架内衬上堆砌成落槽砖外轮廓的胚胎；

②经粗加工、半精加工和精加工石膏做成的胚胎，达到图纸要求；

③抛光加工：将上述石膏胚胎的所有表面抛光，满足粗糙度要求，上模胎具制作完成；

所述上模胎具制作完成后，进行上软模（1）制作，所述上软模（1）制作包括以下步骤：

①将胎具两端面各紧贴大于端面70-80mm的玻璃板作为两端面基面和依托固定在木板上；

②在胎具表面和玻璃板上刷涂脱模剂；

③按比例调好硅胶；

④在胎具和玻璃板上涂刷一层调好的硅胶，晾干后加一层纤维布，再涂刷一层硅胶，加一层纤维布，直到厚度达到8-10mm；

⑤在两端面玻璃板上刷涂8-10mm厚硅胶和纤维布的基础上，继续刷涂硅胶、加入纤维布，直到做出厚度为12-14mm的两端面，完成上软模（1）制作；

所述上硬模（8）制作包括以下步骤：

①上软模（1）干燥后在硅胶表面刷涂脱模；

②按比例调好树脂剂；

③将调好的树脂涂刷在上软模（1）表面，晾干后加入纤维布，刷涂10-12层后，做出加厚的两端面，完成上硬模（8）制作。

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于：所述上模胎具制作、上软模（1）制作和上硬模（8）制作完成后，上软模（1）、上硬模（8）连同上模胎具翻转成弓背向下，照上模胎具制作步骤完成下模胎具制作；之后，在所述上软模（1）的上软模工艺面（20）上制作半球形下软模定位销（5），接着，按照上软模（1）的制作步骤制作下软模（9），在下软模（9）上与下软模定位销（5）对应处自然形成半球形凹孔（10）；然后按照上硬模（8）制作步骤在下软模（9）上制作下硬模（12）。

6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于：上模和下模制作完成后，自上而下在下硬模工艺面（23）、下软模工艺面（22）、上软模工艺面（20）和上硬模工艺面（21）对应处开设固定孔（3）并固定，在端面与端盖对应处开设固定孔（3）并固定。