CN107745489B - 一种螺杆转子快速成型模具 - Google Patents

一种螺杆转子快速成型模具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种螺杆转子快速成型模具，包括模具定模、模具左滑块、模具动模、模具右滑块四部分分模，其中每个分模均构成螺杆的1/4外轮廓并相互衔接；模具定模固定在铸塑设备上，模具动模位于定模的对面，模具左滑块、模具右滑块分别位于两侧面对接组合；而每个分模均由油缸移动；各分模包括心轴、型芯片、芯片、模具壳、油缸、注塑孔；模具壳内固定的托板上用心轴铰接型芯片，楔形芯片插入2个型芯片之间后，它们的外表面构成一个螺旋槽内的螺纹面模具；两个螺旋槽相邻的型芯片被托块隔开，托块内表面构成螺杆叶片的外圆周轮廓模具；本发明缩减了加工周期，降低了成本，解决了传统加工方式加工变节距复杂型线螺杆的加工困难的问题。

Description

一种螺杆转子快速成型模具
技术领域
本发明涉及一种螺杆转子快速成型模具，属于螺杆加工技术领域。
背景技术
目前，传统的螺杆转子，均采用机加工的方式加工出来，如果螺杆的型线复杂的情况下，所采用的加工设备精度要求会非常高。其缺点是：第一，普通螺杆采用普通设备进行加工，加工后精度低，材料浪费大；第二，对于复杂一些的螺杆在采用普通设备无法实现时通常采用加工中心进行加工，加工精度虽说有提升，但是在螺杆型线上受限制，加工周期相对要长一些。第三，螺杆螺距如果有渐变，而且螺杆型线有多种型线组合而成时，上述的加工手段就无法实现，就得采用现在的五轴加工中心来加工，加工成本高，材料浪费大，加工周期长；如果需要做到防腐，还需要在加工后的螺杆转子上进行涂层包敷，但包敷上的涂层容易脱落。所以急需一种方法，来解决传统制造加工的方法所带来的加工困难，加工周期长，成本高，材料浪费大的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺杆转子快速成型模具，来解决传统变节距复杂型线螺杆加工成本高，周期长，材料浪费的问题。
本发明采用以下的技术方案：
一种螺杆转子快速成型模具，它包括：模具定模(1)、模具左滑块(2)、模具动模(3)、模具右滑块(4)四部分分模，该四部分分模中每一部分分模构成螺杆转子按圆周4等分后的1/4外轮廓模具并相互衔接；所述模具定模(1) 固定在铸塑设备上(13)，所述模具动模(3)位于所述模具定模的对面，模具左滑块(2)、模具右滑块(4)分别位于两侧面，该四部分分模对接组合后构成所述成型模具；而每一部分分模均由油缸(11)作为移动的动力源；
所述模具定模(1)、模具左滑块(2)、模具动模(3)和模具右滑块(4) 各个分模包括心轴(5)、型芯片(6)、芯片(7)、模具壳(8)、油缸(11)；所述的模具定模(1)内包含注塑孔(12)；所述模具动模(3)包括模具定位块(9)、螺杆龙骨(10)；
所述分模内腔与所述螺杆龙骨(10)之间预留注塑层厚度间隙；
所述模具壳内固定托板(81)，所述托板上用所述心轴(5)铰接型芯片，在所述螺杆龙骨(10)相邻两个叶片之间的一个螺旋槽内设置2个型芯片，在该2个型芯片之间插入相配合的楔形芯片；所述芯片外端固定在牵引板(21) 上，所述牵引板位于所述模具壳内的所述托板外面并在所述模具壳内预留移动空间(23)，所述托板上预留所述芯片插孔；所述芯片从所述插孔插入该2 个型芯片之间后，所述2个型芯片外表面构成一个螺旋槽内的螺纹面模具，所述2个型芯片与所述芯片的顶面构成一个螺旋槽内的螺杆轴面模具；相邻两个螺旋槽的相邻所述型芯片之间被固定在所述托板上的托块(20)隔开，所述托块外表面构成所述螺杆叶片的外圆周轮廓模具；位于两端的轴头托块 (22)固定在所述托板上，其内表面构成所述螺杆轴端的外轮廓模具；所述牵引板由牵引板液压缸拖动；
所述模具定模(1)上设置通入内部的所述注塑孔(12)，所述注塑孔(12) 穿过所述托块连通内部。
所述型芯片(6)在螺旋槽内绕心轴(5)向叶片摆动；所述型芯片(6) 的一面型状为斜度为5度的斜面，所述型芯片(6)的另一面形状与螺杆转子的相应位置的螺旋部分的型线一致；工作状态是在油缸(11)带动分模及连在一体的托板(81)推动型芯片(6)进入到螺杆型线的螺旋槽内，所述型芯片(6)的斜面与芯片(7)进行配合，所述型芯片(6)的螺旋曲面与螺杆转子的螺旋曲面进行配合；所述芯片(7)两端面均为斜面，斜度为5度；所述芯片(7)固定在牵引板上，工作状态是在牵引板液压缸的推动下，将芯片(7) 推入两个型芯片(6)中间，用于固定两个型芯片(6)不摆动；完成工作后，芯片(7)再通过牵引板液压缸的带动下抽出。
合模时，先将所述螺杆龙骨(10)的轴两端端头定位在所述模具动模(3) 内的模具定位块(9)上，并将所述模具动模(3)内芯片(7)置入所述型芯片(6)内；在油缸(11)作用下，先将模具左滑块(2)及模具右滑块(4) 滑动到与模具定模(1)合模位置，所述该三部分分模中的芯片(7)在合模前置入或合模后置入，然后再将模具动模(3)与模具定模(1)合上锁死；所述的托块外表面与所述螺杆龙骨(10)每一环叶片外圆周的部分轮廓吻合构成所述螺杆转子的叶片外圆周上的外轮廓，所述型芯片(6)外表与所述螺杆龙骨(10)部分螺旋面的型线相吻合构成螺旋曲面的外轮廓；四部分所述分模的托块、型芯片、芯片为合成所述螺杆转子的外轮廓并预留注塑层间隙，且各占1/4螺杆转子轮廓。
开模时，达到技术要求后首先将模具定模(1)中的芯片(7)抽出然后开模，其次在PLC的控制下同时把模具左滑块(2)及模具右滑块(4)中的芯片(7)取出，打开滑块，最后将模具动模(3)中的芯片(7)抽出，所有芯片(7)抽出后型芯片(6) 会绕着心轴(5)转动，避开型线中的倒稍，把模具左滑块(2)、模具动模(3)、模具右滑块(4)打开，最后将注塑成型的螺杆转子从模具动模(3)中取出。
每一部分分模均由两个油缸作为动力源拖动。
位于所述的螺杆龙骨两端尾部的叶片为非完整螺旋面的或为非完整螺旋槽的，所述非完整螺旋槽内的所述型芯片为单个与所述叶片有螺旋部分的型线相对应。
所述分模内的所述型芯片(6)为多块，所述芯片(7)为多块，所述牵引板至少为两块。
本发明的优点如下：
1.传统的螺杆加工制造过程中，通常采用的机械切削加工的方法，加工周期长，材料浪费多，如果采用此模具进行浇注可以节省成本60％。由于不需要进行粗加工，所以在材料节省上有了很大的改观。在有特殊要求的防腐工况，无需再进行包敷处理，从而也就降低了涂层脱落的现象。因此降低了生产成本，可靠性得以加强。
2.螺杆为变节距复杂型线螺杆，螺杆的节距是渐变，型线也是变化的，从而使加工成本加大。采用本发明模具进行浇注，可以更快更好的达到设计要求，避免了螺杆的二次加工，从而提高了生产效率。
附图说明：
图1为本发明模具工作状态俯视示意图；
图2为本发明模具工作状态侧视示意图；
图3为本发明模具工作状态A-A剖面示意图；
图4为本发明模具工作状态B-B剖面示意图；
图5-1、5-2、5-3为本发明模具螺杆龙骨定位主、左、俯示意图；
图6-1、6-2、6-3为本发明模具工作状态油缸作用下主、左、俯示意图；
图7-1为本发明模具工作状态俯视示意图；图7-2、7-3为本发明模具上注塑孔示意图；
图8-1、8-2为本发明螺杆注塑合模后工作状态图、工作状态图的剖视图；
图9为本发明螺杆注塑成型后剖面示意图；
图10-1、10-2为本发明螺杆型线剖面局部示意图；
图11-1、11-2、11-3、11-4为本发明型芯片凸面主、左、俯、立体示意图；
图12-1、12-2、12-3、12-4为本发明芯片主、左、俯、立体示意图；
图13-1、13-2、13-3、13-4为本发明型芯片凹面主、左、俯、立体示意图；
附图编号说明：
模具定模1、模具左滑块2、模具动模3、模具右滑块4、心轴5、型芯片6、芯片7、模具壳8、托板81、模具定位块9、螺杆龙骨10、油缸11、注塑孔12；托块20、牵引板21、轴头托块22、移动空间23。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
以下实施例仅是为清楚表达此发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在下述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，而这些属于本发明精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
参见各图所示，本发明的一种螺杆转子快速成型模具，它包括：模具定模 1、模具左滑块2、模具动模3、模具右滑块4四部分分模，该四部分分模中每一部分分模构成螺杆转子按圆周4等分后的1/4外轮廓模具并相互衔接；所述模具定模1固定在铸塑设备上13，所述模具动模3位于所述模具定模的对面，模具左滑块2、模具右滑块4分别位于两侧面，该四部分分模对接组合后构成所述成型模具；而每一部分分模均由油缸11作为移动的动力源；
所述模具定模1、模具左滑块2、模具动模3和模具右滑块4各个分模包括心轴5、型芯片6、芯片7、模具壳8、油缸11；所述的模具定模1内包含注塑孔12；所述模具动模3包括模具定位块9、螺杆龙骨10；
所述分模内腔与所述螺杆龙骨10之间预留注塑层厚度间隙；
所述模具壳内固定托板81，所述托板上用所述心轴5铰接型芯片，在所述螺杆龙骨10相邻两个叶片之间的一个螺旋槽内设置2个型芯片，在该2 个型芯片之间插入相配合的楔形芯片；所述芯片外端固定在牵引板21上，所述牵引板位于所述模具壳内的所述托板外面并在所述模具壳内预留移动空间23，所述托板上预留所述芯片插孔；所述芯片从所述插孔插入该2个型芯片之间后，所述2个型芯片外表面构成一个螺旋槽内的螺纹面模具，所述2个型芯片与所述芯片的顶面构成一个螺旋槽内的螺杆轴面模具；相邻两个螺旋槽的相邻所述型芯片之间被固定在所述托板上的托块20隔开，所述托块外表面构成所述螺杆叶片的外圆周轮廓模具；位于两端的轴头托块22固定在所述托板上，其内表面构成所述螺杆轴端的外轮廓模具；所述牵引板由牵引板液压缸拖动；
所述模具定模1上设置通入内部的所述注塑孔12，所述注塑孔12穿过所述托块连通内部。
所述型芯片6在螺旋槽内绕心轴5向叶片摆动；所述型芯片6的一面型状为斜度为5度的斜面，所述型芯片6的另一面形状与螺杆转子的相应位置的螺旋部分的型线一致；工作状态是在油缸11带动分模及连在一体的托板81推动型芯片6进入到螺杆型线的螺旋槽内，所述型芯片6的斜面与芯片7进行配合，所述型芯片6的螺旋曲面与螺杆转子的螺旋曲面进行配合；所述芯片7两端面均为斜面，斜度为5度；所述芯片7固定在牵引板上，工作状态是在牵引板液压缸的推动下，将芯片7推入两个型芯片6中间，用于固定两个型芯片6不摆动；完成工作后，芯片7再通过牵引板液压缸的带动下抽出。
合模时，先将所述螺杆龙骨10的轴两端端头定位在所述模具动模3内的模具定位块9上，并将所述模具动模3内芯片7置入所述型芯片6内；在油缸11作用下，先将模具左滑块2及模具右滑块4滑动到与模具定模 1合模位置，所述该三部分分模中的芯片7在合模前置入或合模后置入，然后再将模具动模3与模具定模1合上锁死；所述的托块外表面与所述螺杆龙骨10每一环叶片外圆周的部分轮廓吻合构成所述螺杆转子的叶片外圆周上的外轮廓，所述型芯片6外表与所述螺杆龙骨10部分螺旋面的型线相吻合构成螺旋曲面的外轮廓；四部分所述分模的托块、型芯片、芯片为合成所述螺杆转子的外轮廓并预留注塑层间隙，且各占1/4螺杆转子轮廓。
开模时，达到技术要求后首先将模具定模1中的芯片7抽出然后开模，其次在PLC的控制下同时把模具左滑块2及模具右滑块4中的芯片7取出，打开滑块，最后将模具动模3中的芯片7抽出，所有芯片7抽出后型芯片6会绕着心轴5转动，避开型线中的倒稍，把模具左滑块2、模具动模3、模具右滑块4打开，最后将注塑成型的螺杆转子从模具动模3中取出。
每一部分分模均由两个油缸作为动力源拖动。
位于所述的螺杆龙骨两端尾部的叶片为非完整螺旋面的或为非完整螺旋槽的，所述非完整螺旋槽内的所述型芯片为单个与所述叶片有螺旋部分的型线相对应。
所述分模内的所述型芯片6为多块，所述芯片7为多块，所述牵引板至少为两块。参见图9。
对本发明进一步详述如下：如图1-4所示，为本发明一种螺杆转子快速成型模具的组成部分，它包括：模具定模1、模具左滑块2、模具动模3、模具右滑块4、心轴5、型芯片6、芯片7、模具壳8、托板81、模具定位块9、螺杆龙骨10、油缸11、注塑孔12、托块20、牵引板21、轴头托块22、移动空间23。
如图5-图8所示，为本发明一种螺杆转子快速成型模具的工作状态示意图，螺杆龙骨10置于模具动模3内的模具定位块9上，定好位后在油缸11作用下，先将模具左滑块2及模具右滑块4滑动到合模的准确位置，然后再将模具动模3与模具定模1合上锁死。将所需要的注塑料通过模具定模1的注塑孔12注入到模具里面，注塑料会按铸塑模具里的空间余量及形状在压力作用下均匀流动，从而形成不规则的螺旋面。
加工时所述螺杆骨架10首先预热保温，所述模具置于铸塑设备上，将模具加热，此模具包括模具定模1、模具左滑块2、模具动模3、模具右滑块 4四部分，模具定模1有一个注塑孔12，将加热后的注塑材料通过注塑孔12 注入到模具里面，注塑料会按铸塑模具里的空间余量及形状在压力作用下均匀流动，从而形成不规则的螺旋面。为了两种材料更好结合需要加热后再进行浇注，所以在浇注前，螺杆龙骨10及模具均需要加热保温，注入材料后还需要进行保温保压。
所述的螺杆龙骨10在模具中铸塑成型后进行保温保压，达到技术要求后首先将模具定模1中的芯片7抽出然后开模，其次在PLC的控制下同时把模具左滑块2及模具右滑块4中的芯片7取出，打开滑块，最后将模具动模3 中的芯片7抽出，所有芯片7抽出后型芯片6会绕着心轴5转动，避开型线中的倒稍，把模具左滑块2、模具动模3、模具右滑块4打开，最后将注塑成型的螺杆转子从模具动模3中取出
如图9-图13所示，为本发明一种螺杆转子快速成型模具的各配件的形状示意图。
模具合模时，先将型芯片6按技术要求置于螺杆龙骨10的螺旋槽内，芯片7可以与型芯片6一同压入，也可以在型芯片6压入后再压入芯片7。固定好以后通过模具定模1上的注塑孔12注入注塑料。
型芯片6与螺杆螺纹的两面的形状相吻合，是为了铸塑过程中，注入料沿着型芯片6成型。而芯片7是为了配合型芯片6在注入料前将型芯片6推到准确位置从而完成注料，注料时，料沿着型芯片6流动成型。注塑完成后芯片7抽出，从而使型芯片6可以摆动，从而避免成型后的零件螺旋面的损坏。
注塑料会按铸塑模具里的空间余量及形状在压力作用下均匀流动，从而形成不规则的螺旋面。铸塑成型后进行保温保压。开模时，达到技术要求后首先将模具定模1中的芯片7抽出然后开模，其次在PLC的控制下同时把模具左滑块2及模具右滑块4中的芯片7取出，打开滑块，最后将模具动模3中的芯片7顶出，所有芯片7顶出后型芯片6会绕着心轴5转动，避开型线中的倒稍，把模具左滑块2、模具动模3、模具右滑块4打开，最后将注塑成型的螺杆转子从模具动模3中取出。
模具定位块9为传统的快速夹紧轴端的装置，具体是将螺杆龙骨10轴两端用夹具夹紧固定。
其工作原理如下：
所述螺杆转子快速成型模具主要由模具定模1、模具左滑块2、模具动模3、模具右滑块4四部分组成，而每一部分均有两个油缸11作为动力源。模具定模1固定在铸塑设备上，其中模具动模3、模具左滑块2、模具右滑块4分别位于定模上面及两侧面。在模具动模3内有模具定位块9，螺杆龙骨10置于模具动模3内的模具定位块9上，定好位后在油缸11作用下，先将模具左滑块2及模具右滑块4滑动到与模具定模1合模位置，然后再将模具动模3与模具定模1合上锁死。将所需要的注塑料通过模具定模1的注塑孔12注入到模具里面，注塑料会按铸塑模具里的空间余量及形状在压力作用下均匀流动，从而形成不规则的螺旋面。铸塑成型后进行保温保压。开模时，达到技术要求后首先将模具定模1中的芯片7抽出然后开模，其次在PLC的控制下同时把模具左滑块2及模具右滑块4中的芯片7取出，打开滑块，最后将模具动模3中的芯片7抽出，所有芯片7抽出后型芯片6会绕着心轴 5转动，避开型线中的倒稍，把模具左滑块2、模具动模3、模具右滑块4打开，最后将注塑成型的螺杆转子从模具动模3中取出。

Claims (7)

1.一种螺杆转子快速成型模具，其特征在于，它包括：模具定模(1)、模具左滑块(2)、模具动模(3)、模具右滑块(4)四部分分模，该四部分分模中每一部分分模构成螺杆转子按圆周4等分后的1/4外轮廓模具并相互衔接；所述模具定模(1)固定在铸塑设备上(13)，所述模具动模(3)位于所述模具定模的对面，模具左滑块(2)、模具右滑块(4)分别位于两侧面，该四部分分模对接组合后构成所述成型模具；而每一部分分模均由油缸(11)作为移动的动力源；
所述模具定模(1)、模具左滑块(2)、模具动模(3)和模具右滑块(4)各个分模包括心轴(5)、型芯片(6)、芯片(7)、模具壳(8)、油缸(11)；
所述的模具定模(1)内包含注塑孔(12)；所述模具动模(3)包括模具定位块(9)、螺杆龙骨(10)；
所述分模内腔与所述螺杆龙骨(10)之间预留注塑层厚度间隙；
所述模具壳内固定托板(81)，所述托板上用所述心轴(5)铰接型芯片，在所述螺杆龙骨(10)相邻两个叶片之间的一个螺旋槽内设置2个型芯片，在该2个型芯片之间插入相配合的楔形芯片(7)；所述芯片外端固定在牵引板(21)上，所述牵引板位于所述模具壳内的所述托板外面并在所述模具壳(8)内预留移动空间(23)，所述托板(81)上预留所述芯片插孔；所述芯片从所述插孔插入该2个型芯片之间后，所述2个型芯片外表面构成一个螺旋槽内的螺纹面模具，所述2个型芯片与所述芯片的顶面构成一个螺旋槽内的螺杆轴面模具；相邻两个螺旋槽的相邻所述型芯片之间被固定在所述托板上的托块(20)隔开，所述托块外表面构成所述螺杆叶片的外圆周轮廓模具；
位于两端的轴头托块(22)固定在所述托板上，其内表面构成所述螺杆轴端的外轮廓模具；所述牵引板由牵引板液压缸拖动；
所述模具定模(1)上设置通入内部的所述注塑孔(12)，所述注塑孔(12)穿过所述托块连通内部。
2.根据权利要求1所述的一种螺杆转子快速成型模具，其特征在于：所述型芯片(6)在螺旋槽内绕心轴(5)向叶片摆动；所述型芯片(6)的一面型状为斜度为5度的斜面，所述型芯片(6)的另一面形状与螺杆转子的相应位置的螺旋部分的型线一致；工作状态是在油缸(11)带动分模及连在一体的托板(81)推动型芯片(6)进入到螺杆型线的螺旋槽内，所述型芯片(6)的斜面与芯片(7)进行配合，所述型芯片(6)的螺旋曲面与螺杆转子的螺旋曲面进行配合；所述芯片(7)两端面均为斜面，斜度为5度；所述芯片(7)固定在牵引板上，工作状态是在牵引板液压缸的推动下，将芯片(7)推入两个型芯片(6)中间，用于固定两个型芯片(6)不摆动；完成工作后，芯片(7)再通过牵引板液压缸的带动下抽出。
3.根据权利要求1所述的一种螺杆转子快速成型模具，其特征在于：合模时，先将所述螺杆龙骨(10)的轴两端端头定位在所述模具动模(3)内的模具定位块(9)上，并将所述模具动模(3)内芯片(7)置入所述型芯片(6)内；在油缸(11)作用下，先将模具左滑块(2)及模具右滑块(4)滑动到与模具定模(1)合模位置，所述该三部分分模中的芯片(7)在合模前置入或合模后置入，然后再将模具动模(3)与模具定模(1)合上锁死；所述的托块外表面与所述螺杆龙骨(10)每一环叶片外圆周的部分轮廓吻合构成所述螺杆转子的叶片外圆周上的外轮廓，所述型芯片(6)外表与所述螺杆龙骨(10)部分螺旋面的型线相吻合构成螺旋曲面的外轮廓；四部分所述分模的托块、型芯片、芯片为合成所述螺杆转子的外轮廓并预留注塑层间隙，且各占1/4螺杆转子轮廓。
4.根据权利要求1所述的一种螺杆转子快速成型模具，其特征在于：开模时，达到技术要求后首先将模具定模(1)中的芯片(7)抽出然后开模，其次在PLC的控制下同时把模具左滑块(2)及模具右滑块(4)中的芯片(7)取出，打开滑块，最后将模具动模(3)中的芯片(7)抽出，所有芯片(7)抽出后型芯片(6)会绕着心轴(5)转动，避开型线中的倒稍，把模具左滑块(2)、模具动模(3)、模具右滑块(4)打开，最后将注塑成型的螺杆转子从模具动模(3)中取出。
5.根据权利要求1所述的一种螺杆转子快速成型模具，其特征在于：每一部分分模均由两个油缸作为动力源拖动。
6.根据权利要求1所述的一种螺杆转子快速成型模具，其特征在于：位于所述的螺杆龙骨两端尾部的叶片为非完整螺旋面的或为非完整螺旋槽的，所述非完整螺旋槽内的所述型芯片为单个与所述叶片有螺旋部分的型线相对应。
7.根据权利要求1所述的一种螺杆转子快速成型模具，其特征在于：所述分模内的所述型芯片(6)为多块，所述芯片(7)为多块，所述牵引板至少为两块。
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