CN109397669B - 一种汽车风管成型装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车风管成型装置及方法，该装置包括机架、上料框、吹气系统和成型组件，所述机架中部设有成型空间，所述上料框设于所述成型空间，且所述上料框两侧均设有物料固定区，所述吹气系统包括吹气管，所述吹气管伸入所述上料框两侧的所述物料固定区之间，所述成型组件包括对称设置在所述成型空间两侧的模具，且所述模具上均设有在开模方向上可伸缩的预压框，且两个所述预压框用于夹紧所述上料框两侧的所述物料固定区上的物料并形成预压区，且所述吹气管的管口在所述预压区内。本发明提供了一种汽车风管成型装置及方法，通过增加预压框，使物料片在成型前先进行预压拉伸，保障了物料片的拉伸效果，减少耗能。

Description

一种汽车风管成型装置及方法

技术领域

本发明涉及汽车空调技术领域，具体涉及一种汽车风管成型装置及方法。

背景技术

目前，汽车XPE风管成型一般通过模具依次经过上料、加热、合模、焊接等工艺制作而成，在合模过程中，往往只采用抽真空产生负压的方法来对风管材料片进行拉伸，且一般是采用单片成型再焊接的方式，工艺步骤较多。在目前的制作过程中，当模具的形状较复杂时，这种方式会造成材料拉伸不均匀或不彻底，或者是真空效果不明显，从而会影响最终的风管质量，另外，目前使用的全自动大机器对于场地电力的要求较高，投入成本及运行成本均较高，不适合在产品开发前期或产品批量较小的生产，难以普及。因此目前双片一体成型是工艺技术发展的一个趋势，但是现有技术中双片一体成型还不成熟，因此，需要对目前风管成型的装置和方法进行改进。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种汽车风管成型装置及方法，通过增加预压框，使物料片在成型前先进行预压拉伸，保障了物料片的拉伸效果，提高了复杂形状风管的成型效果。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

机架，其中部设有成型空间；

上料框，其设于所述成型空间，且所述上料框两侧均设有物料固定区；

吹气系统，其包括吹气管，所述吹气管伸入所述上料框两侧的所述物料固定区之间；

成型组件，其包括对称设置在所述成型空间两侧的模具，且所述模具上均设有在开模方向上可伸缩的预压框，且两个所述预压框用于夹紧所述上料框两侧的所述物料固定区上的物料并形成预压区，且所述吹气管的管口在所述预压区内。

在上述技术方案的基础上，所述成型装置还包括加热系统，其包括两块间隔设置的加热板，两块所述加热板相对所述成型空间前后运动，所述加热板用于对所述上料框两侧的所述物料固定区上的物料加热。

在上述技术方案的基础上，所述成型空间的顶部和底部上分别设有上支撑滑块和下支撑滑块，所述上支撑滑块和下支撑滑块均可在开模和合模的方向上自由滑动。

在上述技术方案的基础上，所述上料框的顶部和底部分别可拆卸地与所述上支撑滑块和下支撑滑块相连，所述上料框的顶部设有通气孔。

在上述技术方案的基础上，其中一所述预压框的顶边上设有朝开模方向的凹槽，所述凹槽的形状与所述吹气管的截面尺寸匹配，且所述凹槽位于所述通气孔的投影面积内，所述吹气管依次穿过所述通气孔和凹槽伸入所述上料框两侧的所述物料固定区之间。

在上述技术方案的基础上，所述模具上均设有用于形成负压的真空孔，所述真空孔上连接有真空泵，所述真空泵用于抽气对所述模具表面形成负压。

在上述技术方案的基础上，所述成型装置还包括切割系统，所述切割系统包括切割底板，所述切割底板位于所述模具的外侧且通过多个弹簧与所述模具相连，每一所述切割底板上均设有一切割刀，所述模具合模后压缩所述切割底板，两个所述切割刀伸出分别切割所述物料固定区两侧多余的物料。

在上述技术方案的基础上，所述上料框的长度和宽度均大于所述切割底板。

本发明还提供一种汽车风管成型的方法，其包括：

将物料固定于上料框的物料固定区上，将吹气管伸入至物料固定区内，对所述物料加热，加热结束后驱动两个所述模具开始合模，预压框夹紧所述上料框两侧的所述物料固定区上的物料形成预压区，启动吹气系统开始预压吹气，对物料进行提前拉伸，预压结束后，继续加压合模，再次启动所述吹气系统对所述物料进一步拉伸，使所述物料贴合在所述模具的内表面成型。

在上述技术方案的基础上，所述成型装置还包括切割系统，所述切割系统包括切割底板，所述切割底板位于所述模具的外侧且通过多个弹簧与所述模具相连，每一所述切割底板上均设有一切割刀，所述模具合模后压缩所述切割底板，两个所述切割刀伸出分别切割所述物料固定区两侧多余的物料；

在所述物料固定区的所述物料冷却硬化后，压缩所述切割底板，所述切割底板与模具靠近，驱动所述切割刀切除成型后的所述物料片两侧多余的物料，开启所述模具，取出风管，进入下一个循环。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明提供的一种汽车风管成型装置及方法，在成型装置的模具上设有预压框，预压框在开模方向上可以来回伸缩活动，且突出于模具表面。在模具合模时，预压框夹紧上料框两侧的物料固定区上的物料先合拢形成预压区，对物料预压进行提前预拉伸，相比于传统一次拉伸的成型工艺，两次拉伸能使材料拉伸更加均匀，预压的加入可以实现在模具较复杂的情况下，材料膨胀后提高真空密封的效果，真空成型使用时保证成型的效果；另外，预压的加入避免合摸后模具把材料压的过紧，造成材料拉伸困难。相比于传统工艺只采用负压的方式，吹气系统产生的正压与真空泵产生的负压的组合式控制成型，可以有效提高成型效果。

(2)本发明提供的一种汽车风管成型装置及方法，可实现从上料到产品切割完成的完整的工艺，减少了操作流程，利于设备小型化，小型化的设备则更适合小批量灵活生产及项目研发使用，且结构简单，机构较少，避免复杂化的繁杂机构，有效降低故障率；另外，小型设备的功率较小，能耗较低，方便运输和更多场合安装使用。

附图说明

图1为本发明实施例中的汽车风管成型装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中的汽车风管成型装置的俯视图；

图3为本发明实施例中的汽车风管成型装置的成型组件的结构示意图；

图4为本发明实施例中的汽车风管成型装置的模具的结构示意图；

图5为本发明实施例中的汽车风管成型装置的上料系统的结构示意图；

图6为本发明实施例中的汽车风管成型装置的预压框的俯视图。

图中：1-机架，10-上支撑滑块，11-下支撑滑块，2-上料框，20-物料固定区，21-通气孔，3-吹气系统，4-成型组件，40-模具，41-预压框，410-凹槽，42-真空孔，5-加热系统，50-加热板，60-切割底板，61-切割刀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供一种汽车风管成型装置，主要针对于XPE化学交联聚乙烯发泡材料的软质风管成型，成型装置包括机架1、上料框2、吹气系统3和成型组件4，机架1的中部设有成型空间，成型空间呈长方形，成型空间内设有上料框2，上料框2两侧均设有物料固定区20用于物料的固定，吹气系统3包括吹气管，在成型时，吹气管伸入上料框2两侧的物料固定区20之间进行吹气成型，成型组件4则包括对称设置在成型空间两侧的模具40，且模具40上均设有在开模方向上可伸缩的预压框41，且两个预压框41用于夹紧上料框2两侧的物料固定区20上的物料并形成预压区，且吹气管的管口在预压区内。

参见图1-图3所示，具体的，模具40分别位于成型空间的两端，每一模具40的外侧均设有一驱动油缸，驱动油缸用于驱动模具40在成型空间内实现开模和合模。模具40上设有成型凹槽，成型凹槽的形状和尺寸与所需生产成型的风管尺寸一致，为了改善传统装置只进行一次拉伸的步骤，在模具40的四周加设了预压框41，预压框41通过弹簧与模具40的底部相连，当弹簧处于自然状态时，预压框41突出于模具40的表面，在合模时，位于每一模具40上的预压框41先合拢，压紧位于物料固定区20上的物料形成预压区，对物料进行预压提前拉伸，保证物料拉伸均匀，再对模具40施加一定的压力之后，弹簧收缩处于压缩的状态，预压框41往开模的方向收缩与模具40齐平，完成合模。

进一步的，参见图6所示，由于在合模时，位于吹气系统3上的吹气管已经依次穿过上料框2进入到物料固定区20内，因此，从结构和里的角度出发，为了保证预压框41在合拢时不过分挤压吹气管，在其中一预压框41的顶边上设有朝开模方向的凹槽410，凹槽410的形状与吹气管的截面尺寸匹配，且凹槽410位于通气孔21的投影面积内，吹气管依次穿过通气孔21和凹槽410伸入上料框2两侧的物料固定区20之间。

参见图1所示，具体的，成型空间的内侧顶部和底部上分别设有滑轨，滑轨上分别设有上支撑滑块10和下支撑滑块11，上支撑滑块10和下支撑滑块11均可沿滑轨在开模和合模的方向上自由滑动。上料框2为长方体框架，其顶部两侧上设有挂钩，挂钩用于挂持固定物料，在上料框2的顶部设有通气孔21，通气孔21用于吹气管的通过，上料框2的顶部和底部分别可拆卸地与上支撑滑块10和下支撑滑块11相连，并可随着上支撑滑块10和下支撑滑块11沿着滑轨同步自由往复运动。

参见图1-图2所示，吹气系统3位于上支撑滑块10的上方，并与上支撑滑块10相连，能随着上支撑滑块10的移动而同步运动，且吹气管可自由伸缩，在未上料前，吹气管处于收缩的状态，当上料框2的物料固定区20上挂持有物料后，吹气管伸长，依次通过上料框2的通气孔21和位于预压框41顶部的凹槽410进入到物料固定区20，用于对物料进行吹气拉伸。

参见图1-图2所示，成型装置还包括加热系统5，加热系统5包括两块间隔设置的加热板50，加热板50为远红外加热板，两块加热板50相对成型空间前后运动，加热板50用于对上料框2两侧的物料固定区20上的物料加热。当上料框2挂持物料后置于物料固定区20内时，加热系统5朝成型空间移动，加热板50分别置于物料固定区20的物料两侧，用于物料的加热，待加热结束后，加热系统5后移退出成型空间。

参见图4所示，模具40上均设有用于形成负压的真空孔42，真空孔42上连接有真空泵，真空泵用于抽气对模具40表面形成负压，在合模完成后，真空泵启动抽真空，在模具40的表面形成负压，使物料贴付在模具40的内表面上成型。

参见图1-图3所示，成型装置还包括切割系统，切割系统包括切割底板60，切割底板60位于模具40的外侧且通过多个弹簧与模具40相连，切割底板60的面积比模具40大，每一切割底板60上均设有一可沿开模和合模方向伸缩运动的切割刀61，切割刀61竖向设置且与模具40的两侧边齐平，模具40合模后压缩切割底板60，两个切割刀61伸出于模具40，分别切割物料固定区20两侧多余的物料。其中驱动油缸与切割底板60连接，在合模时，预压框41先合拢，再次加压后模具40合模，进一步加压后切割刀61进行切割，主要根据弹簧的弹力和施加的压力来控制不同部件的伸缩运动。

进一步的，参见图5所示，上料框2的长度和宽度均大于切割底板60，保证模具40在合模开模时，能顺利穿过上料框2。

本发明还提供一种汽车风管成型的方法，参见图1-图6所示，先开启设备，将物料先固定于上料框2的物料固定区20上，将上料框2置于上支撑滑块10和下支撑滑块11之间，将吹气管穿过通气孔21伸入至物料固定区20内，启动加热系统5，加热板50置于物料固定区20物料的两侧开始加热，加热电压为100-220v，加热时间为30-140s。加热结束后，往后移动加热板50，启动驱动油缸驱动位于两端的两个模具40开始合模，在合模过程中，预压框41最先接触合拢，两侧的预压框41夹紧上料框2两侧的物料固定区20上的物料形成预压区，此时启动吹气系统3开始预压吹气，对物料进行提前拉伸，预压的压力为0.1-0.4mpa，时间持续0.1-5s，预压结束后，继续加压进行合模，模具40合拢到指定的间隙后完成合模，再次启动吹气系统3形成正压，正压压力为0.4-0.6mpa，时间持续10-30s，使模具40内的物料进一步拉伸，物料贴合在模具40的内表面成型，形成厚度均匀符合要求的风管片。

其中，也可采用启动真空泵形成负压的方式，负压压力为0.05-0.085mpa，时间持续10-30s，和正压一样的原理，保证物料贴合在模具40的内表面成型，或者采用正压负压结合的方式，对材料进行拉伸成型，一般情况下，以正压成型为主，真空负压成型为辅助手段，使成型工艺有更多优化和选择。

拉伸成型结束后进行焊接，随后在待物料固定区20的物料冷却硬化后，驱动驱动油缸加压压缩切割底板60，切割底板60与模具40靠近，弹簧压缩后驱动切割刀61伸出模具40，以切除成型后的物料片两侧多余的物料，最后开启模具40，取出物料固定区20中的风管，进入下一个生产循环。

与之前的生产工艺相比，增加了预压的步骤，对物料预压进行成型前的提前预拉伸，相比于传统一次拉伸的成型工艺，两次拉伸能使材料拉伸更加均匀，实现在模具40较复杂的情况下，材料膨胀后提高真空密封的效果，真空成型使用时保证成型的效果，另外，预压的加入避免合摸后模具40把材料压的过紧，造成材料拉伸困难，相比于传统工艺采用负压拉伸，由预压，正压和负压进行组合式控制，最终能有效提高成型效果。

另外，可实现从上料到产品切割完成的完整的工艺，减少了操作流程，利于设备小型化，小型化的设备则更适合小批量灵活生产及项目研发使用，且结构简单，机构较少，避免复杂化的繁杂机构，有效降低故障率，另外，小型设备的功率较小，能耗较低，方便运输和更多场合安装使用。

本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于汽车风管成型装置的汽车风管成型方法，其特征在于，所述汽车风管成型装置，包括：

机架（1），其中部设有成型空间；

上料框（2），其设于所述成型空间，且所述上料框（2）两侧均设有物料固定区（20）；

吹气系统（3），其包括吹气管，所述吹气管伸入所述上料框（2）两侧的所述物料固定区（20）之间；

成型组件（4），其包括对称设置在所述成型空间两侧的模具（40），且所述模具（40）上均设有在开模方向上可伸缩的预压框（41），且两个所述预压框（41）用于夹紧所述上料框（2）两侧的所述物料固定区（20）上的物料并形成预压区，且所述吹气管的管口在所述预压区内；

所述模具（40）上均设有用于形成负压的真空孔（42），所述真空孔（42）上连接有真空泵，所述真空泵用于抽气对所述模具（40）表面形成负压；

所述汽车风管成型方法，包括：

将物料固定于上料框（2）的物料固定区（20）上，将吹气管伸入至所述物料固定区（20）内，对所述物料加热，加热结束后驱动两个所述模具（40）开始合模，预压框（41）夹紧所述上料框（2）两侧的所述物料固定区（20）上的物料形成预压区，启动吹气系统（3）开始预压吹气，对物料进行提前拉伸，预压结束后，继续加压合模，所述模具（40）合拢到指定的间隙后完成合模，再次启动所述吹气系统（3）形成正压，并启动真空泵形成负压，使所述模具（40）内的物料进一步拉伸，所述物料贴合在所述模具（40）的内表面成型。

2.如权利要求1所述的基于汽车风管成型装置的汽车风管成型方法，其特征在于：所述成型装置还包括加热系统（5），其包括两块间隔设置的加热板（50），两块所述加热板（50）相对所述成型空间前后运动，所述加热板（50）用于对所述上料框（2）两侧的所述物料固定区（20）上的物料加热。

3.如权利要求1所述的基于汽车风管成型装置的汽车风管成型方法，其特征在于：所述成型空间的顶部和底部上分别设有上支撑滑块（10）和下支撑滑块（11），所述上支撑滑块（10）和下支撑滑块（11）均可在开模和合模的方向上自由滑动。

4.如权利要求3所述的基于汽车风管成型装置的汽车风管成型方法，其特征在于：所述上料框（2）的顶部和底部分别可拆卸地与所述上支撑滑块（10）和下支撑滑块（11）相连，所述上料框（2）的顶部设有通气孔（21）。

5.如权利要求4所述的基于汽车风管成型装置的汽车风管成型方法，其特征在于：其中一所述预压框（41）的顶边上设有朝开模方向的凹槽（410），所述凹槽（410）的形状与所述吹气管的截面尺寸匹配，且所述凹槽（410）位于所述通气孔（21）的投影面积内，所述吹气管依次穿过所述通气孔（21）和凹槽（410）伸入所述上料框（2）两侧的所述物料固定区（20）之间。

6.如权利要求1所述的基于汽车风管成型装置的汽车风管成型方法，其特征在于：所述成型装置还包括切割系统，所述切割系统包括切割底板（60），所述切割底板（60）位于所述模具（40）的外侧且通过多个弹簧与所述模具（40）相连，每一所述切割底板（60）上均设有一切割刀（61），所述模具（40）合模后压缩所述切割底板（60），两个所述切割刀（61）伸出分别切割所述物料固定区（20）两侧多余的物料。

7.如权利要求6所述的基于汽车风管成型装置的汽车风管成型方法，其特征在于：所述上料框（2）的长度和宽度均大于所述切割底板（60）。

8.如权利要求1所述的基于汽车风管成型装置的汽车风管成型方法，其特征在于：

所述成型装置还包括切割系统，所述切割系统包括切割底板（60），所述切割底板（60）位于所述模具（40）的外侧且通过多个弹簧与所述模具（40）相连，每一所述切割底板（60）上均设有一切割刀（61），所述模具（40）合模后压缩所述切割底板（60），两个所述切割刀（61）伸出分别切割所述物料固定区（20）两侧多余的物料；

在所述物料固定区（20）的所述物料冷却硬化后，压缩所述切割底板（60），所述切割底板（60）与模具（40）靠近，驱动所述切割刀（61）切除成型后的所述物料片两侧多余的物料，开启所述模具（40），取出风管，进入下一个循环。