CN109702935B - 一种轴类零件的成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种轴类零件的成型装置，包括夹紧单元，所述夹紧单元包括上下布置的纵板和水平板，纵板与水平板相互垂直，在水平板沿导轨自由滑动时通过“Z”字形结构带动所述扭动板以转轴截面的圆心为中心往复旋转摆动一定角度；扭动板的两端各铰接有一个连杆，两根连杆远离扭动板的一端均各自铰接有一块夹板，所述夹板的夹持端具有能堵住所述模具管端部管口的封板，两夹板的封板之间的间隔可供所述模具管放置，并使得所述扭动板做往复旋转摆动时，两连杆带动各自所铰接的两夹板相互远离或者靠近而将模具管两端封住并轴向夹紧。该轴类零件的成型装置可以实现轴类零件的一次成型且精度较高。

Description

一种轴类零件的成型装置

技术领域

本发明属于熔融材料冷却成型技术领域，尤其涉及一种冷却成型设备。

背景技术

在生产中会遇到对诸如轴类的零件进行成型制造，例如注塑成型，将液态塑料液灌入模具管内，该种管道两端封闭，侧壁开有注塑孔，管道采用的是拼接式结构，使用时将两半拼接即实现了模具成型腔的组合，浇注完毕后将两半管片分离即可，这种注塑成型方式使得成型的零件的表面具有两条接缝线，对于要求较高的轴类零件而言，其柱面的接缝线形成的凸棱会导致轴不能直接使用，需要进一步加工，提升表面光洁度，以便于轴套之类的零件配合，因此在浇铸之处便要考虑成型的毛坯要比成品轴直径较大，留足余量，毛坯成型后再进行车削加工，获得最终产品，这种方式虽然效率较高，但是却不适用于一般精度要求的轴，而且不利于注塑厂或铸造厂一次生产出符合要求的轴，因为大部分注塑厂纯粹只是进行注塑成型加工，没有相应的车削设备以及成熟的车工，因此导致其生产环节脱节，需要后续委外或者由客户再次委外进行加工，以去掉接缝处的凸棱，并且，由于两半式的模具管拼接容易出现误差，导致成型的模具孔尺寸精度差异较大，精度较低，成型质量难以控制。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种轴类零件的成型装置，该轴类零件的成型装置可以实现轴类零件的一次成型且精度较高。

本发明的技术方案如下：

一种轴类零件的成型装置，包括用于轴冷却成型的模具管，所述模具管用于冷却成型轴的成型管孔为通孔，模具管的侧壁与机械臂相连；还包括上下布置的纵板和水平板，纵板与水平板相互垂直，其中，所述纵板固定设置，所述水平板可沿一根导轨沿纵板长度方向自由滑动，所述水平板上还具有一个贯穿其上下表面的条状穿孔，且条状穿孔的长度方向与纵板长度方向垂直；

在所述纵板的上表面还安装有夹紧机构，所述夹紧机构包括与纵板平行的扭动板，所述扭动板与可转动地贯穿纵板上下表面的转轴垂直固接，所述转轴的下端部由上至下贯穿纵板后固定地连接有腹板其中一侧，所述腹板与所述水平板平行且腹板正对水平板的一面朝水平板凸出地具有一个滑柱，以使得转轴、腹板和滑柱连为一体后形成一个柴油机摇把手柄状的“Z”字形结构，所述滑柱伸入所述条状穿孔内，并在所述水平板沿导轨自由滑动时通过所述“Z”字形结构带动所述扭动板以转轴截面的圆心为中心往复旋转摆动一定角度；

所述扭动板的两端各铰接有一个连杆，两根连杆远离扭动板的一端均各自铰接有一块夹板，所述夹板的夹持端具有能堵住所述模具管端部管口的封板，两夹板的封板之间的间隔可供所述模具管放置，并使得所述扭动板做往复旋转摆动时，两连杆带动各自所铰接的两夹板相互远离或者靠近而将模具管两端封住并轴向夹紧；位于上部的所述封板上设有用于向模具管内朝下注入液态成型材料的灌注阀，下部封板上正对模具管下端口的区域内连接有一个具有弹性变形功能的弹性拽引体，所述弹性拽引体包括均具有弹性的球形的球体部和圆柱状的柱体部，所述球体部和柱体部均可在被挤压时缩小体积，以使得在轴冷却成型后，张开两夹板时下封板通过带动弹性拽引体将冷却成型好的轴拉出模具管并最后将弹性拽引体从冷却好的轴内完全拉出。

进一步地，所述夹板与连杆铰接处和夹板远离铰接处的一端之间的某处铰接在所述纵板上，以使得夹板以其与纵板的铰接轴为支点在连杆的带动下做杠杆运动而实现两夹板相互远离或者靠近的夹紧动作。

进一步地，其中一根连杆的一端铰接在扭动板的上表面，另一端铰接在远离扭动板的那个夹板的上表面；另一根连杆的一端铰接在扭动板的下表面，另一端铰接在靠近扭动板的那个夹板的下表面。

进一步地，所述弹性拽引体通过一根弹性拉索连接在所述封板上正对模具管下端口的区域内，且在非工作状态下弹性拉索将弹性拽引体拉至其柱体部下端紧贴下封板的位置。

进一步地，所述非工作状态下弹性拉索将弹性拽引体拉至其柱体部全部位于下封板的盲孔内。

进一步地，所述弹性拽引体以及弹性拉索采用同样位于封板上正对模具管下端口区域内的柔性钢丝替换，所述柔性钢丝包括一段呈半圆形弯曲的拽引段和直线型的固定段，所述拽引段的一端端部固定在封板上，另一端与固定段的一端一体相连且固定段直径小于拽引段，固定段的另一端侧面沿其长度方向上加工有若干均匀间隔的沟槽且该另一端贯穿下封板后被固定在下封板底面的锁紧装置夹紧；所述锁紧装置包括两块相互铰接的夹片，每块夹紧片均包括半圆形的板状结构的拱起部，拱起部的圆弧内侧设有与所述沟槽相承插配合的若干凸棱弧线，所述拱起部的圆周方向上的两端分别连有一块连接板，其中一端的两连接板相互铰接，另一端的两连接板可拆卸地紧贴连接，以使得另一端的两连接板相互贴紧固定时两个所述拱起部形成的圆形夹孔将所述固定段设有沟槽的一端通过沟槽和凸棱弧线的承插配合而咬合夹紧。

进一步地，所述另一端的两连接板的其中一块与电磁铁相连，另一块在电磁铁通电后可与其中一块相互紧贴而固定。

进一步地，所述另一端的两连接板之间通过螺栓可拆卸连接。

进一步地，所述其中一端的两连接板相互正对的一侧表面均设有凹腔，两所述凹腔的腔底通过弹簧相连，以使得在自然状态下弹簧将两夹紧片拉至相互靠拢而形成所述圆形夹孔。

进一步地，所述其中一端的两连接板相互正对的一侧表面均设有凹腔，两所述凹腔的腔底通过弹簧相连，以使得在自然状态下，当所述另一端的两连接板之间无外力施加而相互紧贴时，弹簧将两夹紧片顶至相互分离而释放固定段的端部。

本发明的有益效果：本发明通过水平板在导轨上的滑动，让转轴、腹板和滑柱形成的“Z”字形结构与条状穿孔配合，使得转轴带动扭动板在一定角度范围内旋转，从而使得两根连杆分别带动各自所铰接的夹板运动，实现从模具管的两端轴向夹紧，将模具管的管孔封堵而形成封闭的成型模孔；由于连杆与夹板端部铰接后，形成杠杆原理，通过改变连杆的长度可以改变力臂，即夹板与纵板之间的铰接点作为杠杆支点时，在力矩一定的前提下，增加连杆的长度可以减小对夹板的拉力，从而实现装夹时省力的作用；在机械手夹持模具管运动到位后，两封板夹住模具管，朝灌注阀灌入流体介质充盈模具管，冷却成型后，再次松开两夹板，模具管两端口释放，成型好的轴在下部封板的拉拽作用下使得整根轴从模具管滑出，并在完全拉出时用于牵引轴的弹性拽引体也从轴下端彻底脱落，实现成功脱模的目的，若在脱模时弹性拽引体偶然性地被卡在轴内，可在轴从模具管内分离后手动将其拔出，由此可见，一方面该轴类零件的成型装置结构简单可靠，通过较小的力可以达到较大的装夹和脱模的双重效果，另一方面，由于该种装夹脱模方式可以直接将轴从模具中的模具型孔内拉出，不用两半拼接式的模具管组合成型和分离脱模，因此少了沿轴的母线方向上的两道接缝线形成的凸棱，因此可以保证轴在冷却成型完毕后即具有较好的光洁度，无需二次委外加工，使得轴类零件一次成型，且避免模具拼接误差而使得成型后的轴具有相当高的精度和尺寸公差一致性。

附图说明

图1为本发明在脱模时的主视图。

图2为本发明的仰视图

图3为图2中A—A的剖视图。

图4为模具管其中一端被夹紧时的示意图。

图5为柔性钢丝的安装示意图。

图6为为锁紧装置的结构示意图。

元件标号说明：水平板1、条状穿孔101、纵板2、扭动板3、转轴4、连杆5、夹板6、导轨7、滑柱8、封板9、模具管10、机械手11、弹性拽引体12、球体部1201、柱体部1202、弹性拉索13、拽引段1301、固定段1302、凸棱弧线1303、锁紧装置14、拱起部1401、连接板1402、沟槽1403、弹簧15、电磁铁16、腹板17、石墨体18。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1—3所示，一种轴类零件的成型装置，包括用于轴冷却成型的模具管10，所述模具管10用于冷却成型轴的成型管孔为通孔，模具管10的侧壁与机械臂相连。还包括上下布置的纵板2和水平板1，纵板2与水平板1相互垂直，其中，所述纵板2固定设置，所述水平板1可沿一根导轨7沿纵板2长度方向自由滑动，所述水平板1上还具有一个贯穿其上下表面的条状穿孔101，且条状穿孔101的长度方向与纵板2长度方向垂直。

在所述纵板2的上表面还安装有夹紧机构，所述夹紧机构包括与纵板2平行的扭动板3，所述扭动板3与可转动地贯穿纵板2上下表面的转轴4垂直固接，所述转轴4的下端部由上至下贯穿纵板2后固定地连接有腹板17其中一侧，所述腹板17与所述水平板1平行且腹板17正对水平板1的一面朝水平板1凸出地具有一个滑柱8，以使得转轴4、腹板17和滑柱8连为一体后形成一个柴油机摇把手柄状的“Z”字形结构，所述滑柱8伸入所述条状穿孔101内，并在所述水平板1沿导轨7自由滑动时通过所述“Z”字形结构带动所述扭动板3以转轴4截面的圆心为中心往复旋转摆动一定角度。

所述扭动板3的两端各铰接有一个连杆5，两根连杆5远离扭动板3的一端均各自铰接有一块夹板6，所述夹板6的夹持端具有能堵住所述模具管10端部管口的封板9，两夹板6的封板9之间的间隔可供所述模具管10放置，并使得所述扭动板3做往复旋转摆动时，两连杆5带动各自所铰接的两夹板6相互远离或者靠近而将模具管10两端封住并轴向夹紧；位于上部的所述封板9上设有用于向模具管10内朝下注入液态成型材料的灌注阀，下部封板9上正对模具管10下端口的区域内连接有一个具有弹性变形功能的弹性拽引体12，所述弹性拽引体12包括均具有弹性的球形的球体部1201和圆柱状的柱体部1202，所述球体部1201和柱体部1202均可在被挤压时缩小体积，以使得在轴冷却成型后，张开两夹板6时下封板9通过带动弹性拽引体12将冷却成型好的轴拉出模具管10并最后将弹性拽引体12从冷却好的轴内完全拉出。

工作原理：本实施例提供的成型装置通过水平板1在导轨7上的滑动，让转轴4、腹板17和滑柱8形成的“Z”字形结构与条状穿孔101配合，使得转轴4带动扭动板3在一定角度范围内旋转，从而使得两根连杆5分别带动各自所铰接的夹板6运动，实现从模具管10的两端轴向夹紧，将模具管10的管孔封堵而形成封闭的成型模孔；由于连杆5与夹板6端部铰接后，形成杠杆原理，通过改变连杆5的长度可以改变力臂，即夹板6与纵板2之间的铰接点作为杠杆支点时，在力矩一定的前提下，增加连杆5的长度可以减小对夹板6的拉力，从而实现装夹时省力的作用；在机械手11夹持模具管10运动到位后，两封板9夹住模具管10，朝灌注阀灌入流体介质充盈模具管10，冷却成型后，再次松开两夹板6，模具管10两端口释放，成型好的轴在下部封板9的拉拽作用下使得整根轴从模具管10滑出，并在完全拉出时用于牵引轴的弹性拽引体12也从轴下端彻底脱落，实现成功脱模的目的，若在脱模时弹性拽引体12偶然性地被卡在轴内，可在轴从模具管10内分离后手动将其拔出，由此可见，一方面该轴类零件的成型装置结构简单可靠，通过较小的力可以达到较大的装夹和脱模的双重效果，另一方面，由于该种装夹脱模方式可以直接将轴从模具中的模具型孔内拉出，不用两半拼接式的模具管10组合成型和分离脱模，因此少了沿轴的母线方向上的两道接缝线形成的凸棱，因此可以保证轴在冷却成型完毕后即具有较好的光洁度，无需二次委外加工，使得轴类零件一次成型，且避免模具拼接误差而使得成型后的轴具有相当高的精度和尺寸公差一致性。

进一步地，所述夹板6与连杆5铰接处和夹板6远离铰接处的一端之间的某处铰接在所述纵板2上，以使得夹板6以其与纵板2的铰接轴为支点在连杆5的带动下做杠杆运动而实现两夹板6相互远离或者靠近的夹紧动作，该设计可以使得夹板6杠杆式夹紧作用更加突出，效果更好。

进一步地，其中一根连杆5的一端铰接在扭动板3的上表面，另一端铰接在远离扭动板3的那个夹板6的上表面；另一根连杆5的一端铰接在扭动板3的下表面，另一端铰接在靠近扭动板3的那个夹板6的下表面，以使得两根连杆5与相应的夹板6之间的连接位置布局更加合理，结构更加紧凑，执行动作也更加到位。

进一步地，如图1和图4所示，所述弹性拽引体12通过一根弹性拉索13连接在所述封板9上正对模具管10下端口的区域内，且在非工作状态下弹性拉索13将弹性拽引体12拉至其柱体部1202下端紧贴下封板9的位置，以便在脱模时具有一定缓冲力，将成型好的轴逐步拉出，以免瞬间施加刚性拉拽力损坏轴。

进一步地，如图4所示，所述非工作状态下弹性拉索13将弹性拽引体12拉至其柱体部1202全部位于下封板9的盲孔内，在避免刚性拉拽力损坏轴的基础上进一步减小弹性拽引体12预埋在成型好的轴内的体积，并且仅限于球体部1201位于轴内可便于弹性拽引体12从轴内顺利滑出，减少摩擦可能对轴端的损坏，当然，对于一般的轴，其使用的工作面一般是其圆柱面，因此端部的损坏并不影响工作性能。

进一步地，如图5所示，所述弹性拽引体12以及弹性拉索13采用同样位于封板9上正对模具管10下端口区域内的柔性钢丝替换，所述柔性钢丝包括一段呈半圆形弯曲的拽引段1301和直线型的固定段1302，所述拽引段1301的一端端部固定在封板9上，另一端与固定段1302的一端一体相连且固定段1302直径小于拽引段1301，以便于固定段1302可以迅速从拽引段1301在轴内留下的拽引孔中滑出。固定段1302的另一端侧面沿其长度方向上加工有若干均匀间隔的沟槽1403且该另一端贯穿下封板9后被固定在下封板9底面的锁紧装置14夹紧；所述锁紧装置14包括两块相互铰接的夹片，每块夹紧片均包括半圆形的板状结构的拱起部1401，拱起部1401的圆弧内侧设有与所述沟槽1403相承插配合的若干凸棱弧线1303，所述拱起部1401的圆周方向上的两端分别连有一块连接板1402，其中一端的两连接板1402相互铰接，另一端的两连接板1402可拆卸地紧贴连接，以使得另一端的两连接板1402相互贴紧固定时两个所述拱起部1401形成的圆形夹孔将所述固定段1302设有沟槽1403的一端通过沟槽1403和凸棱弧线1303的承插配合而咬合夹紧。在脱模时，下部的封板9拉动柔性钢丝使得拽引段1301拉动整个轴滑出模具管，实现脱模，在轴完全滑出模具管后，松开锁紧装置，使得整根柔性钢丝从成型好的轴段抽离出来。本实施例采用柔性钢丝拉拽轴来脱模，可以增大对轴的拉拽力，实现轴从模具管10内的迅速滑离，尤其适用于尺寸较大的轴。

进一步地，如图6所示，所述另一端的两连接板1402的其中一块与电磁铁16相连，另一块在电磁铁16通电后可与其中一块相互紧贴而固定，以实现锁紧装置的快速锁紧或者释放。

进一步地，所述另一端的两连接板1402之间通过螺栓可拆卸连接，以减少制造成本，尤其适用于电信号会产生干扰的制造车间。

进一步地，如图6所示，所述其中一端的两连接板1402相互正对的一侧表面均设有凹腔，两所述凹腔的腔底通过弹簧15相连，以使得在自然状态下弹簧15将两夹紧片拉至相互靠拢而形成所述圆形夹孔。

进一步地，如图6所示，所述其中一端的两连接板1402相互正对的一侧表面均设有凹腔，两所述凹腔的腔底通过弹簧15相连，以使得在自然状态下，当所述另一端的两连接板1402之间无外力施加而相互紧贴时，弹簧15将两夹紧片顶至相互分离而释放固定段1302的端部。此外，为了提升密封性，宜在下部的封板9的固定段1302插入孔的上端口处嵌设一个半球形的石墨体，以提升密封性和对固定段1302润滑，且还宜将凸棱弧线1303所在的柔性钢丝段制作成直径小于固定段1302，以提升滑出封板9的速度，减小凸棱弧线1303对封板上和石墨体上的穿孔孔壁的摩擦。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种轴类零件的成型装置，包括用于轴冷却成型的模具管，其特征在于：所述模具管用于轴的冷却成型的成型孔为通孔，模具管的侧壁与机械臂相连；还包括上下布置的纵板和水平板，纵板与水平板相互垂直，其中，所述纵板固定设置，所述水平板可沿一根导轨沿纵板长度方向自由滑动，所述水平板上还具有一个贯穿其上下表面的条状穿孔，且条状穿孔的长度方向与纵板长度方向垂直；

在所述纵板的上表面还安装有夹紧机构，所述夹紧机构包括与纵板平行的扭动板，所述扭动板与可转动地贯穿纵板上下表面的转轴垂直固接，所述转轴的下端部由上至下贯穿纵板后固定地连接有腹板其中一侧，所述腹板与所述水平板平行且腹板正对水平板的一面朝水平板凸出地具有一个滑柱，以使得转轴、腹板和滑柱连为一体后形成一个柴油机摇把手柄状的“Z”字形结构，所述滑柱伸入所述条状穿孔内，并在所述水平板沿导轨自由滑动时通过所述“Z”字形结构带动所述扭动板以转轴截面的圆心为中心往复旋转摆动一定角度；

所述扭动板的两端各铰接有一个连杆，两根连杆远离扭动板的一端均各自铰接有一块夹板，所述夹板的夹持端具有能堵住所述模具管端部管口的封板，两夹板的封板之间的间隔可供所述模具管放置，并使得所述扭动板做往复旋转摆动时，两连杆带动各自所铰接的两夹板相互远离或者靠近而将模具管两端封住并轴向夹紧；位于上部的所述封板上设有用于向模具管内朝下注入液态成型材料的灌注阀，下部封板上正对模具管下端口的区域内连接有一个具有弹性变形功能的弹性拽引体，所述弹性拽引体包括具有弹性的球形的球体部和圆柱状的柱体部，所述球体部和柱体部均可在被挤压时缩小体积，以使得在轴冷却成型后，张开两夹板时下封板通过带动弹性拽引体将冷却成型好的轴拉出模具管并最后将弹性拽引体从冷却好的轴内完全拉出。

2.根据权利要求1所述轴类零件的成型装置，其特征在于：所述夹板与连杆铰接处和夹板远离铰接处的一端之间的某处铰接在所述纵板上，以使得夹板以其与纵板的铰接轴为支点在连杆的带动下做杠杆运动而实现两夹板相互远离或者靠近的夹紧动作。

3.根据权利要求2所述轴类零件的成型装置，其特征在于：其中一根连杆的一端铰接在扭动板的上表面，另一端铰接在远离扭动板的那个夹板的上表面；另一根连杆的一端铰接在扭动板的下表面，另一端铰接在靠近扭动板的那个夹板的下表面。

4.根据权利要求1所述轴类零件的成型装置，其特征在于：所述弹性拽引体通过一根弹性拉索连接在所述封板上正对模具管下端口的区域内，且在非工作状态下弹性拉索将弹性拽引体拉至其柱体部下端紧贴下封板的位置。

5.根据权利要求4所述轴类零件的成型装置，其特征在于：所述非工作状态下弹性拉索将弹性拽引体拉至其柱体部全部位于下封板的盲孔内。

6.根据权利要求1所述轴类零件的成型装置，其特征在于：所述弹性拽引体以及弹性拉索采用同样位于封板上正对模具管下端口区域内的柔性钢丝替换，所述柔性钢丝包括一段呈半圆形弯曲的拽引段和直线型的固定段，所述拽引段的一端端部固定在封板上，另一端与固定段的一端一体相连且固定段直径小于拽引段，固定段的另一端侧面沿其长度方向上加工有若干均匀间隔的沟槽且该另一端贯穿下封板后被固定在下封板底面的锁紧装置夹紧；所述锁紧装置包括两块相互铰接的夹片，每块夹紧片均包括半圆形的板状结构的拱起部，拱起部的圆弧内侧设有与所述沟槽相承插配合的若干凸棱弧线，所述拱起部的圆周方向上的两端分别连有一块连接板，其中一端的两连接板相互铰接，另一端的两连接板可拆卸地紧贴连接，以使得另一端的两连接板相互贴紧固定时两个所述拱起部形成的圆形夹孔将所述固定段设有沟槽的一端通过沟槽和凸棱弧线的承插配合而咬合夹紧。

7.根据权利要求6所述轴类零件的成型装置，其特征在于：所述另一端的两连接板的其中一块与电磁铁相连，另一块在电磁铁通电后可与其中一块相互紧贴而固定。

8.根据权利要求6所述轴类零件的成型装置，其特征在于：所述另一端的两连接板之间通过螺栓可拆卸连接。

9.根据权利要求6所述轴类零件的成型装置，其特征在于：所述其中一端的两连接板相互正对的一侧表面均设有凹腔，两所述凹腔的腔底通过弹簧相连，以使得在自然状态下弹簧将两夹紧片拉至相互靠拢而形成所述圆形夹孔。

10.根据权利要求6所述轴类零件的成型装置，其特征在于：所述其中一端的两连接板相互正对的一侧表面均设有凹腔，两所述凹腔的腔底通过弹簧相连，以使得在自然状态下，当所述另一端的两连接板之间无外力施加而相互紧贴时，弹簧将两夹紧片顶至相互分离而释放固定段的端部。

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