CN110154364B - 中空体成型辅助工装及中空体成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中空体成型辅助工装及中空体成型方法，其中，该工装包括用于支撑内置排气管内壁的吹针本体以及卡接结构，其中，卡接结构与吹针本体转动连接，通过卡接结构的转动将内置排气管卡接固定。本发明提供的中空体成型辅助工装及中空体成型方法，通过设置卡接结构，实现了吹针本体与内置排气管的相对固定，解决了现有技术中排气口处内置排气管内缩，以及排气口处PE层厚度不达标的问题。

Description

中空体成型辅助工装及中空体成型方法
技术领域
本发明涉及中空体制造技术领域，尤其涉及一种中空体成型辅助工装及中空体成型方法。
背景技术
通常，汽车塑料燃油箱上除了设有为发动机提供燃油的供油口，以及为燃油箱加注燃油的加油口外，还应设有一个维持燃油箱内部压力平衡的排气口。目前，塑料燃油箱上排气口的布置方式主要有两种，一种是布置在燃油箱供油口处的燃油泵上，在燃油泵成型过程中直接生成可与外界联通的排气口；另一种是布置在燃油箱的箱壁上，在燃油箱成型过程中直接带出排气口或在燃油箱成型后通过后道打孔工序对燃油箱的箱壁打孔产生排气口。上述排气口布置方式的选取，主要取决于主机厂对燃油系统的布置要求。而如选择后者中的在燃油箱成型过程中直接带出排气口，其对塑料燃油箱的成型过程提出了较高的要求。
现有在燃油箱成型过程中直接带出排气口的技术，需借助“两片”塑料燃油箱成型工艺，在将两个预成型好的塑料壳体焊接在一起之前，将内置阀管总成的阀体焊接部分焊接到塑料壳体的内表面对应区域，同时将内置排气管的口部套在塑料燃油箱成型过程所使用的一根吹针上，然后通过模具闭合将该吹针夹在其中，以对夹在吹针和模具中间的熔融料坯进行挤压成型，同时，内置排气管口部外表面与该处挤压成型的型坯内表面熔接在一起。箱体成型结束后，吹针后退，模具打开，取出产品。
然而，通过上述方案，易造成排气口处内置排气管内缩，从而导致排放增加，出现不符合法规的潜在失效风险；另外，通过挤压成型的燃油箱排气口，其口部PE层厚度较难控制(往往小于后续焊接外置排气管所要求的最小值)，后续焊接外置排气管(如膨胀腔)时，会焊接到阻隔层，导致焊接强度降低的潜在失效风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种中空体成型辅助工装及中空体成型方法，以解决上述排气口处内置排气管内缩，以及排气口处PE层厚度不达标的问题。
本发明提供了一种中空体成型辅助工装，其中，包括：
用于支撑内置排气管内壁的吹针本体；
卡接结构，所述卡接结构与所述吹针本体转动连接，通过所述卡接结构的转动将所述内置排气管卡接固定。
如上所述的中空体成型辅助工装，其中，优选的是，所述吹针本体上设置有通孔，所述吹针本体的侧壁上设置有开槽，所述开槽与所述通孔交叉连通；
所述卡接结构包括卡接板和驱动杆，所述驱动杆的一端与所述卡接板相连，所述驱动杆的另一端伸出所述通孔，所述卡接板转动设置在所述通孔中，且所述卡接板的端部能够通过转动伸出所述开槽。
如上所述的中空体成型辅助工装，其中，优选的是，所述吹针本体包括弧形外壁和平直外壁，所述吹针本体的轴心到所述弧形外壁的最大距离大于所述轴心到所述平直外壁的垂直距离；
所述开槽从所述弧形外壁延伸至所述平直外壁；
所述卡接板的转动中心到所述卡接板端部的距离小于或等于所述最大距离且大于所述垂直距离。
如上所述的中空体成型辅助工装，其中，优选的是，所述卡接板的端部为弧形面，所述弧形面与所述弧形外壁的表面形成一完整光滑的弧面。
如上所述的中空体成型辅助工装，其中，优选的是，所述卡接板关于所述转动中心中心对称。
如上所述的中空体成型辅助工装，其中，优选的是，所述卡接板与所述开槽之间为间隙配合。
如上所述的中空体成型辅助工装，其中，优选的是，还包括控制机构，所述控制机构的输出端与所述驱动杆相连，用于驱动所述驱动杆转动。
如上所述的中空体成型辅助工装，其中，优选的是，所述吹针本体包括支撑段和导向段，所述支撑段的外径小于所述导向段的外径，所述开槽设置在所述导向段上；
所述支撑段和所述导向段之间形成的台阶面与所述开槽之间具有设定的距离。
本发明还提供了一种中空体成型方法，其中，采用本发明提供的中空体成型辅助工装，所述方法包括如下步骤：
向模具中对片状型坯下料；
对片状型坯预成型，以形成左壳体和右壳体；
控制模具打开，将内置排气管移入模具中的设定位置，并将所述内置排气管的管口套设在吹针本体上，通过卡接结构进行固定；
控制模具闭合，将所述左壳体和所述右壳体扣合焊接；
控制所述吹针本体带动所述内置排气管向模具型腔的方向运动，以使所述内置排气管上的焊接区域与所述左壳体和所述右壳体上的焊接区域熔接；
控制模具打开，取出成型后的中空体。
如上所述的中空体成型方法，其中，优选的是，所述控制模具打开，将内置排气管移入模具中的设定位置，并将所述内置排气管的管口套设在吹针本体上，通过卡接结构进行固定，具体包括：
控制模具打开，驱动吹针本体前进到设定位置；
将内置排气管移入模具中，使所述内置排气管的管口套设在所述吹针本体上；
转动驱动杆，使卡接结构上的卡接板的端部伸出所述吹针本体上的开槽，以所述卡接板上伸出所述开槽的部位卡接在所述内置排气管上的豁口中。
本发明提供的中空体成型辅助工装及中空体成型方法，通过设置卡接结构，实现了吹针本体与内置排气管的相对固定，解决了现有技术中排气口处内置排气管内缩，以及排气口处PE层厚度不达标的问题。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的中空体成型辅助工装在工作状态下的示意图；
图2为本发明实施例提供的中空体成型辅助工装在工作状态下的剖视图；
图3为本发明实施例提供的中空体成型辅助工装在非工作状态下的示意图；
图4为本发明实施例提供的中空体成型辅助工装在非工作状态下的剖视图；
图5为本发明实施例提供的中空体成型辅助工装与内置排气管配合时的状态图；
图6为内置排气管的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的中空体成型方法的流程图。
附图标记说明：
100-吹针本体 110-导向段 111-弧形外壁
112-平直外壁 120-支撑段 130-开槽
140-通孔 200-卡接结构 210-卡接板
220-驱动杆 300-左壳体 400-内置排气管
410-豁口
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
请同时参照图1至图5，本发明实施例提供了一种中空体成型辅助工装，其包括用于支撑内置排气管400内壁的吹针本体100以及卡接结构200，其中，卡接结构200与吹针本体100转动连接，通过卡接结构200的转动将内置排气管400卡接固定。
在使用过程中，当内置排气管400套设到吹针本体100上后，可以通过卡接结构200实现对内置排气管400和吹针本体100的相对固定，由此，既可以通过吹针本体100实现对内置排气管400的内壁的支撑，同时又限制了内置排气管400在焊接过程中在轴向上的移动，保证了焊接质量，有效解决了排气口处内置排气管400内缩，以及排气口处PE层厚度不达标的问题。
进一步，如图1、图3、图5和图6所示，吹针本体100上设置有通孔140，吹针本体100的侧壁上设置有开槽130，开槽130与通孔140交叉连通；卡接结构200包括卡接板210和驱动杆220，驱动杆220的一端与卡接板210相连，驱动杆220的另一端伸出通孔140，卡接板210转动设置在通孔140中，且卡接板210的端部能够通过转动伸出开槽130。其中，驱动杆220可以与驱动设备连接，通过转动驱动杆220可以同步带动卡接板210在开槽130中转动，当需要将内置排气管400套设到吹针本体100上时，可以将卡接板210转动至吹针本体100内部，防止卡接板210的端部凸出于吹针本体100而造成干涉；而当内置排气管400套设到吹针本体100上后，可以通过驱动杆220转动卡接板210，以使卡接板210的端部伸出开槽130，并卡入到内置排气管400上的豁口410中，从而可以实现吹针本体100和内置排气管400的卡接固定，限制了内置排气管400在轴向方向上的移动，避免了排气管在焊接过程中发生内缩的问题。
进一步，如图1所示，吹针本体100包括弧形外壁111和平直外壁112，吹针本体100的轴心到弧形外壁111的最大距离大于轴心到平直外壁112的垂直距离；开槽130从弧形外壁111延伸至平直外壁112；卡接板210的转动中心到卡接板210端部的距离小于或等于吹针本体100的轴心到弧形外壁111的最大距离且大于吹针本体100的轴心到平直外壁112的垂直距离。由此，在将卡接板210转动到靠近平直外壁112的位置处时，可以使卡接板210的端部凸出于吹针本体100表面，而在将卡接板210转动到靠近弧形外壁111的位置处时，卡接板210可以隐藏至吹针本体100中，防止了在将内置排气管400套设在吹针本体100的过程中，卡接板210与其它部件干涉。
其中，如图1所示，卡接板210的端部可以为弧形面，该弧形面与弧形外壁111的表面形成一完整光滑的弧面。由此可以方便将卡接板210从开槽130位置处安装至通孔140中，并进一步与驱动杆220连接，方便了该中空体成型辅助工装的组装加工。
如图2和图4所示，卡接板210可以为关于转动中心中心对称的结构，同时，开槽130也可以设置有两组，且两组开槽130相对于通孔140的轴心中心对称，卡接板210的两端可以分别从两个开槽130中伸出；当然，如图6所示，内置排气管400上也可以设置有两个豁口410，以分别与卡接板210上伸出的两个端部卡接固定，从而可以保证内置排气管400和吹针本体100相对固定的可靠性，避免因单侧受力不均匀而发生偏斜。
可以理解的是，为了便于卡接板210在开槽130中转动，卡接板210与开槽130之间可以为间隙配合。
进一步，该中空体成型辅助工装还包括控制机构，该控制机构的输出端与驱动杆220相连，用于驱动该驱动杆220转动，进而带动卡接板210转动。其中，控制机构可以是液压装置或气动控制装置，从而可以实现卡接板210转动的自动化控制，同时也保证了卡接板210转动的位置精度和稳定性。优选的是，在本实施例中，控制机构为液压缸。
此外，为了进一步定位卡接板210在转动出开槽130后的位置，防止控制机构失效而造成卡接板210失去控制，该中空体成型辅助工装还可以包括弹簧和钢球，开槽130的内壁面上设置有用于容纳钢球的盲孔，弹簧的一端固定设置在盲孔的底部，弹簧的另一端与钢球固定连接，当弹簧处于自由状态时，钢球的一部分伸出盲孔，卡接板210上设置有与钢球配合的凹坑。当卡接板210转动到开槽130在平直外壁112上的极限位置处时，钢球凸出于盲孔的部分可以卡入到卡接板210上的凹坑中，从而实现卡接板210的定位；而当卡接板210向开槽130在弧形外壁111上的极限位置处转动的过程中，钢球受到卡接板210的挤压进入盲孔，使弹簧压缩，而当钢球再次与凹坑配合时，弹簧可以恢复自身形变使钢球嵌入凹坑中。
进一步，如图1所示，吹针本体100包括支撑段120和导向段110，支撑段120的外径小于导向段110的外径，开槽130设置在导向段110上；支撑段120和导向段110之间形成的台阶面与开槽130之间具有设定的距离。其中，在将内置排气管400套入吹针本体100的过程中，可以通过台阶面与开槽130之间的部分实现导向，当开槽130与内置排气管400上的豁口410对齐时，支撑段120可以支撑在内置排气管400端口的内壁，保证了焊接过程的稳定性。
如图7所示，本发明实施例还提供了一种中空体成型方法，该方法采用本发明任意实施例提供的中空体成型辅助工装，该方法包括如下步骤：
步骤S1、向模具中对片状型坯下料。
步骤S2、对片状型坯预成型，以形成左、右两壳体300。
步骤S3、控制模具打开，将内置排气管400移入模具中的设定位置，并将内置排气管400的管口套设在吹针本体100上，通过卡接结构200进行固定。
步骤S4、控制模具闭合，将左壳体和右壳体扣合焊接。其中，可以将左壳体和右壳体上的焊接区域熔融后进行两者的熔接。
步骤S5、控制吹针本体100带动内置排气管400向模具型腔的方向运动，以使内置排气管400上的焊接区域与左壳体和右壳体上的焊接区域熔接。
其中，吹针本体100带动内置排气管400向模具型腔的方向移动的距离范围值为0～10cm，在本实施例中优选为0.5～5cm，在该距离范围内，可以保证内置排气管400上管口处的焊接区域可以与左右壳体上的焊接区域高效焊接。
步骤S6、控制模具打开，取出成型后的中空体。
需要说明的是，在焊接完成后，控制模具打开，同时使卡接结构200恢复至初始状态，以解除吹针本体100与内置排气管400之间的连接，从而可以使吹针本体100退出模具型腔，以便取出成型后的中空体。
具体地，步骤S3具体包括：
步骤S31、控制模具打开，驱动吹针本体100前进到设定位置。
步骤S32、将内置排气管400移入模具中，使内置排气管400的管口套设在吹针本体100上。
也就是说，当吹针本体100移动到设定位置后，再将内置排气管400的管口套设在吹针本体100上，从而可以保证内置排气管400的位置精度。
步骤S33、转动驱动杆220，使卡接结构200上的卡接板210的端部伸出吹针本体100上的开槽130，以卡接板210上伸出开槽130的部位卡接在内置排气管400上的豁口410中。
本发明实施例提供的中空体成型辅助工装及中空体成型方法，通过设置卡接结构，实现了吹针本体与内置排气管的相对固定，解决了现有技术中排气口处内置排气管内缩，以及排气口处PE层厚度不达标的问题。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种中空体成型辅助工装，其特征在于，包括：
用于支撑内置排气管内壁的吹针本体；
卡接结构，所述卡接结构与所述吹针本体转动连接，通过所述卡接结构的转动将所述内置排气管卡接固定；
所述吹针本体上设置有通孔，所述吹针本体的侧壁上设置有开槽，所述开槽与所述通孔交叉连通；
所述卡接结构包括卡接板和驱动杆，所述驱动杆的一端与所述卡接板相连，所述驱动杆的另一端伸出所述通孔，所述卡接板转动设置在所述通孔中，且所述卡接板的端部能够通过转动伸出所述开槽。
2.根据权利要求1所述的中空体成型辅助工装，其特征在于，所述吹针本体包括弧形外壁和平直外壁，所述吹针本体的轴心到所述弧形外壁的最大距离大于所述轴心到所述平直外壁的垂直距离；
所述开槽从所述弧形外壁延伸至所述平直外壁；
所述卡接板的转动中心到所述卡接板端部的距离小于或等于所述最大距离且大于所述垂直距离。
3.根据权利要求2所述的中空体成型辅助工装，其特征在于，所述卡接板的端部为弧形面，所述弧形面与所述弧形外壁的表面形成一完整光滑的弧面。
4.根据权利要求2所述的中空体成型辅助工装，其特征在于，所述卡接板关于所述转动中心中心对称。
5.根据权利要求1所述的中空体成型辅助工装，其特征在于，所述卡接板与所述开槽之间为间隙配合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的中空体成型辅助工装，其特征在于，还包括控制机构，所述控制机构的输出端与所述驱动杆相连，用于驱动所述驱动杆转动。
7.根据权利要求1所述的中空体成型辅助工装，其特征在于，所述吹针本体包括支撑段和导向段，所述支撑段的外径小于所述导向段的外径，所述开槽设置在所述导向段上；
所述支撑段和所述导向段之间形成的台阶面与所述开槽之间具有设定的距离。
8.一种中空体成型方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的中空体成型辅助工装，所述方法包括如下步骤：
向模具中对片状型坯下料；
对片状型坯预成型，以形成左壳体和右壳体；
控制模具打开，将内置排气管移入模具中的设定位置，并将所述内置排气管的管口套设在吹针本体上，通过卡接结构进行固定；
控制模具闭合，将所述左壳体和所述右壳体扣合焊接；
控制所述吹针本体带动所述内置排气管向模具型腔的方向运动，以使所述内置排气管上的焊接区域与所述左壳体和所述右壳体上的焊接区域熔接；
控制模具打开，取出成型后的中空体。
9.根据权利要求8所述的中空体成型方法，其特征在于，所述控制模具打开，将内置排气管移入模具中的设定位置，并将所述内置排气管的管口套设在吹针本体上，通过卡接结构进行固定，具体包括：
控制模具打开，驱动吹针本体前进到设定位置；
将内置排气管移入模具中，使所述内置排气管的管口套设在所述吹针本体上；
转动驱动杆，使卡接结构上的卡接板的端部伸出所述吹针本体上的开槽，以所述卡接板上伸出所述开槽的部位卡接在所述内置排气管上的豁口中。
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