CN110976771A - 一种用于消失模模具的导向限位装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于消失模模具的导向限位装置，解决使用传统模具定位和限位方式，难以消除模型表面的合模缝痕迹；或者加工周期长、成本高、工艺要求高、维护和维修操作复杂的问题。该装置包括拉杆、压盘、气缸、至少N个限位组件，N为大于等于3的正整数；拉杆的外壁沿圆周方向设有环形槽，环形槽的截面为圆弧形；压盘套装在拉杆上，压盘沿径向开设有N个安装通孔，N个限位组件分别设置在N个安装通孔内；每个限位组件包括钢珠、弹簧及螺栓，钢珠和弹簧由内向外依次设置在安装通孔内，并通过螺栓固定；气缸用于带动拉杆在压盘中心孔内沿轴向往复运动。

Description

一种用于消失模模具的导向限位装置

技术领域

本发明属于消失模模具技术，具体涉及一种用于消失模模具的导向限位装置。

背景技术

消失模铸件的开发过程中，不仅要考虑其功能性、可靠性，更要考虑外观质量。消失模铸造的过程分为多个工序，工艺流程为：1)珠粒预发泡；2)模样成型；3)涂层涂覆及烘干；4)造型浇注。消失模铸造每生产一件产品，必然消耗一个模样，因此，模样是消失模铸造成败的关键，模样质量的好坏，直接决定铸件的质量。模样不仅参与浇注成型时的物理化学反应，而且形成消失模铸件的形状和尺寸。因而，模样既影响铸件的内在质量，又影响铸件的尺寸精度和表面质量。

现有一些变速器壳体、变速器后壳体、离合器壳体、副箱壳体等产品，均采用消失模铸造工艺进行试制，由于这些产品形状复杂，结构独特，制动扭矩大，产品壁厚薄，外观质量要求高，铸造难度大。工艺试制过程中，铸件内部质量合格后，其外观质量是影响铸件整体质量的关键。

针对消失模铸件外观质量问题，对原始珠粒、模具设计结构和精度，以及成型过程参数设置做了分析和讨论，从现场的效果和分析结果看，模具中各个合模缝对模型的表面质量有明显的影响：1)侧模合模不到位，造成铸件表面形成条形凸起，影响铸件整体壁厚；2)侧模与定模之间形成线形凸起(合模不到位，留有间隙，模样材料在填充过程中会进入此间隙，成型一个循环后形成一条宽度2mm左右，高度1.5mm左右的条形凸起)，严重时高度可达2mm；由于试制过程模型数量较少，可以逐一筛选，局部修磨，但一旦批量增大，模型的一致性很难保证。因此，需要从消失模模具入手，对模型的外观质量和一致性进行严格的控制，模具侧模的闭合、打开位置的定位，是解决此问题的关键。

传统模具侧模锁死装置，成型过程存在侧模退让情况，具体如以下缺陷：1)模型上出现条形凸起，高度大于1mm则需要对模型修磨，有些复杂型腔区域无法修磨，甚至模型报废；2)活块工作面对应的区域铸件壁厚影响，壁厚减薄会影响铸件的强度及其装箱后的可靠性，壁厚增加，原材料和能源的消耗增加，铸件制造成本增加；3)模型一致性差，以致铸件外观一致性差，若结合面存在轮廓度差异，则装箱时两个零件的结合面不能完全重合，影响密封性和外观质量。

为了避免侧模退让情况的发生，采用以下改进装置：

第一种，传统的活块锁死装置，采用丝杆顶紧，侧模闭合后，手动将丝杆顶紧侧模，由一个“U”型压板将丝杆锁紧，完成一个成型循环后，将“U”型压板松开，然后打开侧模。该锁死装置操作复杂、劳动强度大，每成型一件模型，手动锁紧操作需耗单个成型循环总时间的20％左右；同时丝杆拧紧程度因人而异，拧紧松，易造成侧模或者活块退让；

第二种，全自动模具，初期一般采用普通气缸连接侧模或抽芯，使侧模由手动转为自动控制，但是，模样成型时，侧模闭合后，在蒸汽压力、珠粒二次发泡压力的作用下，普通气缸无法有效防止侧模退让。改进后，采用带有自锁功能的气缸，模样表面仍然出现合模缝痕迹，高度不一。检查发现自锁气缸存在1-2mm的间隙，导致侧模退让，形成合模缝痕迹；且模具造价成本增加。

第三种，模具设计采用上下模套合的方式，即：采用自锁气缸带动侧模闭合后，在侧模和下模(亦称定模)上端，留有一定高度的凸起型腔结构，与上模(亦称动模)凹陷的型腔呈配合关系。操作时，先闭合侧模，然后使上模动作，与侧模和下模形成闭合型腔，防止侧模退让，成型循环结束，先启动上模打开，后打开侧模。此种方式基本可以消除合模缝痕迹，但存在以下问题：1)模具型腔加工设备和加工周期大幅升高，模具成本也随之增加；2)模具操作对成型操作工要求较高，稍有不慎模具型腔就会因为操作不当损坏甚至报废；3)模具整体高度增加，材料成本增加，模具的维护和维修操作复杂，且造成部分成型机的使用受到限制。

发明内容

为了解决使用传统模具定位和限位方式，难以消除模型表面的合模缝痕迹；或者加工周期长、成本高、工艺要求高、维护和维修操作复杂的技术问题，本发明提供了一种用于消失模模具的导向限位装置。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种用于消失模模具的导向限位装置，其特殊之处在于：包括拉杆、压盘、气缸、至少N个限位组件，N为大于等于3的正整数；所述拉杆的外壁沿圆周方向设有环形槽，所述环形槽的截面为圆弧形；所述压盘套装在拉杆上，压盘沿径向开设有N个安装通孔，N个限位组件分别设置在N个安装通孔内；每个限位组件包括钢珠、弹簧及螺栓，所述钢珠和弹簧由内向外依次设置在安装通孔内，并通过螺栓固定；所述气缸用于带动拉杆在压盘中心孔内沿轴向往复运动。

进一步地，所述安装通孔的数量为3个，且沿圆周均布。

进一步地，所述弹簧的长度大于等于安装通孔轴向长度的2/3；所述弹簧的螺距为3.0mm，材质：60Si₂Mn。

进一步地，所述圆弧形的圆心角为120°～135°。

进一步地，所述压盘包括套筒和设置在套筒一端的环形板；

所述安装通孔开设在环形板上。

同时，本发明还提供了一种用于消失模模具的导向限位装置，其特殊之处在于：包括拉杆、压盘、气缸、至少N个限位组件，N为大于等于3的正整数；

所述拉杆的外壁沿圆周方向设有环形槽，所述环形槽的截面为圆弧形；

所述压盘套装在拉杆上，压盘沿径向开设有N个安装通孔，N个限位组件分别设置在N个安装通孔内；

每个限位组件包括圆头销、弹簧及螺栓，所述圆头销、弹簧、螺栓的螺杆由内向外依次设置在安装通孔内，且弹簧套装在圆头销的销杆上；

所述气缸用于带动拉杆在压盘中心孔内沿轴向往复运动。

进一步地，所述安装通孔的数量为3个，且沿圆周均布。

进一步地，所述弹簧的长度大于等于安装通孔轴向长度的2/3；所述弹簧的螺距为3.0mm，材质：60Si₂Mn。

进一步地，所述圆弧形的圆心角为120°～135°。

进一步地，所述压盘包括套筒和设置在套筒一端的环形板；

所述安装通孔开设在环形板上。

与现有技术相比，本发明的优点是：

本发明导向限位装置采用拉杆与模具侧模连接，拉杆在气缸驱动下运动，拉杆推动侧模运动时，压盘上的中心孔对拉杆轴向运动提供导向，侧模闭合到位后，此时，侧模之间的作用使得侧模无法继续前移，同时，钢珠或圆头销的圆头部分刚好在弹簧的作用下进入拉杆的环形槽内，拉杆始终承受气缸内压缩空气的推力，压盘中钢珠处于环形槽内的限位作用，拉杆不能进行沿轴向方向移动。侧模在蒸汽压力的作用下受力时，气缸不动，拉杆不动，因此侧模也无法产生位移，有效的减少或者消除模型合模缝痕迹；当气缸的拉杆带动侧模打开时，钢珠或圆头销的圆头部分受挤压退回安装通孔内，侧模打开；本发明导向限位装置不增加模具外形体积，不需要增加手动操作，可消除模型表面的合模缝造成的废品及消耗，有效的提高模具的自动化程度，模具制造成本降低。

附图说明

图1是本发明用于消失模模具的导向限位装置与侧模、模框装配示意图(侧模处于闭合到位状态、示意出弹簧状态)；

图2是图1的E-E向剖视图(沿相邻安装通孔方向、未示出气缸)；

图3是图1的F-F向剖视图；

图4是本发明用于消失模模具的导向限位装置中压盘一个方向的结构示意图；

图5是图4的D-D向剖视图；

图6是本发明用于消失模模具的导向限位装置中压盘另一个方向的结构示意图；

图7是图6的C-C向剖视图。

其中，附图标记如下：

1-钢珠，2-压盘，21-安装通孔，22-套筒，23-环形板，3-拉杆，31-环形槽，4-弹簧，5-螺栓，6-气缸，7-侧模，8-模框。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。

实施例一

如图1至7所示所示，一种用于消失模模具的导向限位装置，包括拉杆3、压盘2、气缸6、3个限位组件；拉杆3的外壁沿圆周方向设有环形槽31，环形槽31的截面为圆弧形；圆弧形的圆心角为120°～135°，优选为133°，压盘2套装在拉杆3上，压盘2沿径向开设有3个安装通孔21，3个安装通孔21沿圆周均布，3个限位组件分别设置在3个安装通孔21内；每个限位组件包括钢珠1、弹簧4及螺栓5，钢珠1、弹簧4、螺栓5的螺杆由内向外依次设置在安装通孔21内，并通过螺栓5的螺杆与安装通孔21螺纹连接，将钢珠1和弹簧4安装在安装通孔21内；气缸6用于带动拉杆3在压盘2中心孔内沿轴向往复运动，气缸6采用型号为SCLB 125*100。

弹簧4参数：外径为10.0mm，钢丝直径为1.5mm，螺距为3.0mm，长度为25mm，材质为60Si₂Mn。该弹簧4有足够的弹力推动钢珠1，且不损坏压盘2，通常弹簧4的长度大于等于安装孔轴向长度深度的2/3。

压盘2包括套筒22和设置在套筒22一端的环形板23；安装通孔21开设在环形板23上。

本实施例导向限位装置中压盘2镶嵌在模框8上，拉杆3一端与气缸6连接，拉杆3另一端与侧模7连接，钢珠1由弹簧4推动，弹簧4由螺栓5压紧；多个导向限位装置中拉杆连接多个侧模7，每个导向限位装置的气缸6驱动拉杆3运动，同时拉杆3推动侧模7时，压盘2上的中心孔辅助拉杆3的轴向运动，在轴向一定的范围内发生偏移，压盘2对拉杆3的运动起导向作用；多个拉杆3带动多个侧模7闭合到位，多个侧模7之间制约作用使得侧模无法再前移，如图2位置，此时，拉杆3的环形槽31移动到钢珠1位置，钢珠1在弹簧4的压力作用下进入拉杆3的圆弧形环形槽31，两者成配合关系。成型过程中，拉杆3始终承受气缸6内压缩空气的推力，加之压盘2中钢珠1的限位作用，拉杆3不能进行左右轴向的移动。侧模7在蒸汽压力的作用下受力时，气缸6不动，拉杆3不动，因此侧模7也无法产生位移，有效的减少或者消除模型合模缝痕迹；当气缸6的拉杆3带动侧模7打开时，钢珠1受挤压退回安装通孔21，侧模7打开。本实施例导向限位装置进行全自动批量生产验证，解决侧模7退让造成的合模缝痕迹问题，所有带有侧抽结构的消失模模具，均可进行推广应用。

实施例二

与实施例一不同之处在于：每个限位组件包括圆头销、弹簧4及螺栓5，圆头销、弹簧4、螺栓5的螺杆由内向外依次设置在安装通孔21内，且弹簧4套装在圆头销的销杆上。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴。

Claims (10)

1.一种用于消失模模具的导向限位装置，其特征在于：包括拉杆(3)、压盘(2)、气缸(6)、至少N个限位组件，N为大于等于3的正整数；

所述拉杆(3)的外壁沿圆周方向设有环形槽(31)，所述环形槽(31)的截面为圆弧形；

所述压盘(2)套装在拉杆(3)上，压盘(2)沿径向开设有N个安装通孔(21)，N个限位组件分别设置在N个安装通孔(21)内；

每个限位组件包括钢珠(1)、弹簧(4)及螺栓(5)，所述钢珠(1)和弹簧(4)由内向外依次设置在安装通孔(21)内，并通过螺栓(5)固定；

所述气缸(6)用于带动拉杆(3)在压盘(2)中心孔内沿轴向往复运动。

2.根据权利要求1所述用于消失模模具的导向限位装置，其特征在于：所述安装通孔(21)的数量为3个，且沿圆周均布。

3.根据权利要求2所述用于消失模模具的导向限位装置，其特征在于：所述弹簧(4)的长度大于等于安装通孔(21)轴向长度的2/3；

所述弹簧(4)的螺距为3.0mm，材质：60Si₂Mn。

4.根据权利要求3所述用于消失模模具的导向限位装置，其特征在于：所述圆弧形的圆心角为120°～135°。

5.根据权利要求1至4任一所述用于消失模模具的导向限位装置，其特征在于：所述压盘(2)包括套筒(22)和设置在套筒(22)一端的环形板(23)；

所述安装通孔(21)开设在环形板(23)上。

6.一种用于消失模模具的导向限位装置，其特征在于：包括拉杆(3)、压盘(2)、气缸(6)、至少N个限位组件，N为大于等于3的正整数；

所述拉杆(3)的外壁沿圆周方向设有环形槽(31)，所述环形槽(31)的截面为圆弧形；

所述压盘(2)套装在拉杆(3)上，压盘(2)沿径向开设有N个安装通孔(21)，N个限位组件分别设置在N个安装通孔(21)内；

每个限位组件包括圆头销、弹簧(4)及螺栓(5)，所述圆头销、弹簧(4)、螺栓(5)的螺杆由内向外依次设置在安装通孔(21)内，且弹簧(4)套装在圆头销的销杆上；

所述气缸(6)用于带动拉杆(3)在压盘(2)中心孔内沿轴向往复运动。

7.根据权利要求6所述用于消失模模具的导向限位装置，其特征在于：所述安装通孔(21)的数量为3个，且沿圆周均布。

8.根据权利要求7所述用于消失模模具的导向限位装置，其特征在于：所述弹簧(4)的长度大于等于安装通孔(21)轴向长度的2/3；

所述弹簧(4)的螺距为3.0mm，材质：60Si₂Mn。

9.根据权利要求8所述用于消失模模具的导向限位装置，其特征在于：所述圆弧形的圆心角为120°～135°。

10.根据权利要求6至9任一所述用于消失模模具的导向限位装置，其特征在于：所述压盘(2)包括套筒(22)和设置在套筒(22)一端的环形板(23)；

所述安装通孔(21)开设在环形板(23)上。

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