CN113182503A - 一种防产品拉裂变形模具顶出机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防产品拉裂变形模具顶出机构，属于压铸模具加工技术领域，包括固定架和穿设于该固定架上的驱动杆；其特征在于，所述驱动杆的一端连接驱动机构，另一端匹配动模，且沿该驱动杆的轴向依次设置有推动板、顶针组件和预压组件；所述推动板设置在所述顶针组件与所述动模之间，所述预压组件设置在该顶针组件背离所述推动板的一侧；且所述推动板和所述预压组件分别与所述驱动杆直接或者间接匹配，使得推动板和预压组件可在模具脱模时随所述驱动杆同步运动。本发明的防产品拉裂变形模具顶出机构通过设置合理的预压间隙，使得滑块与顶针与工件脱离时，既不会造成工件的拉裂变形，又能够最大程度节约脱模时间。
Description
技术领域
本发明属于压铸模具加工技术领域，具体涉及一种防产品拉裂变形模具顶出机构。
背景技术
模压成型是一种铸造工艺，其利用模具内腔对熔化的材料施以高压，并继而得到相应的产品或零部件。由于模压成型往往具有尺寸精度高，生产速度快、产品性能好等优点，其广泛应用于汽车零部件、飞行器零部件等产品的批量化生产，并具有较好的经济效应。
随着模压工艺的不断发展，可利用模具直接制备更为精细的工件产品，而不需要在工件成型后再利用其它加工工具对工件进行加工。常规模具的顶出方式通常是针对工件的四周设置顶出机构，在模具脱离过程中利用四周的顶出机构固定工件，进而实现模具的脱模。但是在针对薄壁类含装配孔的工件时，由于工件表面厚薄程度不一，而工件脱模时模具整体脱离并不会照顾到薄弱部位，导致工件薄弱部位拉伤或变形。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种防产品拉裂变形模具顶出机构，用以解决现有薄壁类工件脱模时容易拉裂的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种防产品拉裂变形模具顶出机构，固定架和穿设于该固定架上的驱动杆；其特征在于，所述驱动杆的一端连接驱动机构，另一端匹配动模，且沿该驱动杆的轴向依次设置有推动板、顶针组件和预压组件；
所述推动板设置在所述顶针组件与所述动模之间，所述预压组件设置在该顶针组件背离所述推动板的一侧；且
所述推动板和所述预压组件分别与所述驱动杆直接或者间接匹配，使得推动板和预压组件可在模具脱模时随所述驱动杆同步运动；以及
所述预压组件的一端匹配所述驱动杆，其另一端始终抵接所述顶针组件，使得所述推动板抵接所述顶针组件前，该顶针组件被顶紧在初始位置；所述推动板与所述顶针组件之间间隔有一定距离，使得所述推动板可在驱动杆带动下逐渐靠近所述顶针组件，并在与之抵接后带动其运动。
作为本发明的进一步改进，所述预压组件包括预压板、固定螺栓和压缩弹簧；
所述预压板与驱动杆相连，所述固定螺栓穿设在所述预压板上，且所述固定螺栓与所述预压板固定相连；
所述压缩弹簧套设在所述固定螺栓上，其一端抵接所述固定螺栓的螺栓头，其另一端与预压组件相抵，且所述预压板与所述顶针组件相贴时，所述压缩弹簧处于预压状态。
作为本发明的进一步改进，所述推动板朝向所述顶出机构运动时，所述压缩弹簧处于预压状态，且其预压力不小于工件对动模的抱紧力。
作为本发明的进一步改进，所述预压组件包括预压板，所述预压板朝向工件方向设置有多根顶针；所述预压板和所述顶板沿驱动杆轴向均开设有相互连通的第一通孔，所述第一通孔内穿设有限位杆，且所述限位杆与所述预压板或所述顶板固定连接。
作为本发明的进一步改进，还包括滑动导轨，所述滑动导轨上设有沿其导轨方向运动的滑块。
作为本发明的进一步改进，所述滑块上对应多根所述顶针开设有多个第二通孔，所述顶针穿设在所述第二通孔内。
作为本发明的进一步改进，所述固定螺栓上还套设有垫环，其与固定螺栓的螺栓头固定连接，并固定设置在所述预压板上。
作为本发明的进一步改进，所述推动板与顶针组件之间预留间隙距离为5mm。
作为本发明的进一步改进，所述顶针直径为6mm。
上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明的防产品拉裂变形模具顶出机构，通过在顶板和预压板之间设置预压组件，使得顶出机构在脱模过程中，动模可先从工件表面脱离，然后通过预压组件使得顶板上的顶针持续抵接在工件的表面内，待动模与工件脱离一定距离后，再利用推动板带动顶板运动，使得顶针与工件脱离；通过将顶针与动模分别脱离的方式，并通过顶针对工件表面薄弱处四周进行固定，使得模具脱离时，工件薄弱处不会随着模具一同拉出，造成工件的拉裂和变形。
(2)本发明的防产品拉裂变形模具顶出机构，通过固定螺栓和压缩弹簧的配合设置，并在顶板与预压板上设置限位杆，使得预压板与顶板之间相互脱离时，预压板始终沿驱动杆轴向方向运动，不会对顶针造成挤压或触碰，避免预压脱模过程中顶针触动造成脱模卡死。
(3)本发明的防产品拉裂变形模具顶出机构，通过设置顶板和预压板，并通过推动板与顶板之间预留预压间隙，在滑块和顶针与工件脱离时，通过驱动杆先带动滑块与工件表面脱离，在滑块与工件表面脱离一定距离后，在利用推动板带动顶板运动，随后顶针与工件表面脱离，通过设置合理的预压间隙，使得滑块与顶针与工件脱离时，既不会造成工件的拉裂变形，又能够最大程度节约脱模时间。
附图说明
图1是本发明实施例中防产品拉裂变形模具顶出机构的整体结构示意图；
图2是本发明实施例中防产品拉裂变形模具顶出机构剖面示意图；
图3是图2中A处放大示意图；
图4是本发明实施例中预压组件处结构示意图；
图5是本发明实施例中顶板处结构示意图；
图6是本发明实施例中预压板处剖面示意图；
图7是本发明实施例中推动板结构示意图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：
1、固定架；2、驱动杆；3、驱动机构；4、顶板；5、预压板；6、顶针；7、预压组件；8、推动板；9、限位杆；10、滑动导轨；11、滑块；
701、固定螺栓；702、压缩弹簧。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例：
请参阅图1-6，本发明优选实施例中的防产品拉裂变形模具顶出机构，包括固定架1和穿设于该固定架1上的驱动杆2；驱动杆2的一端连接驱动机构3，另一端匹配动模，且沿该驱动杆2的轴向依次设置有推动板8、顶针组件和预压组件7；此处推动板 8设置在顶针组件与动模之间，预压组件7设置在该顶针组件背离推动板8的一侧；且推动板8和预压组件7分别与驱动杆2直接或者间接匹配，推动板8和预压组件7可在模具脱模时随驱动杆2同步运动；预压组件7的一端匹配驱动杆2，其另一端始终抵接顶针组件，使得推动板8抵接顶针组件前，该顶针组件被顶紧在初始位置；推动板8与顶针组件之间间隔有一定距离，使得推动板8可在驱动杆2带动下逐渐靠近顶针组件，并在与之抵接后带动其运动。
如图1、2所示，在对工件进行脱模时，采用常规的脱模方式会导致动模脱模时将工件的薄弱处直接拉裂，造成工件损坏。因此在顶出机构上设置顶针6组件和预压组件 7，在利用驱动杆2带动动模与工件脱离时，先利用驱动杆2带动动模与工件脱离，此时为了保证顶针6组件上的顶针6不会随着驱动杆2一同运动，通过设置预压组件7，在脱模前期，通过预压组件7施加顶针6组件一个抵接力，使得顶针6不会与工件脱离，在动模拔出一段距离后，再通过推动板8带动整个顶针6组件运动，使得顶针6从工件上脱离，避免工件的损坏。在实际工件成型过程中，顶针6数量根据工件表面薄弱处来布置，在工件表面薄弱处的四周设置顶针6，达到对工件表面薄弱处的保护。
优选地，驱动杆2背离工件的一端设置有驱动机构3，驱动机构3可以是油缸或气缸。优选为油缸，油缸本身可实现往复运动，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳。并且针对油缸运动至行程终点时具备较大的动能问题，在后续脱离过程中可加速产品的脱模，不会对产品造成损伤。
进一步地，如图3、4、5所示，作为本发明的优选实施例，该预压组件7包括预压板5和固定螺栓701，固定螺栓701上套设有压缩弹簧702，该固定螺栓701穿设在预压板5上，并且固定螺栓701与预压板5固定连接。顶针组件包括顶针6和顶板4，顶板主要用于承接顶针6，并将压缩弹簧702上的预压力传递至顶针6。压缩弹簧702一端与固定螺栓701的螺栓头相抵，其另一端与顶板4相抵，并且在顶板4与预压板5相贴时，该压缩弹簧702处于预压状态。通过设置固定螺栓701和压缩弹簧702，通过固定螺栓701预压压缩弹簧702，然后将固定螺栓701拧紧在预压板5上，在预压板5朝向背离工件方向运动时，压缩弹簧702缓慢伸张，压缩弹簧702持续给到顶板4一个压力，使得顶板4上的顶针6始终抵接在工件上。优选地，为了保证固定螺栓701与预压板5之间的稳定性，在固定螺栓701端部套设垫环，垫环与固定螺栓701的螺栓头固接，并且垫环固定贴设在预压板5上。
进一步地，作为本发明的优选实施例，在脱模过程中，为了避免工件与动模之间的抱紧力过大，导致动模与工件脱离时，工件推动顶针6运动，导致顶针6会随着动模一同脱离工件表面。在压缩弹簧702设置过程中，压缩弹簧702在回弹过程中，压缩弹簧 702给到顶板4上的压力要大于工件对动模的抱紧力，才能保证动模在脱离过程中，顶针6能保持不动并抵接在工件铸孔内。
根据下列公式可以得出工件对动模的抱紧力，根据产品件形状、尺寸、材料和铸孔个数及铸孔深度，可以得到A、L、p、μ的数值范围，选取拔模角，即可得出产品对动模抱紧力大小，进而得出压缩弹簧702预压时的最小抵紧力，然后根据抵紧力选择压缩弹簧702型号和数量以及压缩弹簧702的预压长度。
P＝P1cosα+P2sinα＝ALp(μcosα-sinα)
其中P为拔模力(kg)；
P1：抽芯阻力(kg)；
P2：铸件冷凝收缩后对型芯的包紧力(kg)；
A：被铸件包紧的型芯成型部分周长(mm)；
L：被铸件包紧的型芯成型部分长度(mm)；
p：单位面积的包紧力(锌合金一般为0.6-0.8kg/mm2；铝合金一般为1.0-1.2kg/mm2；铜合金一般为1.2-1.6kg/mm2)；
μ：压铸合金对型芯的摩擦系数，一般取0.2-0.5；
α：型芯成形部分的拔模角(°)。
进一步地，如图6所示，作为本发明的优选实施例，预压板5和顶板4沿驱动杆2 的轴向均开设有相互连通的第一通孔，该第一通孔内穿设有限位杆9，并且限位杆9与预压板5或者顶板4固定连接。在脱模过程中，由于预压板5与顶板4需要发生相对运动，为了避免预压板5与顶板4在驱动杆2径向上发生偏移，造成对顶针6的干涉，使得脱模故障或者损坏顶针6，此处设置限位杆9，利用限位杆9来限制预压板5和顶板 4在驱动杆2径向上的位移，保证脱模过程的正常进行。优选地，此处限位杆9可以设置多根，通过多个限位杆9来保证预压板5和顶板4相对位移的稳定性。
进一步地，此处限位杆9可不单独设置，在固定螺栓701固定预压板5的额同时，在顶板4上对应开设通孔，使得固定螺栓701直接穿设在顶板4上，在预压板5沿脱模方向运动时，固定螺栓701的螺柱可限制顶板4在驱动杆2径向上的位移。
进一步地，如图7所示，本发明优选实施例中的推动板8通过螺栓固定在驱动杆2上，推动板8上开设有多个供顶针6穿过的第三通孔，用于顶针6对工件表面的抵接。
优选地，此处推动板8与顶板4在驱动杆2轴向上的间隙为5mm。在实际的脱模过程中，通过调整推动板8与顶板4之间的距离，来实现动模与顶针6之间的脱模时间差，在推动板8与顶板4之间距离超过5mm时，脱模时工件不会再被动模拉伤。
进一步地，作为本发明的优选实施例，该防产品拉裂变形模具顶出机构还包括滑动导轨10，该滑动导轨10与工件保持相对静止，并且在滑动导轨10上还设有对工件表面抵接的滑块11。在工件脱模过程中，需要与动模脱离，此处动模为滑块11，滑块11抵接在工件表面，用于工件表面成型。优选地，滑块11与驱动杆2相连，通过驱动杆2的拉动实现与工件表面的脱离。为了方便滑块11的脱离，此处额外设置滑动导轨10，使得驱动杆2拉动滑块11脱模过程中，滑块11沿滑动导轨10移动，方便滑块11的脱模，并且滑动导轨10的限制使得滑块11脱模时避免与工件侧壁碰撞，造成工件的变形。
优选地，在该滑块11上还设有第二通孔，顶针6穿过该第二通孔并抵接在工件上。在实际工件生产过程中，工件上铸孔位置不定，为了方便工件成型，在滑块11上对应顶针6开设有第二通孔，使得顶针6穿过滑块11并抵接在工件上。
本发明优选实施例中脱模斜度为2°，即拔模角α为2°。通过将顶出机构设置一定斜度，可方便滑块11和顶针6从工件中脱离。
本发明优选实施例中的顶针6直径为6mm，顶针6伸入模腔的长度为197mm，即脱模时顶针6伸入工件内的长度为197mm。本发明通过预压组件7的设置，能够大大降低脱模过程中滑块11将工件拉裂的可能性，根据实际应用情况，顶针6抵接工件表面部分的直径最小可达6mm，顶针6伸入模腔部分深度可达197mm，实际压铸过程中根据工件的实际需求选择顶针6直径，如6mm、8mm、10mm、12mm等，当顶针6直径低于6mm时顶针6会造成工件表面破损。
本发明中防产品拉裂变形模具顶出机构的工作过程如下：首先利用驱动机构3带动驱动杆2朝向工件方向运动，驱动杆2带动顶板4和预压板5朝向模腔方向运动，预压板5与顶板4之间的压缩弹簧702逐渐预压，驱动杆2端部的滑块11压入模腔内，通过驱动机构3锁死整个顶出机构，工件注塑成型。在需要脱模时，驱动机构3带动驱动杆2朝向背离工件方向运动，驱动杆2拉动滑块11从工件表面脱离，驱动杆2上推动板8朝向顶板4方向运动；预压行程过程中，预压板5随驱动杆2一同运动，预压板5 上预压弹簧逐渐回弹并持续施加给顶板4压力，使得顶针6始终抵在工件表面；预压行程走完后，推动板8与顶板4接触，随后推动板8带动顶板4朝向背离工件方向运动，顶针6随之从工件表面脱离，脱模工作完成。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种防产品拉裂变形模具顶出机构，包括固定架和穿设于该固定架上的驱动杆；其特征在于，所述驱动杆的一端连接驱动机构，另一端匹配动模，且沿该驱动杆的轴向依次设置有推动板、顶针组件和预压组件；
所述推动板设置在所述顶针组件与所述动模之间，所述预压组件设置在该顶针组件背离所述推动板的一侧；且
所述推动板和所述预压组件分别与所述驱动杆直接或者间接匹配，使得推动板和预压组件可在模具脱模时随所述驱动杆同步运动；以及
所述预压组件的一端匹配所述驱动杆，其另一端始终抵接所述顶针组件，使得所述推动板抵接所述顶针组件前，该顶针组件被顶紧在初始位置；所述推动板与所述顶针组件之间间隔有一定距离，使得所述推动板可在驱动杆带动下逐渐靠近所述顶针组件，并在与之抵接后带动其运动。
2.根据权利要求1所述的防产品拉裂变形模具顶出机构，其特征在于，所述预压组件包括预压板、固定螺栓和压缩弹簧；
所述预压板与驱动杆相连，所述固定螺栓穿设在所述预压板上，且所述固定螺栓与所述预压板固定相连；
所述压缩弹簧套设在所述固定螺栓上，其一端抵接所述固定螺栓的螺栓头，其另一端与预压组件相抵，且所述预压板与所述顶针组件相贴时，所述压缩弹簧处于预压状态。
3.根据权利要求2所述的防产品拉裂变形模具顶出机构，其特征在于，所述推动板朝向所述顶出机构运动时，所述压缩弹簧处于预压状态，且其预压力不小于工件对动模的抱紧力。
4.根据权利要求1所述的防产品拉裂变形模具顶出机构，其特征在于，所述顶针组件包括顶板，所述顶板朝向工件方向设置有多根顶针；所述预压板和所述顶板沿驱动杆轴向均开设有相互连通的第一通孔，所述第一通孔内穿设有限位杆，且所述限位杆与所述预压板或所述顶板固定连接。
5.根据权利要求4所述的防产品拉裂变形模具顶出机构，其特征在于，还包括滑动导轨，所述滑动导轨上设有沿其导轨方向运动的滑块。
6.根据权利要求5所述的防产品拉裂变形模具顶出机构，其特征在于，所述滑块上对应多根所述顶针开设有多个第二通孔，所述顶针穿设在所述第二通孔内。
7.根据权利要求2所述的防产品拉裂变形模具顶出机构，其特征在于，所述固定螺栓上还套设有垫环，其与固定螺栓的螺栓头固定连接，并固定设置在所述预压板上。
8.根据权利要求1所述的防产品拉裂变形模具顶出机构，其特征在于，所述推动板与顶针组件之间预留间隙距离为5mm。
9.根据权利要求4所述的防产品拉裂变形模具顶出机构，其特征在于，所述顶针直径为6mm。
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