CN114535424B - 一种加油嘴外壁螺纹成型模具 - Google Patents

Abstract

一种加油嘴外壁螺纹成型模具。涉及汽车零部件生产技术领域。能够在筒形工件拉伸后，即进行扣牙作业，进而适应自动化连续作业要求，且在加工过程中通过内、外表面的面接触形式，避免作用力分散从而导致工件开裂。包括上模组件和下模组件和涨形机构。本发明分二步进行动作，第一上模组件下行，“柔性”地推动工件下行，直至工件内顶面接触内型模顶块；第二开始进行扣牙行程，即上模继续下行、同时涨形机构动作。通过三个动作实现扣牙作业完成：一是上模的向心滑瓣内缩对工件外表面塑形；二是涨紧机构动作，驱动涨形瓣二实现对工件内表面的局部塑形撑抵；三是工件在被下压的同时，驱动涨紧瓣一实现对工件内表面的局部塑形撑抵。

Description

一种加油嘴外壁螺纹成型模具

技术领域

本发明涉及汽车零部件生产技术领域，尤其涉及汽车油箱加油口金属导流（加油）嘴的专用成型模具。

背景技术

汽车油箱的加油管均设有导流（加油）嘴，作为加油时的油枪接口。导流嘴一般呈偏心的喇叭口形，喇叭口内设有内螺纹，用于连接油箱盖，密封油箱。作为司空见惯的汽车零部件，其生产工艺一直以来按照以下工艺步骤来实现：先拉伸，再热处理，接着旋压螺牙，最后再整形。

现有技术中对于类似筒形工件外壁螺纹成型，大多采用旋压的加工形式，并且在旋压之前需进行热处理消除应力，改善晶相，以防止在旋压时工件开裂。这导致了加工过程被“割裂”，需在多个工序间进行半成品的往复转运，工作量大，生产效率低下。

为实现连续自动化作业，也就是从板料落料-拉伸-扣牙（螺纹成型）-冲孔，在连续作业中实现工件的完全成型，再进行热处理加工，成为本领域技术、生产、操作人员的奢望。而类似工件在落料-拉伸后，因板材存在极大的内应力，加之晶相的变化，如采取普通的冲压螺纹成型工艺或旋压工艺，极易造成工件开裂。因此，如何设计一种能够适应板材拉伸后，在扣牙加工过程中，能避免、降低工件开裂的成型模具成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对以上技术问题，提供了一种能够在筒形工件拉伸后，即进行扣牙作业，进而适应自动化连续作业要求，且在加工过程中通过内、外表面的面接触形式，避免作用力分散从而导致工件开裂的加油嘴外壁螺纹成型模具。

本发明的技术方案是：一种加油嘴外壁螺纹成型模具，包括上模组件和下模组件，所述下模组件固定连接在工作台表面，还包括涨形机构；

所述上模组件包括上模基板、上模垫块、垫块底板、顶针安装封板、顶针安装板和若干顶针，以及限位导向板、悬吊连接环、托板和若干向心滑瓣；

所述上模垫块、垫块底板依次固定连接在所述上模基板的底面；

在所述顶针安装板上均匀开设有若干顶针安装孔，所述若干顶针设在所述顶针安装孔内，所述顶针安装封板固定连接于所述顶针安装板的顶面，所述顶针安装封板、顶针安装板和若干顶针构成的组件再固定连接于所述垫块底板的底面；所述顶针的下端设有斜楔；

所述托板上均布有若干滑瓣导槽，所述向心滑瓣活动设置在所述滑瓣导槽内；所述向心滑瓣向心方向的表面设有扣牙成型面、朝外方向的表面设有滑瓣斜楔槽，所述顶针下端的斜楔与所述滑瓣斜楔槽适配；所述悬吊连接环和限位导向板依次固定在所述托板的上表面，使得所述限位导向板、悬吊连接环、托板和若干向心滑瓣构成一整体部件，所述整体部件通过悬吊杆组件连接于所述垫块底板上，且所述限位导向板的顶面与所述顶针安装板之间保留有行程间隙H；

所述下模组件包括托料板组件、下模面板、下模体、下模芯定位板、下模芯座板、下模结构板一、下模结构板二、下模结构板三和下模底板，

所述涨形机构包括驱动缸、滑动驱动块、升降块、升降驱动体、下模芯、一对涨形瓣一和一对涨形瓣二；

所述托料板组件包括托料板、托料板顶杆、复位板和弹性件，在所述工作台上设有通孔，所述复位板设在所述下模底板的底面、且位于所述通孔内，在所述工作台下方还固定设有弹性体，所述弹性体撑抵所述复位板；所述托料板顶杆贯穿所述下模芯定位板、下模芯座板、下模结构板一、下模结构板二、下模结构板三和下模底板，所述托料板顶杆的顶端固定连接所述托料板底面、底端固定连接所述复位板的顶面；

所述下模体的顶面固定连接有所述的下模面板，在所述下模体底面依次固定连接所述的下模结构板二、下模结构板三和下模底板，所述下模结构板一设于所述下模体内部且固定连接在所述下模结构板二的顶面，在所述下模结构板一顶面由下至上还固定连接有下模芯座板和下模芯定位板，所述下模芯定位板上开设有容置槽，所述下模芯安置在所述容置槽内、且贯穿所述容置槽后固定连接于所述下模芯座板上；

所述下模芯具有一柱状本体和设于柱状本体底部的一对肋板，在所述柱状本体朝向所述肋板的方向设有一对倾斜的涨形瓣一安装面，在所述柱状本体的顶面利用销柱和弹性件活动连接有内型模顶块，一对所述的涨形瓣一设有与所述倾斜的涨形瓣一安装面的斜度适配的斜面，在一对所述涨形瓣一的底部分别设置有涨形瓣一的复位装置，所述柱状本体的另两侧面由底面分别开设有插舌导槽，所述升降驱动体成U型、形成一对插舌，所述插舌的顶部设有锥形面，所述升降驱动体伸入插舌导槽；

在所述插舌的两侧分别设有凸块，所述凸块固定设于所述下模芯定位板上，在所述凸块与所述插舌之间设置所述的涨形瓣二，所述涨形瓣二与所述凸块之间设有复位弹簧；

在所述下模结构板二上开设有滑槽，所述滑动驱动块设在所述滑槽内，所述滑动驱动块连接设置在外部的所述驱动缸，在所述滑动驱动块顶面开设有斜槽，在所述斜槽与所述升降驱动体之间设所述的升降块。

所述上模组件还设有导柱，所述下模组件设有导柱孔。

所述涨形瓣一的复位装置包括顶段、中段和底端，所述顶端为矩形杆，中段为直杆，底端为压缩弹簧；所述涨形瓣一的复位装置倾斜设置，且贯穿所述下模芯、下模芯定位板、下模芯座板、下模结构板一、下模结构板二和下模结构板三，底端撑抵设置在所述下模底板上。

所述限位导向板上设有一对导向定位凸耳，所述下模面板上设有一对导向定位槽。

所述上模组件还开设有顶杆组件贯穿孔，在所述顶杆组件贯穿孔内贯穿设置有压料杆组件，所述压料杆组件包括压料杆和气缸，所述压料杆底端用于撑抵定位工件的顶面。

本发明的模具在扣牙成型过程中分二步进行动作，第一步工件置于下模托料板后，上模组件下行，“柔性”地推动工件下行，直至工件内顶面接触内型模顶块451；第二步达到推动行程后，开始进行扣牙行程，即上模继续下行、同时涨形机构动作，是通过三个动作实现扣牙作业完成：一是上模的向心滑瓣内缩对工件外表面塑形；二是涨紧机构动作，驱动涨形瓣二在高度不变的情况下做扩径运动，实现对工件内表面的局部塑形撑抵；三是工件在被下压的同时，下模芯顶面的内型模顶块451下行、同时驱动涨紧瓣一在下行的同时扩径，实现对工件内表面的局部塑形撑抵。其中步骤二、三是由涨紧瓣一、涨紧瓣二合成为对工件完整内表面的撑抵。在该种“全面接触”金属板材塑形加工作业工况下，即便半成品工件存在一定的内应力及晶相缺陷，也不会导致工件出现开裂现象（当然不能排除极少比例的残次品）。

本发明的加油嘴外壁螺纹成型模具构思精巧，生产效率高。可以在连续加工作业完成成品塑形后再行热处理，节约了工序，大大提高了工作效率。同时由于热处理后置，热处理后不存在任何板材塑形工序，使得成品外形美观均一，内在品质提升。

附图说明

图1是本发明的立体外形图，

图2是本发明的结构示意图，

图3是图2中A-A剖视图，

图4是图3中B-B剖视图，

图5是本发明中上模组件的立体拆分图一，

图6是本发明中上模组件的立体拆分图二，

图7是本发明上模组件中向心滑瓣的立体图，

图8是本发明上模组件中向心滑瓣与托板的装配关系示意图，

图9是本发明上模组件中顶针的立体图，

图10是本发明上模组件中顶针、向心滑瓣与托板的装配关系示意图，

图11是本发明上模组件中限位导向板的立体示意图，

图12是本发明中下模组件的立体拆分图一，

图13是本发明中下模组件的立体拆分图二，

图14是本发明中下模与涨形机构的立体示意图，

图15是本发明中涨形机构的立体拆分图一，

图16是本发明中涨形机构的立体拆分图二，

图17是本发明中下模芯的立体示意图；

图中1是上模组件，11是上模基板，111是顶杆组件贯穿孔，12是上模垫块，121是垫块悬吊件安置孔，13是垫块底板，131是垫块底板悬吊件安置孔，14是向心成型机构，141是顶针安装封板，142是顶针安装板，143是顶针，1431是燕尾斜楔，144是限位导向板，1441是导向定位凸耳，1442是顶针导槽，145是向心滑瓣，1451是滑瓣斜楔槽，1452是滑瓣径向运动导块，1453是扣牙成型面，146是悬吊连接环，147是垫环，148是托板，1481是滑瓣导槽，

2是下模组件，21是托料板，211是托料板顶杆，212是复位板，22是下模面板，221是导向定位槽，222是导柱孔，23是下模体，24是下模芯定位板，241是凸块，242是容置槽，25是下模芯座板，26是下模结构板一，27是下模结构板二，28是下模结构板三，29是下模底板，

3是压料杆组件，31是压料杆，

4是涨形机构，41是驱动缸，42是滑动驱动块，43是升降块，44是升降驱动体，441是插舌，45是下模芯，451是内型模顶块，452是涨形瓣一安装面，453是插舌导槽，454是下模芯顶面，46是涨形瓣一，461是涨形瓣一的复位装置，47是涨形瓣二，471是涨形瓣二复位弹簧，472是内锥面，

5是工件，

6是工作台，61是弹性件，

H是实现上模向心运动的行程间隙；

图15、16中，空心箭头表示涨形瓣二的扩径运动方向，线箭头表示涨形瓣一的扩径运动方向，双点划线箭头表示涨形瓣一的复位装置运动方向。

具体实施方式

以下结合附图1-17进一步说明本发明：

本发明的一种加油嘴外壁螺纹成型模具，包括上模组件1和下模组件2，下模组件2固定连接在压力机设备工作台6的表面，上模组件1则连接在压力机滑块上；

本发明的创新之处在于：还包括涨形机构4，以及上模组件1和下模组件2的具体构造上。

上模组件1包括上模基板11、上模垫块12、垫块底板13、顶针安装封板141、顶针安装板142和若干顶针143，以及限位导向板144、悬吊连接环146、托板148和若干向心滑瓣145；需要说明的是：如图4、5中，顶针安装封板141、顶针安装板142顶针143、限位导向板144、向心滑瓣145、悬吊连接环146、垫环147和托板148构成了上模组件1中的向心成型机构14，向心成型机构14在本发明中是实现对工件5外表面螺纹塑形的任务。

具体构造为：

上模垫块12、垫块底板13依次固定连接在上模基板11的底面；

在顶针安装板142上均匀开设有若干顶针安装孔，若干顶针143设在顶针安装孔内，顶针安装封板141固定连接于顶针安装板142的顶面，用于将顶针143的顶端面进行限位固定。顶针安装封板141、顶针安装板142和若干顶针143构成的组件再固定连接于垫块底板13的底面；顶针143的下端设有朝向外侧斜楔，具体结构设置为燕尾斜楔1431；

托板148上均布有若干滑瓣导槽1481，向心滑瓣145活动设置在滑瓣导槽1481内；向心滑瓣145向心方向的表面设有扣牙成型面1453、朝外方向的表面设有滑瓣斜楔槽1451，向心滑瓣145的底面还设有滑瓣径向运动导块1452（用于在滑瓣导槽1481内导向）。顶针143下端的斜楔与滑瓣斜楔槽1451适配；在顶针143向下运动时，能够驱动向心滑瓣145做向心运动。

悬吊连接环146和限位导向板144依次固定在托板148的上表面，使得限位导向板144、悬吊连接环146、托板148和若干滑瓣145构成一整体部件，整体部件通过悬吊杆组件（如图3中所示，贯穿顶针安装板142、顶针安装封板141，连接于垫块底板13上，且限位导向板144的顶面与顶针安装板142的底面之间保留有行程间隙H；在上模没有阻力下行时，同步下行，在遇有阻力（如下模托料板工件）时，则开始相互运行，同时上模组件1的上部构件（上模基板11、上模垫块12、垫块底板13、顶针安装封板141、顶针安装板142和顶针143）继续下行，而下部构件（限位导向板144、悬吊连接环146、托板148和向心滑瓣145）被下模组件限位，上部构件驱动下部构件完成行程间隙H范围内的运动，实现缩径。实现缩径的过程是顶针143在限位导向板144的顶针导槽1442内被约束下行时，其燕尾斜楔1431接触向心滑瓣145的滑瓣斜楔槽1451，驱动向心滑瓣145向圆心运动。

实现悬吊结构通常需在上模垫块12上开设垫块悬吊件安置孔121，在垫块底板13上需开设尺寸更小的垫块底板悬吊件安置孔131，以及在相关部件上均应开设连接孔，鉴于该技术措施属于常规技术手段，在此处不再赘述。

有一点需要说明，就是鉴于托板148在工作过程中承载较大的扩径力，本发明在托板148的外部设置了垫环147，以增加垫板148的机械强度。

下模组件2包括托料板组件、下模面板22、下模体23、下模芯定位板24、下模芯座板25、下模结构板一26、下模结构板二27、下模结构板三28和下模底板29，

涨形机构4包括驱动缸41、滑动驱动块42、升降块43、升降驱动体44、下模芯45、一对涨形瓣一46和一对涨形瓣二47；

托料板组件包括托料板21、托料板顶杆211、复位板212和弹性件61，在工作台上6设有通孔，复位板212设在下模底板29的底面、且位于通孔内，在工作台6的下方还固定设有弹性体61，弹性体61撑抵复位板212；托料板顶杆211贯穿下模芯定位板24、下模芯座板25、下模结构板一26、下模结构板二27、下模结构板三28和下模底板29，托料板顶杆211的顶端固定连接托料板21底面、底端固定连接复位板212的顶面。托料板21作为承载工件5的活动部件，随着上模组件1对工件5的施压，上模组件1中垫板148同时接触托料板21的顶面将其下压，直至限位导向板144的导向定位凸耳1441嵌入到下模面板22的导向定位槽221内，完成垂直方向的行程。完成垂直方向行程后，托料板21在弹性件61、复位板212、托料板顶杆211的作用下在实现复位；鉴于在下模组件2的各部件中进行贯通设置属于本领域常规技术手段，在本案中对于托料板顶杆211的通路构造不再赘述。

下模体23的顶面固定连接有下模面板22，在下模体23的底面依次固定连接下模结构板二27、下模结构板三28和下模底板29，下模结构板一26设于下模体23内部且固定连接在下模结构板二27的顶面，在下模结构板一26顶面由下至上还固定连接有下模芯座板25和下模芯定位板26，下模芯定位板26上开设有容置槽242，下模芯45安置在容置槽242内、且贯穿容置槽242后固定连接于下模芯座板25上；

下模芯45具有一柱状本体和设于柱状本体底部的一对肋板，在柱状本体朝向肋板的方向设有一对倾斜的涨形瓣一安装面452，在柱状本体的顶面利用销柱和弹性件活动连接有内型模顶块451，一对涨形瓣一46设有与倾斜的涨形瓣一安装面452的斜度适配的斜面，在一对所述涨形瓣一46的底部分别设置有涨形瓣一的复位装置461，在上模下压驱动工件5内顶面接触内型模顶块451后，内型模顶块451向下再驱动一对涨形瓣一46沿斜面下行，同时实现扩径。该动作完成了对工件5内部表面的局部撑抵支撑、塑形。

柱状本体的另两侧面由底面分别开设有插舌导槽453，升降驱动体44成U型、形成一对插舌441，插舌441的顶部设有锥形面，升降驱动体44伸入插舌导槽453；

在插舌441的两侧分别设有凸块241，凸块241固定设于下模芯定位板24上，在凸块241与插舌441之间设置涨形瓣二47，涨形瓣二47与凸块241之间设有涨形瓣二复位弹簧471；该动作完成了对工件5内部表面另一局部的撑抵支撑、塑形。

在下模结构板二27上开设有滑槽，滑动驱动块42设在滑槽内，滑动驱动块42连接设置在外部的驱动缸41，在滑动驱动块42顶面开设有斜槽，在斜槽与升降驱动体44之间设升降块43。鉴于将平面运动动作转化为垂直方向运动动作也属于本领域常规技术措施，在此处对于其具体构造不再赘述。

为了保证上、下模运行的精度，上模组件1还设有导柱15，下模组件2设有导柱孔222。

涨形瓣一的复位装置461包括顶段、中段和底端，顶端为矩形杆，中段为直杆，底端为压缩弹簧；涨形瓣一的复位装置461倾斜设置，且贯穿下模芯45、下模芯定位板24、下模芯座板25、下模结构板一26、下模结构板二27和下模结构板三28，底端撑抵设置在下模底板29上。保证在完成一次扩径动作后，一对涨形瓣一46有效复位。

限位导向板144上设有一对导向定位凸耳1441，下模面板22上设有一对导向定位槽221。该结构主要是为了保证上模下行时，对上模的下部构件进行定位。

上模组件1还开设有顶杆组件贯穿孔111，在顶杆组件贯穿孔111内贯穿设置有压料杆组件3，压料杆组件3包括压料杆31和气缸，压料杆31底端用于撑抵定位工件5的顶面。气缸可以设置在压力机上部，气缸驱动压料杆31在工作过程中随动，保持对工件5顶面的压持状态。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种加油嘴外壁螺纹成型模具，包括上模组件和下模组件，所述下模组件固定连接在工作台表面，其特征在于，还包括涨形机构；

所述上模组件包括上模基板、上模垫块、垫块底板、顶针安装封板、顶针安装板和若干顶针，以及限位导向板、悬吊连接环、托板和若干向心滑瓣；

所述上模垫块、垫块底板依次固定连接在所述上模基板的底面；

在所述顶针安装板上均匀开设有若干顶针安装孔，所述若干顶针设在所述顶针安装孔内，所述顶针安装封板固定连接于所述顶针安装板的顶面，所述顶针安装封板、顶针安装板和若干顶针构成的组件再固定连接于所述垫块底板的底面；所述顶针的下端设有斜楔；

所述托板上均布有若干滑瓣导槽，所述向心滑瓣活动设置在所述滑瓣导槽内；所述向心滑瓣向心方向的表面设有扣牙成型面、朝外方向的表面设有滑瓣斜楔槽，所述顶针下端的斜楔与所述滑瓣斜楔槽适配；所述悬吊连接环和限位导向板依次固定在所述托板的上表面，使得所述限位导向板、悬吊连接环、托板和若干向心滑瓣构成一整体部件，所述整体部件通过悬吊杆组件连接于所述垫块底板上，且所述限位导向板的顶面与所述顶针安装板之间保留有行程间隙H；

所述下模组件包括托料板组件、下模面板、下模体、下模芯定位板、下模芯座板、下模结构板一、下模结构板二、下模结构板三和下模底板，

所述涨形机构包括驱动缸、滑动驱动块、升降块、升降驱动体、下模芯、一对涨形瓣一和一对涨形瓣二；

所述托料板组件包括托料板、托料板顶杆、复位板和弹性件，在所述工作台上设有通孔，所述复位板设在所述下模底板的底面、且位于所述通孔内，在所述工作台下方还固定设有弹性体，所述弹性体撑抵所述复位板；所述托料板顶杆贯穿所述下模芯定位板、下模芯座板、下模结构板一、下模结构板二、下模结构板三和下模底板，所述托料板顶杆的顶端固定连接所述托料板底面、底端固定连接所述复位板的顶面；

所述下模体的顶面固定连接有所述的下模面板，在所述下模体底面依次固定连接所述的下模结构板二、下模结构板三和下模底板，所述下模结构板一设于所述下模体内部且固定连接在所述下模结构板二的顶面，在所述下模结构板一顶面由下至上还固定连接有下模芯座板和下模芯定位板，所述下模芯定位板上开设有容置槽，所述下模芯安置在所述容置槽内、且贯穿所述容置槽后固定连接于所述下模芯座板上；

所述下模芯具有一柱状本体和设于柱状本体底部的一对肋板，在所述柱状本体朝向所述肋板的方向设有一对倾斜的涨形瓣一安装面，在所述柱状本体的顶面利用销柱和弹性件活动连接有内型模顶块，一对所述的涨形瓣一设有与所述倾斜的涨形瓣一安装面的斜度适配的斜面，在一对所述涨形瓣一的底部分别设置有涨形瓣一的复位装置，所述柱状本体的另两侧面由底面分别开设有插舌导槽，所述升降驱动体成U型、形成一对插舌，所述插舌的顶部设有锥形面，所述升降驱动体伸入插舌导槽；

在所述插舌的两侧分别设有凸块，所述凸块固定设于所述下模芯定位板上，在所述凸块与所述插舌之间设置所述的涨形瓣二，所述涨形瓣二与所述凸块之间设有复位弹簧；

在所述下模结构板二上开设有滑槽，所述滑动驱动块设在所述滑槽内，所述滑动驱动块连接设置在外部的所述驱动缸，在所述滑动驱动块顶面开设有斜槽，在所述斜槽与所述升降驱动体之间设所述的升降块。

2.根据权利要求1所述的一种加油嘴外壁螺纹成型模具，其特征在于，所述上模组件还设有导柱，所述下模组件设有导柱孔。

3.根据权利要求1所述的一种加油嘴外壁螺纹成型模具，其特征在于，所述涨形瓣一的复位装置包括顶段、中段和底端，所述顶端为矩形杆，中段为直杆，底端为压缩弹簧；所述涨形瓣一的复位装置倾斜设置，且贯穿所述下模芯、下模芯定位板、下模芯座板、下模结构板一、下模结构板二和下模结构板三，底端撑抵设置在所述下模底板上。

4.根据权利要求1所述的一种加油嘴外壁螺纹成型模具，其特征在于，所述限位导向板上设有一对导向定位凸耳，所述下模面板上设有一对导向定位槽。

5.根据权利要求1所述的一种加油嘴外壁螺纹成型模具，其特征在于，所述上模组件还开设有顶杆组件贯穿孔，在所述顶杆组件贯穿孔内贯穿设置有压料杆组件，所述压料杆组件包括压料杆和气缸，所述压料杆底端用于撑抵定位工件的顶面。

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