CN114769513B - 具备精密镶块配合结构的砂芯模具 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了具备精密镶块配合结构的砂芯模具，其底模座上设有至少一个底模座镶块，底模座镶块上设有直径相差异的第一底部顶杆通道、第二底部顶杆通道、第三底部顶杆通道，顶模座上设有若干顶模座镶块，顶模座镶块上设有直径相差异的第一顶部顶杆通道、第二顶部顶杆通道、第三顶部顶杆通道。本发明采用高精度镶块配合的方式能降低模座成型难度，使得模座上的顶杆通孔位置度和尺寸精度得到保障，确保顶杆通孔与顶杆之间配合环隙精确。通过差异地顶杆通孔与高精度环隙控制，使得注砂排气均匀且稳定，砂芯成型质量稳定，且消除了非规则壁面毛刺，产品合格率得到保障。满足砂芯模具高精度组装成型需求，相对配合精度精确可控，具备较高地经济价值。

Description

具备精密镶块配合结构的砂芯模具

技术领域

本发明涉及具备精密镶块配合结构的砂芯模具，属于砂芯模具的技术领域。

背景技术

模具是工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。简而言之，模具是用来制作成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。素有“工业之母”的称号，在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。广泛用于冲裁、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中。

在铸造生产过程中，会涉及到砂芯的成型，砂芯需要通过砂芯模具进行生产，通过在砂芯模具内的型腔中进行射砂从而实现砂芯成型。

砂芯模具按照由底部至顶部的循序一般包括底座、底部顶板、底模座、顶模座、射砂板、吹气板及顶部顶板，底模座与顶模座之间形成砂芯型腔，在砂芯成型后，通过底部顶板和顶部顶板的顶杆位移，从而实现对砂芯的脱模作业。

在底模座和顶模座成型时，需要进行相应砂芯型腔的高精密成型，一般情况下采用机加工与电火花相结合的成型工艺，同时在成型后需要进行相应的顶杆孔位加工，满足与顶杆相配合的脱模顶压需求。传统砂芯型腔成型难度较大，容易存在精确缺失报废现象，一般情况下会采用拼接式模座的设计，从而降低成型难度及满足精度需求，而传统模座与顶板相配合之间存在一定地精密配合，同时顶杆又需要兼顾排气功能，因此，底模座和顶模座上的顶杆通孔规格一致，还需要保留一定地排气间隙，此排气间隙非常难控制，尤其是在模座成型过程中，较难实现精确的对位，导致与顶杆配合精度公差较大，在吹砂成型后表面易产生毛刺，影响到产品成型精度。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，针对传统模座与顶杆之间相对精度较难控制且表面产生毛刺较难去除的问题，提出具备精密镶块配合结构的砂芯模具。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

具备精密镶块配合结构的砂芯模具，所述砂芯模具包括由底部至顶部依次设置的底座、底部顶板、底模座、顶模座、射砂板、吹气板及顶部顶板，所述底部顶板上设有若干底部顶杆，所述顶部顶板上设有若干顶部顶杆，所述射砂板及所述吹气板分别设有若干顶部顶杆避让孔，

所述底模座上设有至少一个底模座镶块，所述底模座镶块具备底模座镶块水平模面和至少一个底模成型内凹腔，所述底模成型内凹腔内设有底模成型内凹腔水平模面，所述底模座镶块水平模面上设有若干第一底部顶杆通道，所述底模成型内凹腔内设有若干第二底部顶杆通道，所述底模成型内凹腔水平模面上设有若干第三底部顶杆通道，所述第一底部顶杆通道的直径大于所述第二底部顶杆通道的直径，所述第二底部顶杆通道的直径大于所述第三底部顶杆通道的直径；

所述顶模座上设有若干顶模座镶块，所述顶模座镶块具备顶模座镶块水平模面和至少一个顶模成型内凹腔，所述顶模成型内凹腔内设有顶模成型内凹腔水平模面，所述顶模座镶块水平模面上设有若干第一顶部顶杆通道，所述顶模成型内凹腔内设有若干第二顶部顶杆通道，所述顶模成型内凹腔水平模面上设有若干第三顶部顶杆通道，所述第一顶部顶杆通道的直径大于所述第二顶部顶杆通道的直径，所述第二顶部顶杆通道的直径大于所述第三顶部顶杆通道的直径。

优选地，所述第二底部顶杆通道与对应所述底部顶杆之间的环隙为0.1mm±0.03mm，所述第二顶部顶杆通道与对应所述顶部顶杆之间的环隙为0.1mm±0.03mm。

优选地，所述第三底部顶杆通道与对应所述底部顶杆之间的环隙为0.1mm±0.03mm，所述第三顶部顶杆通道与对应所述顶部顶杆之间的环隙为0.1mm±0.03mm。

优选地，所述第一底部顶杆通道与对应所述底部顶杆之间的环隙大于0.15mm，所述第一顶部顶杆通道与对应所述顶部顶杆之间的环隙大于0.15mm。

优选地，所述第一底部顶杆通道的直径为16mm，所述第二底部顶杆通道的直径为12mm，所述所述第三底部顶杆通道的直径为10mm；

所述第一顶部顶杆通道的直径为12mm，所述第二顶部顶杆通道的直径为10mm，所述第三顶部顶杆通道的直径为8mm。

优选地，所述底模座镶块内设有位于所述底模座镶块水平模面内的若干底模座镂空部，任意所述底模座镂空部内设有底模座拼接镶块，所述底模座拼接镶块内设有所述底模成型内凹腔。

优选地，所述顶模座上的所述顶模座镶块内设有若干可拆卸设置的顶模座平面镶块，所述顶模成型内凹腔水平模面设置在所述顶模座平面镶块上。

优选地，任意所述顶模座镶块上设有至少两个定位镶针槽。

优选地，所述顶模座和所述底模座上分别设有若干对位通孔。

优选地，所述底部顶杆的自由端和所述顶部顶杆的自由端分别设有仿形端面。

本发明的有益效果主要体现在：

1.采用高精度镶块配合的方式能降低模座成型难度，使得模座上的顶杆通孔位置度和尺寸精度得到保障，从而确保顶杆通孔与顶杆之间配合环隙精确。

2.通过差异地顶杆通孔直径设计与高精度环隙控制，能使得注砂排气均匀且稳定，砂芯成型均匀性得到保障，且消除了非规则壁面的毛刺，产品合格率得到保障。

3.满足砂芯模具高精度组装成型需求，相对配合精度精确可控，具备较高地经济价值。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明具备精密镶块配合结构的砂芯模具中底模座的结构示意图。

图2是本发明具备精密镶块配合结构的砂芯模具中顶模座的结构示意图。

图3是本发明具备精密镶块配合结构的砂芯模具的组装结构示意图。

图4是本发明具备精密镶块配合结构的砂芯模具中底部顶板的结构示意图。

图5是本发明具备精密镶块配合结构的砂芯模具中顶部顶板的结构示意图。

图6是本发明具备精密镶块配合结构的砂芯模具中射砂板的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供了具备精密镶块配合结构的砂芯模具，如图1至图6所示，砂芯模具包括由底部至顶部依次设置的底座1、底部顶板2、底模座3、顶模座4、射砂板5、吹气板6及顶部顶板7，底部顶板2上设有若干底部顶杆20，顶部顶板7上设有若干顶部顶杆70，射砂板及吹气板分别设有若干顶部顶杆避让孔。

传统底模座3和顶模座4采用一体成型工艺，即通过铣削机加工、电火花加工与镗孔加工的方式实现砂芯型腔的成型，而一般镗孔即为了满足与顶杆、对位柱相配合的精确对位需求，其顶杆数量非常多，导致机加工要求精度非常高，组装配合精度容易出现误差，调试非常困难，同时大量地顶柱一定分布较为密集且规格相同，造成排气均匀性差异，另外顶柱的环隙一般较大，造成工件表面毛刺现象，需要二次去毛刺作业，作业强度大。

针对此现象，如图1和图2所示，底模座3上设有至少一个底模座镶块31，底模座镶块31具备底模座镶块水平模面32和至少一个底模成型内凹腔33，底模成型内凹腔33内设有底模成型内凹腔水平模面34，底模座镶块水平模面32上设有若干第一底部顶杆通道310，底模成型内凹腔33内设有若干第二底部顶杆通道320，底模成型内凹腔水平模面上设有若干第三底部顶杆通道330，第一底部顶杆通道的直径大于第二底部顶杆通道的直径，第二底部顶杆通道的直径大于第三底部顶杆通道的直径。

顶模座4上设有若干顶模座镶块41，顶模座镶块41具备顶模座镶块水平模面42和至少一个顶模成型内凹腔43，顶模成型内凹腔43内设有顶模成型内凹腔水平模面44，顶模座镶块水平模面上设有若干第一顶部顶杆通道410，顶模成型内凹腔内设有若干第二顶部顶杆通道420，顶模成型内凹腔水平模面上设有若干第三顶部顶杆通道430，第一顶部顶杆通道的直径大于第二顶部顶杆通道的直径，第二顶部顶杆通道的直径大于第三顶部顶杆通道的直径。

具体地实现过程及原理说明：

首先采用了底模座镶块31、顶模座镶块41的设计，满足通过镶块拼接成型模腔的配接需求，方便实现局部精密机加工，满足顶杆与通道相配合精度需求，降低了成型难度，同时确保配合公差。

另外，一般情况下，底模座和顶模座的型腔存在内凹、凸起相配合的腔室结构，为内凹底壁、凸起端面存在一定地平面，并且内凹底壁与相邻凸起端面之间存在倾斜、曲度等非规则的过渡壁面。传统顶杆采用一定地密集分布，满足各面的顶压与排气均匀性需求。但是，由于存在高低平面、非规则过渡壁面，因此顶杆配合匹配度容易存在差异，也无法满足注砂的气压差异，导致产品成型存在一定地均匀度缺陷。

针对此情况，本案中，针对顶模座4和底模座3采用了梯度级的通道分布，即较大地配合平面采用直径较大的顶杆通道，而针对局部凸起或凹陷的腔内平面采用了直径较小的顶杆通道，并且针对过渡腔壁采用了中间尺寸的顶杆通道。

如此，在进行喷砂作业时，较大配合平面具备较大地排气量，内部凸起或凹槽位具备较小地排气量，过渡壁面为适宜的中间排气量，如此满足砂芯成型均匀性需求，使得砂芯成型结构均匀性得到保障，另外，通过大、中、小的顶杆通道合理分布，也易于实现顶杆相对位配合调试，较小顶杆通道对应的即为较高精度位置度，使得砂芯成型精度得到保障。

在一个具体实施例中，第二底部顶杆通道310与对应底部顶杆之间的环隙为0.1mm±0.03mm，第二顶部顶杆通道410与对应顶部顶杆之间的环隙为0.1mm±0.03mm。

具体地说明，传统顶杆与顶杆通道之间的环隙一般在0.5±0.3mm之间，即其存在同心度公差较大范围，最大游隙甚至达到0.8mm，此部分环隙会产生喷砂成型的毛刺残留，而砂芯上存在非常密集的顶杆对应分布，因此存在较多地毛刺，尤其是非规则的过渡壁面，后端修毛刺作业繁琐且作业强度非常大，容易导致产品修磨缺陷，造成报废。

针对此情况，本案中，首先采用了精密的模座镶块设计，使得其上的顶杆通道位置和尺寸相对精确，同时在较大尺寸的第一底部顶杆通道310和第一顶部顶杆通道410的配合导向下，使得第二底部顶杆通道310和第二顶部顶杆通道410与相应顶杆之间的配合环隙满足该0.1mm±0.03mm的配合需求，此环隙基本不会产生毛刺，无需进行非规则过渡壁面的毛刺修磨，如此降低了修磨毛刺的作业强度。

在一个具体实施例中，第三底部顶杆通道与对应底部顶杆之间的环隙为0.1mm±0.03mm，第三顶部顶杆通道与对应顶部顶杆之间的环隙为0.1mm±0.03mm。

即局部内凹、凸起的水平壁面也采用该精密环隙控制，如此满足内凹或外凸的端面的平整度，无需高精度铣磨，且该环隙也满足末端较小排气量的需求。

在一个具体实施例中，第一底部顶杆通道与对应底部顶杆之间的环隙大于0.15mm，第一顶部顶杆通道与对应顶部顶杆之间的环隙大于0.15mm。

该部分环隙可为现有环隙尺寸，满足大平面排气均匀性与排气量需求，其产生局部毛刺易于平面修磨去除，且不易造成修磨产品报废。

在一个具体实施例中，第一底部顶杆通道的直径为16mm，所述第二底部顶杆通道的直径为12mm，所述所述第三底部顶杆通道的直径为10mm；第一顶部顶杆通道的直径为12mm，所述第二顶部顶杆通道的直径为10mm，所述第三顶部顶杆通道的直径为8mm。

具体地说明，该实施例是针对汽车变速箱箱体的砂芯产品，其存在较大地外缘边，且底部和顶部存在平面及过渡壁面的面积差异。

针对此情况，采用了16mm、12mm、10mm的配合顶杆通道组与12mm、10mm、8mm的配合顶杆通道组，如此在砂芯成型时，满足其成型均匀性与排气梯度需求，其与环隙精确尺寸相配合，能满足砂芯合格率需求。

在一个具体实施例中，底模座镶块31内设有位于底模座镶块水平模面内的若干底模座镂空部，任意底模座镂空部内设有底模座拼接镶块，底模座拼接镶块内设有所述底模成型内凹腔。

具体地说明，底模座镶块31可以理解为一个可拆卸的主模仁，而其内还具备大量的底模座拼接镶块，如此使得拼接成型的主模仁精度得到保障，其上的梯度级顶杆通孔相对位置和尺寸精度也得到保障。

在一个具体实施例中，顶模座4上的顶模座镶块41内设有若干可拆卸设置的顶模座平面镶块，顶模成型内凹腔水平模面设置在顶模座平面镶块上。

即顶模座镶块41中较小平面采用顶模座平面镶块的拼接搭载，满足较小尺寸顶杆通孔的高精密成型与位置度需求。

当然，该顶模座镶块41和底模座镶块31还可以采用更多镶块配合，至少存在一个单一顶杆通孔的协同统一配合即可，如此使得直径相差异的顶杆通孔能得到相对精度、相对位置度配合，易于模具组装成型。

在一个具体实施例中，任意顶模座镶块41上设有至少两个定位镶针槽8，当然底模座镶块31也可设置该定位镶针槽8。

该定位镶针槽8主要用于镶块搭载的位置精度保障，组装后满足顶杆通道与顶杆的相对同心度配合需求，其为整体对位配合，局部对位采用顶杆位置调节。

在一个具体实施例中，顶模座和底模座上分别设有若干对位通孔。

该对位通孔为现有技术，主要用于合模导向与各层板之间相对位配合的对位导向，满足合模精度和各层板之间的相对位置精度需求。

在一个具体实施例中，底部顶杆的自由端和顶部顶杆的自由端分别设有仿形端面。

具体地说明，一般情况下，顶杆的自由端为平面，因此传统砂芯在成型后，表面均存在较大地凸起，该凸起比毛刺更难去除，而本案中，采用的仿形端面，能与底模座和顶模座的模面相拼接配合，形成高精度模面，当然此技术属于现有技术，其与环隙高精度配合基本杜绝了毛刺现象。

通过以上描述可以发现，本发明具备精密镶块配合结构的砂芯模具，采用高精度镶块配合的方式能降低模座成型难度，使得模座上的顶杆通孔位置度和尺寸精度得到保障，从而确保顶杆通孔与顶杆之间配合环隙精确。通过差异地顶杆通孔直径设计与高精度环隙控制，能使得注砂排气均匀且稳定，砂芯成型均匀性得到保障，且消除了非规则壁面的毛刺，产品合格率得到保障。满足砂芯模具高精度组装成型需求，相对配合精度精确可控，具备较高地经济价值。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.具备精密镶块配合结构的砂芯模具，所述砂芯模具包括由底部至顶部依次设置的底座、底部顶板、底模座、顶模座、射砂板、吹气板及顶部顶板，所述底部顶板上设有若干底部顶杆，所述顶部顶板上设有若干顶部顶杆，所述射砂板及所述吹气板分别设有若干顶部顶杆避让孔，其特征在于：

所述底模座上设有至少一个底模座镶块，所述底模座镶块具备底模座镶块水平模面和至少一个底模成型内凹腔，所述底模成型内凹腔内设有底模成型内凹腔水平模面，所述底模座镶块水平模面上设有若干第一底部顶杆通道，所述底模成型内凹腔内设有若干第二底部顶杆通道，所述底模成型内凹腔水平模面上设有若干第三底部顶杆通道，所述第一底部顶杆通道的直径大于所述第二底部顶杆通道的直径，所述第二底部顶杆通道的直径大于所述第三底部顶杆通道的直径；

所述顶模座上设有若干顶模座镶块，所述顶模座镶块具备顶模座镶块水平模面和至少一个顶模成型内凹腔，所述顶模成型内凹腔内设有顶模成型内凹腔水平模面，所述顶模座镶块水平模面上设有若干第一顶部顶杆通道，所述顶模成型内凹腔内设有若干第二顶部顶杆通道，所述顶模成型内凹腔水平模面上设有若干第三顶部顶杆通道，所述第一顶部顶杆通道的直径大于所述第二顶部顶杆通道的直径，所述第二顶部顶杆通道的直径大于所述第三顶部顶杆通道的直径。

2.根据权利要求1所述具备精密镶块配合结构的砂芯模具，其特征在于：

所述第二底部顶杆通道与对应所述底部顶杆之间的环隙为0.1mm±0.03mm，所述第二顶部顶杆通道与对应所述顶部顶杆之间的环隙为0.1mm±0.03mm。

3.根据权利要求2所述具备精密镶块配合结构的砂芯模具，其特征在于：

所述第三底部顶杆通道与对应所述底部顶杆之间的环隙为0.1mm±0.03mm，所述第三顶部顶杆通道与对应所述顶部顶杆之间的环隙为0.1mm±0.03mm。

4.根据权利要求2所述具备精密镶块配合结构的砂芯模具，其特征在于：

所述第一底部顶杆通道与对应所述底部顶杆之间的环隙大于0.15mm，所述第一顶部顶杆通道与对应所述顶部顶杆之间的环隙大于0.15mm。

5.根据权利要求1~4任意一项所述具备精密镶块配合结构的砂芯模具，其特征在于：

所述第一底部顶杆通道的直径为16mm，所述第二底部顶杆通道的直径为12mm，所述第三底部顶杆通道的直径为10mm；

所述第一顶部顶杆通道的直径为12mm，所述第二顶部顶杆通道的直径为10mm，所述第三顶部顶杆通道的直径为8mm。

6.根据权利要求1所述具备精密镶块配合结构的砂芯模具，其特征在于：

所述底模座镶块内设有位于所述底模座镶块水平模面内的若干底模座镂空部，任意所述底模座镂空部内设有底模座拼接镶块，所述底模座拼接镶块内设有所述底模成型内凹腔。

7.根据权利要求1所述具备精密镶块配合结构的砂芯模具，其特征在于：

所述顶模座上的所述顶模座镶块内设有若干可拆卸设置的顶模座平面镶块，所述顶模成型内凹腔水平模面设置在所述顶模座平面镶块上。

8.根据权利要求7所述具备精密镶块配合结构的砂芯模具，其特征在于：

任意所述顶模座镶块上设有至少两个定位镶针槽。

9.根据权利要求1所述具备精密镶块配合结构的砂芯模具，其特征在于：

所述顶模座和所述底模座上分别设有若干对位通孔。

10.根据权利要求1所述具备精密镶块配合结构的砂芯模具，其特征在于：

所述底部顶杆的自由端和所述顶部顶杆的自由端分别设有仿形端面。