CN115071035A - 一种快速冷却的汽车发泡件成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速冷却的汽车发泡件成型模具，属于汽车内饰加工技术领域，包括转动机构、万向镜、支撑架、带动机构、冷却机构、上循环机构、下循环机构和加热机构，所述的转动机构上安装有万向镜，所述的转动机构上侧安装有支撑架，所述的支撑架有两个，两个所述的支撑架之间安装有上循环机构和下循环机构，所述的上循环机构位于下循环机构上方，所述的上循环机构和下循环机构通过带动机构连接，所述的下循环机构下侧安装有加热机构，所述的加热机构安装在支撑架内侧，所述的支撑架外侧安装有冷却机构。

Description

一种快速冷却的汽车发泡件成型模具

技术领域

本发明涉及汽车内饰加工技术领域，特别涉及一种快速冷却的汽车发泡件成型模具。

背景技术

随着我国汽车工业的发展，人们对汽车的外观、舒适性、安全性、节能性等要求的不断提高，塑料制品在汽车零部件上的用量也在不断的提高，聚氨酯材料因为具有一些独特的性能，如舒适性强、质量轻、价格便宜等优点，在汽车工业上也得到了广泛的应用，据一份2004年的欧洲汽车塑料的平均用量统计显示，聚氨酯树脂的用量占汽车用塑料的总量的13.67%，达到了19.6公斤，排在了第二位。

泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品种之一，它的主要特征是具有多孔性，因而相对密度较小、质轻、隔热隔音、比强度高、减振等优异特性，根据所用原料不同和配方的变化，可制成软质、半硬质和硬质聚氨酯泡沫塑料几种，因此，汽车的内饰件往往都选择聚氨酯发泡成型制作，但内饰件的强度则通过物料粘度和泡沫凝胶强度来调节，因此急需一种发泡件成型模具。

公开号为CN106426724A的中国发明专利公开了一种汽车内外饰件钢制发泡成型模具及模具制备方法，该发明的技术方案为：由上、下模组成，上模由上模基体、上模成型面板、上模水循环加热孔、上模固定架、上模定位块和上模加强板组成；下模由下模基体、下模成型面板、下模水循环加热孔、下模固定架、下模定位块、真空吸附室、真空管道接口、下模盖板和下模加强板组成；本发明上、下模合模后，浇注到模腔内的物料发泡反应时，溢出的气泡被挤压到纵、横向的上模凹槽内；但是该发明无法实现在成型过程中判断成型过程是否发生了失误，一旦发生失误无法终止，这样会导致原材料的浪费，针对该缺陷发明了一种快速冷却的汽车发泡件成型模具。

发明内容

针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种快速冷却的汽车发泡件成型模具包括转动机构、带动机构、冷却机构和加热机构，所述的转动机构上安装有万向镜，所述的转动机构上侧安装有支撑架，所述的支撑架有两个，两个所述的支撑架之间安装有上循环机构和下循环机构，所述的上循环机构位于下循环机构上方，所述的上循环机构和下循环机构通过带动机构连接，所述的下循环机构下侧安装有加热机构，所述的加热机构安装在支撑架内侧，所述的支撑架外侧安装有冷却机构。

所述的万向镜由多段直角管道拼接而成，所述的每段直角管道转弯处内部均安装有一个镜面，所述的万向镜的第一段直角管道轴线方向为重力方向。

所述的上循环机构和下循环机构均设置有挤压组件，所述的上循环机构和下循环机构中的挤压组件均设置有多个，所述的上循环机构和下循环机构的挤压组件在上模具下表面的投影均匀交错分布。

进一步的，所述的冷却机构设置有出水箱和回水箱，所述的出水箱和回水箱均固定安装在支撑架外侧，所述的出水箱和回水箱分别与上管道组和下管道组连接在一起；所述的上管道组设置有上进水管，所述的上进水管一端安装在出水箱上侧。

进一步的，所述的上进水管安装在转换管接头上，所述的转换管接头设置有两组，两组所述的转换管接头分别与上管道组和下管道组连接，每组所述的转换管接头均安装在支撑架上，每组所述的转换管接头设置有两个，所述的安装有上进水管的转换管接头上还安装有上中间管，所述的上中间管安装在另一个转换管接头侧面，所述的安装有上中间管的转换管接头侧面安装有上回水管，所述的上回水管安装在回水箱上侧，所述的下管道组设置有下回水管，所述的回水箱下侧安装有下回水管。

进一步的，所述的下管道组还设置有下中间管，所述安装在下管道组上的侧面安装有下中间管，所述的安装有下中间管的转换管接头上安装有下回水管，所述的下回水管另一端安装在另一个转换管接头上，所述的安装有下回水管的转换管接头侧面安装有下进水管，所述的下进水管安装在出水箱下侧。

进一步的，所述的上循环机构还设置有上模具，所述的上模具滑动安装在支撑架内侧，所述的支撑架设置有透明支撑座和安装支撑座，所述的透明支撑座采用透明材料，所述的安装支撑座固定安装在透明支撑座上侧，所述的上模具初始时处于安装支撑座竖直方向的中间位置，所述的支撑架侧面固定安装有上光电检测器和下光电检测器，初始状态时所述的上光电检测器到上模具上表面的距离与下光电检测器到上模具下表面的距离相同。

进一步的，所述上循环机构中的挤压组件设置有半齿轮，所述的半齿轮齿形是不连续的，所述的半齿轮转动安装在上成型腔内侧，所述的半齿轮固定安装在内部电机输出端，所述的内部电机安装在上成型腔内部，所述的半齿轮与第二转动齿轮间歇啮合，所述的第二转动齿轮转动安装在上成型腔内侧，所述的第二转动齿轮与第二转动杆固定安装在一起，所述的第二转动杆侧面固定安装有弹簧，所述的弹簧固定安装在侧板侧面，所述的侧板固定安装在上成型腔内侧，所述的第二转动杆末端转动安装有挤压转轮。

进一步的，所述下循环机构中的挤压组件设置有半齿轮，所述的半齿轮转动安装在下模具内侧，内部电机安装在下模具内部，内部电机与第二转动齿轮间歇啮合，所述的第二转动齿轮转动安装在下模具内侧，第二转动杆侧面固定安装有弹簧，侧板固定安装在下模具内侧。

进一步的，初始状态下所述的挤压组件中每一个第二转动杆的轴线与上成型腔和下成型腔的内侧边缘线夹角均不同。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）通过透明封底与万向镜的配合实现随时观测发泡件成型的整个过程，一旦发现状况不对随时停止加工过程；（2）通过设置可移动式封底可以实现一旦温度把控不当立即将封底打开，从而保证模具的安全；（3）通过设置接近开关实现可以调整输水冷却的时间，通过对输水时间的控制实现冷却时间与成型时间保持一定时差，避免造成冷却过度；（4）通过设置挤压机构对冷却管内的冷却水进行加速，让其可以快速的进行循环并将热量带走，进而对模具内发泡件进行充分的冷却；（5）设置加热机构，一旦通过万向镜发现发泡件成型过程偏离原有的规划立刻启动加热机构并关闭冷却机构，从而对尚未完全成型的发泡件进行加热，避免原材料的浪费；（6）通过设置转动机构转动方向与水流冷却方向相反使冷却水与模具表面接触路程变长，进而提升冷却效果，并且通过转动机构可以实现发泡件更好的依附在骨架上，从而提高成品质量。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明转动机构整体结构示意图。

图3为本发明转动机构底部结构示意图。

图4为本发明支撑架、上循环机构和下循环机构连接关系示意图。

图5为本发明支撑架、上循环机构和下循环机构连接关系A处局部放大示意图。

图6为本发明挤压组件与上循环机构、下循环机构的连接关系示意图。

图7为本发明冷却机构左视图。

图8为本发明冷却机构正视图。

图9为本发明冷却机构整体示意图。

图10为本发明挤压组件与上循环机构连接关系示意图。

图11为本发明挤压组件与下循环机构连接关系示意图。

附图标记：1-转动机构；2-万向镜；3-支撑架；4-带动机构；5-冷却机构；6-上循环机构；7-下循环机构；8-加热机构；101-底架；102-齿环；103-中间齿轮；104-动力齿轮；105-第一转动杆；106-十字架；107-动力电机；108-小轴；301-透明支撑座；302-安装支撑座；303-重启按钮；401-固定齿条；402-带动齿条杆；403-槽块；404-第一转动齿轮；405-安装曲轴；501-上进水管；502-上回水管；503-上中间管；504-上光电检测器；505-出水箱；506-回水箱；507-下进水管；508-下中间管；509-下回水管；510-转换管接头；511-下光电检测器；512-冷却器；513-单向阀；514-水泵；515-水泵支架；516-回流管；601-液压缸；602-浇注漏斗；603-上横梁；604-上成型腔；605-上模具；606-卡块；607-插槽；608-中空块；609-滑行块；610-半齿轮；611-侧板；612-弹簧；613-第二转动齿轮；614-内部电机；615-第二转动杆；616-挤压转轮；617-上冷却水管；618-骨架；701-下成型腔；702-下模具；703-下冷却水管；704-卡槽；705-透明封板；801-加热电源；802-加热线圈。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如附图2～附图9所示，转动机构1：十字架106固定安装在底架101内侧，齿环102滑动安装在十字架106侧面，十字架106下侧固定安装有动力电机107，动力电机107输出端固定安装有动力齿轮104，动力齿轮104上侧转动安装有第一转动杆105，第一转动杆105侧面设置有通孔，第一转动杆105的通孔内安装有万向镜2，万向镜2的第一段直角管道与透明封板705同轴心；动力齿轮104与中间齿轮103啮合，中间齿轮103转动安装在十字架106侧面，中间齿轮103与齿环102啮合，齿环102设置有两个通孔，小轴108固定安装在齿环102的通孔内。

如附图3～附图10所示，支撑架3：透明支撑座301采用透明材料，安装支撑座302固定安装在透明支撑座301上侧，重启按钮303安装在透明支撑座301侧面，重启按钮303分别与加热机构8和水泵514的控制线路接通。

如附图2～附图11所示，带动机构4：固定齿条401固定安装在插槽607内侧，插槽607固定安装在上模具605内侧；固定齿条401与第一转动齿轮404啮合，第一转动齿轮404转动安装在安装曲轴405外表面上，安装曲轴405固定安装在下模具702侧面，第一转动齿轮404与带动齿条杆402啮合，带动齿条杆402滑动安装在槽块403内侧，槽块403固定安装在下模具702侧面，带动齿条杆402固定安装在透明封板705下侧，透明封板705采用透明耐热材料。

如附图4～附图10所示，冷却机构5：初始状态时上光电检测器504到上模具605上表面的距离与下光电检测器511到上模具605下表面的距离相同，上光电检测器504和下光电检测器511均固定安装在支撑架3侧面，上进水管501一端安装在出水箱505上侧；上进水管501安装在转换管接头510上，转换管接头510设置有两组，两组转换管接头510分别与上管道组和下管道组连接，每组转换管接头510均安装在支撑架3上，每组转换管接头510设置有两个，安装有上进水管501的转换管接头510上还安装有上中间管503，上中间管503安装在另一个转换管接头510侧面，安装有上中间管503的转换管接头510侧面安装有上回水管502，上回水管502安装在回水箱506上侧，回水箱506下侧安装有下回水管509，下管道组还设置有下中间管508，下中间管508一端安装在转换管接头510侧面，安装有下中间管508的转换管接头510上安装有下回水管509，下回水管509另一端安装在另一个转换管接头510上，安装有下回水管509的转换管接头510侧面安装有下进水管507，下进水管507安装在出水箱505下侧；出水箱505和回水箱506之间安装有冷却器512，冷却器512内部安装有降温设备，冷却器512一侧安装有回流管516，回流管516安装在回水箱506侧面，冷却器512另一侧安装有单向阀513，单向阀513固定安装在出水箱505侧面，出水箱505侧面固定安装有水泵514，水泵514内侧固定安装有水泵支架515。

如附图3～附图11所示，上循环机构6：上横梁603固定安装在安装支撑座302之间，上横梁603上侧固定安装有液压缸601，液压缸601伸长端固定安装在上模具605侧面，浇注漏斗602安装在上横梁603上侧，上成型腔604设置有可收缩式孔洞，浇注漏斗602安装在上成型腔604的可收缩式孔洞内，浇注漏斗602具有伸缩性，上成型腔604内安装有骨架618，上成型腔604与上模具605固定安装在一起，上模具605侧面固定安装有中空块608和滑行块609，中空块608和滑行块609滑动安装在安装支撑座302侧面，中空块608设置有可以与转换管接头510实现通断的阀门；上模具605侧面固定安装有卡块606和插槽607；半齿轮610转动安装在上成型腔604内侧，半齿轮610的齿形是不连续的，半齿轮610固定安装在内部电机614输出端，内部电机614安装在上成型腔604内部，半齿轮610与第二转动齿轮613间歇啮合，第二转动齿轮613转动安装在上成型腔604内侧，第二转动齿轮613与第二转动杆615固定安装在一起，第二转动杆615侧面固定安装有弹簧612，弹簧612固定安装在侧板611侧面，侧板611固定安装在上成型腔604内侧，第二转动杆615末端转动安装有挤压转轮616，初始状态下每一个第二转动杆615的轴线与上成型腔604内侧边缘线夹角均不同，第二转动齿轮613开始转动时挤压转轮616开始对上冷却水管617进行挤压，上冷却水管617采用软管，上冷却水管617安装在上成型腔604内部，内部电机614安装在转换管接头510上，内部电机614两端分别与上进水管501和上中间管503同轴心。

如附图3～附图11所示，下循环机构7：下成型腔701固定安装在下模具702侧面，下成型腔701内安装有骨架618，下模具702固定安装在透明支撑座301侧面，下模具702侧面固定安装有卡槽704，卡槽704内侧与卡块606外侧对齐；半齿轮610转动安装在下模具702内侧，内部电机614安装在下模具702内部，第二转动齿轮613转动安装在下模具702内侧，侧板611固定安装在下模具702内侧，第二转动齿轮613开始转动时第二转动杆615开始对下冷却水管703进行挤压，下冷却水管703安装在下成型腔701内部，下冷却水管703安装在转换管接头510上，下冷却水管703两端分别与下进水管507和下中间管508同轴心；透明封板705滑动安装在下成型腔701上。

如附图2～附图10所示，加热机构8：加热电源801固定安装在透明支撑座301内侧，加热电源801为加热线圈802加热提供能量来源，加热线圈802固定安装在透明支撑座301内侧，加热线圈802固定安装在下成型腔701下侧。

工作原理：开始工作时液压缸601启动，液压缸601推动上模具605运动，当卡块606卡入卡槽704内时，液压缸601停止工作，下光电检测器511检测到中空块608靠近到一定距离时水泵514启动，水泵514将出水箱505内的冷却液体压入上进水管501内，之后冷却液沿着上进水管501进入下冷却水管703内，之后冷却液沿着下冷却水管703流入上中间管503内，之后沿着上回水管502流入回水箱506内，之后回流回来的冷却液体通过回流管516流入冷却器512内，待冷却器512将液体降温之后冷却液体沿着单向阀513流回出水箱505内。

与此同时水泵514将出水箱505内的冷却液体压入下进水管507内，之后冷却液沿着下进水管507进入上冷却水管617内，之后冷却液沿着上冷却水管617流入下中间管508内，之后沿着下回水管509流入回水箱506内，之后回流回来的冷却液体通过回流管516流入冷却器512内，待冷却器512将液体降温之后冷却液体沿着单向阀513流回出水箱505内。

在上模具605下降过程中插槽607带动固定齿条401下降，固定齿条401带动第一转动齿轮404转动，第一转动齿轮404转动带动带动齿条杆402上升，带动齿条杆402上升带动透明封板705上升进而将下成型腔701关闭。

待上成型腔604和下成型腔701降温到相应温度后将发泡件的原料通过浇注漏斗602注入到上成型腔604和下成型腔701之间，并充分与骨架618接触。

此时所有的内部电机614启动，内部电机614带动半齿轮610转动，半齿轮610带动第二转动杆615转动，当半齿轮610与第二转动齿轮613脱离啮合时弹簧612将第二转动杆615带回原处，在第二转动杆615转动过程中不同的挤压转轮616对上冷却水管617进行轮番挤压，在挤压上冷却水管617的过程中上冷却水管617内的冷却液体加速流动，从而提高冷却速度。

与此同时在第二转动杆615转动过程中不同的挤压转轮616对下冷却水管703进行轮番挤压，在挤压下冷却水管703的过程中下冷却水管703内的冷却液体加速流动，从而提高冷却速度。

在冷却过程中动力电机107启动，动力电机107带动动力齿轮104转动，动力齿轮104带动中间齿轮103转动，中间齿轮103带动齿环102转动，在齿环102转动过程中带动透明支撑座301转动，透明支撑座301带动安装支撑座302转动，进而带动上模具605和下模具702转动，以此来实现原料更好的依附在骨架上，进而更加方便成型。

在冷却成型过程中可以通过万向镜2对下成型腔701内部正在成型的发泡件进行观察，当发现成型过程发生异变时按动重启按钮303，之后水泵514启动将上冷却水管617和下冷却水管703内的所有冷却液体回流，之后加热电源801向加热线圈802供电，加热线圈802对下成型腔701进行加热，待将发泡件加热到初始状态停止加热，之后重复冷却过程。

待成型完毕后液压缸601将上模具605带回原处，当上光电检测器504和下光电检测器511检测到上模具605向上运动时水泵514将上冷却水管617和下冷却水管703内所有的冷却液体收回。

Claims (8)

1.一种快速冷却的汽车发泡件成型模具，包括转动机构（1）和加热机构（8），其特征在于：还包括带动机构（4）和冷却机构（5），所述的转动机构（1）上安装有万向镜（2），所述的转动机构（1）上侧安装有支撑架（3），所述的支撑架（3）有两个，两个所述的支撑架（3）之间安装有上循环机构（6）和下循环机构（7），所述的上循环机构（6）位于下循环机构（7）上方，所述的上循环机构（6）和下循环机构（7）通过带动机构（4）连接，所述的下循环机构（7）下侧安装有加热机构（8），所述的加热机构（8）安装在支撑架（3）内侧，所述的支撑架（3）外侧安装有冷却机构（5）；

所述的万向镜（2）由多段直角管道拼接而成，所述的每段直角管道转弯处内部均安装有一个镜面，所述的万向镜（2）的第一段直角管道轴线方向为重力方向；

所述的上循环机构（6）和下循环机构（7）均设置有挤压组件，所述的上循环机构（6）和下循环机构（7）中的挤压组件均设置有多个，所述的上循环机构（6）和下循环机构（7）的挤压组件在上模具（605）下表面的投影均匀交错分布。

2.根据权利要求1所述的一种快速冷却的汽车发泡件成型模具，其特征在于：所述的冷却机构（5）设置有出水箱（505）和回水箱（506），所述的出水箱（505）和回水箱（506）均固定安装在支撑架（3）外侧，所述的出水箱（505）和回水箱（506）分别与上管道组和下管道组连接在一起；所述的上管道组设置有上进水管（501），所述的上进水管（501）一端安装在出水箱（505）上侧。

3.根据权利要求2所述的一种快速冷却的汽车发泡件成型模具，其特征在于：所述的上进水管（501）安装在转换管接头（510）上，所述的转换管接头（510）设置有两组，两组所述的转换管接头（510）分别与上管道组和下管道组连接，每组所述的转换管接头（510）均安装在支撑架（3）上，每组所述的转换管接头（510）设置有两个，所述的安装有上进水管（501）的转换管接头（510）上还安装有上中间管（503），所述的上中间管（503）安装在另一个转换管接头（510）侧面，所述的安装有上中间管（503）的转换管接头（510）侧面安装有上回水管（502），所述的上回水管（502）安装在回水箱（506）上侧，所述的下管道组设置有下回水管（509），所述的回水箱（506）下侧安装有下回水管（509）。

4.根据权利要求3所述的一种快速冷却的汽车发泡件成型模具，其特征在于：所述的下管道组还设置有下中间管（508），所述安装在下管道组上的（510）侧面安装有下中间管（508），所述的安装有下中间管（508）的转换管接头（510）上安装有下回水管（509），所述的下回水管（509）另一端安装在另一个转换管接头（510）上，所述的安装有下回水管（509）的转换管接头（510）侧面安装有下进水管（507），所述的下进水管（507）安装在出水箱（505）下侧。

5.根据权利要求1所述的一种快速冷却的汽车发泡件成型模具，其特征在于：所述的上循环机构（6）还设置有上模具（605），所述的上模具（605）滑动安装在支撑架（3）内侧，所述的支撑架（3）设置有透明支撑座（301）和安装支撑座（302），所述的透明支撑座（301）采用透明材料，所述的安装支撑座（302）固定安装在透明支撑座（301）上侧，所述的上模具（605）初始时处于安装支撑座（302）竖直方向的中间位置，所述的支撑架（3）侧面固定安装有上光电检测器（504）和下光电检测器（511），初始状态时所述的上光电检测器（504）到上模具（605）上表面的距离与下光电检测器（511）到上模具（605）下表面的距离相同。

6.根据权利要求5所述的一种快速冷却的汽车发泡件成型模具，其特征在于：所述上循环机构（6）中的挤压组件设置有半齿轮（610），所述的半齿轮（610）齿形是不连续的，所述的半齿轮（610）转动安装在上成型腔（604）内侧，所述的半齿轮（610）固定安装在内部电机（614）输出端，所述的内部电机（614）安装在上成型腔（604）内部，所述的半齿轮（610）与第二转动齿轮（613）间歇啮合，所述的第二转动齿轮（613）转动安装在上成型腔（604）内侧，所述的第二转动齿轮（613）与第二转动杆（615）固定安装在一起，所述的第二转动杆（615）侧面固定安装有弹簧（612），所述的弹簧（612）固定安装在侧板（611）侧面，所述的侧板（611）固定安装在上成型腔（604）内侧，所述的第二转动杆（615）末端转动安装有挤压转轮（616）。

7.根据权利要求1所述的一种快速冷却的汽车发泡件成型模具，其特征在于：所述下循环机构（7）中的挤压组件设置有半齿轮（610），所述的半齿轮（610）转动安装在下模具（702）内侧，内部电机（614）安装在下模具（702）内部，内部电机（614）与第二转动齿轮（613）间歇啮合，所述的第二转动齿轮（613）转动安装在下模具（702）内侧，第二转动杆（615）侧面固定安装有弹簧（612），侧板（611）固定安装在下模具（702）内侧。

8.根据权利要求6或7所述的一种快速冷却的汽车发泡件成型模具，其特征在于：初始状态下所述的挤压组件中每一个第二转动杆（615）的轴线与上成型腔（604）和下成型腔（701）的内侧边缘线夹角均不同。

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