专利名称：一种用于木纤维模压件的组合模具及其模压方法
技术领域：
本发明属于模具制造领域，尤其涉及一种用于木纤维模压件的组合模具及其模压方法。
背景技术：
在家具制造领域，利用木纤维原料，通过模压技术，制造出性能优异、价格低廉、可持续发展的新型家具，能有效缓 解木材紧缺的局面。由于木纤维原料自身的特点自然状态堆积密度仅为O. 1-0. 15g/cm3，为了保证模压产品的密实度，通常铺装高度是产品厚度的30-40倍，例如若产品厚度50mm，则铺装高度通常会高于1500mm。如此铺装高度增加了实际模压过程中的加料难度，无法在成型模具内腔通过一次模压成型实现具有各式雕刻纹理造型的木纤维模压产品，尤其是具有镂空结构的木纤维模压产品。
发明内容
本发明的技术目的是针对木纤维原料的自身特点，提供一种用于木纤维模压件的组合模具，利用该组合模具能够一次模压成型得到木纤维模压件，该木纤维模压件的造型不限，包括各式雕刻纹理异形件，因此该组合模具尤其适用于结构复杂、立体感强的实木家具产品制造。本发明实现上述技术目的所采用的技术方案为一种用于模压木纤维模压件的组合模具，包括将木纤维模压成型为木纤维模压件的冲模、装料模与成型模，模压成型后锁定冲模和装料模的锁定机构，以及将木纤维模压件脱离模具的脱模顶出机构；所述的冲模与成型模均为开口结构，开口端上下吻合围构成密闭的中空模具，其内壁所围空间的外形与预模压成型的木纤维制件的外形一致；所述的装料模位于冲模与成型模之间，为一中空直筒状结构，其内壁与冲模开口端外壁形成紧配合，构成冲模下行、与成型模相吻合的通道；所述的装料模的高度为冲模与成型模上下吻合围构而成的中空模具高度的10-30倍，即预模压成型的木纤维模压件厚度的10-30倍，以保证加料空间和制作效率；所述的脱模顶出机构包括顶杆、连接板与复位弹簧；所述的顶杆预埋于成型模具底部，顶杆底部与连接板固定连接；所述的复位弹簧套接在顶杆外部，其一端与连接板固定连接，另一端固定在成型模外表面底部。作为优选，所述的装料模侧面设置排气孔，以顺利排出冲模下行压缩木纤维过程中产生的大量空气。该排气孔的孔径优选为Imm 5mm,进一步优选为2mm 3mm。作为优选，所述的成型模与装料模之间采用销柱定位，以防止装料模在高压力下
产生滑动。所述的锁定机构包括但不限于气缸插销、机械插销等，优选为气缸插销。利用本发明的组合模具模压制造木纤维模压件时，包括如下步骤步骤I、装料成型模开口端上接装料模，成型模开口端外壁与装料模内壁形成紧配合；将木纤维原料经装料模装入成型模，待成型模已满，继续装入直至装满装料模；步骤2、模压保压将冲模接在装料模上方，冲模开口端外壁与装料模内壁形成紧配合，装料模构成冲模下行与成型模相吻合的通道；压机上滑块下行，带动冲模下行，直到与成型模相吻合，完成模压，然后保压一定时间；步骤3、脱模待模压、保压结束后，锁定机构将冲模和装料模锁住，压机上滑块上行，带动冲模与装料模上行、与成型模分离；压机下滑块上行，推动连接板上行，连接板将顶杆平稳顶起，将模压件顶出成型模腔体；取走模压件，压机下滑块退回，在复位弹簧作用下顶杆退回至原位。在实际应用中，例如诸多形状精美、立体感强的实木家具产品中，往往具有镂空结构。为了能够采用本发明的组合模具将木纤维原料一次模压成型得到该具有镂空结构的模压制件，需要对上述组合模具做进一步改进。改进后的组合模具在该镂空结构位置处设置一个镂空机构；所述的镂空机构由上下两部分组成，上部分位于冲模内腔，是一下端开口的内凹结构，下部分位于成型模内腔，是一上端开口的内凹结构；当冲模下压与成型模吻合·时，所述的镂空机构的上部分开口端与下部分开口端相互吻合围构成密闭的内凹结构，其外壁所围空间的外形与预模压成型的木纤维制件的镂空结构外形一致。改进后的具有镂空机构的组合模具模压制造木纤维模压件时，包括如下步骤步骤I、装料成型模开口端上接装料模，成型模开口端外壁与装料模内壁形成紧配合；将木纤维原料经装料模装入成型模，镂空机构的下部分内凹结构内也装入木纤维原料，待成型模已满，继续装入直至装满装料模；步骤2、模压保压将冲模接在装料模上方，冲模开口端外壁与装料模内壁形成紧配合，装料模构成冲模下行与成型模相吻合的通道；压机上滑块下行，带动冲模下行模压木纤维，在此过程中镂空机构的上部分内凹结构随之下行模压木纤维，直到冲模与成型模相吻合，镂空机构的上部分与下部分也相吻合，将镂空结构位置处的木纤维原料全部模压装入该镂空机构中，完成模压后保压一定时间；步骤3、脱模待模压、保压结束后，锁定机构将冲模和装料模锁住，压机上滑块上行，带动冲模与装料模上行、与成型模分离；将盛有木纤维的镂空机构取出；压机下滑块上行，推动连接板上行，连接板将顶杆平稳顶起，将具有镂空结构的木纤维模压件顶出成型模的腔体；取出具有镂空结构的走木纤维模压件，压机下滑块退回，在复位弹簧作用下顶杆退回至原位。综上所述，本发明提供了一种将木纤维原料一次模压成型为木纤维模压件的组合模具，该组合模具解决了木纤维原料由于密度低而需要在模压制件时进行高铺装，因此无法通过一次加料、模压成型的问题，创新性地采用包括冲模、装料模、成型模、锁定机构与脱模顶出机构的组合模具，其中，通过对装料模的结构设计，有效延伸了冲模与成型模的吻合距离，形成了冲模下行、与成型模相吻合的通道，从而实现了装料过程中的高铺装、模压过程中的一次模压成型，以及模压成型后的自动脱模，从而直接得到所需造型的木纤维模压件。因此，本发明的组合模具对木纤维模压技术的发展进步起了重要作用。另外，当模压成型的木纤维制件中具有镂空结构时，本发明还提供了一种改进后的组合模具，该组合模具还包括镂空机构，通过在模压成型过程中将该镂空结构位置处的木纤维模压容纳进入该镂空机构，以实现一次模压成型得到该具有镂空结构的木纤维制件，从而减少了模压成型工序后的加工镂空工序，丰富了木纤维模压产品的造型。
图I是本发明实施例中用于木纤维模压件的组合模具的三维立体结构分拆示意图；图2是图I中成型模内腔放大结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。图I与图2中的附图标记为装料模I、冲模2、成型模3、镂空机构的下部分4、顶 杆5。本实施例中提供了一种组合模具，该组合模具用于将木纤维原料模压成型为表面具有复杂形状的木纤维模压件。如图I所示为该组合模具的三维立体结构分拆示意图。该组合模具包括冲模2、装料模I与成型模3。其中，冲模2与成型模3均为开口结构，并且它们的开口端上下吻合围构成密闭的中空模具；该中空模具内壁所围空间的外形与模压成型的木纤维模压件的外形一致；装料模I位于冲模2与成型模3之间，为一中空直筒状结构，其内壁与冲模2开口端的外壁形成紧配合，构成冲模2下行、与成型模3相吻合的通道(图I为结构件拆分示意图，实际工作状态时，装料模I与成型模3上方相连接，冲模2自装料模I上方位置下行，通过装料模I与成型模3相吻合)。该组合模具还包括模压成型后锁定冲模2和装料模I的锁定机构，以及将模压成型后得到的木纤维模压件脱离模具的脱模顶出机构。该锁定机构是将冲模和装料模锁定在一起的气缸插销。该脱模顶出机构由压机下滑块、顶杆5 (如图2所示)、连接板与复位弹簧组成；顶杆5预埋于成型模3的底部，顶杆5底部与连接板固定连接；复位弹簧套接在顶杆5外部，其一端与连接板固定连接，另一端固定在成型模3的外表面底部。本实施例中，模压成型的木纤维模压件具有镂空结构。该组合模具还包括设置在该镂空结构位置处的镂空机构；该镂空机构由上下两部分组成，上部分位于冲模2的内腔(图I与2中未示出)，是下端开口的内凹结构，下部分4 (如图2所示)位于成型模3的内腔，是上端开口的内凹结构；当冲模2下压与成型模3吻合时，该镂空机构的上部分开口端与下部分4的开口端相互吻合围构成密闭的内凹结构；并且该镂空机构的外壁所围空间的外形与预模压成型的木纤维制件的镂空结构外形一致。利用本实施例中的具有镂空机构的组合模具模压制造木纤维模压件时，包括如下步骤步骤I、装料成型模3的开口端上接装料模1，成型模3的开口端外壁与装料模I的内壁形成紧配合；将木纤维原料经装料模I装入成型模3，镂空机构的下部分4内凹结构内也装入木纤维原料，待成型模3已满，继续装入直至装满装料模1，所装入的木纤维原料为 3. Ikg ；步骤2、模压保压将冲模2接在装料模I上方，冲模2的开口端外壁与装料模I内壁形成紧配合，装料模I构成冲模2下行与成型模3相吻合的通道；压机上滑块下行，带动冲模2下行，冲模压力lOMPa，通过冲模2和装料模I协同作用，将木纤维原料压缩入成型模3，在此过程中镂空机构的上部分4内凹结构随之下行模压木纤维，直到冲模2与成型模3相吻合，镂空机构的上部分与下部分也相吻合，将镂空结构位置处的木纤维原料全部模压装入该镂空机构中，模具温度170°C，完成模压后保压ISmin ；步骤3、脱模待模压、保压结束后，锁定机构将冲模2和装料模I锁住，压机上滑块上行，带动冲模2与装料模I上行、与成型模3分离；将盛有木纤维的镂空机构取出；压机下滑块上行，推动连接板上行，连接板将顶杆5平稳顶起(此时，顶杆5的位置如图2所示)将具有镂空结构的木纤维模压件顶出成型模3的腔体；取走模压件，压机下滑块退回，在复位弹簧作用下顶杆5退回至原位。本实施例中，模压成型的木纤维模压件的厚度60mm，装料模高度为900mm。装料模
I的内壁侧面设置直径为3mm的排气通孔，孔间距为40mm。以顺利排出冲模I下行压缩木纤维过程中产生的大量空气。成型模3与装料模I之间采用销柱定位，以防止装料模在高 压力下产生滑动。以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于木纤维模压件的组合模具，其特征是包括将木纤维模压成型为木纤维模压件的冲模(2 )、装料模(I)与成型模(3 )，模压成型后锁定冲模(2 )和装料模(I)的锁定机构，以及将木纤维模压件脱离模具的脱模顶出机构； 所述的冲模(2)与成型模(3)均为开口结构，开口端上下吻合围构成密闭的中空模具，其内壁所围空间的外形与模压成型的木纤维制件的外形一致；所述的装料模(I)位于冲模(2)与成型模(3)之间，为一中空直筒状结构，其内壁与冲模(2)开口端外壁形成紧配合，构成冲模(2 )下行、与成型模(3 )相吻合的通道；所述的装料模(I)的高度是冲模(2 )与成型模(3)上下吻合围构而成的中空模具高度的10 30倍； 所述的脱模顶出机构包括顶杆(5)、连接板、复位弹簧组成；所述的顶杆(5)预埋于成型模(3)的底部，顶杆(5)底部与连接板固定连接；所述的复位弹簧套接在顶杆(5)外部，其一端与连接板固定连接，另一端固定在成型模(3)外表面底部。
2.如权利要求I所述的用于木纤维模压件的组合模具，其特征是所述的装料模(I)侧面设置排气孔。
3.如权利要求I所述的用于木纤维模压件的组合模具，其特征是所述的成型模(3)与装料模(I)之间采用销柱定位。
4.如权利要求I所述的用于木纤维模压件的组合模具，其特征是所述的锁定机构包括气缸插销或者机械插销。
5.如权利要求I至4中任一权利要求所述的用于木纤维模压件的组合模具，其特征是所述的木纤维模压件具有镂空结构；所述的组合模具还包括设置在镂空结构位置处的镂空机构；所述的镂空机构由上下两部分组成，上部分位于冲模(2)内腔，是下端开口的内凹结构，下部分位于成型模(3)内腔，是上端开口的内凹结构；当冲模(2)下压与成型模(3)吻合时，所述的镂空机构的上部分开口端与下部分开口端相互吻合围构成密闭的内凹结构；并且所述的镂空机构的外壁所围空间的外形与模压成型的木纤维制件的镂空结构外形一致。
6.利用权利要求I至4中任一权利要求所述的组合模具模压制造木纤维模压件的方法，其特征是包括如下步骤 步骤I、装料成型模(3)开口端上接装料模(1)，成型模(3)开口端外壁与装料模(I)内壁形成紧配合；将木纤维原料经装料模(I)装入成型模(3)，待成型模(3)装满，继续装入直至装料模(I)装满； 步骤2、模压保压将冲模(2)固定在装料模(I)上方，冲模(2)开口端外壁与装料模(O内壁形成紧配合，装料模(I)构成冲模(2)下行与成型模(3)相吻合的通道；压机上滑块下行，带动冲模(2)下行，直到与成型模(3)相吻合，完成模压，然后保压一定时间； 步骤3、脱模待模压、保压结束后，锁定机构将冲模(2)和装料模(I)锁住，压机上滑块上行，带动冲模(2)与装料模(I)上行、与成型模(3)分离；压机下滑块上行，推动连接板上行，连接板将顶杆(5)平稳顶起，将模压件顶出成型模(3)腔体；取走模压件，压机下滑块退回，在复位弹簧作用下顶杆(5)退回至原位。
7.利用权利要求5所述的组合模具模压制造木纤维模压件的方法，其特征是包括如下步骤 步骤I、装料成型模(3)开口端上接装料模(1)，成型模(3)开口端外壁与装料模(I)内壁形成紧配合；将木纤维原料经装料模(I)装入成型模(3)，镂空机构的下部分内凹结构内也装入木纤维原料，待成型模(3)已满，继续装入直至装满装料模(I)； 步骤2、模压保压将冲模(2)接在装料模(I)上方，冲模(2)开口端外壁与装料模(I)内壁形成紧配合，装料模(I)构成冲模(2)下行与成型模(3)相吻合的通道；压机上滑块下行，带动冲模(2)下行模压木纤维，在此过程中镂空机构的上部分内凹结构随之下行模压木纤维，直到冲模(2)与成型模(3)相吻合，镂空机构的上部分与下部分也相吻合，将镂空结构位置处的木纤维原料全部模压装入该镂空机构中，完成模压后保压一定时间； 步骤3、脱模待模压、保压结束后，锁定机构将冲模(2)和装料模(I)锁住，压机上滑块上行，带动冲模(2)与装料模(I)上行、与成型模(3)分离；将盛有木纤维的镂空机构取出； 压机下滑块上行，推动连接板上行，连接板将顶杆(5)平稳顶起，将具有镂空结构的木纤维模压件顶出成型模(3)的腔体；取出具有镂空结构的走木纤维模压件，压机下滑块退回，在复位弹簧作用下顶杆(5)退回至原位。
全文摘要
本发明提供了一种将木纤维原料一次模压成型为木纤维模压异形件的组合模具及其模压方法。该组合模具包括将木纤维模压成型为木纤维模压件的冲模、装料模与成型模，模压成型后锁定冲模和装料模的锁定机构，以及将木纤维模压件脱离模具的脱模顶出机构；所述的冲模与成型模均为开口结构，且开口端上下吻合围构成密闭的中空模具，其内壁所围空间的外形与模压成型的木纤维制件外形一致；所述的装料模位于冲模与成型模之间，为一中空直筒状结构，其内壁与冲模开口端外壁形成紧配合，构成冲模下行、与成型模相吻合的通道。该组合模具解决了由于木纤维原料密度低而产生的铺装高，无法一次加料、模压成型的问题，对木纤维模压技术的发展进步起了重要作用。
文档编号B27M3/18GK102896680SQ20121028842
公开日2013年1月30日 申请日期2012年8月14日 优先权日2012年8月14日
发明者张安将, 黄家胜, 邵成峰, 陈正光, 范千银 申请人:宁波大世界家具研发有限公司, 中国科学院宁波材料技术与工程研究所