专利名称：带有可滑动装配到一起的导向柱和导向衬套的模具组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装配用于成形，下料等成形机模具的模具组件，尤其是涉及一种能装到这种模具组件上的导向柱和导向衬套的结构。
背景技术：
对于模具组件，模具通常装在称为凸模固定板和凹模固定板的两个板之间，一个模具装在一个板上，另一个模具则装在另一个板上。打开或关闭凸模固定板和凹模固定板就可打开或关闭模具。当凸模固定板和凹模固定板打开或关闭时，如果它们的相对位置在平面上横向或纵向移动，模具也随着移动。为了防止模具位置的移动，在一个板上设置多个导向柱，而在另一个板的相应位置所设置的导向衬套则从外部可以滑动的装到导向柱上。
由于导向衬套从外部可以滑动的装到导向柱上，导向衬套的孔径稍微大于导向柱的外径，但是为了防止模具组件位置的移动，模套和模柱之间的直径差，也就是，两者之间所形成的间隙非常小。例如，如果导向柱的公称直径为31.2毫米，其外径为31.2毫米+0/-0.002，导向衬套孔径为31.2毫米+0.005/+0.008，它们的直径差则为1/100到5/1000毫米。
当导向衬套从外部装到导向柱上时，如果导向衬套稍微倾斜，导向衬套就不可能装上。图7是部分剖面侧视图表示导向衬套装到导向柱的状态。正确的作法是在导向衬套6定位之后，如图7A所示，面对导向柱5。导向衬套6从外部装配到导向柱5上，如图7B所示，它们的轴线相互对准。但是如图7C所示，如果它们的轴线相互倾斜，导向衬套孔的末端就会被导向柱的外周面卡住，也就不可能再进一步装配导向衬套。如果试图用力装配导向衬套，则导向衬套孔的末端就会擦伤，有时还损坏导向柱的外周面。
特别是大尺寸模具所用的模具组件，导向柱一般设置在凹模固定板的四个角上。导向衬套则设置在配合凸模固定板四个角的对应位置上。当这两个板结合到一起的时候，四个导向柱和对应的导向衬套必须同时装配到一起。如果一个板相对于配合板发生倾斜，即使是轻微的倾斜，整个模具组件都不能装配到一起。出于这个原因模具组件的装配工作需要很高的技巧性。
一种具有很容易装配结构的导向衬套和导向柱已被在，例如，日本专利公开第58-58942号中提出。在这个公开的专利中，提出一种合成树脂球体导向元件，其直径和固定到导向柱末端的导向柱本体的直径相同，这样导向元件的中心和导向柱本体的轴线重合。
可以认为由于提出的导向柱端部为球形，所以它可以很容易的插入到导向衬套中。然而，即使导向柱的端部插入到导向衬套中，但由于其由合成树脂制成，具有一定的柔性，因而会发生变形。这样当导向柱的端部插入到导向衬套中时，导向柱本体就会产生倾斜。所以就很难再将导向柱插入，而且有时候在导向柱本体和导向衬套之间还可能产生擦伤。
此外，用于模具组件的模具和导向柱及导向衬套通常都是由淬火碳素工具钢制成，其硬度为HRC50或者更高。如果合成树脂球体用在上述技术方案中，由于要和坚硬的导向衬套末端接触，合成树脂球体就可能被损坏。或者接触导向衬套内表面而被磨损，这些都会导致耐用性下降和其它的缺陷。
本发明中，一种可以滑动装入刚性导向衬套中的刚性导向柱包括滑动部，其具有环绕滑动部的滑动面且还具有在滑动部与要装配的导向衬套之间的装配间隙；端部，设置在导向柱的一端，其具有一个间隙稍微大于导向衬套的装配间隙；减压槽，设置在端部和滑动部之间环绕整个导向柱的外周面。
本发明中，一种可以滑动装到刚性导向柱上的刚性导向衬套包括滑动部，在滑动部内部具有滑动面，还在滑动部与要装配的导向柱之间具有装配间隙；端部，设置在导向衬套的一端，其具有一个间隙稍微大于导向柱的装配间隙；减压槽，设置在端部和滑动部之间环绕整个导向衬套的内周面。
从端部到滑动部的距离最好是预定长度或是较长的长度，或者是导向柱直径的1/10或更长。但是如果这个距离太长，则导向柱或设有减压部的导向衬套的总长就会增加，使导向柱和导向衬套的装配操作更加困难。所以端部到滑动部的距离最好在导向柱直径范围之内，更加可取的是导向柱直径的1/3到1/2或者更少。
减压部的最大深度最好是导向柱半径的1％到20％。此外，更可取的是，导向柱减压槽部分的直径逐渐增加到滑动部分的直径，接近滑动部。
更可取的是端部形成一个包括轴线的局部圆形截面，而导向柱端部的最大外径或者导向衬套端部的最小内径都有一个比配合元件装配间隙稍大的间隙。但是与配合元件太大的间隙也会使导向柱和导向衬套的装配发生困难。所以，这个间隙最好一侧为0.03毫米到0.05毫米。
本发明中的模具组件具有两个板，一个板(凹模固定板)在其对面设置多个导向柱，而另一个板(凸模固定板)在其对面设置多个能从外部装配到导向柱上的导向衬套。
在模具组件中，每个导向柱和导向衬套都设有一个滑动部，其安装面上设有装配间隙。导向柱和导向衬套其中之一设有一个端部，该端部靠近装配末端的间隙稍微大于配合元件的装配间隙。而且还有一个减压部，设在具有装配间隙的滑动部和端部之间环绕整个导向柱的外周面或整个导向衬套的内周面侧。
模具组件同样也具有上面描述关于导向柱和导向衬套的特点。
本发明中的导向柱和导向衬套除了模具组件之外还可用作限料板的导向柱和导向衬套。
参考
图1，图示编号11和12分别代表模具组件中称为凸模固定板和凹模固定板的固定板，成形等用的模具装在凸模固定板11和凹模固定板12之间。凹模固定板(板)12的对面安装一个固定模具，而凸模固定板(板)11的对面则安装一个活动模具，这样相对于凹模固定板12，往复移动凸模固定板11就可以打开或关闭模具。在模具组件中凹模固定板12的孔内固定一个碳素工具钢制成的刚性导向柱3并朝上设置。另外在凸模固定板11的孔内固定一个碳素工具钢制成的刚性导向衬套6，并形成一个间隙，这样可以使导向衬套6装在导向柱3的外周面上。例如，如果公称直径为31.2毫米，则导向柱直径减少+0/-0.002毫米，而导向衬套孔径则增加+0.005/0.008毫米，这样就产生很小间隙，可使衬套装在导向柱上。
图2所示为导向柱3的放大侧视图，导向柱3的端部31具有一个比装配间隙稍微大一点的间隙，还在端部31下面环绕整个周面设置一个减压槽32。端部31形成一个包括轴线的局部圆形截面，相对于导向衬套6的内径，导向柱最大外径的间隙比装配间隙稍微大一点，一侧的间隙最好约为0.03到0.05毫米。减压槽32的最大深度最好为导向柱半径的1％到20％之间。如果减压槽32的深度过浅，则导向衬套6稍微倾斜时，其孔的端部就有可能接触到减压槽32的底部，所以为了避免互相接触，减压槽的深度大约应是导向柱半径的1％。但是如果减压槽32深度过深，则该部分的强度就会很低，所以深度过深同样不是我们所期望的。
导向柱3具有一个设有装配间隙的大直径部分，也就是在减压槽32下面设置的滑动部34，这样当模具组件被驱动时，导向衬套6便在导向柱3的滑动部上滑动。由于滑动部34最好尽可能的长，所以该滑动部起始于减压槽32的端接位置。但是，如果到减压槽端部的距离，也就是从端部到滑动部的距离为预定长度或是较长的长度，导向衬套6则能很容易地从外部装配到导向柱3上。上述距离最好是在导向柱直径范围内，更可取的是导向柱直径的1/3到1/2，或者更小。而且，如果导向柱减压槽32部分的直径逐渐增加接近滑动部34，导向衬套6则能方便地从外部进行装配。
参照图3，阐述导向衬套6装配到导向柱3上的状态。图3A所示的是导向衬套6面对导向柱3的状态，但还未装配到导向柱3上。图3B所示的是当试图将导向衬套6从外部装配到导向柱3上时，导向衬套6相对于导向柱3的轴线稍微有点倾斜。当导向衬套6的轴线这样倾斜时，导向衬套孔的端部位于导向柱3的减压槽32内。所以如图3C所示，导向衬套并没有和导向柱的外周面接触。当导向衬套进一步被推到导向柱上时，如图3D所示，导向衬套孔的端部就会达到导向柱的大直径部分。于是，如图3E所示，导向衬套的轴线，就会和导向柱的轴线重合。再进一步推动导向衬套，如图3F所示，导向衬套便从外部被装配到具有导向柱直径的滑动部34上。
由于导向柱3设置的减压槽32恰好在端部31的下面，而且端部31的间隙稍微大于装配间隙，所以导向衬套6便很容易地从外部装配到导向柱3上。
图4是本发明另一个实施例中导向柱4的结构侧视图。对于导向柱4，其端部41直径的间隙同样比导向衬套孔的装配间隙稍微大一点，而直径较小导向柱上的减压槽42恰好在端部41下面环绕整个周面设置。相对导向柱的外径(约31.2毫米)，减压槽42的深度大约0.3毫米，其宽度为10毫米到15毫米。在这种情况下，导向衬套同样很容易地从外部装配到导向柱上。
图5A是本发明另一个实施例的导向衬套和导向柱的部分剖面侧视图。图5B表示导向衬套正被装到导向柱上的状态。在图5中，导向柱5和通常所用的导向柱一样。导向衬套7包括端部71，滑动部74和减压槽72。端部71有一个比装配间隙稍微大一点的间隙，所述装配间隙设置在靠近装配末端的装配面上；滑动部74设有装配间隙；减压槽72则设置在端部71和滑动部74之间环绕整个内周面上。端部71形成一个包括轴线的局部圆形截面。它的最大内径间隙最好稍微大于导向柱的间隙。上述间隙的宽度应达到导向柱的末端和导向衬套的末端可以互相装配到一起的程度。但是如果这个间隙太宽，导向柱的滑动面和导向衬套之间的装配就会很困难，所以导向柱和导向衬套末端之间一侧的间隙最好是0.03毫米到0.05毫米。
减压槽72的最大深度最好为导向柱半径的1％到20％。
而且滑动部74和端部71之间的距离最好是预定长度或是较长的长度。
在上述实施例中，导向衬套7同样很容易地装配到导向柱5上。
下面来说明本发明中导向柱和导向衬套可以互相容易的装配到一起的原因。像导向柱和导向衬套这样具有小间隙的刚性元件不能容易地装配到一起的原因如图6所示，当装在板上的导向衬套6被装配到导向柱5上时，就会施加一个偏移载荷P。从而使导向柱5和导向衬套6发生倾斜。当导向柱5和导向衬套6发生倾斜，并在A和B点互相接触时，为了把导向衬套6恢复到原始位置，就需要一个围绕A点逆时针方向的旋转力矩，而且必须满足下列公式。
SμN+LN＞hP式中，S是导向衬套的内径(基本上和导向柱的外径相同)，μ是摩擦系数，N是垂直作用在接触点A和B上的作用力，L是接触点A和B之间的距离，h是到偏移载荷作用位置的距离。
由于垂直作用力平衡，P等于2μN，所以上述公式还可以表示为SμN+LN＞2μNh从这个公式可推导出，L＞μ(2h-S)由于接触点B基本上在导向衬套的末端，所以可以说，在导向柱5插入到导向衬套6的状态，导向柱末端的插入深度就是L。如果插入深度采取上述公式表示的值或者取一个较高的值，则绕A点的旋转力矩是逆时针方向，这样导向柱就可平稳的插入导向衬套。具体地说，这意味着如果导向柱和导向衬套在与其对准的轴线平行的条件下能装配到上述公式所表示的深度，那么此后导向柱和导向衬套便能很容易地互相装配到一起。在上述公式中，尽管到偏移载荷作用位置的距离h不固定，但是摩擦系数μ非常小。发明人所进行的实验结果显示如果导向柱和导向衬套相互装配的深度是导向柱直径的1/10或更大的话，那么再进行装配操作就会更容易。
在本发明中，在靠近导向柱或导向衬套末端设置了间隙稍微大于装配间隙的端部，这样所述端部便能很容易地装配到一起，而且还在末端预定长度或较长的长度的距离设置了滑动部。所以参照图6，在导向柱设置减压槽的情况下，点A和B分别适合导向柱的末端和导向柱的滑动部。因此插入深度大于上述公式所需值，从而可以认为装配易于操作，没有擦伤。
在上述描述中，已经作出说明，导向柱或导向衬套的端部形成一个包括其轴线的局部圆形截面。不过，即使稍微平滑的部分也只有一个自由度，使导向柱的端部插入导向衬套，这些元件的端部可以互相装配，它们的滑动部也可以互相装配。
在上述描述中，本发明中的导向柱和导向衬套相对于模具组件已经作了说明。本发明中的导向柱和导向衬套可以用来在模具组件配合使用的模具中间保持位置，尤其是装到模具组件中并与模具组件一起移动的模具以及相对于模具移动的限料板。用于模具和限料板之间的导向柱和导向衬套基本上和用于模具组件中的导向柱和导向衬套相同，所以相同的内容不再赘述。
正如上面详述的那样，对于本发明中恰好位于端部下面的减压槽的导向柱或导向衬套来说，导向衬套可以很容易地从外部装配到导向柱上，致使模具组件或者模具能够很容易地组合在一起。
权利要求
1.一种可以滑动装入刚性导向衬套中的刚性导向柱，包括滑动部，其具有环绕滑动部的安装面，该滑动部与要装配的导向衬套有装配间隙；端部，其设置在导向柱的一端，且具有与导向衬套的间隙，端部间隙稍微大于所述装配间隙；和，减压槽，其在端部和滑动部之间环绕整个导向柱。
2.如权利要求1所述的刚性导向柱，其特征在于，从端部到滑动部的距离大于一定的长度。
3.如权利要求2所述的刚性导向柱，其特征在于，减压槽的最大深度是滑动部半径的1％到20％，从端部到滑动部的距离小于滑动部的直径。
4.如权利要求3所述的刚性导向柱，其特征在于，在减压槽，导向柱截面直径在接近滑动部时逐渐达到滑动部的直径。
5.一种可以滑动地装配到刚性导向柱上的刚性导向衬套，包括滑动部，其在滑动部内表面具有安装表面，并有与要装配的导向柱的装配间隙；端部，其设置在导向衬套的一端，且具有与导向柱的间隙，所述端部的所述间隙稍微大于所述装配间隙；和减压槽，其在端部和滑动部之间环绕导向衬套的内表面。
6.如权利要求5所述的刚性导向衬套，其特征在于，从端部到滑动部的距离大于一定的长度。
7.如权利要求6所述的刚性导向衬套，其特征在于，减压槽的最大深度是滑动部半径的1％到20％，从端部到滑动部的距离小于滑动部的直径。
8.如权利要求7所述的刚性导向衬套，其特征在于，在减压槽，导向衬套截面直径在接近滑动部时逐渐达到滑动部的直径。
9.一种具有两个板的模具组件，其中一个板在朝向另一个板的板面上设有多个刚性导向衬套，而另一个板在朝向所述板的另一个板面上设有多个可以滑动装入每个导向衬套的刚性导向柱，导向柱和导向衬套都包括滑动部上的滑动表面，每个导向柱的滑动部都具有与每个导向衬套的装配间隙，导向柱和导向衬套都包括端部，设置在导向柱或导向衬套的一端，该端部具有与导向柱或导向衬套的间隙，所述端部的这个间隙稍微大于所述装配间隙；和减压槽，其在滑动部和端部之间环绕导向衬套的内表面或导向柱的外表面。
10.如权利要求9所述的模具组件，其特征在于，从端部到设置有端部的导向衬套或导向柱的滑动部的距离大于一定的长度。
11.如权利要求10所述的模具组件，其特征在于，减压槽的最大深度是具有减压槽的导向衬套或导向柱的滑动部半径的1％到20％，从端部到滑动部的距离小于滑动部的直径。
12.如权利要求11所述的模具组件，其特征在于，在减压槽，设有减压槽的导向衬套或导向柱的截面直径在接近滑动部时逐渐达到设有减压槽的导向衬套或导向柱的滑动部的直径。
全文摘要
提供一种具有可以互相装配的刚性导向柱和刚性导向衬套的模具组件。导向柱和导向衬套的滑动部在它们的安装面上设有装配间隙，即使相对于导向柱轴线，导向衬套的轴线发生倾斜，导向衬套也能从外部很容易地装配到导向柱上。导向柱或导向衬套端部在靠近安装面的装配末端的间隙稍微为大于与其配合元件的装配间隙，还在具有装配间隙的滑动部和端部之间环绕整个圆周面设置一个减压槽。从端部到滑动部的距离最好是预定长度或是较长的长度。
文档编号B21D37/10GK1394724SQ0214024
公开日2003年2月5日 申请日期2002年7月2日 优先权日2001年7月3日
发明者兴野富男, 高桥康宏, 六车政之 申请人:株式会社放电精密加工研究所