一种免润滑的涨型整圆模具的制作方法

本发明涉及一种压制模具，特别是一种免润滑的涨型整圆模具。

背景技术：

小功率的电机外壳均采用铝型材切割整形而成，传统的方法是将切割下来的外壳坯料通过下压式的压力机完成，将工件放在带锥凸模上，然后通过滑块压入，整个过程都要用到大量的润滑液，压制完成后还有用清洗剂进行清洗处理，烘干等外加的两道工序，每次都使用润滑液和产生大量的清洗废液，后续还要进行环保处理。这种工艺极易造成环境污染，并且不利于节能环保，同时具有加工工艺复杂，设备要求高，辅助设备多而杂，企业的生产成本高，人工效率低。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明公开一种免润滑的整圆模具。通过取消润滑液的方法，满足了所加工零件的尺寸和精度，并且具有加工方便，简化生产设备和生产工序，提高生产的效率，节能环保，降低生产成本等诸多方面的优点。

本发明公开的免润滑的涨型整圆模具，包括主体机构以及执行机构，其中：

主体机构至少包括模具体、涨套以及拉杆，其中模具体、涨套以及拉缸由外而内嵌套设置，其中涨套具有受到压迫而膨胀以及压迫消失而恢复的性能，模具体具有在受到涨套膨胀驱动时向其外侧膨胀的能力；

拉杆的一端具有限位结构，从而使其在外力作用下促使涨套受到压迫而发生膨胀；

执行机构驱动控制拉杆的另一段；

成型时，执行机构驱动拉杆，使涨套发生膨胀，从而促使嵌套在其外侧的模具体向外侧挤压，从而使电机外壳坯料收到模具体的压迫向外扩张成型；

成型结束后，执行机构反向驱动拉杆，使涨套恢复，随之模具体同样恢复，而脱模。

本发明公开的免润滑的涨型整圆模具的一种改进，模具体至少包括多片模具体单元结构组成；

模具体的模具体单元结构在未受到涨套的驱动时，其至少有部分处于叠合状态；

模具体的模具体单元结构在受到涨套的驱动向其外侧膨胀时，其至少部分处于叠合状态的模具体单元结构解除叠合状态而使模具体整体向其外侧膨胀，挤压电机外壳坯料使其成型。

本发明公开的免润滑的涨型整圆模具的一种改进，模具体的模具体单元结构为具有对称的至少部分具有圆弧结构的片形，其片形的且至少部分具有圆弧结构的模具体单元结构经过多片至少部分叠合的形式形成了模具体。进一步地，模具体具有至少6片模具体单元结构，并采用均匀分布的形式共同形成位于涨套外侧的模具体。更进一步地，主体机构还包括调整套，调整套形成在拉杆所在延展方向的外侧，模具体单元结构均匀地连接到调整套上，从而使其至少在模具体受到涨套的驱动向其外侧膨胀时，均匀地向其外侧膨胀，挤压电机外壳坯料使其成型。

本发明公开的免润滑的涨型整圆模具的一种改进，模具体的模具体单元结构采用均匀分布的形式共同形成位于涨套外侧的模具体。进一步地，模具体具有至少6片模具体单元结构，并采用均匀分布的形式共同形成位于涨套外侧的模具体。更进一步地，主体机构还包括调整套，调整套形成在拉杆所在延展方向的外侧，模具体单元结构均匀地连接到调整套上，从而使其至少在模具体受到涨套的驱动向其外侧膨胀时，均匀地向其外侧膨胀，挤压电机外壳坯料使其成型。

本发明公开的免润滑的涨型整圆模具的一种改进，限位结构为片状中空圆形结构的挡圈，挡圈装配于拉杆的一端，并且外径大于涨套与其靠近端的内径。

本发明通过前述模具设备的结构性的改进，实现了小型低功率低功率电机外壳的一次性无润滑成型，从而在加工设备体系、降低加工难度和简化加工体系，以及节能环保降低生产成本等方面均获得了显著的提升，单位平均加工效率提升30-50％，产品加工的生产成本降低10-20％，而设备的购置成本则视规模降低更多。

而为了使模具体获得更好的刚性和耐磨性，其作为主要的耗材，还作出了进一步的改进：模具体单元结构包括骨架以及形成于骨架外侧的包覆层(包覆层可以通过可拆卸装配的形式装配到骨架上，如采用铆接或榫卯结构或螺钉连接等方式均可实现)，

骨架为内衬有不锈钢材料的复合陶瓷基材料；

包覆层为含碳材料制得，其为耐高温磨损刚性材料。本方案的模具体，针对现有技术中模具体易磨损、易形变、维护难度大等多方面问题，在模具体中以复合陶瓷的复合结构为核心，从而在改善产品对模具生产加工性能和维护性能的前提下，也通过包覆层改善后处理性能，从而降低挤压金属附着(挤压过程中，部分坯料的材料脱离坯体而以颗粒或者金属丝的形式附着于模具表面，而对模具的加工能力造成损害，增加清理难度并且易在后续加工中形成划痕)，通过含碳材料的包覆层在挤压时对内侧结构以及骨架进行隔温保护并配合碳材料自身的润滑性能和抗氧化性性能，而避免模具在长期使用中发生形变或者磨损，降低了使用和维护成本，并且在需要维护时可以直接更换相应的包覆层，维护效率更高成本更低。

作为一种优选，陶瓷基材料的原料主要为，wt％：黏土0.15-0.18％、碳酸镁2.0-3.5％、碳酸钙1.0-2.0％、碳酸氢钠1.20-1.40％、余量为氧化铝及不可避免的杂质。采用适量的黏土可以有效起到坯料辅助成型的效果，而无需在成型中添加其它的辅助材料，同时还对碳酸镁、碳酸钙以及碳酸氢钠等具有良好的分散性，又不至于因添加量过大而影响材料的性能，如对高温性能和机械性能等的负面影响控制到最低。本方案通过采用少量的黏土在陶瓷基材料骨架烧结定型是起到部分助熔粘接定型的作用，这里控制黏土用量，可以恰到好处地调整加工过程中氧化铝的熔化，从而，同时适量的碳酸镁、碳酸钙起到辅助造孔和与氧化铝配合增强陶瓷性能出作用，碳酸氢钠在调节原料ph环境的同时，主要起到了造孔的效能，通过原料配合而获得轻质强度合适的多孔陶瓷材料。

作为一种优选，陶瓷基材料的原料还包括占原料总质量的0.3-0.5wt％的碳纤维或者陶瓷纤维中至少一种，碳纤维或陶瓷纤维为长度0.1-0.3mm，直径10-20微米的短纤维。通过这种均匀分布的纤维结构，起到点支撑的作用，显著增加了耐磨性和刚性，同时又避免长纤维在长期使用中易出现断裂残留导致在工件表面出现挤压划痕的问题。

附图说明

图1，本发明公开的免润滑的涨型整圆模具的一种实施例的结构示意图。

附图标记：1—螺母、2—垫圈、3—挡圈、4—涨套、5—模具体、6—拉杆、7—压圈、9—调整套、10—固定螺钉、11—弹簧垫圈、12—螺钉、14—模座、15—顶杆16—支撑圈、17—油缸、18—行程导杆、20—感应块

具体实施方式

下面具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

本方案包括而不限于以下实施例中，当实施例中仅指出了创新之处时，相应方案的其余部分可以采用任一一种可行的现有技术进行补充，而形成完整的实施方案。

实施例1

本实施例中，免润滑的涨型整圆模具，包括主体机构以及执行机构，其中：主体机构至少包括模具体、涨套以及拉杆，其中模具体、涨套以及拉缸由外而内嵌套设置，其中涨套具有受到压迫而膨胀以及压迫消失而恢复的性能，模具体具有在受到涨套膨胀驱动时向其外侧膨胀的能力；拉杆的一端具有限位结构，从而使其在外力作用下促使涨套受到压迫而发生膨胀；执行机构驱动控制拉杆的另一段；成型时，执行机构驱动拉杆，使涨套发生膨胀，从而促使嵌套在其外侧的模具体向外侧挤压，从而使电机外壳坯料收到模具体的压迫向外扩张成型；成型结束后，执行机构反向驱动拉杆，使涨套恢复，随之模具体同样恢复，而脱模。进而实现单个产品的加工，在简单清理后，重复前述动作，就可以实现再次加工。

实施例2

与实施例1的区别在于，模具体包括6片模具体单元结构组成；

模具体的模具体单元结构在未受到涨套的驱动时，其至少有部分处于叠合状态；

模具体的模具体单元结构在受到涨套的驱动向其外侧膨胀时，其至少部分处于叠合状态的模具体单元结构解除叠合状态而使模具体整体向其外侧膨胀，挤压电机外壳坯料使其成型。

实施例3

与实施例2的区别在于，模具体的模具体单元结构为具有对称的长形，其长形的一端具有圆弧结构的片形，其片形的模具体单元结构经过多片至少部分叠合的形式形成了模具体。

实施例4

与实施例2的区别在于，模具体的模具体单元结构为具有对称的长形，其长形的两端端具有圆弧结构的片形，其片形的模具体单元结构经过多片至少部分叠合的形式形成了模具体。

实施例5

与实施例3相区别的，主体机构还包括调整套，调整套形成在拉杆所在延展方向的外侧，模具体单元结构的具有弧形结构一端均匀地连接到调整套上，从而使其至少在模具体受到涨套的驱动向其外侧膨胀时，均匀地向其外侧膨胀，挤压电机外壳坯料使其成型。

实施例6

与实施例3相区别的，主体机构还包括调整套，调整套形成在拉杆所在延展方向的外侧，模具体单元结构的不具有弧形结构一端均匀地连接到调整套上，从而使其至少在模具体受到涨套的驱动向其外侧膨胀时，均匀地向其外侧膨胀，挤压电机外壳坯料使其成型。

实施例7

与实施例4相区别的，主体机构还包括调整套，调整套形成在拉杆所在延展方向的外侧，模具体单元结构的一端均匀地连接到调整套上，从而使其至少在模具体受到涨套的驱动向其外侧膨胀时，均匀地向其外侧膨胀，挤压电机外壳坯料使其成型。

与前述实施例相区别的，限位结构为片状中空圆形结构的挡圈，挡圈装配于拉杆的一端，并且外径大于涨套与其靠近端的内径。

本发明通过前述模具设备的结构性的改进，实现了小型低功率低功率电机外壳(铝制外壳的130马达为例，每批次加工1000只，计算平均值)的一次性无润滑成型，从而在加工设备体系、降低加工难度和简化加工体系，以及节能环保降低生产成本等方面均获得了显著的提升，单位平均加工效率提升30-50％，产品加工的生产成本降低10-20％，而设备的购置成本则视规模降低更多。

本发明的实施例中，采用包括而不限于如下技术方案后，模具体单元结构包括骨架以及螺接的形成于骨架外侧的包覆层，骨架为内衬有不锈钢材料的复合陶瓷基材料，作为骨架的陶瓷基材料的原料主要为，wt％：黏土0.15％、碳酸镁3.5％、碳酸钙1.2％、碳酸氢钠1.40％、余量为氧化铝及不可避免的杂质；包覆层为碳纤维层。与前述实施例相比，产品的使用寿命进一步延长了30％左右，并且生产和维护还节约了30％以上的人力和时间消耗。

上述实施例中陶瓷基材料即泡沫陶瓷材料的原料主要为，wt％：黏土(本发明中均为陶瓷用黏土)0.15-0.18％、碳酸镁2.0-3.5％、碳酸钙1.0-2.0％、碳酸氢钠1.20-1.40％、余量为氧化铝及不可避免的杂质。

上述实施例中陶瓷基材料其组成技术方案还可以为包括而不限于以下所列技术方案中任一：

1、陶瓷基材料的原料主要为，wt％：黏土0.15％、碳酸镁3.5％、碳酸钙1.2％、碳酸氢钠1.40％、余量为氧化铝及不可避免的杂质。

2、陶瓷基材料的原料主要为，wt％：黏土0.16％、碳酸镁2.0％、碳酸钙1.4％、碳酸氢钠1.30％、余量为氧化铝及不可避免的杂质。

3、陶瓷基材料的原料主要为，wt％：黏土0.17％、碳酸镁3.0％、碳酸钙1.6％、碳酸氢钠1.20％、余量为氧化铝及不可避免的杂质。

4、陶瓷基材料的原料主要为，wt％：黏土0.18％、碳酸镁2.5％、碳酸钙1.0％、碳酸氢钠1.25％、、余量为氧化铝及不可避免的杂质。

5、陶瓷基材料的原料主要为，wt％：黏土0.155％、碳酸镁2.7％、碳酸钙2.0％、碳酸氢钠1.36％、余量为氧化铝及不可避免的杂质。

6、陶瓷基材料的原料主要为，wt％：黏土0.175％、碳酸镁3.2％、碳酸钙1.5％、碳酸氢钠1.27％、余量为氧化铝及不可避免的杂质。

7、陶瓷基材料的原料主要为，wt％：黏土0.165％、碳酸镁2.9％、碳酸钙1.7％、碳酸氢钠1.32％、余量为氧化铝及不可避免的杂质。

包括而不限于以上陶瓷基材料的技术方案中，杂质元素的总量应当不高于0.07％，单一组成不高于0.03％。

与上述实施例相区别的，区别之处还可以为如下任一情形：a、陶瓷基材料的原料还包括占原料总质量的0.3-0.5wt％的碳纤维，碳纤维为长度0.1-0.3mm，直径10-20微米的短纤维；b、陶瓷基材料的原料还包括占原料总质量的0.3-0.5wt％的陶瓷纤维，陶瓷纤维为长度0.1-0.3mm，直径10-20微米的短纤维；c、陶瓷基材料的原料还包括占原料总质量的0.3-0.5wt％的碳纤维和陶瓷纤维，碳纤维和陶瓷纤维为长度0.1-0.3mm，直径10-20微米的短纤维；

上述方案中，纤维为长度0.1mm(还可以为包括而不限于以下列举中的任一：0.2、0.3、0.14、0.16、0.17、0.19、0.22、0.23、0.25、0.27、0.28、0.29以及0.1-0.3mm范围内的其它任意值)，直径(最大径)10微米(还可以为包括而不限于以下列举中的任一：11、12、13、14、15、16、17、18、19、20以及10-20微米范围内的其它任意值)的短纤维；碳纤维和陶瓷纤维(包括两者各自单独存在或者共同存在的情形，均可以满足以下限定)的总量为0.3wt％(总量还可以为包括而不限于以下列举中的任一：0.31wt％、0.32wt％、0.33wt％、0.34wt％、0.35wt％、0.36wt％、0.37wt％、0.38wt％、0.39wt％、0.40wt％、0.41wt％、0.42wt％、0.43wt％、0.44wt％、0.45wt％、0.46wt％、0.47wt％、0.48wt％、0.49wt％、0.50wt％以及0.3-0.5wt％范围内的其它任意值)。

如图1所示，一种免润滑的涨型整圆模具(以下简称模具)的基本结构由序号1件到序号16件组成，模具的执行机构油缸组件主要由序号17件-到序号20件组成。

模具立式安装，首先将模座14用螺钉12和弹簧垫圈11固定于工作台的中心孔位，执行油缸零件(17-20)固定螺钉向上可靠地固定在工作台的底平面，套上支撑圈16(事先拧上各顶杆15)，然后穿过工作台的中心孔将拉杆拧上，先后套上调整套9、涨套4、装上模具体5，挡圈3，带上垫圈2，用螺母1拧紧压上压圈7，用固定螺钉10可靠联接，

其中执行油缸是双出轴双作用油缸17，油缸体左端按装带有高压密封圈外端按装缸口法兰，双出轴的活塞杆一端带有螺纹，与拉杆6相连接，来实现相应的涨模和脱模动作功能，精确调整精度方法：第一、外形尺寸公差，其尺寸大小的调定是由涨型套4行走的高度调定的，当拉杆6走到最低位置时，涨型模5的外型达到值就是工件的最终尺寸，修正好调整套9的高度就能实现较高的最终尺寸精度。第二、圆柱度公差，因为模具体是由6片(或更多片)对中心的圆弧片所组成，当模具体的多片圆弧零件之间不是均匀的分布时，零件内孔的圆柱度公差会超差，鉴于此我们在调整套9的底部开上与模具体相应的槽和隼均匀地分布在圆周，从而让模具体5总是在槽中，从而达到理想的形位公差要求

动作说明：

起动油缸顶出位置，让模具处于松开状态，再调整接近开关19(如感应开关时其感应块20起到位置限定的控制作用)的位置，调整后发讯，油缸停止，装上机壳，再按启动涨型按钮，油缸带动着拉杆，涨套向下运动，模具体5向外运动进行涨圈动作。

碰到预先调整好的调整套9位置拉紧，压力发讯，油缸回程，拉杆带动着顶杆15(呈圆周分布)脱模，模具体5向内收紧，模具体由多片模具体单元结构组成的的圆柱从而可以实现该动作。一次动作完成。

这里的模具其动力可以有油缸驱动，也可用气缸驱动，还可以用电机甚至用步进电机实现驱动，还可以配上机械手做全自动流水线

本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案)，而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明的除外。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。