四工位联动成型模具的制作方法

本发明属于模具设计与制作技术领域，涉及一种四工位联动成型模具，适用于汽车排气系统管件行业。

背景技术：

随着汽车轻量化的迅速发展，对汽车排气系统的管件要求越来越高。很多产品用传统工艺已经无法满足。很多管件的弯曲后在变形区域内管口的尺寸要求很严格，由于管口在变形区内，减薄率在15％-30％左右，造成内弧与外弧的壁厚不均匀，所以普通方法不能满足制造要求，并且管口与其他部位的形状及孔的位置要求也很严格，传统工艺不容易满足客户要求。

传统的生产工艺是：先弯管-切管，去毛刺-液压定径-压窝。采用的是一模二穴的方式加工，用一端定位后加工另一端。然后用加工成型后的端面定位加工另一端。在加工过程中产品全部形状都是变形区域，在模具型腔内的定位十分不准确，会造成第一次加工成型的端口在应力的作用下造成二次变形，所以在传统工艺的模具中，管件很难一次加工合格，需要多次的反复加工才能完成。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服了现有技术存在的定位不准，使管件在二次加工时，由于应力变形造成的管件二次变形的问题，所以提供了一套有可靠定位的模具，模具采用一个型腔四个工位同时联动加工成型。模具的关键点是可靠的定位基准。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

参阅图1a、图1b、图1c，产品管件形状图，供观察产品管件形状。所示的是管件的四个需要加工的方位，每个方位都有尺寸要求,并且管端a23与豁口26和传感器窝24有相对位置要求，在以往的加工工艺是分步进行加工，由于管件整体都是变形后的状态，所以每次定位的时候不准确，而且后面的工序再加工时会把前面工序完成的尺寸由于应力的作用产生二次变形，管件合格率低。

本模具用矫枉过正的原理在一套模具中把四个位置的尺寸及形状一次加工完成。由于管件整体是变形的，在模具中定位是难点，所以模具采用的定位方式是以前没有的。

原理是利用斜器的斜面使定位块做往复运动，在成型芯轴没有进入模具的时候定位块处于复位状态可以使管件定位，当成型芯轴进入模具时定位块压缩回去后成型芯轴进入模具型腔内部。然后模具的上，下型腔在合模力和压紧弹簧的作用下夹紧管件，使管件不能移动，达到一次加工完成的目的。

一种四工位联动成型模具，包括上模和下模，下模包括下型腔板及定位装置组件；

所述下型腔板及定位装置组件包括下模板3、下型腔板4、定位弹簧16、定位块17、定位块楔紧块18、下模型芯21和定位块导向板22；

所述下型腔板4与下模板3之间设有氮气弹簧；

所述定位弹簧16安装在定位块17的孔中，安装好的定位块17和定位弹簧16一起安装在定位导向板22的导向槽内，然后安装在下型腔板4的管口端面上；

所述下模型芯21固定在下模板3上，下模型芯21与下型腔板4滑动配合，当下型腔板4在合模力的作用下向下滑动时，下模型芯21向上运动；

所述定位块楔紧块18安装在下模板3上，定位块楔紧块18与定位块17滑动配合。

技术方案中所述上模包括上模板1、上型腔板2、复位弹簧11、凸模13和凸模斜器12；

所述复位弹簧11套在凸模13上，安装在上型腔板2的凸模导向孔中，凸模斜器12与上模板1固定连接，凸模斜器12能够推动凸模13沿着上型腔板2的凸模导向孔运动；上型腔板2和上模板1之间设置氮气弹簧。

技术方案中所述下模还包括左侧芯轴及油缸组件、右侧油缸及芯轴组件；

左侧芯轴及油缸组件的设置与右侧油缸及芯轴组件的设置相同，作为四工位的其中的二个工位；

所述左、右侧芯轴及油缸组件均包括成型芯轴19，当定位弹簧16和定位块17及下型腔板4在合模力作用下向下滑动时，定位块楔紧块18的斜面将定位块17顶开，成型芯轴19进入模具型腔内。

技术方案中所述成型芯轴19的轴线与下型腔板4的型腔轴线一致。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

本模具能够压缩原有的工序，能够减少因为各工序分开加工造成二次变形引起的产品合格率低的现象。

本模具的制造成本远低于要做四个工序上的模具制造成本。减少人员的劳动强度，减少设备的占有率，大大提高设备的使用效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1a为产品管件主视图；

图1b为产品管件左视图；

图1c为产品管件后视图；

图2为本发明所述四工位联动成型模具的轴测图；

图3为本发明所述四工位联动成型模具的俯视图；

图4为本发明所述四工位联动成型模具的内部结构图；

图5为本发明所述四工位联动成型模具的模具型腔板内部零件定位结构图；

图6为上模内部结构图；

图7为上模凸模剖视图；

图8为上模内部氮气弹簧结构图；

图9为下模轴测图；

图10为左油缸组件轴测图；

图11为右油缸组件轴测图；

图12为下型腔板与下模板及导向柱连接图；

图13为下型腔板、下模板和氮气弹簧连接图；

图14为凸模、下型腔板和下模板的连接图；

图15为下型腔板与定位机构连接图；

图16为管件定位示意图；

其中：

1-上模板；2-上型腔板,3-下模板；4-下型腔板；5-导向座；6-油缸支座；7-行程支架；8-油缸；9-行程开关；10-芯轴链接体；11-复位弹簧；12-凸模斜器；13-凸模；14-导向柱；15-氮气弹簧；16-定位弹簧；17-定位块；18-定位块楔紧块；19-成型芯轴；20-芯轴导向套；21-下模型芯；22-定位块导向板，23-管端a；24-传感器窝；25-管端b；26-豁口；27-退料螺钉。28、限位螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图2，本模具由上模和下模两部分组成。

参阅图4，为本发明所述四工位联动成型模具内部结构图；隐藏型腔板漏出内部结构，展现上型腔板内的型芯和下型腔板内的型芯。作为四工位中的另外二个工位内部结构。

参阅图5，为模具型腔板内部零件定位结构图；供观察模具型腔板内部的定位结构。

其中定位部分是关键点，其机构如下：参阅图15，定位弹簧16安装在定位块17的孔中，安装好的定位块17和定位弹簧16一起安装在定位导向板22的导向槽内，使其能够自由移动。以上安装好以后一起与下型腔板4的两个模口连接，定位弹簧16和定位块17安装在导向板内，然后安装在下型腔板4的管口端面上。这样就安装好了。其工作方式是在自由状态下定位块17因定位弹簧16压力作用凸出模口就形成了管件在模具中的定位功能，当下型腔板4受合模力作用夹紧管件向下移动时，定位块楔紧块18顶开定位块17，模具闭合后芯轴就可以顺利的进入型腔完成管口的加工。

两个定位机构中的定位弹簧16、定位块17均安装在下型腔板4内，定位块楔紧块18安装在下模板3上，定位块楔紧块18与定位块17滑动配合，当定位弹簧16和定位块17及下型腔板4在合模力作用下向下滑动时，定位块楔紧块18的斜面将定位块17顶开，这样成型芯轴19就可以进入模具型腔内，不受定位块17的限制，完成管口的加工。

参阅图2、图6、图7，上模包括上模板1、上型腔板2、导向柱14、氮气弹簧15和退料螺钉27。

上模的工作原理是：参阅图7，将复位弹簧11套在凸模13上安装在上型腔板2凸模导向孔中，凸模斜器12用螺钉与上模板1连接，凸模斜器12能够推动凸模13沿着上型腔板2的凸模导向孔运动，参阅图8，氮气弹簧15安装在上型腔板2和上模板1之间，即能起到复位作用，也能起到压紧和支撑的作用，当上模板1在设备的作用下向下移动，在氮气弹簧15支撑上型腔板2向下移动，当上型腔板2与下型腔板4接触后靠氮气弹簧15夹紧管件并继续下行，这时凸模斜器12推动凸模13沿着上型腔板2的凸模导向孔运动，凸模13凸出上型腔板2使管件成型传感器窝24。

参阅图9，下模由三部分组成：分别是左侧芯轴及油缸组件，右侧油缸及芯轴组件，下型腔板及定位装置组件。

参阅图10、图11，左侧芯轴及油缸组件的设置与右侧油缸及芯轴组件的设置相同，且为现有成形技术。

参阅图12、图13、图14，下模板3、下型腔板4、氮气弹簧15、导向柱14、下模型芯21的装配关系。

在上、下型腔板孔内均设置了氮气弹簧。

参阅图14，下模型芯21的作用是当下型腔板4移动的时候下模芯轴21向上凸起，当合模完成后加工完成管件压豁口处的成型工作。

下模型芯21固定在下模板3上，下模型芯21与下型腔板4滑动配合，当下型腔板4在合模力的作用下向下滑动时，下模型芯21向上运动。

参阅图15，下型腔板及定位装置组件的连接方式，由下型腔板4、下模板3、定位块导向板22、定位弹簧16、定位块17、定位块楔紧块18组成。

参阅图16，定位板导向块22的圆口中心与下型腔板4的型腔端口面连接。

参阅图13，下型腔板4在氮气弹簧15的支撑下夹紧管件，因合模力作用下沿着导向柱向下移动，下模型芯21向上顶起压制管件成型豁口部分，这样就完成了四个方向的压制工作。

下模的工作原理是：

参阅图3，图9，图10，图11，为本发明所述四工位联动成型模具的俯视图和左，右油缸组件的工作位置，作为四工位的其中的二个工位。

左，右油缸与支架连接合成油缸组件，均是标准件连接，连接好的油缸支架部分与下模板连接，采用标准件连接。安装位置要求是油缸组件的成型芯轴19的轴线与下型腔板4的型腔轴线一致。左，右安装都是这样安装。当上模和下模闭合后，左，右油缸开始工作，油缸推动成型芯轴19在芯轴导向套20中滑动前移，芯轴导向套20起到导向作用。成型芯轴19向前插入管件内完成管件左右两端的管径尺寸的加工。

参阅图12，导向柱14安装在下模板3上，采用过赢配合，下型腔板4安装在导向柱14上；

下型腔板4与下模板3之间安装有氮气弹簧15，氮气弹簧15起到复位作用，支撑作用，压紧作用，下模型芯21与下模板3用标准件连接。

当模具闭合时氮气弹簧15有压紧作用，当模具打开时氮气弹簧15推开下型腔板4复位。当下型腔板4趋近闭合时下模型芯21向上凸起完成豁口26的加工。

下型腔板及定位装置组件的连接关系及工作原理：

当刚刚开始工作时，将管件放入模具中，用定位块17卡住管件使管件不能移动，这样就把管件夹紧在下型腔板4中，起到定位作用。当上模和下模闭合后，油缸8推动成型芯轴19前移，当成型芯轴19遇到定位块17时，定位块17会压缩回定位块导向板22内，使成型芯轴19顺利进入下型腔板4中完成管端a23和管端b25的尺寸加工。完成加工后油缸8带动成型芯轴19后移离开下型腔板4后，定位块17在复位弹簧16的作用下定位块17回到原来的位置，依靠限位螺钉28限制定位块17的位置，使下一次加工顺利进行。

整体加工的全过程是：

拿起管件---放入下型腔板4中---用定位块17定位---上模下行—上型腔板2与下型腔板4闭合----氮气弹簧15支撑上型腔板2和下型腔板4压紧管件----继续下行到模具完全闭合--传感器窝24和豁口26在这个时候完成---左、右油缸8工作推动成型芯轴19前移—定位块17压缩回到定位块导向板22内---成型芯轴19插入管端a23和管端b25内---左，右油缸8后移----成型芯轴19移出下型腔板----定位块17复位----上模打开---下模型芯21脱开—上模的凸模斜器12离开凸模13---凸模13在复位弹簧11作用下复位--传感器窝24和豁口26完成-----取出管件。