一种无芯棒硬膜水胀成型模具的制作方法

本发明涉及一种成型模具，尤其涉及一种无芯棒硬膜水胀成型模具。

背景技术：

在金属水杯的加工制造过程中，需要对杯体进行成型处理，现有的成型技术是利用水胀成型模具来完成，而目前行业内的水胀成型工艺分为带芯棒牛筋封胀模具结构和带芯棒硬模封胀模具结构两大类。

其中，由于带芯棒牛筋封胀模具结构中的牛筋容易磨损产出碎屑，而碎屑易粘附在模具型腔表面，水胀时会导致成型后的产品表面有较多凹点，极大影响了产品外形品质，因此部分厂家采用金属撑块取代牛筋来封紧工件，即采用带芯棒硬模封胀模具结构。

例如专利号为201720052207.2、名称为“金属水杯的水涨成型模具”的实用新型专利就公开了这种带芯棒硬模封胀模具结构，这种模具结构是目前应用的较为广泛的典型硬模封胀模具结构，该模具结构上设置有上芯棒、下芯棒，上芯棒、下芯棒被上型腔、下型腔包围，上芯棒和上型腔、下芯棒和下型腔之间分别设置有夹紧机构。

这种带芯棒硬模封胀模具结构能够避免水胀过程中产生牛筋碎屑而导致产品瑕疵的问题，但由于金属材质自身较难形变且防渗漏能力差的特点，这种带芯棒硬模封胀模具结构在水胀成型过程往往需要较大的合模力以保证模具的密封性，因此一般是通过上芯棒、下芯棒进行压力传递从而避免较大的合模力作用在上型腔、下型腔上导致模具受损变形。但这种模具结构仍然存在以下缺陷：

缺陷一：因模具结构带有芯棒压缩封口，在加工过程中，杯体管子需要插入上芯棒、下芯棒中，杯体管子和上芯棒、下芯棒摩擦，其内表面会产生拉丝，从而影响产品品质，甚至报废。

缺陷二：杯体成型后可能卡在上模上，不能保证每次杯子成型后均静置在下模上，不能适应自动化、智能化生产。

缺陷三：夹紧机构对杯体口部的夹紧力和成型过程中的水介质压力方向都是由内向外的，为保证夹紧机构和杯体能够稳固，往往需要预留较长的口部封口尺寸，造成了材料的浪费，且该类型模具结构的夹紧机构损坏概率高。

基于以上缺陷，故需要提供一种新的水胀成型模具，以对现有的此类带芯棒硬模封胀模具结构进行改进。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的水胀成型时会导致杯体管子内表面产生拉丝，从而影响产品品质，杯体成型后可能会卡在上模上，水胀成型时需要预留较长的口部封口尺寸，造成了材料的浪费等缺陷，提供了一种新的无芯棒硬膜水胀成型模具。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种无芯棒硬膜水胀成型模具，包括上模组件、上紧固组件、上模型腔、下模组件、下紧固组件、下模型腔，所述上紧固组件活动设置于所述上模组件上，所述下紧固组件活动设置于所述下模组件上，所述上模型腔活动设置于上模组件上，所述下模型腔活动设置于下模组件上，所述上模型腔和所述下模型腔之间形成中空的塑型空间，所述上模型腔和所述下模型腔相互压紧时分别驱动所述上紧固组件和所述下紧固组件收缩夹紧并形成合模位置，所述上模型腔和所述下模型腔相互分离时所述上紧固组件和所述下紧固组件分别向外扩张并形成开模位置。

上模组件用于连接上紧固组件、上模型腔，从而通过上模组件带动上紧固组件、上模型腔整体移动，下模组件用于连接下紧固组件、下模型腔，从而通过下模组件带动下紧固组件、下模型腔整体移动，上模型腔和下模型腔之间形成中空的塑型空间用于容纳杯体管子以及水，从而为水胀成型提供空间，而上模型腔、下模型腔分别活动设置于上模组件、下模组件上，上紧固组件、下紧固组件分别活动设置于上模组件、下模组件上，使得在合模时，能够通过上模型腔、下模型腔的相互压紧来驱动上紧固组件和下紧固组件向内收缩夹紧，从而将杯体管子紧固，则水被导入塑型空间时，将从杯体管子内部向外挤压，从而将杯体管子水胀成型。

因此，本发明通过上模型腔、下模型腔的压紧来驱动上紧固组件和下紧固组件紧固，从而取消了现有模具中的上芯棒、下芯棒，则杯体管子在放置于下模组件上以及在水胀成型过程中，将不会有上芯棒、下芯棒穿过杯体管子内部，避免了杯体管子内表面被上芯棒、下芯棒摩擦而产生拉丝的问题，提升了杯体管子的品质，同时还能够降低上模组件、下模组件的重量，节省上模组件、下模组件的成本。且在开模时，杯体管子也不会出现被上芯棒带动而卡在上模组件上的问题，在批量生产时更加快速，更加节省成本。另外，在水胀成型过程中，因杯体管子的两端分别受到上紧固组件和下紧固组件向内的压力，而杯体管子又会同时受到水的向外的压力，从而给予杯体管子两端强大的对向压紧力，无需给杯体管子预留较长的口部封口尺寸就能保证杯体管子水胀成型过程中的稳定性，节省了杯体管子的材料，且对上紧固组件和下紧固组件的夹紧要求更低，延长了上紧固组件和下紧固组件的使用寿命。

作为优选，上述所述的一种无芯棒硬膜水胀成型模具，所述上紧固组件包括上哈弗块、上哈弗套、上脱模圈，所述上哈弗套设置在所述上模组件上，所述上哈弗块和所述上模组件活动连接并位于所述上哈弗套内侧，所述上脱模圈设置在所述上模型腔和所述上哈弗块之间，所述上哈弗块、上哈弗套上分别设置有相互配合的上滑动斜面、上限位斜面，所述上模型腔和所述下模型腔相互压紧时所述上哈弗块通过上滑动斜面、上限位斜面收缩夹紧，所述上模型腔和所述下模型腔相互分离时所述上哈弗块通过上脱模圈向外扩张。

在上模型腔和下模型腔相互压紧时，上哈弗块能够与上哈弗套相互配合，通过上滑动斜面、上限位斜面促使上哈弗块向内收缩从而夹紧杯体管子，而在上模型腔和下模型腔相互分离时，上哈弗块能够与上脱模圈相互配合，通过上脱模圈的弹性作用力向外扩张而不再压紧杯体管子，保证水胀成型后的杯体管子能够顺利脱模。

作为优选，上述所述的一种无芯棒硬膜水胀成型模具，所述上模组件包括上底板、上型腔头、上芯子，所述上哈弗套设置于上底板上，所述上型腔头活动设置于上哈弗套内，所述上芯子、上模型腔分别与所述上型腔头相连接，所述上哈弗块与所述上型腔头活动连接，所述上哈弗块与所述上芯子相对应并与所述上芯子之间形成上工件固定空间。

上底板起到承载作用，上型腔头与上芯子、上模型腔相互配合，则通过上型腔头在上哈弗套内的活动连接使得上芯子、上模型腔能够随之上下移动，从而为上哈弗块的收缩夹紧以及向外扩张提供了活动空间，而上工件固定空间用于供杯体管子的端部放置，则在上哈弗块收缩夹紧时，能够准确地对应到杯体管子的端部，保证夹紧时的稳定性。

作为优选，上述所述的一种无芯棒硬膜水胀成型模具，所述上型腔头上设置有上哈弗块活动槽，所述上哈弗块穿过所述上哈弗块活动槽和所述上型腔头活动连接，所述上型腔头在靠近所述上底板一侧设置有上型腔限位块，所述上哈弗套在和上型腔限位块对应位置设置有上限位凹槽，所述上型腔限位块和所述上限位凹槽相配合限定所述上型腔头的行程。

上哈弗块活动槽能够对上哈弗块进行限位，使得上哈弗块在收缩夹紧以及向外扩张过程中始终稳定移动，上型腔限位块和上限位凹槽能够对上型腔头进行限位，使得上型腔头在合模以及开模过程中能够始终稳定移动。

作为优选，上述所述的一种无芯棒硬膜水胀成型模具，所述下紧固组件包括下哈弗块、下哈弗套、下脱模圈，所述下哈弗套设置在所述下模组件上，所述下哈弗块和所述下模组件活动连接并位于所述下哈弗套内侧，所述下脱模圈设置在所述下模型腔和所述下哈弗块之间，所述下哈弗块、下哈弗套上分别设置有相互配合的下滑动斜面、下限位斜面，所述上模型腔和所述下模型腔相互压紧时所述下哈弗块通过下滑动斜面、下限位斜面收缩夹紧，所述上模型腔和所述下模型腔相互分离时所述下哈弗块通过下脱模圈向外扩张。

在上模型腔和下模型腔相互压紧时，下哈弗块能够与下哈弗套相互配合，通过下滑动斜面、下限位斜面促使下哈弗块向内收缩从而夹紧杯体管子，而在上模型腔和下模型腔相互分离时，下哈弗块能够与下脱模圈相互配合，通过下脱模圈的弹性作用力向外扩张而不再压紧杯体管子，保证水胀成型后的杯体管子能够顺利脱模。

作为优选，上述所述的一种无芯棒硬膜水胀成型模具，所述下模组件包括下底板、下型腔头、下芯子、脱模弹簧，所述下哈弗套设置于下底板上，所述下型腔头活动设置于下哈弗套内，所述脱模弹簧设置于所述下底板和所述下型腔头之间并为下型腔头提供远离下底板的弹性回复力，所述下芯子、下模型腔分别与所述下型腔头相连接，所述下底板上设置有通水孔，所述下芯子上设置有分别与通水孔、塑型空间相连通的通水通道，所述下哈弗块与所述下型腔头活动连接，所述下哈弗块与所述下芯子相对应并与所述下芯子之间形成下工件固定空间。

下底板起到承载作用，下型腔头与下芯子、下模型腔相互配合，则通过下型腔头在下哈弗套内的活动连接使得下芯子、下模型腔能够随之上下移动，从而为下哈弗块的收缩夹紧以及向外扩张提供了活动空间，下工件固定空间用于供杯体管子的端部放置，则在下哈弗块收缩夹紧时，能够准确地对应到杯体管子的端部，保证夹紧时的稳定性。脱模弹簧为下型腔头提供了向上的弹性回复力，使得在开模时下型腔头能够在脱模弹簧的弹性回复力作用下向上移动，从而促使下哈弗块在下脱模圈作用下向外扩张。而通水孔、通水通道则起到将水通入到塑型空间中的作用。

作为优选，上述所述的一种无芯棒硬膜水胀成型模具，所述下型腔头上设置有下哈弗块活动槽，所述下哈弗块穿过所述下哈弗块活动槽和所述下型腔头活动连接，所述下型腔头在靠近所述下底板一侧设置有下型腔限位块，所述下哈弗套在和下型腔限位块对应位置设置有下限位凹槽，所述下型腔限位块和所述下限位凹槽相配合限定所述下型腔头的行程。

下哈弗块活动槽能够对下哈弗块进行限位，使得下哈弗块在收缩夹紧以及向外扩张过程中始终稳定移动，下型腔限位块和下限位凹槽能够对下型腔头进行限位，使得下型腔头在合模以及开模过程中能够始终稳定移动。

作为优选，上述所述的一种无芯棒硬膜水胀成型模具，所述下芯子上还设置有排水通道，所述下底板上还设置有排水槽，排水通道的排水进口和所述下哈弗块相对应，排水通道的排水出口和所述下底板的排水槽相对应，所述上模型腔和所述下模型腔相互压紧时所述下哈弗块遮挡住所述排水进口且所述下底板遮挡住所述排水出口，所述上模型腔和所述下模型腔相互分离时所述排水进口与所述塑型空间相连通且所述排水出口与所述排水槽相连通。

排水通道、排水槽相互配合，能够在开模时将塑型空间中的水通过排水通道导向排水槽并通过排水槽快速排出，从而加速了水胀成型的开模速度，提升了水胀效率。

作为优选，上述所述的一种无芯棒硬膜水胀成型模具，所述下底板上还设置有容纳腔，所述容纳腔与所述通水孔相连通，所述下芯子的下部位于所述容纳腔内并通过容纳腔限位。

容纳腔能够对下芯子的下部进行限位，使得下芯子在上下移动过程中始终稳定移动，且在合模位置下，当水通过通水孔、下芯子的通水通道而进入塑型空间时，也能够保证下芯子不会受水流压力而晃动，进一步提升了水胀时的稳定性。

作为优选，上述所述的一种无芯棒硬膜水胀成型模具，还包括密封件，所述密封件位于所述下底板与下芯子之间并在合模位置下密封所述排水通道的排水出口。

密封件能够进一步提升合模位置下排水通道的密封性，保证合模时塑型空间内的水压以及水胀的速率和品质。

附图说明

图1为本发明一种无芯棒硬膜水胀成型模具合模位置下的结构示意图；

图2为本发明一种无芯棒硬膜水胀成型模具开模位置下的结构示意图；

图3为本发明中下芯子的结构示意图；

图4为图2中a部、c部的局部放大图；

图5为图2中b部、d部的局部放大图；

图6为本发明中上模组件的爆炸图；

图7为本发明中下模组件的爆炸图。

具体实施方式

下面结合附图1-7和具体实施方式对本发明作进一步详细描述，但它们不是对本发明的限制：

实施例1

如图1至图7所示，一种无芯棒硬膜水胀成型模具，包括上模组件1、上紧固组件2、上模型腔3、下模组件7、下紧固组件6、下模型腔5，所述上紧固组件2活动设置于所述上模组件1上，所述下紧固组件6活动设置于所述下模组件7上，所述上模型腔3活动设置于上模组件1上，所述下模型腔5活动设置于下模组件7上，所述上模型腔3和所述下模型腔5之间形成中空的塑型空间4，所述上模型腔3和所述下模型腔5相互压紧时分别驱动所述上紧固组件2和所述下紧固组件6收缩夹紧并形成合模位置，所述上模型腔3和所述下模型腔5相互分离时所述上紧固组件2和所述下紧固组件6分别向外扩张并形成开模位置。

当需要将杯体管子进行水胀成型时，将杯体管子的下端放置于下模组件7上并使得下紧固组件6与杯体管子的下端对应，然后将上模组件1向下移动并带动上紧固组件2、上模型腔3整体向下移动，则上模型腔3将逐渐与下模型腔5抵触并形成塑型空间4，且杯体管子的上端也将逐渐与上紧固组件2的位置相对应。而随着上模型腔3与下模型腔5的相互压紧，上模型腔3将驱动上紧固组件2收缩并夹紧杯体管子的上端，下模型腔5将驱动下紧固组件6收缩并夹紧杯体管子的下端，从而通过上紧固组件2和下紧固组件6分别将杯体管子的两端夹紧。此时往塑型空间4通入水，则随着水压的不断增大，将会促使杯体管子向外形变并逐渐贴紧到上模型腔3和下模型腔5的内壁上，使得杯体管子水胀成型。水胀成型结束后，将上模组件1向上移动，则上模组件1将带动上紧固组件2、上模型腔3整体向上移动，使得上模型腔3和下模型腔5逐渐相互分离，则此时上紧固组件2和下紧固组件6将随之向外扩张并不再夹紧成型后的杯体管子的两端，此时可将成型后的杯体管子从下模组件7上取下。

作为优选，所述上紧固组件2包括上哈弗块22、上哈弗套21、上脱模圈23，所述上哈弗套21设置在所述上模组件1上，所述上哈弗块22和所述上模组件1活动连接并位于所述上哈弗套21内侧，所述上脱模圈23设置在所述上模型腔3和所述上哈弗块22之间，所述上哈弗块22、上哈弗套21上分别设置有相互配合的上滑动斜面221、上限位斜面212，所述上模型腔3和所述下模型腔5相互压紧时所述上哈弗块22通过上滑动斜面221、上限位斜面212收缩夹紧，所述上模型腔3和所述下模型腔5相互分离时所述上哈弗块22通过上脱模圈23向外扩张。

作为优选，所述上模组件1包括上底板11、上型腔头12、上芯子13，所述上哈弗套21设置于上底板11上，所述上型腔头12活动设置于上哈弗套21内，所述上芯子13、上模型腔3分别与所述上型腔头12相连接，所述上哈弗块22与所述上型腔头12活动连接，所述上哈弗块22与所述上芯子13相对应并与所述上芯子13之间形成上工件固定空间14。

作为优选，所述上型腔头12上设置有上哈弗块活动槽122，所述上哈弗块22穿过所述上哈弗块活动槽122和所述上型腔头12活动连接，所述上型腔头12在靠近所述上底板11一侧设置有上型腔限位块121，所述上哈弗套21在和上型腔限位块121对应位置设置有上限位凹槽211，所述上型腔限位块121和所述上限位凹槽211相配合限定所述上型腔头12的行程。

作为优选，所述下紧固组件6包括下哈弗块62、下哈弗套61、下脱模圈63，所述下哈弗套61设置在所述下模组件7上，所述下哈弗块62和所述下模组件7活动连接并位于所述下哈弗套61内侧，所述下脱模圈63设置在所述下模型腔5和所述下哈弗块62之间，所述下哈弗块62、下哈弗套61上分别设置有相互配合的下滑动斜面621、下限位斜面612，所述上模型腔3和所述下模型腔5相互压紧时所述下哈弗块62通过下滑动斜面621、下限位斜面612收缩夹紧，所述上模型腔3和所述下模型腔5相互分离时所述下哈弗块62通过下脱模圈63向外扩张。

作为优选，所述下模组件7包括下底板71、下型腔头72、下芯子73、脱模弹簧74，所述下哈弗套61设置于下底板71上，所述下型腔头72活动设置于下哈弗套61内，所述脱模弹簧74设置于所述下底板71和所述下型腔头72之间并为下型腔头72提供远离下底板71的弹性回复力，所述下芯子73、下模型腔5分别与所述下型腔头72相连接，所述下底板71上设置有通水孔711，所述下芯子73上设置有分别与通水孔711、塑型空间4相连通的通水通道731，所述下哈弗块62与所述下型腔头72活动连接，所述下哈弗块62与所述下芯子73相对应并与所述下芯子73之间形成下工件固定空间77。

作为优选，所述下型腔头72上设置有下哈弗块活动槽722，所述下哈弗块62穿过所述下哈弗块活动槽722和所述下型腔头72活动连接，所述下型腔头72在靠近所述下底板71一侧设置有下型腔限位块721，所述下哈弗套61在和下型腔限位块721对应位置设置有下限位凹槽611，所述下型腔限位块721和所述下限位凹槽611相配合限定所述下型腔头72的行程。

作为优选，所述下芯子73上还设置有排水通道732，所述下底板71上还设置有排水槽712，排水通道732的排水进口733和所述下哈弗块62相对应，排水通道732的排水出口734和所述下底板71的排水槽712相对应，所述上模型腔3和所述下模型腔5相互压紧时所述下哈弗块62遮挡住所述排水进口733且所述下底板71遮挡住所述排水出口734，所述上模型腔3和所述下模型腔5相互分离时所述排水进口733与所述塑型空间4相连通且所述排水出口734与所述排水槽712相连通。

作为优选，所述下底板71上还设置有容纳腔76，所述容纳腔76与所述通水孔711相连通，所述下芯子73的下部位于所述容纳腔76内并通过容纳腔76限位。

作为优选，还包括密封件75，所述密封件75位于所述下底板71与下芯子73之间并在合模位置下密封所述排水通道732的排水出口734。

更为具体的，当需要将杯体管子进行水胀成型时，将杯体管子的下端放置于下工件固定空间77处，从而使得杯体管子的下端与下哈弗块62相对应。然后将上模组件1向下移动并带动上紧固组件2、上模型腔3整体向下移动，则上模型腔3将逐渐与下模型腔5抵触并形成塑型空间4，且杯体管子的上端也将逐渐进入上工件固定空间14并与上哈弗块22相对应。

而随着上模型腔3与下模型腔5的相互压紧，上模型腔3将驱动上型腔头12向上移动，则上型腔头12将带动上芯子13、上哈弗块22向上移动，在上哈弗块22向上移动过程中，上哈弗块22的上滑动斜面221将与上哈弗套21上的上限位斜面212抵触并相对滑动，从而通过上哈弗套21上的上限位斜面212促使上哈弗块22沿着上哈弗块活动槽122向内收缩并夹紧杯体管子的上端。

同时，下模型腔5也将驱动下型腔头72向下移动，则下型腔头72将带动下芯子73、下哈弗块62向下移动，在下哈弗块62向下移动过程中，下哈弗块62的下滑动斜面621将与下哈弗套61上的下限位斜面612抵触并相对滑动，从而通过下哈弗套61上的下限位斜面612促使下哈弗块62沿着下哈弗块活动槽722向内收缩并夹紧杯体管子的下端。从而通过上哈弗块22和下哈弗块62分别将杯体管子的两端夹紧，完成合模。

此时通过通水孔711往塑型空间4进水，则水将通过通水孔711、通水通道731进入到塑型空间4中。而随着水压的不断增大，将会促使杯体管子向外形变并逐渐贴紧到上模型腔3和下模型腔5的内壁上，使得杯体管子水胀成型。

水胀成型结束后，将上模组件1向上移动，则上模组件1将带动上紧固组件2、上模型腔3整体向上移动，使得上模型腔3和下模型腔5逐渐相互分离。

则此时在重力的作用下，上模型腔3将带动上型腔头12向下移动，而上型腔头12将带动上芯子13、上哈弗块22向下移动，则随着上哈弗块22的下移，上哈弗块22上的上滑动斜面221将与上哈弗套21上的上限位斜面212脱离，使得上哈弗块22不再被上哈弗套21压抵，则在上脱模圈23的弹性回复力作用下，上哈弗块22将向外扩张从而不再压紧杯体管子的上端。且上型腔头12在向下移动过程中，当上型腔头12上的上型腔限位块121与上哈弗套21上的上型腔限位块121相抵触时，上型腔头12将被上哈弗套21限位而无法再向下移动，从而保证了脱模过程中的安全性和稳定性。

同时，随着上模型腔3和下模型腔5的逐渐分离，下模型腔5不再被上模型腔3压紧，则在脱模弹簧74的弹性回复力作用下，下型腔头72将向上移动并带动下芯子73、下哈弗块62向上移动，则随着下哈弗块62的上移，下哈弗块62上的下滑动斜面621将与下哈弗套61上的下限位斜面612脱离，使得下哈弗块62不再被下哈弗套61压抵，则在下脱模圈63的弹性回复力作用下，下哈弗块62将向外扩张从而不再压紧杯体管子的下端，此时可将成型后的杯体管子从下模组件7上取下。

另外，在开模过程中，当下哈弗块62向外扩张时，将会露出排水通道732的排水进口733，且排水通道732的排水出口734此时也随着下芯子73的上移而不再被密封件75密封，则塑型空间4中的水能够通过排水通道732流入排水槽712中并通过排水槽712快速排出。除此以外，塑型空间4中的另一部分水还可以通过下芯子73上的通水通道731往下流入排水槽712并通过排水槽712快速排出，从而大大增加了开模时的排水效率。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利的范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。