一种用于注射成形产品的生坯热整形治具的制作方法

文档序号:15186597发布日期:2018-08-17 19:03阅读:258来源:国知局

本实用新型涉及一种用于粉末注射成形的生坯整形治具,具体涉及一种用于注射成形产品的生坯热整形治具,属于注射成形技术领域。



背景技术:

粉末注射成形是通过注塑机将金属或陶瓷粉末与高分子粘结剂密炼混合得到的喂料注射到模具中制备出特定形状的零件,此时零件状态称为生坯,生坯再通过脱脂、烧结和后处理等工序得到最终成品;生坯在烧结过程中会发生一定比例的尺寸收缩;因此在设计模具型腔尺寸时需要将产品放大,放大系数即为喂料本身的收缩因子,经模具注射得到的生坯烧结收缩后正好达到预期成品尺寸。

对于具有弧面结构的异型产品,经过放大后生坯弧面结构处的曲率小于成品,脱模后由于热胀冷缩及表面张力作用,弧面结构曲率进一步减小;实际上为避免产品烧结变形,需要通过设计与成品尺寸相吻合的陶瓷块以作烧结支撑;因此,注射后的生坯与陶瓷块会因曲率不同导致二者弧面面不能无缝贴合,从而生坯弧面两翼出现悬空状态;产品在脱脂烧结过后失去粘结剂的黏结,金属或陶瓷粉末之间结合强度极低,产品悬空处会因重力和风力双重作用发生变形,轻则于产品内部产生微裂纹影响烧结后力学性能,重则导致产品开裂直接报废。

一种常见的补救措施是在模具结构设计时将生坯的曲率半径修正到符合陶瓷块的曲率半径,考虑到调整生坯曲率半径必然影响到烧结后局部尺寸,因此又需要对产品局部结构作设计调整;但这种补救措施对产品的设计改动较大,对模具设计者专业水平要求较高,且这种修复设计只能针对结构简单且内部无关键尺寸要求的产品,具有复杂结构特征和尺寸要求的产品则无法适用。



技术实现要素:

为解决上述问题,本实用新型克服具有弧面结构的生坯在烧结支撑用陶瓷块上因悬空而导致脱脂烧结开裂的问题,提供了一种用于粉末注射成形的生坯整形治具。

本实用新型的用于注射成形产品的生坯热整形治具,包括底座,及通过固定螺钉与底座固定的下挡板、单作用气缸和限位块,及可拆卸安装于下挡板和限位块之间的模组;

所述模组包括上模板,及通过螺钉与上模板固定安装的上模仁,及通过螺钉与下挡板固定安装的下模仁;所述下模仁上设有导柱,且上模仁通过导柱与下模仁定位合模,上模仁和下模仁分别按生坯尺寸设计产品型腔;

所述单作用气缸设有用于驱动上模板和上模仁往复运动的单向活塞杆;所述单向活塞杆穿过限位块与上模板相连,上模仁与上模板通过单作用气缸沿单向活塞杆轴向作往复运动。

进一步地,在合模状态下,所述上模仁和下模仁之间形成有型腔,型腔内放置有生坯,上模仁和下模仁在合模状态下形成有用于夹持生坯的型腔,且一个生坯对应一个型腔。

再进一步地,所述生坯和型腔均为弧形结构,所述型腔其弧面曲率半径等于成品其弧面曲率半径,且小于生坯其弧面曲率半径。

再进一步地,所述型腔其厚度尺寸等于生坯其厚度尺寸。

作为优选的实施方案,所述上模仁由电木制成。

作为优选的实施方案,所述下模仁由弹力胶制成。

作为优选的实施方案,所述下挡板和上模板均为黄铜。

进一步地,所述下挡板内开设有曲线结构的通孔。

再进一步地,所述通孔其一端设置有进水口,其另一端设置有出水口,且治具工作时进、出水口分别通过水管连接至冷却水箱,循环水持续在下挡板内部流动以降低治具温度。

进一步地,所述生坯整形治具工作步骤如下:

第一步,注射成形的生坯在开模后由机械手或本领域操作人员夹取至所述治具上方;

第二步,单作用气缸开关关闭,在单作用气缸中的弹簧作用下单向活塞杆连同上模板和上模仁一并后退,上模仁与下模仁分离实现开模动作;

第三步,通过机械手感应器或者本领域操作人员将生坯放入所述下模仁型腔;

第四步,单作用气缸开关启动,单向活塞杆连同上模板和上模仁一并前进,上模仁与下模仁实现合模动作,生坯受到模仁挤压发生塑性形变,直到弧面面完全贴合;

第五步,保压一段时间后生坯已冷却固化不再发生反弹,单作用气缸开关关闭,活塞杆带动上模板和上模仁一并后退实现开模动作,取出整形后生坯转移至陶瓷块并进入下一个回合,依次循环。

作为优选的实施方案,本领域技术人员可根据产品结构和大小,自行设计所述上模仁与下模仁之间的型腔数量,也可通过替换上模仁和下模仁以实现不同注射产品的生坯整形。

作为优选的实施方案,所述生坯其整形前的温度为110-160℃,循环水的温度为20-25℃,保压时间为8-30s。

本实用新型与现有技术相比较,本实用新型的用于注射成形产品的生坯热整形治具,通过生坯热整形有效解决了具有弧面结构的生坯与陶瓷块因曲率不同导致的贴合悬空问题,有效解决了烧结开裂问题;同时,避免了模具制作时复杂设计修正和局部结构调整,不仅适用于简单结构,而且对局部结构复杂、尺寸公差要求严苛的产品同样适用,实施对象广泛,操作简单便捷;另外,还可以配合注射机、机械手同步一注一整,流水线作业,因此在工业生产中具有重要的实用价值。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的治具的立体结构示意图。

图2为本实用新型实施例1的整形对象皮带扣生坯的立体结构示意图。

图3为本实用新型实施例1的治具的下模仁立体结构示意图。

图4为本实用新型实施例1的治具的上模仁立体结构示意图。

图5为本实用新型实施例1的治具的下挡板立体结构示意图。

图6为本实用新型实施例1的治具的下挡板剖面结构示意图。

附图中各部件标注为:1-底座,2-单作用气缸,3-上模板,4-上模仁,5-下模仁,6-下挡板,7-限位块,8-导柱,9-单向活塞杆,10-型腔,11-皮带扣生坯,12-通孔,13-进水口,14-出水口。

具体实施方式

实施例1:

如图1至图6所示的用于注射成形产品(该注射成形产品具体为皮带扣产品)的生坯热整形治具,包括底座1,及通过固定螺钉与底座1固定的下挡板6、单作用气缸2和限位块7,及可拆卸安装于下挡板6和限位块7之间的模组;

所述模组包括上模板3,及通过螺钉与上模板3固定安装的上模仁4,及通过螺钉与下挡板6固定安装的下模仁5;所述下模仁5上设有导柱8,且上模仁4通过导柱8与下模仁5定位合模;

所述单作用气缸2设有用于驱动上模板3和上模仁4往复运动的单向活塞杆9;所述单向活塞杆9穿过限位块7与上模板3相连。

在合模状态下,所述上模仁4和下模仁5之间形成有型腔10,型腔10内放置有皮带扣生坯11。

所述皮带扣生坯11和型腔10均为弧形结构,所述型腔10其弧面曲率半径等于皮带扣成品(未图示)其弧面曲率半径,且小于皮带扣生坯11其弧面曲率半径。

所述型腔10其厚度尺寸等于皮带扣生坯11其厚度尺寸。

所述上模仁4由电木制成。

所述下模仁5由弹力胶制成。

所述下挡板6和上模板3均为黄铜。

所述下挡板6内开设有曲线结构的通孔12。

所述通孔12其一端设置有进水口13,其另一端设置有出水口14,且治具工作时进、出水口13、14分别通过水管连接至冷却水箱(未图示)。

所述生坯整形治具工作步骤如下:

第一,刚刚完成注射成形脱模的皮带扣生坯11在开模后由机械手夹取至所述治具上方;

第二,单作用气缸2开关关闭,单向活塞杆9在单作用气缸2中的弹簧(未图示)作用下带动上模板3和上模仁4一并后退,治具打开;

第三,机械手感应器获取开模信息将产品放入整形治具;

第四,单作用气缸2开关打开,单向活塞杆9推动上模板3实现合模,对皮带扣生坯11进行热整形,保压25S;

第五,单作用气缸2开关关闭,模仁打开,机械手取走已整形生坯,并放入下一个产品,依次循环。

其中,所述皮带扣生坯11其整形前的温度为130-155℃,循环水的温度为25℃。

本实用新型的用于注射成形产品的生坯热整形治具,通过生坯热整形有效解决了具有弧面结构的生坯与陶瓷块因曲率不同导致的贴合悬空问题,有效解决了烧结开裂问题;同时,避免了模具制作时复杂设计修正和局部结构调整,不仅适用于简单结构,而且对局部结构复杂、尺寸公差要求严苛的产品同样适用,实施对象广泛,操作简单便捷;另外,还可以配合注射机、机械手同步一注一整,流水线作业,因此在工业生产中具有重要的实用价值。

上述实施例,仅是本实用新型的较佳实施方式,故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均包括于本实用新型专利申请范围内。

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