一种快速成形水泵壳冲压模具的制作方法

本实用新型涉及去毛刺设备，具体为一种水泵壳冲压模具。

背景技术：

水泵壳采用铸造成型，铸造过程中会产生铸造毛刺。铸造毛刺是在铸模的接缝处或浇口根部产生的多余材料，在后续的工序中需要去掉这些刺状的多余材料。

目前，有采用手工修锉、化学电解、超声波以及高压水喷射的方式去毛刺。手工修锉效率过低，化学电解、超声波以及高压喷射对设备与技术能力要求过高。现有技术中有采用冲压模具冲压去除水泵壳体孔洞的毛刺设备，存在的问题是：水泵壳体的侧壁为环形，要固定水泵壳体侧壁并进行冲压时，需要水泵壳体侧立固定，存在的问题是：直上直下的凸模无法直接穿透水泵壳体上方的侧壁而对下方侧壁的异形孔洞进行冲压与去毛刺。

技术实现要素：

本实用新型提供一种能为水泵壳体侧壁的异形孔去毛刺的冲压模具。

本实用新型提供基础方案是：一种快速成形水泵壳冲压模具，包括下模座、固定于下模座的凹模、安装于下模座的弹簧座、设置于下模座上方的上模座、安装于上模座的凸模以及推动上模座上端面的推动机构，凹模的上端面设有与水泵壳外壁的侧壁外形相适应的凹槽，凹槽上开设有至少1个刃孔，凹模的上端面设有卸料板，卸料板的下端面焊接于凹模的上端面，去毛刺时，卸料板的侧壁伸入水泵壳内并与水泵壳的内壁外形相适应，卸料板上开设有供凸模下端伸入的通孔，通孔与刃孔一一对应设置；弹簧座开设有安装孔，安装孔内设有导柱，导柱的下端通过螺栓固定于下模座上，导柱的上端固定连接有限位柱，限位柱上端为限位头，限位柱的下端为滑动部，上模座开设有供限位柱伸入的阶梯孔，阶梯孔分为大孔部分与小孔部分，限位头位于大孔部分，限位头的直径大于小孔部分的直径，小孔部分的内壁与滑动部的外壁滑动连接；上模座与下模座之间设有复位弹簧；上模座的下端面固定有凸模，凸模设有弯折部，去毛刺时，弯折部下部位于水泵壳内，弯折部的下端为刀头，刀头位于通孔中，并于去毛刺时在通孔中上下滑动，刀头的刃口与刃孔的孔形相适应；推动机构位于上模座的上方并于去毛刺时推动上模座下行；还包括冷喷机构，冷喷机构包括储料罐、冷喷管以及弹簧阀门，储料罐中储存有高压气体与干冰粉末，冷喷管的进料端连通储料罐，冷喷管设有环形喷头，冷喷管的上端面固定连接于刀头的下端面，环形喷头正对水泵壳去毛刺的异形孔的孔壁，刀头下移时弹簧阀门开启环形喷头，刀头复位时，弹簧阀门关闭环形喷头。

下模座支撑整体模具。凹模作为放置待加工水泵壳体的支撑台，同时也是配合凸模完成冲压的主要部件。凹槽与水泵壳体的侧壁相适应，配合卸料板对水泵壳体的侧壁进行定位。同时凹槽在冲压的过程中也起到支撑水泵壳体侧壁的作用，保证水泵壳体的侧壁不发生变形。弹簧座用于安装导柱，作为连接下模座与上模座的连接结构。推动机构通过推动上模座，使上模座快速下降，而上模座的快速下降能推动凸模快速下落，快速下落的凸模能较好完成去毛刺功能。导柱为支撑限位柱，同时导柱也是支撑上模座与下模座的部件。刃孔配合刀头的刃口切除异形孔的毛刺，二者形状相适应，快速相对运动时具备较强的切割力。本方案中的卸料板不仅能辅助卸料，关键还在于配合凹模完成水泵壳体侧壁的定位。同时卸料板还抵住水泵壳体的前面，避免水泵壳体的前面在切割时向冲压位置靠近。本方案中水泵壳体的前面接近于板型，本方案中水泵壳体的侧壁接近于环形。由于卸料板要配合凹模从上方定位水泵壳体，因此需要在卸料板上开设通孔，供凸模的下端插入。阶梯孔，阶梯孔的大孔部分供限位头上下滑动，限位头限制上模座的上滑范围，所述限位柱的下端为滑动部，滑动部配合阶梯孔的小孔部分限制上模座的滑动轨迹。复位弹簧为上模座提供回弹力，使上模座完成冲压后自行回弹。凸模为冲压中的主动件，弯折部使刀头能绕过水泵壳体的侧壁伸入水泵壳体内。刀头的刃口配合刃孔清除水泵壳体异形孔的毛刺。储料罐储存高压气体与干冰粉末，冷喷管作为高压气体与干冰粉末的输送管道，将高压气体与干冰粉末输送至环形喷头处。弹簧阀门借助凸模下行的动作能完成对环形喷头的开启与关闭。环形喷头正对需要去毛刺的部分，对异形通孔的毛刺进行冷却。

与现有技术相比，本方案的优点在于：

1.通常情况下凸模出于制造精度与使用寿命的原因不会使用异形的凸模，本方案中的凸模能采用弯折部这种非常规的凸模形状，是由于本方案冲压的为水泵壳体的毛刺而非水泵壳体，因此在冲压的过程中凸模受力较小，凸模的使用寿命和精度都有足够的保证，而使用异形的弯折部使刀头能够绕过水泵壳体上方的侧壁进行冲压。

2.同时现有技术中采用冷却法去除毛刺时，采用液氮进行低温冷却，再使用流沙一类固体进行冲刷，但由于本方案中使用的冲压模具具备较强去毛刺的能力，因此本方案中仅需使用干冰颗粒冲刷异形孔，干冰升华吸热，干冰颗粒制造的低温要低于液氮制造的低温，但还是能使异形孔的毛刺硬化与脆化，再配合刀头与刃孔的冲压便能将毛刺彻底的清除，避免少量的毛刺顺贴到刀头与刃孔的缝隙中无法彻底清除。

3.由于水泵壳体为侧立放置，同时冲压的过程中工件仅有较小的局部受力，因此卸料板配合凹模仅对水泵壳体做了竖直方向的定位，在完成冲压去毛刺后，便可以从水平方向上方便取出水泵壳体，在冲压去毛刺过程中，冲压的压力会使水泵壳体稳定的固定在凹模上。

进一步，复位弹簧的下端焊接所述弹簧座的上端面，复位弹簧的上端面焊接所述上模座的下端面，复位弹簧外套于所述导柱上端的外壁。有益效果：本方案中凸模上的刀头是对异形孔进行冲裁，故凸模会做短距离快速往复运动，对复位弹簧的需求就是稳定的而充足的回复力。将复位弹簧焊接于弹簧座上，一方面焊接能使连接稳定，另一方面复位弹簧设置于弹簧座上无需过长就能与上模座的下端面接触，外套在导柱上能使复位弹簧回复力的方向竖直向上。

进一步，下模座于刃孔下方开设有除屑通孔，冷喷管位于除屑通孔中。有益效果：去除毛刺产生的碎屑通过刃孔、除屑通孔排出，将冷喷管设置于除屑通孔中一方面使环形喷头更好的对准待除屑的地方，另一方面喷出的高压气体能清理刃孔与除屑通孔。

进一步，推动机构包括电机、传动皮带组、偏心锤以及缓冲垫，所述电机连接传动皮带组的输入端，所述传动皮带组的输出端连接偏心锤，所述缓冲垫设置于上模座的上端面。有益效果：电机带动传动皮带组，经过传动皮带组减速增扭驱动偏心锤，偏心锤锤击缓冲垫，缓冲垫缓冲冲击的同时将力传递给上模座。

进一步，凹模通过螺栓固定于下模座上。有益效果：需要时可随时更换凹模适应不同的水泵壳体。

进一步，刀头可拆卸连接于凸模的下端面。有益效果：根据不同的打孔需求更换不同的刀头。

附图说明

图1为本实用新型一种快速成形水泵壳冲压模具实施例的结构示意图。

图2为图1的剖视图。

图3为图2中检测机构的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：上模座1、限位柱2、复位弹簧3、弹簧座4、导柱5、下模座6、凸模7、弯折部71、刀头72、卸料板8、凹模9、刃孔10、冷喷管11、环形喷头12、卸料弹簧13、红外接收器14、红外发射器15、机械手16、异形孔17。

实施例基本如附图1所示：一种快速成形水泵壳冲压模具，包括下模座6、固定于下模座6的凹模9、安装于下模座6的弹簧座4、设置于下模座6上方的上模座1、安装于上模座1的凸模7、推动上模座1上端面的推动机构以及冷喷机构。

下模座6支撑整体模具。凹模9作为放置待加工水泵壳体的支撑台，同时也是配合凸模7完成冲压的主要部件。弹簧座4用于安装复位弹簧3使凸模7复位。上模座1作为凸模7的支撑部件，将推动机构的动力传递到凸模7上并带动凸模7复位。冷喷机构冷却待冲压的毛刺。

推动机构包括电机、传动皮带组、偏心锤以及缓冲垫，电机连接传动皮带组的输入端，传动皮带组的输出端连接偏心锤，缓冲垫设置于上模座1的上端面。推动机构通过快速的锤击上模座1，使上模座1快速下降，快速下降能推动凸模7快速下落，快速下落的凸模7能较好完成去毛刺功能。电机带动传动皮带组，经过传动皮带组的减速增扭驱动偏心锤，偏心锤锤击缓冲垫，缓冲垫缓冲冲击同时将力传递给上模座1。

如图2所示，上模座1的下端面固定有凸模7，凸模7设有弯折部71，去毛刺时，弯折部71下部位于水泵壳内，弯折部71的下端为刀头72，刀头72可拆卸连接于凸模7的下端面。凸模7是冲压中的主动件，弯折部71使刀头72能绕过水泵壳体的侧壁伸入水泵壳体内。刀头72位于通孔中，并于去毛刺时在通孔中上下滑动，刀头72的刃口与刃孔10的孔形相适应；刀头72的刃口配合刃孔10对水泵壳体异形孔17去毛刺。

推动机构位于上模座1的上方并于去毛刺时推动上模座1下行；下模座6支撑整体模具。凹模9作为放置待加工水泵壳体的支撑台，同时也是配合凸模7完成冲压的主要部件。凹槽与水泵壳体的侧壁相适应，配合卸料板8对水泵壳体的侧壁具有定位作用。同时凹槽在冲压的过程中也起到支撑的作用，保证水泵壳体的侧壁在冲压的过程中不发生变形。

如图2所示凹模9位于凸模7的下方，配合凸模7完成对水泵壳体侧壁的冲压。凹模9通过螺栓固定于下模座6上。凹模9的上端面开设有与水泵壳外壁外形相适应的凹槽，凹槽上开设有一个刃孔10，凹模9的上端面设有卸料板8，卸料板8的下端面焊接于凹模9的上端面，去毛刺时，卸料板8的侧壁伸入水泵壳内并与水泵壳的内壁外形相适应，卸料板8上开设有供凸模7下端伸入的通孔，通孔与刃孔10一一对应设置，由于卸料板8要配合凹模9从上方定位水泵壳体，因此需要在卸料板8上开设通孔，供凸模7的下端插入。卸料板8本方案中的卸料板8不仅能辅助卸料工作，关键还在于配合凹模9完成水泵壳体侧壁的定位。同时卸料板8还抵住水泵壳体的前面，避免水泵壳体的前面在切割时向冲压位置靠近。下模座6于刃孔10下方开设有除屑通孔，冷喷机构的冷喷管11位于除屑通孔中。刃孔10配合刀头72的刃口切除水泵壳体侧壁异形孔17的毛刺。二者形状相适应，快速相对运动时具备较强的切割力。

上模座1的通过弹簧座4上的复位弹簧3复位。下模座6通过导柱5对上模座1进行支撑。弹簧座4开设有安装孔，安装孔内设有导柱5，导柱5的下端通过螺栓固定于下模座6上，导柱5的上端固定连接有限位柱2，限位柱2上端为限位头，限位柱2的下端为滑动部，上模座1开设有供限位柱2伸入的阶梯孔，阶梯孔分为大孔部分与小孔部分，限位头位于大孔部分，限位头的直径大于小孔部分的直径，小孔部分的内壁与滑动部的外壁滑动连接；上模座1与下模座6之间设有复位弹簧3，复位弹簧3的下端焊接弹簧座4的上端面，复位弹簧3的上端面焊接上模座1的下端面，复位弹簧3外套于导柱5上端的外壁；导柱5为支撑限位柱2，同时导致也是连接上模座1与下模座6的直接部件。阶梯孔，阶梯孔的大孔部分供限位头上下滑动，限位头限制上模座1的上滑范围，所述限位柱2的下端为滑动部，滑动部配合阶梯孔的小孔部分限制上模座1的滑动轨迹。复位弹簧3为上模座1提供回弹力，使上模座1完成冲压后自行回弹。

冷喷机构，冷喷机构包括储料罐、冷喷管11以及弹簧阀门，储料罐中储存有高压气体与干冰粉末，冷喷管11的进料端连通储料罐，冷喷管11设有环形喷头12，冷喷管11的上端面固定连接于刀头72的下端面，环形喷头12正对水泵壳去毛刺的异形孔17的孔壁，刀头72下移时弹簧阀门开启环形喷头12，刀头72复位时，弹簧阀门关闭环形喷头12。储料罐储存高压气体与干冰粉末，冷喷管11作为高压气体与干冰粉末的输送管道，将高压气体与干冰粉末输送至环形喷头12处。弹簧阀门借助凸模7下行的动作能完成对环形喷头12的开启与关闭。环形喷头12正对需要去毛刺的部分，对异形通孔的毛刺进行冷却。

工作原理：如图2所示，首先将水泵壳体从侧壁插入卸料板8与凹模9之间，使水泵壳体的侧壁与凹槽的凹槽相合，然后启动推动机构，推动机构推动上模座1下滑，上模座1推动凸模7，凸模7的弯折部71下滑推动刀头72下滑，刀头72下滑推动冷喷管11下滑，冷喷管11的弹簧阀门开启环形喷头12喷出干冰颗粒，干冰颗粒升华冷却环形喷头12四周的异形孔17上的毛刺，此时刀头72继续下滑，下滑刀头72的刃口配合凹模9的刃孔10对冷却后的毛刺进行剪切，剪切下的毛刺随着气流经过通孔与除屑通孔排出冲压模具，完成剪切后如图1所示，弹簧座4上的复位弹簧3推动上模座1，上模座1上滑凸模7复位，冷喷管11上移，弹簧阀门关闭。

当对需要对水泵壳体侧壁上下两个的孔进行冲压去毛刺时，设置安装在卸料板8的卸料弹簧13，配合卸料弹簧13的机械手16，机械手16采用电磁铁或者吸盘，机械手16的可在水平方向伸缩，机械手16的夹爪还能在垂直方向上带动水泵壳体旋转。

如图3所示设置有检测机构，检测机构包括在弯折部71的凹腔内设置有一排线形均匀布置的红外发射器15，凸模7上对应红外发射器15的上方对应布置有红外接收器14。在水泵壳体卸料时对异形孔17进行初步的检测。工作过程如下：在卸料时，卸料弹簧13配合机械手16将水泵壳体抽出，在抽出的过程中一排红外发射器15向上方的红外接收器14发射信号，当异形孔17完全没有毛刺时，红外接收器14接收到的信号应该是最中间的一个红外接收器14为中心，两侧的红外接收器14对称的红外接收器14同步的收到信号，由于毛刺自然形成很难是对称的，因此本方案能够很大程度的检测异形孔17有毛刺的情况，同时还可以将不对称的情况进行记录，其能在一定程度上反应毛刺所在的位置。在没有毛刺的情况下，便需要机械手16转动水泵壳体，对该异形孔17进行冲压。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。