CN105965779A - 一种快速模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种快速模具，包括密闭的模具外壳、至少一套模具单元、模具成型控制装置以及供油装置，模具单元包括模具组合模块、移动控制模块、进出油道模块以及成型模块，模具组合模块包括液压油缸和多根按照一定阵列排列组合的紧密分布的液压顶杆，移动控制模块包括与液压油缸相连通的用于控制液压顶杆升降的油量控制油缸，进出油道模块包括用于进油的进油管道、用于泄油的出油管道以及用于供油的高压油罐，供油装置包括供油池、供油管道以及安装在供油管道上的高压油泵。本发明一种快速模具能够根据产品的造型直接快速地组合出相应型腔的模具，并可利用组合出的模具快速地制造出注塑件或者冲压件，开模脱模方便，且适用于批量生产。

Description

一种快速模具

技术领域

本发明涉及模具成型技术领域，具体涉及的是一种快速模具。

背景技术

在现代工业生产制造过程中，模具具有重要的作用。模具，即在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具，广泛用于冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中，是制造业之母。

3D打印技术，属于快速成型技术的一种，它是一种以模型文件为基础，通过逐层叠加、累积成型的方式来构造物体的技术，目前，3D打印技术广泛应用于各个领域，尤其是在制造业的模具行业中，3D打印技术有着其得天独厚的优势。但目前因为3D打印产品材料价格高，材质因为逐层叠加造成的结构强度差，材质单一，批量生产效率极低，只能做为产品的打样和艺术摆件等受力小、单款数量少的产品制造。

在3D打印不流行前，生产厂家对于开模是极其重视和谨慎的，这不仅因为开模周期长，开出的模具还要经过试生产和几次的修模，不仅要考虑模具的产品脱模和产品的实用性，还要考虑高昂的模具费用以及在产品市场快速迭代和仿冒产品冲击下的成本回收问题。开模成了产品制造中单次成本最高风险最大的环节，很多厂家因为开模不慎，造成了亏损，大伤元气。

在3D打印技术出现后，很多研发创新型的生产企业会把刚设计出来的产品先经过3D打印做出样机进行测试，没有问题后才考虑开模。但这种实验室测试，很难真实反映消费者使用产品所遇到的问题。所以实验室测试只能减少却无法避免模具的修模过程、或者结构错误以及产品的市场淘汰所造成的模具报废。上述原因使得企业否定了许多很有创意的外观产品，在激烈的市场竞争和费用高昂的新品开发上做着两难的选择。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速模具，该快速模具能够直接快速地组合出模具，并可利用组合出的模具快速地制造出注塑件或者冲压件，开模脱模方便，且适用于批量生产。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种快速模具，包括密闭的模具外壳、至少一套模具单元、模具成型控制装置以及供油装置，所述模具单元包括模具组合模块、移动控制模块、进出油道模块以及成型模块，所述模具组合模块、所述移动控制模块以及所述进出油道模块均设置在所述模具外壳内，所述模具组合模块包括液压油缸和多根按照一定阵列排列组合的紧密分布的液压顶杆，所述液压油缸具有与所述液压顶杆一一对应设置的液压通槽，所述移动控制模块包括与所述液压油缸相连通的用于控制所述液压顶杆升降的油量控制油缸，所述进出油道模块包括与所述油量控制油缸相连通的用于进油的进油管道、用于泄油的出油管道以及用于供油的高压油罐，所述供油装置包括供油池、与所述供油池连通的供油管道以及安装在所述供油管道上的高压油泵，所述供油管道与各个高压油罐相连通，所述高压油罐的出油口与所述进油管道的进油口连通，所述出油管道与所述供油池连通。

该快速模具，包括两套模具单元，其中一套所述模具单元形成模具上模，另一套所述模具单元形成对应所述模具上模的模具下模。

该快速模具，包括六套模具单元，其中两套所述模具单元上下对称设置形成对应的模具上模和模具下模，另四套所述模具单元分别设置在所述模具上模和所述模具下模的四周形成模具侧模，所述模具外壳包括相互密封连接的罩设在所述模具上模外的模具上壳、罩设在所述模具下模外的模具下壳、以及四个分别罩设在各个模具侧模外的模具侧壳。

所述油量控制油缸开设有与所述液压通槽一一对应设置的油道，所述油道内分别设置有与对应的所述液压通槽连通的进油孔和泄油孔，所述进油孔与对应的所述进油管道连通，所述泄油孔分别与所述出油管道连通，所述进油孔内设置有进油阀门，所述泄油孔内设置有泄油阀门，所述进油阀门上安装有微型流量传感器。

所述进油阀门和所述泄油阀门均为压电陶瓷阀门。

所述进油管道与所述油量控制油缸的油道一一对应设置，所述出油管道设置为环绕在各条所述进油管道周围的与所述进油管道相隔离的环槽，所述进出油道模块还包括用于汇集所述出油管道的油料的总出油口，所述总出油口设置在所述模具外壳对应所述进出油道模块的位置上，所述总出油口通过一泄油管道与所述供油池连通。

所述进油管道与对应的所述油道和所述液压通槽依次竖向连通设置。

所述模具成型控制装置包括计算机和控制***，所述计算机用于储存、运算和传输数据及指令代码，所述控制***用于将三维数字模型转化为所述移动控制模块能够识别的液压顶杆的移动指令。

所述成型模块包括可与所述液压顶杆的工作端相接触的具有良好柔性的金属模片。

该快速模具，还包括为所述模具单元提供原料的供料装置，所述模具外壳上设置有与所述供料装置连接的进料口，所述模具外壳上还设置有进气口。

采用上述结构后，本发明一种快速模具，液压通槽、油量控制油缸和相应的进油管道组成密闭的进油路线为液压顶杆提供移动的推力，模具成型控制装置将产品的模具模型转化为油量控制油缸的开关指令，油量控制油缸通过控制进油量来推动各个液压顶杆移动到指定的位置，使得多个液压顶杆组合形成预定形状的模具，模具的轮廓或者形成的腔室的形状与产品相符合，由此便完成了该快速模具的生成，同时得到了冲压或者注塑产品。当液压顶杆回复到初始位置时，便完成了产品的脱模过程。

本发明一种快速模具，具有以下有益效果：

(1)与传统的模具成型生产相比，该快速模具能够根据产品的造型直接快速地组合出相应型腔的模具，并可利用组合出的模具快速地制造出注塑件或者冲压件，且开模方便，脱模过程简单，不会对产品造成损坏，降低开模成本；

(2)该快速模具特别适用于冲压模具领域，也可应用于注塑模具行业，且可批量生产产品；

(3)通过计算机内的产品模型以及外观曲面的坐标数据，模具单元快速生成并组合出相应型腔的模具，实现产品的所见即所得、满意便生产的模式，省去了产品打样、试生产、开模、修模的周期，为企业节省巨额的模具费用，极大加快企业抢占市场的时间，革命性的加速产品开发周期和快速试错，实现产品超低成本叠迭，既可快速成型，又克服了3D打印技术的缺陷。

因此，本发明一种快速模具，该快速模具能够直接快速地组合出模具，并可利用组合出的模具快速地制造出注塑件或者冲压件，开模脱模方便，且适用于批量生产。

进一步，所述油量控制油缸开设有与所述液压通槽一一对应设置的油道，所述进油管道与所述油量控制油缸的油道一一对应设置，所述油道内分别设置有与对应的所述液压通槽连通的进油孔和泄油孔，所述进油孔与所述进油管道连通，所述泄油孔分别与所述出油管道连通，所述进油孔内设置有进油阀门，所述泄油孔内设置有泄油阀门，所述进油阀门上安装有微型流量传感器。该快速模具内，模具组合模块的液压顶杆、液压通槽以及移动控制模块的油道、进出油道模块的进油管道一一对应设置，油道内的进油阀门打开，则油料从进油管道进入液压通槽内，从而将液压顶杆向上移动，微型流量传感器用于感应进油量的多少，当进油量足够让液压顶杆移动到指定位置时，进油阀门则立即关闭，从而使得各个液压顶杆移动到不同的指定位置，组合形成预定形状的模具。

进一步，所述成型模块包括可与所述液压顶杆的工作端相接触的具有良好柔性的金属模片，金属模片起到密封和光滑作用，防止材料直接接触液压顶杆被挤入液压顶杆之间的缝隙之中，造成设备堵塞等问题，同时光滑的金属模片的表面方便脱模。

进一步，所述模具外壳上还设置有进气口，快速模具通常包括模具上模和模具下模两部分，属于模具上模的液压顶杆由于自身重力作用可能存在无法复位的问题，此时向进气口充入空气，借助空气的推力可将液压顶杆推回初始位置。

附图说明

图1为本发明一种快速模具的结构示意图；

图2为本发明一种快速模具中模具单元的结构示意图；

图3为图2中A的放大结构示意图；

图4为本发明一种快速模具中液压顶杆的另一结构示意图。

图中：

模具外壳 1 模具组合模块 2

液压油缸 21 液压通槽 211

液压顶杆 22 工作端 221

移动控制模块 3 油量控制油缸 31

油道 311 进油孔 311a

泄油孔 311b 进油阀门 311c

泄油阀门 311d 进出油道模块 4

进油管道 41 出油管道 42

高压油罐 43 金属模片 5

供油池 61 供油管道 62

供油支管道 621 高压油泵 63

泄油管道 64

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

实施例一

一种快速模具，如图1所示，包括密闭的模具外壳1、两套模具单元、模具成型控制装置以及供油装置，其中一套模具单元形成模具上模，另一套模具单元形成对应模具上模的模具下模。

如图1所示，各套模具单元包括模具组合模块2、移动控制模块3、进出油道模块4以及成型模块，对应模具上模的模具单元中的成型模块、模具组合模块2、移动控制模块3以及进出油道模块4依次由下往上竖向设置在模具外壳1内，对应模具下模的模具单元中的成型模块、模具组合模块2、移动控制模块3以及进出油道模块4依次由上往下竖向设置在模具外壳1内，对应模具上模的模具单元中的成型模块和对应模具下模的模具单元中的成型模块相对设置。

如图1-图2所示，模具组合模块2包括液压油缸21和多根按照一定阵列排列组合的紧密分布的液压顶杆22，液压油缸21具有与液压顶杆22一一对应设置的液压通槽211，液压顶杆22分别设置在对应的液压通槽211内，液压顶杆22具有用于组合模具的工作端221和受到油品推顶的受力端，液压顶杆22的工作端221的形状根据具体需要设定，如图2和图4所示，工作端221可以为平滑的曲面也可以为直面，成型模块包括可与各个液压顶杆22的工作端221相接触的金属模片5，金属膜片5的周沿固定在模具外壳1相应部位的内侧壁上，金属模片5为展性金属薄片，起到密封和光滑作用，防止材料直接接触液压顶杆22从而可能被挤入液压顶杆22之间的缝隙之中，造成设备堵塞等问题，同时光滑的金属模片5的表面方便脱模。

如图1-图3所示，移动控制模块3包括与液压油缸21相连通的用于控制液压顶杆22升降的油量控制油缸31，油量控制油缸31开设有与液压油缸21的液压通槽211一一对应设置的油道311，各个油道311内分别设置有与对应的液压通槽211连通的进油孔311a和泄油孔311b，进油孔311a内设置有进油阀门311c，泄油孔311b内设置有泄油阀门311d，进油阀门311c和泄油阀门311d均由压电陶瓷制作，压电陶瓷在通电时能够产生变形，从而实现进油阀门311c或者泄油阀门311d的打开和关闭动作，进油阀门311c上还安装有用于测量进油量的微型流量传感器(图中未示出)。

如图1-图3所示，进出油道模块4包括多条与油量控制油缸31相连通的用于进油的进油管道41、用于泄油的出油管道42以及用于供油的高压油罐43，高压油罐43内设置有与各条进油管道41一一对应连通且相互隔离的进油口，各条进油管道41与油量控制油缸31的油道311一一对应设置，各个油道311的进油孔311a与对应的进油管道41连通。出油管道42设置为环绕在各条进油管道41周围的与进油管道41相隔离的环槽，各个油道311的泄油孔311b分别与出油管道42连通，进出油道模块4还包括用于汇集出油管道42的油料的总出油口(图中未示出)，总出油口设置在模具外壳1对应进出油道模块4的位置上。

如图1和图3所示，供油装置包括供油池61、与供油池61连通的供油管道62以及安装在供油管道62上的高压油泵63，供油管道62上连接有多条对应各个高压油罐43的供油支管道621，各个高压油罐43的进油口分别与供油支管道621的出油口连接，各条出油管道42的总出油口通过一泄油管道64与供油池61连通。

由此，同一套模具单元中的液压油缸21、油量控制油缸31和高压油罐43组成密闭的腔体，供油池61为各套模具单元提供油动力，油路的流动路线为：高压油泵63将供油池61的油抽入供油管道62内，油品经过供油管道62流入各个进出油道模块4中的高压油罐43内，接着经过进油管道41进入油量控制油缸31内，当进油阀门311c打开、泄油阀门311d关闭时，油品则通过油量控制油缸31的油道311流入液压油缸21对应的液压通槽211，利用液压将液压顶杆22向上或向下推动一定的距离，当泄油阀门311d打开、进油阀门311c关闭时，油品则通过油道311内的泄油孔311b流入进出油模块4的出油管道42，再经过出油管道42的汇集流到总出油口，最后经过泄油管道64流回供油池61中。

模具成型控制装置包括计算机和单片机，计算机用于储存、运算和传输数据及指令代码，单片机用于将三维数字模型转化为移动控制模块3能够识别的液压顶杆22的移动指令，微型流量传感器与单片机的输入端连接，进油阀门311c、泄油阀门311d分别与单片机的相应输出端连接，计算机与单片机双向通讯连接。微型流量传感器用于感应进油量的多少，当液压通槽211内的进油量已经足够让液压顶杆22移动到指定位置时，单片机接收到微型流量传感器发送的流量信号，控制进油阀门311c立即关闭，从而使得各个液压顶杆22移动到不同的指定位置，组合形成预定形状的模具。当该快速模具完成产品的生产后，单片机则控制泄油阀门311d打开，油品流回供油池61中，液压顶杆22失去了推顶力，便回复到初始位置上。

该快速模具，还包括为模具单元提供原料的供料装置(图中未示出)，模具外壳1上设置有与供料装置连接的进料口，进料口设置在对应模具上模的模具单元中的金属模片5和对应模具下模的模具单元中的金属模片5之间，模具外壳1上还设置有进气口。

采用上述结构后，本发明一种快速模具，将原料注入金属膜片5之间，各条液压通槽211、油道311和相应的进油管道41组成密闭的进油路线为液压顶杆22提供移动的推力，单片机将产品的三维数字模型转化为进油阀门311c或者泄油阀门311d的开关指令，油量控制油缸31通过控制进油量来推动各个液压顶杆22移动到指定的位置，使得多个液压顶杆22组合形成预定形状的模具上模和模具下模，模具的轮廓或者形成的腔室的形状与产品相符合，由此便完成了该快速模具的生成，同时得到冲压或者注塑后的产品。当液压顶杆回复到初始位置时，便完成了产品的脱模过程。

进一步，模具外壳1上还设置有进气口，对应模具上模的模具单元中的液压顶杆22由于自身重力作用可能存在无法复位的问题，此时向进气口充入空气，借助空气的推力可将液压顶杆22推回初始位置。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：该快速模具，包括六套模具单元，其中两套模具单元上下对称设置形成对应的模具上模和模具下模，另四套模具单元分别设置在模具上模和模具下模的四周形成模具侧模，模具外壳包括相互密封连接的罩设在模具上模外的模具上壳、罩设在模具下模外的模具下壳、以及四个分别罩设在各个模具侧模外的模具侧壳。模具上壳的下端沿向外倾斜设置有一下贴合边，模具下壳的上端沿也向外倾斜设置有一上贴合边，各个模具侧壳的上端沿向外倾斜设置有与模具上壳的下贴合边紧密贴合的上贴合边，各个模具侧壳的下端沿向外倾斜设置有与模具下壳的上贴合边紧密贴合的下贴合边，使得模具侧壳分别与模具上壳、模具下壳密封连接，各个模具侧壳的两侧向外倾斜设置有侧贴合边，相邻的模具侧壳的侧贴合边可相互贴合在一起，相邻的模具侧壳通过各自对应的侧贴合边密封连接在一起，从而使得该快速模具处于一个密封的模具外壳内，防止漏料。

该快速模具由六套模具单元组合成具有六面成型的模具，可用于组合一些三维产品的成型模具。

结合上述实施例可以看出，本发明一种快速模具，具有以下有益效果：

(1)与传统的模具成型生产相比，该快速模具能够根据产品的造型直接快速地组合出相应型腔的模具，并可利用组合出的模具快速地制造出注塑件或者冲压件，且开模方便，脱模过程简单，不会对产品造成损坏，降低开模成本；

(2)该快速模具特别适用于冲压模具领域，也可应用于注塑模具行业，且可批量生产产品；

(3)通过计算机内的产品模型以及外观曲面的坐标数据，模具单元快速生成并组合出相应型腔的模具，实现产品的所见即所得、满意便生产的模式，省去了产品打样、试生产、开模、修模的周期，为企业节省巨额的模具费用，极大加快企业抢占市场的时间，革命性的加速产品开发周期和快速试错，实现产品超低成本叠迭，既可快速成型，又克服了3D打印技术的缺陷。

因此，本发明一种快速模具，该快速模具能够直接快速地组合出模具，并可利用组合出的模具快速地制造出注塑件或者冲压件，开模脱模方便，且适用于批量生产。

本发明中，单片机、高压油泵、进油阀门、泄油阀门、微型流量传感器、液压油缸、液压顶杆及供料装置均为本领域中的公知部件。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种快速模具，包括密闭的模具外壳、至少一套模具单元、模具成型控制装置以及供油装置，所述模具单元包括模具组合模块、移动控制模块、进出油道模块以及成型模块，所述模具组合模块、所述移动控制模块以及所述进出油道模块均设置在所述模具外壳内，其特征在于：所述模具组合模块包括液压油缸和多根按照一定阵列排列组合的紧密分布的液压顶杆，所述液压油缸具有与所述液压顶杆一一对应设置的液压通槽，所述移动控制模块包括与所述液压油缸相连通的用于控制所述液压顶杆升降的油量控制油缸，所述进出油道模块包括与所述油量控制油缸相连通的用于进油的进油管道、用于泄油的出油管道以及用于供油的高压油罐，所述供油装置包括供油池、与所述供油池连通的供油管道以及安装在所述供油管道上的高压油泵，所述供油管道与各个高压油罐相连通，所述高压油罐的出油口与所述进油管道的进油口连通，所述出油管道与所述供油池连通。

2.根据权利要求1所述的一种快速模具，其特征在于：所述快速模具，包括两套模具单元，其中一套所述模具单元形成模具上模，另一套所述模具单元形成对应所述模具上模的模具下模。

3.根据权利要求1所述的一种快速模具，其特征在于：所述快速模具，包括六套模具单元，其中两套所述模具单元上下对称设置形成对应的模具上模和模具下模，另四套所述模具单元分别设置在所述模具上模和所述模具下模的四周形成模具侧模，所述模具外壳包括相互密封连接的罩设在所述模具上模外的模具上壳、罩设在所述模具下模外的模具下壳、以及四个分别罩设在各个模具侧模外的模具侧壳。

4.根据权利要求1所述的一种快速模具，其特征在于：所述油量控制油缸开设有与所述液压通槽一一对应设置的油道，所述油道内分别设置有与对应的所述液压通槽连通的进油孔和泄油孔，所述进油孔与对应的所述进油管道连通，所述泄油孔分别与所述出油管道连通，所述进油孔内设置有进油阀门，所述泄油孔内设置有泄油阀门，所述进油阀门上安装有微型流量传感器。

5.根据权利要求4所述的一种快速模具，其特征在于：所述进油阀门和所述泄油阀门均为压电陶瓷阀门。

6.根据权利要求4所述的一种快速模具，其特征在于：所述进油管道与所述油量控制油缸的油道一一对应设置，所述出油管道设置为环绕在各条所述进油管道周围的与所述进油管道相隔离的环槽，所述进出油道模块还包括用于汇集所述出油管道的油料的总出油口，所述总出油口设置在所述模具外壳对应所述进出油道模块的位置上，所述总出油口通过一泄油管道与所述供油池连通。

7.根据权利要求4所述的一种快速模具，其特征在于：所述进油管道与对应的所述油道和所述液压通槽依次竖向连通设置。

8.根据权利要求1所述的一种快速模具，其特征在于：所述模具成型控制装置包括计算机和控制***，所述计算机用于储存、运算和传输数据及指令代码，所述控制***用于将三维数字模型转化为所述移动控制模块能够识别的液压顶杆的移动指令。

9.根据权利要求1所述的一种快速模具，其特征在于：所述成型模块包括与所述液压顶杆的工作端相接触的具有良好柔性的金属模片。

10.根据权利要求1所述的一种快速模具，其特征在于：所述快速模具，还包括为所述模具单元提供原料的供料装置，所述模具外壳上设置有与所述供料装置连接的进料口，所述模具外壳上还设置有进气口。