CN109605813A - 一种模具合模精度控制方法及模具 - Google Patents

一种模具合模精度控制方法及模具 Download PDF

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韩帅
段晓威
张蕾
张俊峰
陈长福
刘凯传
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Abstract

本发明涉及模具技术领域，具体涉及一种模具合模精度控制方法及模具。控制方法包括如下步骤：步骤一，在上模上预制上凹部，在下模上预制下凹部，对应两凹部预制刚性限位块；步骤二，开始预合模，调整上模和/或下模在前后方向、左右方向上的位置，并使上模和下模相向运动，直至刚性限位块两端与两凹部吻合插配以及刚性限位块的两顶压面与两凹部的底面顶压配合，此时完成预合模；步骤三，完成预合模时，将均处于预定位装配位置的导柱和导套中的其中一个固设在上模上、另一个固设在下模上，然后，上模和下模相背运动以进行开模操作，取出刚性限位块，当导柱和导套相向运动至所述预定位装配位置时，即可认为上模和下模达到设计合模位置。

Description

一种模具合模精度控制方法及模具
技术领域
本发明涉及模具技术领域，具体涉及一种模具合模精度控制方法及模具。
背景技术
模具是用来保证产品成型的工具，在工业生产上被广泛应用，尤其是对于批量生产的零部件而言，相比其他的成型方式，采用模具成型进行加工更加方便。现有技术中存在注塑、吹塑、挤出、压铸、锻压成型、冲压等多种类型的模具，其中，采用玻璃钢和硅胶等材质制作成型的短周期模具被称为快速成型模。这类模具由于材质和成型方式的原因，没有金属模具那么精密的配合结构，在上模和下模制作完成进行合模加工时，经常出现上模和下模之间的合模间隙与设计的合模间隙不一致的情况，由此造成生产出的产品过厚或过薄。因此，目前迫切需要开发一种高效、精密的合模控制方式，来保证快速成型模中上模和下模的合模精度。
针对该技术问题，现有技术中存在一种合模控制方式，如图1所示，该合模控制方式是在上模1或下模2的对应侧面上固定设置沥青板等软性的限位板3，在上模1和下模2合模时，限位板3顶压在两者之间，以此来保证上模1和下模2之间的合模间隙4达到设计的合模间隙。
但是，在实际使用过程中，由于限位板3的材质较软，在上模1和下模2合模时容易发生变形，导致合模间隙会因合模力的大小而发生变化，与设计的合模间隙之间存在较大的误差，合模间隙控制较不稳定。若采用刚性的限位板，在长时间合模过程中，不可避免地会磕碰上模或下模，同样会影响合模控制精度，影响模具整体质量和产品质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模具合模精度控制方法，以解决现有技术中在上模和下模之间布置限位板来控制合模精度的方式不可靠、加工出的产品质量差的技术问题；同时，本发明还提供一种由上述模具合模精度控制方法得到的模具，以提高上模和下模的合模精度。
为实现上述目的，本发明模具合模精度控制方法的技术方案是：一种模具合模精度控制方法，包括如下步骤：
步骤一，在上模上预制上凹部，在下模上预制下凹部，对应两凹部预制刚性限位块；
刚性限位块具有可与上凹部吻合插配的上端和可与下凹部吻合插配的下端，刚性限位块两端在左右方向及前后方向上具有设定的位置关系，以使得在刚性限位块两端与两凹部对应吻合插配时，上模和下模在前后方向及左右方向上达到设计合模位置；
刚性限位块还具有在上下方向上用于与所述上凹部顶压配合的上顶压面和用于与所述下凹部顶压配合的下顶压面，两顶压面在上下方向上具有设定距离，以使得在刚性限位块的两顶压面与两凹部对应顶压配合时，上模和下模在上下方向上达到设计合模位置；
步骤二，开始预合模，调整上模和/或下模在前后方向、左右方向上的位置，并使上模和下模相向运动，直至刚性限位块两端与两凹部吻合插配以及刚性限位块的两顶压面与两凹部的凹部顶压面顶压配合，上模和下模在上下方向、左右方向及前后方向上处于设计合模位置，此时完成预合模；
步骤三，在上模和下模完成预合模时，将处于预定位装配位置的导柱和导套中的其中一个固设在上模上、另一个固设在下模上，所述预定位装配位置为所述导柱和导套吻合插配并在上下方向上顶压挡止配合的位置，然后，上模和下模相背运动以进行开模操作，导柱和导套相背运动，取出刚性限位块，再次进行合模操作时，当导柱和导套相向运动至所述预定位装配位置时，即可认为上模和下模在上下方向、左右方向及前后方向上均达到设计合模位置。
本发明的有益效果是：当刚性限位块与上凹部和下凹部均吻合插配时，上模和下模在前后方向和左右方向处于设计合模位置，当刚性限位块与上凹部和下凹部的凹部顶压面顶压时，上模和下模在上下方向上处于设计合模位置。此时，再将已经在左右方向、前后方向和上下方向上均处于预定位装配位置的导柱和导套对应地安装在上模和下模上。由于导柱和导套与对应的上模或下模的位置是相对固定的，同时导柱和导套的预定位装配位置也是确定的位置，在之后的正常合模操作中，导柱和导套的预定位装配位置为上模和下模的相向合模运动提供了基准和限位，保证上模和下模每一次合模到位时均在前后、左右和上下方向上处于设计合模位置。与现有技术中在上模和下模之间设置限位板来保证合模精度的方式相比，不会损伤上模和下模，也不会因为合模力的大小而改变合模间隙，精度控制更加精确。在上模上设置上凹部，在下模上设置下凹部，在合模时，上凹部和下凹部之间不会相互接触顶压，不会对后续的合模操作造成任何影响，避免干扰，避免过定位。
进一步地，所述上凹部为一体成型于上模上的上沉槽，下凹部为一体成型于下模上的下沉槽。
本方案的效果在于，沉槽一体成型在上模和下模上，模具制造时更加方便。
进一步地，所述刚性限位块为沿上下方向延伸的长方体，所述上沉槽和下沉槽沿上下方向对应布置且均为与刚性限位块的相应端吻合插配的矩形槽。
本方案的效果在于，采用规则的长方体作为刚性限位块，制造刚性限位块以及矩形槽时更加方便，长方体沿上下方向延伸，能够避免上模和下模在预合模时对刚性限位块产生前后方向或者左右方向的侧向作用力。
进一步地，所述刚性限位块的上下两端的边缘均倒圆角，上沉槽和下沉槽中槽底的棱边均倒圆角，刚性限位块的相应端部的圆角尺寸大于与该端部对应的沉槽槽底棱边的圆角尺寸。
本方案的效果在于，对刚性限位块的上下两端的边缘与沉槽槽底的棱边均进行倒圆角处理，且刚性限位块的圆角尺寸大于沉槽槽底棱边的圆角尺寸，能够保证沉槽槽底与刚性限位块的上下端面顶压配合时，沉槽棱边与刚性限位块的边缘之间不会产生干涉，保证顶压配合的顺利进行。
进一步地，所述导柱包括上下布置以形成环形台阶面的基体部分和定位柱部分，所述导套具有与所述定位柱部分的外周面吻合适配的定位孔，导套端部具有与所述环形台阶面挡止顶压配合的导套顶压面。
本方案的效果在于，通过在导柱上设置环形台阶面，在导套上设置导套顶压面，能够对导柱和导套在上下方向的相向移动极限进行限制，保证两者处于预定位装配的位置。
进一步地，上模和下模均包括模具围框和设在模具围框中的由玻璃钢固化成型的模具主体，所述上凹部一体成型在上模的模具主体上，下凹部一体成型在下模的模具主体上，导柱和导套对应地固设在相应的模具围框上。
本方案的效果在于，上凹部和下凹部一体成型在模具主体上，方便成型上凹部和下凹部，相比设置在由玻璃钢固化成型的模具主体上而言，将导柱和导套额外设置在模具围框上更加方便，而且模具围框的整体精度较高，将导柱和导套设置在模具围框上，也利于对合模精度的控制。
本发明模具的技术方案是：一种模具，包括可沿上下方向相对运动的上模和下模，还包括上模上预制的上凹部，下模上预制的下凹部，两凹部用于在预合模时与预制的刚性限位块上下两端一一对应吻合插配并与刚性限位块的上下两顶压面一一对应顶压配合，以确定上模和下模的设计合模位置；模具还包括吻合插配以引导上模和下模在前后、左右方向上的设计合模位置相向合模的导柱和导套，导柱和导套中的其中一个设置在上模上，另一个设置在下模上，导套上具有朝向导柱的导套顶压面，导柱上设有用于在上模和下模合模时与所述导套顶压面顶压配合以确定上模和下模在上下方向上达到设计合模位置的导柱挡止面。
本发明的有益效果在于：本发明中，在正常合模操作时，利用导柱和导套的吻合插配实现上模和下模在前后方向和左右方向上处于设计合模位置，利用导套顶压面和导柱挡止面实现上模和下模在上下方向上处于设计合模位置。而上模和下模上设置的上凹部和下凹部是为了在制作模具时，用来与相应预制的刚性限位块配合，确定上模和下模在前后、左右和上下方向上的设计合模位置，以便准确安装导柱和导套。而且，在将刚性限位块取出后，上、下凹部不会给后续的合模操作造成任何影响，避免干扰，保证合模精度。与现有技术中在上模和下模之间设置限位板来保证合模精度的方式相比，不会损伤上模和下模，也不会因为合模力的大小而改变合模间隙，精度控制更加精确。
进一步地，所述导柱包括上下布置以形成环形台阶面的基体部分和定位柱部分，所述导套具有与所述定位柱部分的外周面吻合适配的定位孔，导套端部具有与所述环形台阶面挡止配合的所述导套顶压面，所述环形台阶面构成所述导柱挡止面。
本方案的效果在于，通过在导柱上设置形成导柱挡止面的环形台阶面，在导套上设置导套顶压面，能够对导柱和导套在上下方向的相向移动极限进行限制，保证当导柱和导套上下挡止配合时，上模和下模在上下方向上处于设计合模位置。
进一步地，所述上凹部为一体成型于上模底部的上沉槽，下凹部为一体成型于下模顶部的下沉槽。
本方案的效果在于，沉槽一体成型在上模或下模上，模具制造时更加方便。
进一步地，上模和下模均包括模具围框和设在模具围框中的由玻璃钢固化成型的模具主体，所述上凹部一体成型在上模的模具主体上，下凹部一体成型在下模的模具主体上，导柱和导套对应地固设在相应的模具围框上。
本方案的效果在于，上凹部和下凹部一体成型在模具主体上，方便成型上凹部和下凹部，相比设置在由玻璃钢固化成型的模具主体上而言，将导柱和导套额外设置在模具围框上更加方便，而且模具围框的整体精度较高，将导柱和导套设置在模具围框上，也利于对合模精度的控制。
附图说明
图1为现有技术中快速成型模合模精度控制方式的示意图；
图2为本发明模具合模精度控制方法实施例中预合模完成时装配导柱和导套的示意图；
图3为图2中A处的放大图；
图4为本发明模具合模精度控制方法实施例中上模主体、下模主体与刚性限位块顶压配合时的示意图；
图5为本发明模具合模精度控制方法实施例中导柱和导套的吻合插配示意图；
附图标记说明：1-上模；2-下模；3-限位板；4-合模间隙；5-上模主体；6-刚性限位块；7-上沉槽；8-下沉槽；9-下模主体；10-导柱；11-基体部分；12-定位柱部分；13-导套；14-上模围框；15-下模围框。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的模具合模精度控制方法的具体实施例，如图2至图5所示，本实施例中，通过导柱10和导套13在前后方向、左右方向和上下方向的配合来控制快速成型模中上模和下模的合模精度，而首先要做的就是确定导柱10和导套13的具体安装位置。
如图2所示，本实施例中的模具包括上下相对布置且可以相对移动的上模和下模，上模包括上模围框14，上模围框14为由四个竖板和一个横板合围成的开口朝下的盒形结构，上模围框14由金属材质制成。在上模围框14中设置有上模主体5，上模主体5由玻璃钢固化成型。下模包括下模围框15，下模围框15为由四个竖板和一个横板合围成的开口朝上的盒形结构，下模围框15由金属材质制成。在下模围框15中设置有下模主体9，下模主体9由玻璃钢固化成型。在下模围框15上开设有插槽，供叉车的叉臂***以移动模具。
如图3和图4所示，上模主体5和下模主体9均包括一圈的法兰边，在制作上模主体5和下模主体9时，在上模主体5的法兰边的底部一体成型上沉槽7，在下模主体9的法兰边的顶部一体成型下沉槽8。其中，上沉槽7和下沉槽8均设置有四个，且分设在模具的四角。上沉槽7和下沉槽8均为截面为矩形的矩形槽，矩形槽尺寸为40mm*40mm*31mm，误差为0.2mm，各沉槽槽底的棱边均倒半径为3mm的圆角。用45#钢预制一个刚性限位块6，刚性限位块6为39.8mm*39.8mm*65mm的长方体金属块，刚性限位块6的上、下两端的棱边均倒半径为8mm的圆角。当然，其他实施例中，沉槽的形状为除矩形外的其他形状，比如弧形槽等。刚性限位块的材质可以根据实际情况进行改变，比如可以选择其他牌号的钢材质。
由以上的各数据可以看出，刚性限位块6能够与上沉槽7和下沉槽8在上下方向上吻合插配，以实现对上模和下模在前后方向及左右方向上的定位，使得上模和下模达到在前后方向及左右方向上的设计合模位置。刚性限位块6的高度大于两沉槽的槽深之和，其中的差值即为设计的合模间隙。刚性限位块6中上、下两端棱边的圆角半径大于沉槽棱边的圆角半径，能够保证刚性限位块6的上端可以顶压在上沉槽7的槽底，下端可以顶压在下沉槽8的槽底。当刚性限位块6的上端面与上沉槽7的槽底顶压配合，下端面与下沉槽8的槽底顶压配合时，上模和下模在上下方向的位置达到了设计合模位置。
如图2和图5所示，本实施例中的模具还包括导柱10和导套13，其中，导套13固定安装在下模围框15上，导柱10安装在上模围框14上。导套13整体为套体结构，在导套13的内部设置有上下延伸的定位孔，导柱10包括上方的基体部分11和下部的定位柱部分12，基体部分11的外径大于定位柱部分12的外径，使得导柱10具有朝下的环形台阶面。定位柱部分12的外径与导套13中定位孔的内径尺寸适配，尺寸适配是指当定位柱部分12***导套13中定位孔后，定位柱部分12的外壁面与导套13的内壁面能够在径向上相互挡止，防止导柱10和导套13发生前后方向和左右方向的相对运动。
本实施例中，当导柱10适配***导套13中，并且导柱10的环形台阶面与导套13的底部环形端面挡止配合时，导柱10和导套13处于预定位装配位置。导套13的与环形台阶面挡止配合的为导套顶压面，环形台阶面为导柱挡止面。
当然，在其他实施例中，可以将导套安装在上模围框上，将导柱安装在下模围框上。
本实施例中，模具合模精度控制方法的步骤如下所示：
步骤一，在上模主体5的底部预制上沉槽7，在下模主体9的顶部预制下沉槽8，并且预制刚性限位块6。
步骤二，开始预合模，将刚性限位块6***上沉槽7或者下沉槽8中，然后在前后方向和左右方向上调整上模和下模中的至少一个，使刚性限位块6与上沉槽7和下沉槽8在前后方向和左右方向上均对应。然后，使上模和下模相向运动进行合模，当刚性限位块6两端分别***上沉槽7和下沉槽8中时，上模和下模在前后方向和左右方向的相对位置处于设计合模位置，上模和下模继续合模，当刚性限位块6的顶面与上沉槽7的槽底挡止配合，底面与下沉槽8的槽底挡止配合时，上模和下模在上下方向上处于设计合模位置，此时，完成上模和下模的预合模操作。
当然，在其他实施例中，刚性限位块在初始装配时可以与上模和下模均分离，调整上模和下模的前后方向和左右方向，使上沉槽7和下沉槽8与刚性限位块上下、左右和前后均对应，然后再使上模和下模相向运动进行合模即可。
步骤三：将上模和下模保持在预合模位置，将处于预定位装配位置的导柱10和导套13中的导柱10固定安装在上模围框14上，导套13固定安装在下模围框15上，具体可以采用焊接。上模和下模开模，导柱10和导套13分离，取出刚性限位块6，得到正常使用时的模具。
导柱10和导套13的预定位装配位置和模具的设计合模位置相对应，同时，导柱10和导套13分别对应固定在上模围框14和下模围框15上。当再次进行合模时，导柱10和导套13相对插合至预定位装配位置时，上模和下模在前后、左右和上下方向上均处于设计合模位置，由此保证了上模和下模在前后、左右和上下方向上的合模精度。
本实施例中，上沉槽7构成了一体成型在上模主体5上的上凹部，下沉槽8构成了一体成型在下模主体9上的下凹部。其他实施例中，上凹部分体固定在上模上，下凹部分体固定在下模上。本实施例中，上凹部设置在上模的底部，下凹部设置在下模的顶部，其他实施例中，上凹部可以设置在上模的侧部，下凹部可以对应设置在下模的侧部，只要实现上凹部和下凹部位置对应即可。
本实施例中，沉槽的槽底底面构成了凹部顶压面，本实施例中，凹部顶压面为凹部的底面，其他实施例中，若在凹部中朝内突出设置有限位块等结构，此时，顶压块的与刚性限位块6顶压配合的面即为凹部顶压面。
本实施例中，刚性限位块6的顶面为上顶压面，底面为下顶压面。本实施例中，刚性限位块6为结构简单的长方体，对应地，上凹部和下凹部在上下方向上对应布置，其他实施例中，刚性限位块为多次折弯的刚性件，刚性限位块的上端和下端在上下、左右和前后方向上不对应，但是，由于刚性限位块为刚性件，刚性限位块的两端在上下、左右和前后方向上均具有设定的位置关系。
本实施例中，导柱10和导套13安装在模具围框上，其他实施例中，可以将导柱10和导套13固定安装在模具主体上。本实施例中，上模围框14和下模围框15均为模具围框，模具围框的加工精度要大于模具主体的加工精度，因此，将导柱10和导套13安装在模具围框上，保证上模和下模在开合模时的精度。
其他实施例中，上凹部、下凹部的尺寸可以根据实际情况进行增减。
本发明模具的具体实施例，模具是由上述模具合模精度控制方法得到的模具，其结构与上述实施例中的一致，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种模具合模精度控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一，在上模上预制上凹部，在下模上预制下凹部，对应两凹部预制刚性限位块；
刚性限位块具有可与上凹部吻合插配的上端和可与下凹部吻合插配的下端，刚性限位块两端在左右方向及前后方向上具有设定的位置关系，以使得在刚性限位块两端与两凹部对应吻合插配时，上模和下模在前后方向及左右方向上达到设计合模位置；
刚性限位块还具有在上下方向上用于与所述上凹部顶压配合的上顶压面和用于与所述下凹部顶压配合的下顶压面，两顶压面在上下方向上具有设定距离，以使得在刚性限位块的两顶压面与两凹部对应顶压配合时，上模和下模在上下方向上达到设计合模位置；
步骤二，开始预合模，调整上模和/或下模在前后方向、左右方向上的位置，并使上模和下模相向运动，直至刚性限位块两端与两凹部吻合插配以及刚性限位块的两顶压面与两凹部的凹部顶压面顶压配合，上模和下模在上下方向、左右方向及前后方向上处于设计合模位置，此时完成预合模；
步骤三，在上模和下模完成预合模时，将处于预定位装配位置的导柱和导套中的其中一个固设在上模上、另一个固设在下模上，所述预定位装配位置为所述导柱和导套吻合插配并在上下方向上顶压挡止配合的位置，然后，上模和下模相背运动以进行开模操作，导柱和导套相背运动，取出刚性限位块，再次进行合模操作时，当导柱和导套相向运动至所述预定位装配位置时，即可认为上模和下模在上下方向、左右方向及前后方向上均达到设计合模位置。
2.根据权利要求1所述的模具合模精度控制方法，其特征在于：所述上凹部为一体成型于上模上的上沉槽，下凹部为一体成型于下模上的下沉槽。
3.根据权利要求2所述的模具合模精度控制方法，其特征在于：所述刚性限位块为沿上下方向延伸的长方体，所述上沉槽和下沉槽沿上下方向对应布置且均为与刚性限位块的相应端吻合插配的矩形槽。
4.根据权利要求3所述的模具合模精度控制方法，其特征在于：所述刚性限位块的上下两端的边缘均倒圆角，上沉槽和下沉槽中槽底的棱边均倒圆角，刚性限位块的相应端部的圆角尺寸大于与该端部对应的沉槽槽底棱边的圆角尺寸。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的模具合模精度控制方法，其特征在于：所述导柱包括上下布置以形成环形台阶面的基体部分和定位柱部分，所述导套具有与所述定位柱部分的外周面吻合适配的定位孔，导套端部具有与所述环形台阶面挡止顶压配合的导套顶压面。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的模具合模精度控制方法，其特征在于：上模和下模均包括模具围框和设在模具围框中的由玻璃钢固化成型的模具主体，所述上凹部一体成型在上模的模具主体上，下凹部一体成型在下模的模具主体上，导柱和导套对应地固设在相应的模具围框上。
7.一种模具，包括可沿上下方向相对运动的上模和下模，其特征在于：还包括上模上预制的上凹部，下模上预制的下凹部，两凹部用于在预合模时与预制的刚性限位块上下两端一一对应吻合插配并与刚性限位块的上下两顶压面一一对应顶压配合，以确定上模和下模的设计合模位置；
模具还包括吻合插配以引导上模和下模在前后、左右方向上的设计合模位置相向合模的导柱和导套，导柱和导套中的其中一个设置在上模上，另一个设置在下模上，导套上具有朝向导柱的导套顶压面，导柱上设有用于在上模和下模合模时与所述导套顶压面顶压配合以确定上模和下模在上下方向上达到设计合模位置的导柱挡止面。
8.根据权利要求7所述的模具，其特征在于：所述导柱包括上下布置以形成环形台阶面的基体部分和定位柱部分，所述导套具有与所述定位柱部分的外周面吻合适配的定位孔，导套端部具有与所述环形台阶面挡止配合的所述导套顶压面，所述环形台阶面构成所述导柱挡止面。
9.根据权利要求7所述的模具，其特征在于：所述上凹部为一体成型于上模底部的上沉槽，下凹部为一体成型于下模顶部的下沉槽。
10.根据权利要求7或8或9所述的模具，其特征在于：上模和下模均包括模具围框和设在模具围框中的由玻璃钢固化成型的模具主体，所述上凹部一体成型在上模的模具主体上，下凹部一体成型在下模的模具主体上，导柱和导套对应地固设在相应的模具围框上。
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