一种大温差工作状态模具用削边导柱导套导向定位装置 |
|||||||
| 申请号 | CN201710894984.6 | 申请日 | 2017-09-28 | 公开(公告)号 | CN107470557A | 公开(公告)日 | 2017-12-15 |
| 申请人 | 张原彬; | 发明人 | 张原彬; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种大温差工作状态模具用削边导柱导套导向 定位 装置。包括多组导柱与各自配属的导套 配对 构成，所述导柱的一端两侧削边后形成两个对称设置的第一切削平面和两个对称设置的第一工作弧面，所述导柱的另一端与所述第一模具固定连接，所述导套与所述导柱的 位置 一一对应，且所述导套的内部设有第二工作平面和第二工作弧面，所述第一切削平面和第二工作平面匹配成导向副，所述导向副的作用方向与所述第一模具的几何中心相对应，所述第一工作弧面和所述第二工作弧面之间设有一工作间距。本发明解决了模具常规导向定位装置在动、定模大温差工作情况下可靠性差易卡死的问题，布局便利作用距离大。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种大温差工作状态模具用削边导柱导套导向定位装置，包括多组导柱与各自配属的导套配对构成，多组所述导柱设置在外部的第一模具外缘位置上，各个导柱所配属的导套设置在外部的第二模具的对应位置上，其特征在于,所述导柱的一端两侧削边后形成两个对称设置的第一切削平面和两个对称设置的第一工作弧面，所述导柱的另一端与所述第一模具固定连接，所述导套与所述导柱的位置一一对应，且所述导套的内部设有第二工作平面和第二工作弧面，所述第一切削平面和第二工作平面匹配成导向副，所述导向副的作用方向与所述第一模具的几何中心相对应，所述第一工作弧面和所述第二工作弧面之间设有一工作间距。 |
||||||
| 说明书全文 | 一种大温差工作状态模具用削边导柱导套导向定位装置所属技术领域： [0001] 本发明涉及模具导向定位技术领域，尤其涉及动、定模在较大温差工作状态时模具可靠导向定位装置。背景技术： [0003] 1)、常规圆形导柱导套导向定位装置 [0004] 此类装置构造及制造简单、布局及安装方便且导向定位作用距离长，机构稳固可靠，具有很好的导向及定位对正功能，非常适用于冷作模具，但在动、定模温差较大且模具规格尺寸也较大的热作模具当中，因动、定模由温差造成的膨胀尺寸变化的不一致性给导向定位造成很大困难。 [0005] 金属型重力、低压铸造模具是其中的典型，由其工艺特点决定，这种模具必须工作在很高的温度之下才会获得较高的成品率，模具实际工作温度往往高达400-500℃，有时甚至超过500℃，并且由其工艺特点决定，往往动、定模温差很大，尤其低压铸造模具动定模温差经常会达到30-80℃甚至更高，当模具规格尺寸也足够大时，所体现出来的温差膨胀尺寸变化程度甚至可能达到接近毫米级别，由此所造成的定位导向困难可想而知，实用当中往往采用“预留很大配合间隙”的方式来克服这个难题，但由此无可避免地造成了原本应有的导向定位精度的严重丧失。压铸模具、热芯盒模具等也存在同样问题。 [0006] 总之，常规圆形导柱导套装置应用在热作模具当中存在的最明显不足是：在动定模温差或规格尺寸较大情况下，当导柱导套构成的导向副采用精密配合时容易出现严重的卡死失效现象，而当配合间隙过大时则又造成导向定位作用大幅度消弱的问题。 [0007] 常规圆形导柱导套装置中的导柱参见压铸模零件国标GB/T 4678.4-2003带肩导柱和国标GB/T 4678.5-2003带头导柱；常规圆形导柱导套装置中的导套参见压铸模零件国标GB/T 4678.6-2003带头导套和GB/T 4678.7-2003直导套。 [0008] 2)、边锁类以及方形导柱导套类导向定位装置 [0009] 边锁及与之作用原理相似的“方形导柱导套”导向定位装置具有温差自适应导向定位能力，相对于前述“常规圆形导柱导套导向定位装置”而言在适应模具动定模温差膨胀变化方面具有很大优势。 [0010] 金属受热膨胀属于“体积膨胀”，理想情况下金属受热时产生“由立体几何中心点起沿三维方向地立体地呈辐射状地”膨胀现象，因此可将物体的立体几何中心点视为物体的“膨胀中心”。由于边锁及方形导向定位装置采用的是“十字中心线或对角线”安装布局方式，它们装配后形成的导向副的中分面被设置为与前述“膨胀中心”重合，因动、定模温差造成的导向定位位置的变化轨迹基本与前述的“辐射膨胀”的方向重合，因而不至于产生额外的错位情况，边锁凹、凸端的两个平行工作配合面将始终保持平行对正的正常工作状态。但这种类型的导向定位装置实用当中仍存在以下不足： [0011] a)构造及加工复杂，整体而言精度要求高，制造成本高不利于广泛应用；另外其在动、定模上的安装方槽的加工难度也远比圆形构件所采用的圆孔安装加工布局方式难度要大； [0012] b)导向作用距离受限很大，若强行增加导向距离则会造成结构稳固性严重下降，过载损坏情况严重加剧，； [0013] c)边锁通常是由两对小螺钉(M5-M8)紧固于模具边角的方槽中，在实际使用当中经常表现出耐受能力不足稳固性较差的缺点，故难以适用于工作环境恶劣且操作较为粗放的情况； [0014] d)设置布局灵活性差，很多场合下不便于应用。发明内容： [0015] 本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种定位精度高、加工制作简单、布局灵活的大温差削边导柱导套导向定位装置。 [0016] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的： [0017] 一种大温差工作状态模具用削边导柱导套导向定位装置，包括多组导柱与各自配属的导套配对构成，多组所述导柱设置在外部的第一模具外缘位置上，各个导柱所配属的导套设置在外部的第二模具的对应位置上，其特征在于,所述导柱的一端两侧削边后形成两个对称设置的第一切削平面和两个对称设置的第一工作弧面，所述导柱的另一端与所述第一模具固定连接，所述导套与所述导柱的位置一一对应，且所述导套的内部设有第二工作平面和第二工作弧面，所述第一切削平面和第二工作平面匹配成导向副，所述导向副的作用方向与所述第一模具的几何中心相对应，所述第一工作弧面和所述第二工作弧面之间设有一工作间距。 [0020] 进一步的，所述导柱的一端还设有辅助导引段，所述辅助导引段位于所述第一切削平面和第一工作弧面的外侧。 [0021] 进一步的，所述导套的一端还设有锥形的安装导引段，所述安装导引段与所述第二模块相配合。 [0022] 进一步的，所述导柱或导套的数量至少为3个。 [0023] 本发明的有益效果在于： [0024] 1)、在保证导向定位精度的前提下，能够自动适应模具动、定模温差膨胀不一致造成的定位位置错位变化，克服模具常规导柱导套类型定位导向装置在大温差情况下，配合间隙过大时定位导向能力大幅度削弱，配合精度过高时又很容易卡死、磨损失效的问题，具有更高的使用寿命和可靠性； [0025] 2)、对比边锁类“方向矩形截面”导向定位装置，具有制造容易、布局及安装便利、导向定位作用距离大稳固可靠的优点； [0026] 3)、具有与常规导柱导套装置相同的“构造及制造安装”简单，设置布局便利的优点； [0028] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，所述附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0029] 图1是本发明的大温差削边导柱导套导向定位装置的第一种结构示意图； [0030] 图2中，图2a和图2b分别是本发明的大温差削边导柱导套导向定位装置的第二种结构示意图和第三种结构示意图； [0031] 图3是本发明的大温差削边导柱导套导向定位装置的导柱的结构示意图； [0032] 图4是本发明的大温差削边导柱导套导向定位装置的导套的结构示意图； [0033] 图5是本发明的大温差削边导柱导套导向定位装置的导柱的导套的配合示意图； [0034] 图6是图5沿A-A的剖视示意图。具体实施方式： [0035] 下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。 [0036] 本发明的主要构思在于：a)、吸取边锁类定位导向装置“面接触耐用、中心线、对角线布局方式在模具动定模受热膨胀变化不一致时能够平行随动无或少额外错位发生”的优点；b)、吸取圆形导柱导套所具有的：“构造及加工制造过程简单、安装拆卸设置方便、机构稳固可靠”的优点；组合优化现有各种模具定位导向装置的特点而设计出一种更加实用的大温差模具用导向定位装置。 [0037] 参阅图1所示，本发明的新型大温差模具削边导柱导套导向定位装置，包括多组导柱导套配合，多个导柱1对称设置在外部的第一模具3上，多个导套2对称设置在外部的第二模具4上，其中，导柱1的一端两侧削边后形成两个对称设置的第一切削平面11和两个对称设置的第一工作弧面12，导柱1的另一端与第一模具3固定连接，且沿两个第一工作弧面12的轴线穿过第一模具3的几何中心，导套2与导柱1的位置一一对应，且导套2的内部设有第二工作平面21和第二工作弧面22，第一切削平面11和第二工作平面21相匹配，第一工作弧面12和第二工作弧面22之间设有一间隙7。 [0038] 本发明中，第一模具3或第二模具4的几何中心指：第一模具3或第二模具4的投影面面积的几何投影中心；当第一模具3或第二模具4受热膨胀时，这个中心点就可视为“热膨胀的最初发起原点”，第一模具3或第二模具4投影面上各个位置点的膨胀行为可看做“一律沿着由几何中心点发起的射线”呈辐射状向外周延伸；参阅图2所示，实施例一为对角线式布局方式；参阅图2a所示，实施例二为十字中心线布局方式；参阅图2b所示，实施例三为三点定位布局方式。 [0039] 参考图3所示，所述导柱的构造及使用说明：所述导柱由安装固定端14和工作端16两个主要部分构成，在两部分之间的挡台13作为辅助的轴向限位之用非必须结构，根据实际使用情况可简化取消后(变为光轴加削边构造)直接以导柱安装固定端14的外端面代替起到同样的限位作用，所述挡台13也可参考压铸模具导向定位装置中“带头导柱”挡台位于固定端一侧端面的构造方式；导柱固定端14安装于模具的定位安装圆孔中，其在轴向的限位依靠前述的挡台13实现，或在无挡台情况下直接依靠外端面作为限位之用；导柱工作端16具有两个互相对称平行的第一工作平面11，导柱工作端16外表面还具有两个对称并同心的第一工作弧面12，所述第一工作弧面12与导柱轴心也是同心关系；所述导柱安装固定端外侧端面中心具有螺孔用于导柱在模具上的辅助紧固之用，非必须构造； [0040] 参考图4所示，所述导套的构造及使用说明：所述导套外部构造包括安装固定段2和挡台24两个主要部分，导套外部构造中的安装固定段2安装于模具的定位安装圆孔中，其在轴向的限位依靠挡台24实现，或在无挡台24情况下直接依靠分型面外侧一端的外端面作为限位之用；所述导套在模具上的安装紧固方式，除常规的圆过盈配合措施外，还可采用“就近压块压边螺钉”的辅助方式加强其安装的稳固可靠性，“就近压块压边螺钉”属于辅助紧固非必须措施；所述导套内孔具有两个互相对称平行的工作平面21，导套内孔还具有两个对称并同心的工作弧面23，所述的工作弧面23与导套轴心也是同心关系； [0041] 参考图5所示，所述削边导柱导套装置中导柱与导套互相之间的组合配合情况：导柱与导套轴心重合，同时各自的工作平面互相对正对中即构成“导向副8”，所述导向副配合间隙大小的确定原则与常规导柱导套装置基本相同； [0042] 参考图6所示，导柱工作端外表面具有的两个工作弧面与导套内孔所具有的两个工作弧面，两者之间保有的同心的环形间距7，则被用来适应膨胀错位产生的变化而不至于产生干涉卡死现象； [0043] 所述削边导柱导套装置与模具安装装配当中有关的要点：所述多组“导柱与导套合”成对配合构成的多组导向副各自的中分面6在与模具实际安装装配时均与模具膨胀中心5重合，无论是四点对角布局方式还是三点定位布局方式，都必须对此给予保证，这样，导向副导向导滑的作用方向正好顺应了模具动定模温差膨胀的变化方向，从而避免了干涉现象的发生，而导向副配合间隙在构件本体温差膨胀时仅产生极微小的变化并不至于影响实际使用效果。当然，实际装配实施情况下，导向副中分面与“膨胀中心”难以达到理想的完全重合程度，但根据平面几何常识分析可知所述重合偏差对于导向定位最终效果可能造成的不良影响远小于常规技术方案，在能够达到导向定位综合精度要求的前提下允许有一定的重合偏差，这就要靠导向副配合间隙的合理制定来保证； [0044] 本发明所述技术方案在实施当中需要考虑到的另一情况是：模具实际的“膨胀中心”不一定与模具分型投影面的几何中心完全一致，因此在实际使用当中应兼顾考虑模具温度场分布的实际情况，确认较为合理的实际定位参考“膨胀中心”； [0045] 根据模具定位导向原理以及机械常识，导柱1及导套2配对组合的导向副数量至少应为3个，除非采用了利用其他的辅助方式而实现的变通措施。 [0046] 较佳地，为了方便固定导柱1，导柱1的另一端端面还设有锁紧螺纹孔15，导柱1通过锁紧螺纹孔15和螺栓与第一模具3相连接。较佳地，导柱1的一端还设有辅助导引段16，辅助导引段16位于第一切削平面11和第一工作弧面12的外侧。辅助导引段16主要用于在导柱1安装到第一模具3的定位孔中时起到导引辅助作用。 [0047] 导套2的一端还设有锥形的安装导引段23，安装导引段23与第二模块4相配合。安装导引段23具有一较小的锥度，主要用于导套2向第二模具4定位孔中安装时起到导正作用。 [0048] 根据定位导向原理以及机械常识，导柱1或导套2的数量至少为3个。 [0049] 本发明技术方案的核心工作原理分析如下： [0050] 模具受热膨胀现象遵循固态金属热膨胀的一般物理规律，即：金属受热时会产生由立体几何中心点起沿三维立体方向呈辐射状地膨胀变化。针对模具而言其受热膨胀时，可近似的将模具分型面投影几何中心点看做是模具在分型面方向上膨胀变化的原始(出发)中心点，模具分型面上除原始中心点外，任意位置点的膨胀位移“轨迹线”都可视为与沿此膨胀原始中心点发出的一条射线近似地重合；据此分析并结合本发明导柱导套装置前述的具体结构特点，可得出如下结论： [0051] 由所述多组导柱工作凸面和导套工作凹面互相配合构成多组导向副，同一套模具的多组导向副当中，每对导向副的中分面全部与前述的模具膨胀中心点重合；进一步地，根据基本的“三点定位”机械常识可知，通常情况下所述导柱及导套合装置(导向副)的配置数量至少应为3组，在此问题上可能出现的例外情况是：根据模具结构特点借助模具本体构造辅助实现与本发明技术方案核心原理近似的变通措施。 [0052] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈