用于砂芯模具的顶杆配合机构

技术领域

本发明涉及用于砂芯模具的顶杆配合机构，属于精密砂芯成型模具的技术领域。

背景技术

模具是工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。简而言之，模具是用来制作成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。素有“工业之母”的称号，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、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。

在铸造生产过程中，会涉及到砂芯的成型，砂芯需要通过砂芯模具进行生产，通过在砂芯模具内的型腔中进行射砂从而实现砂芯成型。

砂芯模具按照由底部至顶部的循序一般包括底座、底部顶板、底模座、顶模座、射砂板、吹气板及顶部顶板，底模座与顶模座之间形成砂芯型腔，在砂芯成型后，通过底部顶板和顶部顶板的顶杆位移，从而实现对砂芯的脱模作业。

一般情况下，底部顶板和顶部顶板上分别设有若干顶杆，顶杆会穿过底模座和顶模座上的顶杆通孔进行相对位移，从而实现对砂芯的脱模顶压，在合模砂芯喷砂成型时，顶杆的自由端的端面与顶杆通孔的内壁形成齐平面，从而满足型面平整度需求，但是，传统顶杆与顶杆通孔之间的间隙较大，一般超过0.5mm，此时该环隙内会产生喷砂成型结构，即存在局部或完整的环状凸起，反应在砂芯上即为毛刺，需要后期进行人工打磨，砂芯表面毛刺分布密集，打磨作业非常繁琐，作业强度非常大。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，针对传统顶杆配合间隙较大产生毛刺打磨困难的问题，提出用于砂芯模具的顶杆配合机构。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

用于砂芯模具的顶杆配合机构，所述砂芯模具包括由底部至顶部依次设置的底座、底部顶板、底模座、顶模座、射砂板、吹气板及顶部顶板，所述底部顶板上设有若干底部顶杆，所述顶部顶板上设有若干顶部顶杆，所述底模座上设有与所述底部顶杆一一对应设置的底部顶杆通孔，所述顶模座上设有与所述顶部顶杆一一对应设置的顶部顶杆通孔，所述射砂板及所述吹气板分别设有若干顶部顶杆避让孔，其特征在于：

所述顶部顶杆与对应所述顶部顶杆通孔之间的顶部环隙为0.1mm±0.03mm，所述底部顶杆与对应所述底部顶杆通孔之间的底部环隙为0.1mm±0.03mm，

所述顶部环隙背离所述底模座的一端及所述底部环隙背离所述顶模座的一端分别设有气阻结构。

优选地，所述顶部顶杆通孔包括顶通孔底部环凸、顶通孔顶部环凸、位于所述顶通孔底部环凸与所述顶通孔顶部环凸之间的顶通孔气阻腔；

所述底部顶杆通孔包括底通孔底部环凸、底通孔顶部环凸、位于所述底通孔底部环凸与所述底通孔顶部环凸之间的顶通孔气阻腔。

优选地，所述顶部顶杆的自由端设有顶部杆顶压端和用于与所述顶通孔底部环凸相配合的顶杆动摩擦配合端；

所述底部顶杆的自由端设有底部杆顶压端和用于与所述底通孔顶部环凸相配合的底杆动摩擦配合端。

优选地，所述顶杆动摩擦配合端和所述底杆动摩擦配合端分别为螺纹槽段。

优选地，所述顶通孔顶部环凸可拆卸式设置在所述顶模座上，所述底通孔底部环凸可拆卸式设置在所述底模座上。

优选地，所述顶通孔顶部环凸及所述底通孔底部环凸分别设有沉槽配合限位环肋。

优选地，所述底座上设有用于所述底部顶板与所述底模座相对位配合的对位导向机构，

所述顶模座与所述顶部顶板之间设有顶板导向机构。

优选地，所述顶板导向机构包括设置在所述顶模座与所述射砂板之间的射砂板对位部、设置在所述射砂板与所述吹气板之间的吹气板导向配合部、设置在所述吹气板与所述顶部顶板之间的顶板导向配合部。

优选地，所述射砂板上设有至少三个用于与所述顶部顶杆相配合的导向配合孔道；所述吹气板上设有至少三个用于与所述顶部顶杆相配合的对位配合孔道。

优选地，所述底部顶板上设有若干用于搭载所述底部顶杆的底部顶杆装载槽，所述顶部顶板上设有若干用于搭载所述顶部顶杆的顶部顶杆装载槽，

所述底部顶杆装载槽和所述顶部顶杆装载槽内分别设有调节载块。

本发明的有益效果主要体现在：

1.通过环隙高精度控制与气阻结构相配合，能产生排气排砂气阻，从而消除传统砂芯表面的毛刺现象，无需进行大量毛刺修磨，降低了人力成本，同时保障了砂芯成型精度。

2.满足气阻腔成型需求，气阻腔机加工成型简洁方便，且采用了动摩擦配合端设计，使得顶杆位移顺畅，不易出现分模时的卡模现象，砂芯脱模也高效流畅。

3.砂芯模具对位精确，满足顶杆与孔位高精度同心度需求，环隙控制精确，同时易于实现装配高精度调节，模具整体配合间隙得到高精度控制，模具使用寿命也得到保障。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明中砂芯模具的整体结构示意图。

图2是本发明中砂芯模具的侧视结构示意图。

图3是本发明用于砂芯模具的顶杆配合机构的剖视结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供用于砂芯模具的顶杆配合机构，如图1至图3所示，砂芯模具包括由底部至顶部依次设置的底座1、底部顶板2、底模座3、顶模座4、射砂板5、吹气板6及顶部顶板7，底部顶板2上设有若干底部顶杆8，顶部顶板上设有若干顶部顶杆9，底模座3上设有与底部顶杆一一对应设置的底部顶杆通孔30，顶模座4上设有与顶部顶杆一一对应设置的顶部顶杆通孔40，射砂板及吹气板分别设有若干顶部顶杆避让孔10。

具体地说明，砂芯模具通过底部顶杆8和顶部顶杆9实现脱料顶压，但是传统底部顶杆8与底部顶杆通孔30之间的环隙、顶部顶杆9与顶部顶杆通孔40之间的环隙尺寸精度一般为0.5mm±0.3mm，其配合精度由顶杆与通孔之间的同心度及配合尺寸精度来实现的，因此传统环隙的精度基本在0.2~0.8mm之间，该环隙在喷砂作业过程中会产生排气现象，会在砂芯上产生大量不规则毛刺，需要进行人工修毛刺作业，作业量非常大，作业强度较高，修磨量较难精确控制，会造成砂芯精度缺失，影响后端浇铸件成型精度。

针对此情况，本案中，顶部顶杆与对应顶部顶杆通孔之间的顶部环隙为0.1mm±0.03mm，底部顶杆与对应底部顶杆通孔之间的底部环隙为0.1mm±0.03mm，顶部环隙背离底模座的一端及底部环隙背离顶模座的一端分别设有气阻结构。

具体地实现过程及原理说明：

通过顶部环隙和底部环隙的高精度尺寸控制，使得环隙控制非常均匀，同时，采用了气阻结构，在环隙中形成防排气的气阻，该气阻能有效防止环隙进砂，从而满足砂芯表面平整度需求，其表面不易产生毛刺，无需进行打磨作业，砂芯精度保障了后端铸造件的成型精度，同时降低了人工修磨成本。

需要说明的是，传统模具基本为机加工设备套打的工艺，本案中，采用机加工中心进行顶部顶杆通孔、底部顶杆通孔的精确定位打孔，再通过在定位打孔的背侧进行相应气阻结构避空扩孔，最终进行预装配的顶杆位置度调试，从而精确控制了环隙配合精度。

气阻结构一般采用气阻腔室的方式进行设计，其属于气阻相关的现有技术，主要用于在顶杆形成型面时，产生阻排气排砂的作用。

在一个具体实施例中，对该气阻结构进行具体实施结构说明：

该顶部顶杆通孔40包括顶通孔底部环凸41、顶通孔顶部环凸42、位于顶通孔底部环凸与顶通孔顶部环凸之间的顶通孔气阻腔43。

底部顶杆通孔30包括底通孔底部环凸31、底通孔顶部环凸32、位于底通孔底部环凸与底通孔顶部环凸之间的顶通孔气阻腔33。

具体地说明，顶部顶杆与顶通孔底部环凸41及顶通孔顶部环凸42之间的环隙均为0.1mm±0.03mm，而顶部顶杆与顶通孔气阻腔43之间的环隙为2mm以上，如此在合模后，顶通孔气阻腔43内产生一定地气阻，从而对排气排砂起到阻挡。

底部顶杆的配合与顶部顶杆的配合结构相一致，满足气阻需求，从而基本消除成型砂芯存在异常排气排砂产生毛刺现象。

在一个具体实施例中，顶部顶杆9的自由端设有顶部杆顶压端91和用于与顶通孔底部环凸相配合的顶杆动摩擦配合端92；底部顶杆8的自由端设有底部杆顶压端81和用于与底通孔顶部环凸相配合的底杆动摩擦配合端82。

顶杆动摩擦配合端92和底杆动摩擦配合端82分别为螺纹槽段。

具体地实现过程及原理说明：

由于设计了顶通孔气阻腔43和顶通孔气阻腔33，因此气阻会对顶部顶杆和底部顶杆的位移产生一定地气阻影响，通过该螺纹槽段能实现一定地气阻动摩擦平衡破坏，使得顶部顶杆和底部顶杆相对位移较为顺畅。

更细化地，该顶部顶杆和底部顶杆的螺纹槽段可以覆盖整个通孔，如此在满足气阻产生的同时确保位移顺畅性。

在一个具体实施例中，顶通孔顶部环凸可拆卸式设置在顶模座上，底通孔底部环凸可拆卸式设置在底模座上。顶通孔顶部环凸及底通孔底部环凸分别设有沉槽配合限位环肋。

具体地说明的，通过环凸可拆卸式配接，满足气阻腔的配合成型需求，同时，采用了沉槽配合限位环肋的设计，满足各环凸的限位搭载位移精度和搭载可靠性，同时不会对合模产生阻隔影响，气阻腔成型更方便。

在一个具体实施例中，底座上设有用于底部顶板与所述底模座相对位配合的对位导向机构，顶模座与顶部顶板之间设有顶板导向机构。

具体地说明，环隙要求控制精度在0.1mm±0.03mm，因此，采用了对位导向机构和顶板导向机构的控制合模与顶压脱模的对位同心度，一般情况下，砂芯模具的合模精度会控制在0.1mm左右，而本案中的合模精度需要控制在0.03mm左右，对导向机构的高精度调节属于现有技术，通过定期维护的方式从而满足合模精度。

在一个具体实施例中，顶板导向机构包括设置在顶模座与射砂板之间的射砂板对位部、设置在射砂板与吹气板之间的吹气板导向配合部、设置在吹气板与所述顶部顶板之间的顶板导向配合部。述射砂板上设有至少三个用于与顶部顶杆相配合的导向配合孔道；吹气板上设有至少三个用于与顶部顶杆相配合的对位配合孔道。

具体地说明，传统砂芯模具中，一般采用顶部顶杆的导向实现顶模座、射砂板、吹气板之间的统一对位导向，而本案中，射砂板对位部、吹气板导向配合部、顶板导向配合部分别实现一一对应的导向配合，再通过顶部顶杆的统一对位实现整体导向，整体导向与局部对应导向相配合，满足顶部顶杆的对位同心度需求，易于实现高精度环隙控制。

在一个具体实施例中，底部顶板上设有若干用于搭载底部顶杆的底部顶杆装载槽，顶部顶板上设有若干用于搭载顶部顶杆的顶部顶杆装载槽，底部顶杆装载槽和顶部顶杆装载槽内分别设有调节载块100。

即在顶部顶杆和底部顶杆的同心度调节过程中，通过该调节载块100实现高精度搭载调试，该调节载块100能实现换型，根据顶杆位置度和偏差进行相遇的调节，从而实现环隙高精度控制需求。

通过以上描述可以发现，本发明用于砂芯模具的顶杆配合机构，通过环隙高精度控制与气阻结构相配合，能产生排气排砂气阻，从而消除传统砂芯表面的毛刺现象，无需进行大量毛刺修磨，降低了人力成本，同时保障了砂芯成型精度。满足气阻腔成型需求，气阻腔机加工成型简洁方便，且采用了动摩擦配合端设计，使得顶杆位移顺畅，不易出现分模时的卡模现象，砂芯脱模也高效流畅。砂芯模具对位精确，满足顶杆与孔位高精度同心度需求，环隙控制精确，同时易于实现装配高精度调节，模具整体配合间隙得到高精度控制，模具使用寿命也得到保障。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。