CN108237681B - 一种gmt材料与lwrt材料组合成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种GMT材料与LWRT材料组合成型模具，包括一对上下分布的上顶板、底板，在上顶板的下端及底板的上端分别安装有上模仁、下模仁，且在上模仁与下模仁合模后共同形成GMT材料与LWRT材料成型的模腔，在上模仁上安装有一对LWRT材料进行预压成型的防皱浮动预压紧成型结构。本发明的优点在于：通过对传统的模具进行改进，上模仁与下模仁合模后共同形成GMT材料与LWRT材料成型的模腔，并通过防皱浮动预压紧成型结构的配合，先对LWRT材料进行预压成型，再成型GMT材料，从而实现了一个模具对两种不同材料的成型，无需更换设备，非常的方便。

Description

一种GMT材料与LWRT材料组合成型模具

技术领域

本发明涉及汽车零部件加工领域，特别涉及一种GMT材料与LWRT材料组合成型模具。

背景技术

汽车发动机是为汽车提供动力的装置，是汽车的心脏，决定着汽车的动力性、经济性和环保性。根据动力来源不同，汽车发动机可分为柴油发动机、汽油发动机、电动汽车电动机以及混合动力等。

发动机是由曲柄连杆机构和配气机构两大机构，以及冷却、润滑、点火、燃料供给、启动系统等五大系统组成。主要部件有气缸体、气缸盖、活塞、活塞销、连杆、曲轴、飞轮等。往复活塞式内燃机的工作腔称作汽缸，汽缸内表面为圆柱形。在汽缸内作往复运动的活塞通过活塞销与连杆的一端铰接，连杆的另一端则与曲轴相连，曲轴由气缸体上的轴承支承，可在轴承内转动，构成曲柄连杆机构。活塞在汽缸内作往复运动时，连杆推动曲轴旋转。反之，曲轴转动时，连杆轴颈在曲轴箱内作圆周运动，并通过连杆带动活塞在气缸内上下移动。曲轴每转一周，活塞上、下各运行一次，汽缸的容积在不断的由小变大，再由大变小，如此循环不已。汽缸的顶端用汽缸盖封闭。汽缸盖上装有进气门和排气门。通过进、排气门的开闭实现向汽缸内充气和向汽缸外排气。进、排气门的开闭由凸轮轴驱动。凸轮轴由曲轴通过齿形带或齿轮驱动。

目前，对于汽车发动机在制造的过程中，对于不同部位有不通过的需求，因此也就需要利用不同的材料进行加工，例如，需要防撞击的需要采用GMT或者LFT-D材料来实现，需要吸音降噪的同时又要具有一定的防撞击功能的需要由LWRT材料来实现，由于另种材料具备不同的特性，因此在成型的过程中，传统的方式采用的是先分别单独对两种材料进行成型，最后再对两部分需要连接的部分采用熔接的方式连接在一起。而这样份成型方式，需要使用三台设备来成型，非常的麻烦。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种只需一台设备就可实现两者材料成型的GMT材料与LWRT材料组合成型模具。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种GMT材料与LWRT材料组合成型模具，其创新点在于：包括

一对上下分布的上顶板、底板，在上顶板的下端及底板的上端分别安装有上模仁、下模仁，且在上模仁与下模仁合模后共同形成GMT材料与LWRT材料成型的模腔，在上模仁上安装有一对LWRT材料进行预压成型的防皱浮动预压紧成型结构。

进一步的，所述防皱浮动预压紧成型结构包括一安装在上模仁内位于LWRT成型的模腔处的浮动模，在上模仁的中心安装有一浮动模支撑柱，且该浮动模支撑柱的下端伸出上模仁的底端，同时在浮动模的上端具有一容浮动模支撑柱的底端嵌入的凹槽，在浮动模支撑柱的中心活动贯穿有一活动螺钉，该活动螺钉的下端与浮动模固定连接，在上顶板上安装有数个驱动浮动模动作的氮气弹簧。

进一步的，所述浮动模与氮气弹簧之间驱动具体为：浮动模的上端设置有一浮动模垫板，同时在上模仁内具有容浮动模垫板上下活动的空腔，浮动模垫板与浮动模之间通过连接柱连接固定，所述氮气弹簧固定在上顶板上，其下端与浮动模垫板相连，并驱动浮动模垫板上下活动从而实现浮动模动作。

进一步的，所述浮动模垫板与上模仁之间还设置有限位调节机构，包括分别设置在上模仁上端两侧的一对浮动限位块A，该浮动限位块A与上模仁之间固定连接，在浮动限位块A的内侧的具有一缺口，在缺口上自下而上依次设置有浮动调节垫片、浮动限位块B，且通过一连接螺栓依次穿过浮动限位块A、浮动调节垫片、浮动限位块B后实现三者的连接固定。

进一步的，所述预压紧机构包括安装在浮动模底端中部位置的数个并列分布的预压紧块，同时在浮动模的底端具有容预压紧块嵌入并活动的凹槽，预压紧块的上端通过复位弹簧与浮动模连接，在预压紧块与浮动模之间还设置有导向螺钉，导向螺钉自下而上穿过预压紧块后与浮动模固定，同时在预压紧块上还设置有容导向螺钉上下活动的凹槽。

进一步的，所述浮动模与上模仁之间还设置有导向机构，包括数个呈矩形状分布在浮动模与上模仁之间的十字形浮动块导柱，在上模仁的下端开有容浮动块导柱插入并活动的倒T形凹槽，在浮动块导柱的外侧还设置有贴合该倒T形凹槽内壁的浮动块导套，在浮动块导套外侧还设置有浮动块导套压板，在浮动块导柱的外端位于浮动块导套压板的下端还设置有浮动块导柱压板，在浮动模的上端开有容浮动块导柱的下端嵌入的凹槽。

进一步的，所述下模仁的上端位于LWRT成型的模腔处还设置有弾顶组件，包括设置在下模仁上端位于LWRT成型的模腔处两侧的两对弾顶块，在弾顶块上设置有一对并列分布的弹簧，在两弹簧的外侧还设置有一对定距螺丝。

进一步的，所述上模仁与下模仁之间还设置有导向结构，包括数个设置在上模仁与下模仁之间的十字形导柱，同时在上模仁与下模仁上分别具有容导柱的上下两端嵌入的凹槽，在导柱与上模仁上的凹槽的内壁之间还设置有导套，在导柱的外端位于导套的下方还设置有导套压板。

本发明的优点在于：在本发明中，通过对传统的模具进行改进，上模仁与下模仁合模后共同形成GMT材料与LWRT材料成型的模腔，并通过防皱浮动预压紧成型结构的配合，先对LWRT材料进行预压成型，再成型GMT材料，从而实现了一个模具对两种不同材料的成型，无需更换设备，非常的方便。

通过在浮动模垫板与上模仁之间设置限位调节机构，利用浮动限位块A、浮动调节垫片、浮动限位块B之间的配合，来调节浮动模垫板与上模仁之间的间距，实现了壁厚的微调。

对于预压紧机构的设置，采用预压紧块、弹簧之间配合，在浮动模即将接触LWRT材料时，先进行预压紧，而导向螺钉的设置则是对预压紧块在上下活动时进行导向限位，避免其出现跑偏的现象而影响到后续的成型。

在本发明中，通过在浮动模与上模仁之间设置导向机构，利用十字形浮动块导柱对浮动模在上下活动的过程中进行导向，避免其出现跑偏现象，而浮动块导套的设置，则是避免了浮动块导柱与上模仁之间直接接触发生摩擦，避免长时间摩擦后产生磨损影响导向效果，浮动块导套压板的设置则是对浮动块导套的下端进行限位，避免其从上模仁的凹槽内滑出，影响导向的顺利进行，而浮动块导柱压板则是对浮动块导柱在浮动模的凹槽内的位置进行限位，避免其从浮动模的凹槽内滑出。

通过在下模仁的上端位于LWRT成型的模腔处设置弾顶组件，则是对浮动模与下模仁之间的间距进行控制，另外也能起到辅助顶起浮动模的作用。

对于上模仁与下模仁之间的导向结构的设置，则是对上模仁在上下活动时，对两者之间的位置进行导向限位，避免其出现跑偏的现象。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的GMT材料与LWRT材料组合成型模具的示意图。

图2为本发明的GMT材料与LWRT材料组合成型模具的正视图。

图3为本发明的GMT材料与LWRT材料组合成型模具的俯视图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为图4的C部放大示意图。

图6为图3的C-C剖视图。

图7为图3的D-D剖视图。

图8为本发明的GMT材料与LWRT材料组合成型模具的仰视图。

图9为图7的B-B剖视图。

图10为图9的A部放大示意图。

图11为本发明中上模仁的示意图。

图12为图11的E-E剖视图。

图13为图12的N部放大示意图。

图14为图12的O部放大示意图。

图15为本发明中下模仁的示意图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1-图11所示的一种GMT材料与LWRT材料组合成型模具，包括

一对上下分布的上顶板1、底板，在上顶板1的下端及底板的上端分别安装有上模仁2、下模仁5，且上模仁2与下模仁5合模后共同形成GMT材料与LWRT材料成型的模腔，在上模仁2上安装有一对LWRT材料进行预压成型的防皱浮动预压紧成型结构，在下模仁5上还分布有若干顶杆47，在下模仁5的四周还设置有若干硬限位29，在上模仁2及下模仁5内分布有若干加热管。

防皱浮动预压紧成型结构包括一安装在上模仁2内位于LWRT成型的模腔处的浮动模4，在上模仁2的中心安装有一浮动模支撑柱13，如图12、图13所示，且该浮动模支撑柱13的下端伸出上模仁2的底端，同时在浮动模4的上端具有一容浮动模支撑柱13的底端嵌入的凹槽，在浮动模支撑柱13的中心活动贯穿有一活动螺钉60，该活动螺钉60的下端与浮动模4固定连接，在上顶板1上安装有数个驱动浮动模4动作的氮气弹簧11。

如图6所示的示意图可知，浮动模4与氮气弹簧11之间驱动具体为：浮动模4的上端设置有一浮动模垫板3，同时在上模仁2内具有容浮动模垫板3上下活动的空腔，浮动模垫板3与浮动模4之间通过连接柱连接固定，氮气弹簧11通过氮气弹簧固定板12固定在上顶板1上，氮气弹簧11的下端与浮动模垫板3相连，并驱动浮动模垫板3上下活动从而实现浮动模4动作。

如图14所示的示意图可知，浮动模垫板3与上模仁2之间还设置有限位调节机构，包括分别设置在上模仁2上端两侧的一对浮动限位块A14，该浮动限位块A14与上模仁2之间通过螺栓固定连接，在浮动限位块A14的内侧的具有一缺口，在缺口上自下而上依次设置有浮动调节垫片16、浮动限位块B15，且通过一连接螺栓依次穿过浮动限位块A14、浮动调节垫片16、浮动限位块B15后实现三者的连接固定。通过在浮动模垫板3与上模仁2之间设置限位调节机构，利用浮动限位块A14、浮动调节垫片16、浮动限位块B15之间的配合，来调节浮动模垫板3与上模仁2之间的间距，实现了壁厚的微调。

预压紧机构包括安装在浮动模4底端中部位置的数个并列分布的预压紧块7，同时在浮动模4的底端具有容预压紧块7嵌入并活动的凹槽，预压紧块7的上端通过复位弹簧6与浮动模4连接，在预压紧块7与浮动模4之间还设置有导向螺钉71，导向螺钉71自下而上穿过预压紧块7后与浮动模4固定，同时在预压紧块7上还设置有容导向螺钉71上下活动的凹槽。对于预压紧机构的设置，采用预压紧块7、复位弹簧6之间配合，在浮动模4即将接触LWRT材料时，先进行预压紧，而导向螺钉71的设置则是对预压紧块7在上下活动时进行导向限位，避免预压紧块7出现跑偏的现象而影响到后续的成型。

如图5所示的示意图可知，浮动模4与上模仁2之间还设置有导向机构，包括数个呈矩形状分布在浮动模4与上模仁2之间的十字形浮动块导柱22，在上模仁2的下端开有容浮动块导柱22插入并活动的倒T形凹槽，在浮动块导柱22的外侧还设置有贴合该倒T形凹槽内壁的浮动块导套23，在浮动块导套23外侧还设置有浮动块导套压板25，在浮动块导柱22的外端位于浮动块导套压板25的下端还设置有浮动块导柱压板24，在浮动模4的上端开有容浮动块导柱22的下端嵌入的凹槽。通过在浮动模4与上模仁2之间设置导向机构，利用十字形浮动块导柱22对浮动模4在上下活动的过程中进行导向，避免其出现跑偏现象，而浮动块导套23的设置，则是避免了浮动块导柱22与上模仁2之间直接接触发生摩擦，避免长时间摩擦后产生磨损影响导向效果，浮动块导套压板25的设置则是对浮动块导套23的下端进行限位，避免其从上模仁2的凹槽内滑出，影响导向的顺利进行，而浮动块导柱压板24则是对浮动块导柱22在浮动模4的凹槽内的位置进行限位，避免其从浮动模4的凹槽内滑出。

如图15所示的示意图可知，在下模仁5的上端位于LWRT成型的模腔处还设置有弾顶组件，包括设置在下模仁5上端位于LWRT成型的模腔处两侧的两对弾顶块17，在弾顶块17上设置有一对并列分布的弹簧19，在两弹簧19的外侧还设置有一对定距螺丝18。通过在下模仁5的上端位于LWRT成型的模腔处设置弾顶组件，则是对浮动模4与下模仁5之间的间距进行控制，另外也能起到辅助顶起浮动模4的作用，方便脱模。

如图10所示的示意图可知，在上模仁2与下模仁5之间还设置有导向结构，包括数个设置在上模仁2与下模仁5之间的十字形导柱27，同时在上模仁2与下模仁5上分别具有容导柱27的上下两端嵌入的凹槽，在导柱27与上模仁5上的凹槽的内壁之间还设置有导套26，在导柱27的外端位于导套26的下方还设置有导套压板28。对于上模仁2与下模仁5之间的导向结构的设置，则是对上模仁2在上下活动时，对两者之间的位置进行导向限位，避免其出现跑偏的现象。

工作原理：在进行成型的过程中，首先，将该组合成型模具安装在对应的液压机上，然后将需要成型的GMT材料与LWRT材料置于下模仁内，上顶板在液压机的主缸驱动下开始下行，进行合模，当合模间隙小于T+H时(T为产品的理论厚度，H为浮动模超出上模仁底端的厚度)，预压紧块7会先将LWRT材料进行预压紧定位，当模具在继续合模时，防皱浮动预压紧成型结构会将LWRT材料成型到位，同时模具的GMT材料成型部位会陆续接触GMT材料，并开始成型GMT材料部分产品的形状，知道H为0时，模具合模到位，产品厚度保持预先设计的理论厚度T，这样两部分材料成型到位，且由于材料的流动相互熔接成为整体，从而实现了一副模具完成了两种材料的产品成型。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种GMT材料与LWRT材料组合成型模具，其特征在于：包括一对上下分布的上顶板、底板，在上顶板的下端及底板的上端分别安装有上模仁、下模仁，且在上模仁与下模仁合模后共同形成GMT材料与LWRT材料成型的模腔，在上模仁上安装有一对LWRT材料进行预压成型的防皱浮动预压紧成型结构；所述防皱浮动预压紧成型结构包括一安装在上模仁内位于LWRT成型的模腔处的浮动模，在上模仁的中心安装有一浮动模支撑柱，且该浮动模支撑柱的下端伸出上模仁的底端，同时在浮动模的上端具有一容浮动模支撑柱的底端嵌入的凹槽，在浮动模支撑柱的中心活动贯穿有一活动螺钉，该活动螺钉的下端与浮动模固定连接，在上顶板上安装有数个驱动浮动模动作的氮气弹簧。

2.根据权利要求1所述的GMT材料与LWRT材料组合成型模具，其特征在于：所述浮动模与氮气弹簧之间驱动具体为：浮动模的上端设置有一浮动模垫板，同时在上模仁内具有容浮动模垫板上下活动的空腔，浮动模垫板与浮动模之间通过连接柱连接固定，所述氮气弹簧固定在上顶板上，其下端与浮动模垫板相连，并驱动浮动模垫板上下活动从而实现浮动模动作。

3.根据权利要求2所述的GMT材料与LWRT材料组合成型模具，其特征在于：所述浮动模垫板与上模仁之间还设置有限位调节机构，包括分别设置在上模仁上端两侧的一对浮动限位块A，该浮动限位块A与上模仁之间固定连接，在浮动限位块A的内侧的具有一缺口，在缺口上自下而上依次设置有浮动调节垫片、浮动限位块B，且通过一连接螺栓依次穿过浮动限位块A、浮动调节垫片、浮动限位块B后实现三者的连接固定。

4.根据权利要求1所述的GMT材料与LWRT材料组合成型模具，其特征在于：所述预压紧机构包括安装在浮动模底端中部位置的数个并列分布的预压紧块，同时在浮动模的底端具有容预压紧块嵌入并活动的凹槽，预压紧块的上端通过复位弹簧与浮动模连接，在预压紧块与浮动模之间还设置有导向螺钉，导向螺钉自下而上穿过预压紧块后与浮动模固定，同时在预压紧块上还设置有容导向螺钉上下活动的凹槽。

5.根据权利要求1所述的GMT材料与LWRT材料组合成型模具，其特征在于：所述浮动模与上模仁之间还设置有导向机构，包括数个呈矩形状分布在浮动模与上模仁之间的十字形浮动块导柱，在上模仁的下端开有容浮动块导柱插入并活动的倒T形凹槽，在浮动块导柱的外侧还设置有贴合该倒T形凹槽内壁的浮动块导套，在浮动块导套外侧还设置有浮动块导套压板，在浮动块导柱的外端位于浮动块导套压板的下端还设置有浮动块导柱压板，在浮动模的上端开有容浮动块导柱的下端嵌入的凹槽。

6.根据权利要求1所述的GMT材料与LWRT材料组合成型模具，其特征在于：所述下模仁的上端位于LWRT成型的模腔处还设置有弾顶组件，包括设置在下模仁上端位于LWRT成型的模腔处两侧的两对弾顶块，在弾顶块上设置有一对并列分布的弹簧，在两弹簧的外侧还设置有一对定距螺丝。

7.根据权利要求1所述的GMT材料与LWRT材料组合成型模具，其特征在于：所述上模仁与下模仁之间还设置有导向结构，包括数个设置在上模仁与下模仁之间的十字形导柱，同时在上模仁与下模仁上分别具有容导柱的上下两端嵌入的凹槽，在导柱与上模仁上的凹槽的内壁之间还设置有导套，在导柱的外端位于导套的下方还设置有导套压板。