一种顶出式快速换装的不锈钢容器成型模具的制作方法

1.一种顶出式快速换装的不锈钢容器成型模具，属于不锈钢容器冲压模具技术领域。


背景技术：

2.不锈钢真空水杯在生产过程中，需要对切割下的不锈钢圆管进行胀形，以使其达到所要求的尺寸和形状，不锈钢圆管的胀形通常采用冲压的方式来进行，通过上模和下模的配合，来实现不锈钢圆管的胀形。由于真空水杯的型号众多，不同的真空水杯需要通过不同的模具来实现胀形，在使用液压机冲压时，需要频繁的更换模具来满足不同型号的不锈钢管的胀形，这影响了不锈钢管的胀形，且由于需要停机更换模具，影响了不锈钢圆管的胀形速度。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够根据需要对上模和下模进行选择，使上模和下模更换方便、快速的顶出式快速换装的不锈钢容器成型模具。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该顶出式快速换装的不锈钢容器成型模具，其特征在于：包括上模架、上模、上顶出装置、下模架、下模以及下顶出装置，上模安装在上模架内，上模环绕上模架设置有若干组，每组上模均包括对称设置在上模架两侧的两个，上顶出装置设置在上模架的正上方，下模安装在下模架内，下模环绕下模架间隔设置有若干组，每组下模均包括对称设置在下模架两侧的两个，下顶出装置设置在下模架的正下方，上模架间隔设置在间隔设置在下模架的上侧。
5.优选的，所述的下模架内设置有安装孔，各下模均可滑动的安装在安装孔内，各下模与下模架之间均设置有下模复位元件。复位元件能够避免下模在重力作用下由安装孔内移出，避免对下模架的转动造成妨碍。
6.优选的，所述的下模复位元件包括下模外支撑弹簧以及下模内支撑弹簧，环绕下模的外壁设置有下模推动部，下模内支撑弹簧位于下模推动部靠近下模架中部的一侧，下模外支撑弹簧位于下模推动部靠近下模架外的一侧。下模外支撑弹簧和下模内支撑弹簧分别位于下模推动部的两侧，能够使下模位于对应的安装孔内，还能够在下模伸出安装孔后实现下模的复位。
7.优选的，还包括可滑动的设置在安装孔内的模筒，下模可滑动的安装在模筒内，模筒与下模架之间设置有模筒复位元件。下模可滑动的安装在模筒内，能够增加下模的行程，避免在每组下模中下侧的下模将上侧的下模推出时，由于行程过小而影响上侧的下模的顶出。
8.优选的，所述的模筒复位元件包括模筒外支撑弹簧以及模筒内支撑弹簧，环绕模筒的外壁设置有模筒推动部，模筒外支撑弹簧设置在模筒推动部远离下模架中部的一侧，
模筒内支撑弹簧位于模筒推动部靠近下模架的中部的一侧。模筒外支撑弹簧和模筒内支撑弹簧通过模筒推动部使模筒位于安装孔内，避免模筒在重力作用下滑出安装孔，还能够在模筒伸出时实现模筒的自动复位。
9.优选的，还包括上安装座和下安装座，上模架可转动的安装在上安装座上，下模架可转动的安装在下安装座上。
10.优选的，所述的上模架和下模架均为球形，上安装座的底部设置有中部内凹的球形的上安装腔，上安装腔的深度大于上模架的半径，上安装座的顶部设置有供上顶出装置伸入上安装腔的上顶出孔，下安装座的顶部设置有中部内凹的球形的下安装腔，下安装腔的深度大于下模架的直径，下安装座的底部设置有供下顶出装置伸入下安装腔的下顶出孔。上模架安装在上安装腔内，既方便了上模架的调节，以实现上模的选择，又能够避免上安装座对上模的冲压造成妨碍；下模架安装在下安装腔内，既方便了下模架的调节，又能够避免下安装座对下模的冲压造成妨碍。
11.优选的，所述的上顶出装置为竖向设置的上液压缸，上液压缸的轴线穿过上模架的中部设置；所述的下顶出装置为竖向设置的下液压缸，下液压缸的轴线穿过下模架的中部设置。
12.优选的，所述的下模包括芯轴以及设置在芯轴上的下模主体，下模主体沿芯轴并排设置有若干个，环绕各下模主体的顶部外沿设置有镶块。下模主体由多块，在最上侧的下模主体磨损后，直接将最上侧的下模主体取下即可，不需要更换模具，下模主体的顶部外沿设置有镶块，增加了下模主体的耐磨性能，使下模主体的使用寿命大大增长。
13.与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：本顶出式快速换装的不锈钢容器成型模具中位于上模架相对两侧的上模的尺寸相同，位于下模架相对两侧的下模的尺寸相同，即同一组中的两上模或两下模可以互换，以在模具损坏时快速更换模具，任意两组上模或下模的型号不同，以实现不同型号的不锈钢器皿的胀形，上顶出装置能够将同一组上模中位于下侧的上模顶出上模架，下顶出装置能够将同一组下模中位于上侧的下模顶出下模架，使上模和下模配合实现了对不锈钢圆管的胀形，手动转动上模架和下模架即可回实现上模和下模的调节，更换模具方便，模具更换方便、快速，方便了不锈钢圆管的胀形。
附图说明
14.图1为顶出式快速换装的不锈钢容器成型模具的主视剖视示意图。
15.图2为图1中a处的局部放大图。
16.图3为上模和下模配合的主视示意图。
17.图4为下模主体的主视剖视示意图。
18.图5为磨损量检测装置。
19.图中：1、下安装座
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101、下顶出孔
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2、下液压缸
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3、下模架
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301、下空腔
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302、安装孔
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303、模筒限位台
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4、下模
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401、下模推动部
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402、下模主体
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403、外凸部
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404、内凹部
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405、镶块芯轴
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406、芯轴
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5、上模
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6、模筒内支撑弹簧
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7、模筒外支撑弹簧
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8、模筒
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801、模筒推动部
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802、下模限位台
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9、下模外支撑弹簧
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10、下模内支撑弹
簧
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11、上安装座
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1101、上顶出孔
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12、上模架
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1201、上空腔
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13、上液压缸
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14、立柱
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15、调节电机
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16、伸缩电缸
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17、旋转电机
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18、旋转架
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19、距离传感器
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20、摆动电缸。
具体实施方式
20.图1~5是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~5对本发明做进一步说明。
21.一种顶出式快速换装的不锈钢容器成型模具，包括上模架12、上模5、上顶出装置、下模架3、下模4以及下顶出装置，上模5安装在上模架12内，上模5环绕上模架12设置有若干组，每组上模5均包括对称设置在上模架12两侧的两个，上顶出装置设置在上模架12的正上方，下模4安装在下模架3内，下模4环绕下模架3间隔设置有若干组，每组下模4均包括对称设置在下模架3两侧的两个，下顶出装置设置在下模架3的正下方，上模架12间隔设置在间隔设置在下模架3的上侧。本顶出式快速换装的不锈钢容器成型模具的上顶出装置能够将同一组上模5中位于下侧的上模5顶出上模架12，下顶出装置能够将同一组下模4中位于上侧的下模4顶出下模架3，使上模5和下模4配合实现了对不锈钢圆管的胀形，手动转动上模架12和下模架3即可回实现上模5和下模4的调节，更换模具方便，模具更换方便、快速，方便了不锈钢圆管的胀形。
22.下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，然而熟悉本领域的人们应当了解，在这里结合附图给出的详细说明是为了更好的解释，本发明的结构必然超出了有限的这些实施例，而对于一些等同替换方案或常见手段，本文不再做详细叙述，但仍属于本技术的保护范围。
23.具体的：如图1所示：本顶出式快速换装的不锈钢容器成型模具还包括下安装座1以及上安装座11。上模架12以及下模架3均为球形，上安装座11间隔设置在下安装座1的正上方，上安装座11的底部设置有上安装腔，上安装腔为中部内凹的球形，上安装腔的深度大于上模架12的半径，而小于上模架12的直径，上模架12的上部位于上安装腔内，上模架12的底部伸出上安装腔。下安装座1的顶部设置有下安装腔，下安装腔为中部内凹的弧形，下安装腔的深度大于下模架3的半径，而小于下模架3的直径，下模架3的下部安装在下安装腔内，下模架3的上部伸出下安装腔。
24.上顶出装置安装在上安装座11的顶部，在本实施例中，上顶出装置为上液压缸13，上液压缸13竖向设置，上安装座11上设置有供上液压缸13伸入上安装腔的上顶出孔1101，上顶出孔1101竖向设置，且上顶出孔1101的轴线过上模架12的球心，上液压缸13与上顶出孔1101同轴设置，上液压缸13的活塞杆穿过上顶出孔1101，并将上模架12上的上模5向下顶出。
25.下顶出装置安装在下安装座1的底部，在本实施例中，下顶出装置为下液压缸2，下液压缸2竖向设置，下安装座1上设置有供下液压缸2伸入下安装腔的下顶出孔101，下顶出孔101竖向设置，且下顶出孔101的轴线过下模架3的球心，下液压缸2与下顶出孔101同轴设置，下液压缸2的活塞杆穿过下顶出孔101，并将下模架3上的下模4向上顶出。
26.上模5安装在上模架12内，上模5有环绕上模架12间隔均布的若干组，每组上模5均包括对称设置在上模架12两侧的两个，即每组的两个上模5位于上模架12的同一直径上。上液压缸13的活塞杆穿过上顶出孔101，并推动正对的上侧的上模5向下运动，进而通过上侧的上模5将底部的下模5向下顶出下模架12。上模架12的中部设置有球形的上空腔1201，上
空腔1201与上模架12同心设置，同一组的两上模5分别位于上空腔1201的两侧，避免相邻上模5的端部之间相互妨碍。
27.下模4安装在下模架3内，下模4环绕下模架3间隔均布有若干组，每组下模4均包括对称设置在下模架3两侧的两个，即每组的两个下模4位于下模架3的同一直径上，下液压缸2的活塞杆穿过下顶出孔101，并推动正对的下侧的下模4向上运动，进而通过下侧的上模4将顶部的上模4向上顶出下模架3。下模架3的中部设置有下空腔301，下空腔301与下模架3同心设置，同一组的两下模4分别位于下空腔301的两侧，避免相邻下模4的端部之间相互妨碍。
28.如图2所示：下模4和下模架3的连接结构与上模5和上模架12的连接结构相同，在本实施例中，以下模4与下模架3的连接结构为例来进行阐述。
29.上模架3上设置有若干径向的安装孔302，安装孔302成对设置，安装孔302环绕上模架3间隔均布有若干对，每对的两安装孔302同轴设置，并对称设置在下空腔301的两侧，且各安装孔302的外端与下模架3的外侧连通，各安装孔302的内端与下安装腔301连通。
30.下模4安装在对应的安装孔302内，各安装孔302内均同轴安装有模筒8，模筒8与安装孔302同轴设置，且模筒8可沿安装孔302的轴向滑动设置，模筒8与下模架3之间设置有使模筒8复位的模筒复位元件，下模4安装在对应的模筒8内，下模4与对应的模筒8同轴设置，且下模4可沿模筒8的轴向滑动设置，下模4与模筒8之间设置有下模复位元件。由于模筒8的存在，能够增加下模4的行程，保证底部的下模4的行程足够将顶部相对应的下模4顶出下模架3。
31.模筒复位元件包括模筒内支撑弹簧6以及模筒外支撑弹簧7，环绕安装孔302的上端和下端均设置有向内的翻边，形成模筒限位台303，模筒限位台303与模筒8的外壁可滑动的连接，环绕模筒8的中部外壁设置有模筒推动部801，模筒推动部801与安装孔302内壁可滑动的连接。模筒内支撑弹簧6设置在模筒推动部801与靠近下模架3球心的模筒限位台303之间，模筒外支撑弹簧7设置在模筒推动部801与远离下模架3球心的模筒限位台303之间，模筒内支撑弹簧6和模筒外支撑弹簧7均处于压缩状态，且能够保证模筒8的初始状态位于安装孔302内，当模筒8在重力作用下运动时，模筒内支撑弹簧6和模筒外支撑弹簧7发生形变，阻碍模筒8的运动，且在下液压缸2的推动作用下，模筒8能够向安装孔302的任意一端运动，既能够将相对应的下模4顶出，又能够伸出下模架3。
32.下模复位元件包括下模外支撑弹簧9以及下模内支撑弹簧10，环绕模筒8的两端均设置有内翻边，形成下模限位台802，环绕下模4的中部外侧设置有下模推动部401，下模推动部401与模筒8内壁可滑动的连接。下模内支撑弹簧10位于下模推动部401和靠近下模架3的球心的下模限位台802之间，下模外支撑弹簧9位于下模推动部401与远离下模架3的球心的下模限位台802之间，下模外支撑弹簧9和下模内支撑弹簧10均处于压缩状态，且能够保证下模4的初始状态位于模筒8内，当下模4在重力作用下运动时，下模外支撑弹簧9和下模内支撑弹簧10发生形变，阻碍下模4的运动，且在下液压缸2的推动作用下，下模4能够向安装孔302的任意一端运动，既能够将相对应的下模4顶出，又能够伸出下模架3。下液压缸2与下模4正对，并推动下模4运动，只在模筒4的行程不足以达到工作要求时，模筒8才会运动，通过下模外支撑弹簧9和下模内支撑弹簧10以及模筒内支撑弹簧6和模筒外支撑弹簧7的弹性系数即可实现调节，弹性系数的调节可以通过更换弹簧的方式来实现。
33.如图3~4所示：上模5为上端封闭的筒状，上模5竖向设置。
34.下模4包括芯轴406以及下模主体402，芯轴406与上模5同轴设置，下模主体402同轴安装在芯轴406的上侧，下模主体402与芯轴406相连，下模主体402为圆盘状，下模主体402由下至上并排设置有若干个，当顶部的下模主体402损坏后，将顶部的下模主体402取下即可，不需要更换模具。下模主体402的底部设置有中部内凹的内凹部404，下模主体402的顶部设置有中部外凸的外凸部403，每相邻的两下模主体402中，下侧的下模主体402的外凸部403伸入到上侧相邻的下模主体402的内凹部404内，并与内凹部404过盈配合，不需要额外的固定，芯轴406的上端伸入到最下侧的下模主体402的内凹部404内，并与内凹部404过盈配合。芯轴406的直径与下模主体402的外径相等，且芯轴406的顶部设置安装台，以伸入到最下侧的下模主体402的内凹部404内。
35.下模推动部401设置在芯轴406上。
36.环绕各下模主体402的顶部外沿设置有镶块405，镶块405为合金钢材质，大大增加了模具的耐磨性能，提高了模具的使用寿命，且对模具的成本影响不大。
37.本顶出式快速换装的不锈钢容器成型模具的工作过程如下：下液压缸2动作，并推动下模架3上与下液压缸2正对的下模4上升，同时下模架3底部的下模4将下模架3顶部正对的下模4向上顶出。
38.同时上液压缸13动作，并推动上模架12上与上液压缸12正对的上模5下降，同时上模架12顶部的上模5将上模架12底部正对的上模5向下顶出。
39.伸出上模架12的上模5与伸出下模架3的下模4正对，并且相配合，实现了对不锈钢圆管的胀形。
40.如图5所示：本顶出式快速换装的不锈钢容器成型模具还包括磨损量检测装置，磨损量检测装置包括立柱14、调节电机15、伸缩电缸16、旋转电机17、旋转架18、距离传感器19以及摆动电缸20，立柱14竖向设置，立柱14的底部安装有底座，使立柱14能够直接竖直放置在地面上。调节电机15安装在立柱14的顶部，调节电机15的输出轴水平上设置，伸缩电缸16水平设置，伸缩电缸16安装在调节电机15的输出轴上，并随调节电机15的输出轴转动，旋转电机17竖向设置，旋转电机17安装在伸缩电缸16的活塞杆上，旋转架18安装在旋转电机17的输出轴上，并随其同步转动，旋转架18的顶部与旋转电机17相连，底部可摆动的安装有距离传感器19，距离传感器19与旋转架18铰接，且距离传感器19位于旋转电机17的输出轴的正下方，摆动电缸20与旋转架18铰接，摆动电缸20的活塞杆与距离传感器19相连，并推动其摆动。
41.当需要对下模4进行检测时，首先伸缩电缸16带动旋转电机17运动，并使距离传感器19与下模4的中部正对，然后摆动电缸20推动距离传感器19摆动10
°
，此时旋转电机17带动旋转架18转动一圈，然后摆动电缸20推动距离传感器19再次向同一方向摆动10
°
，旋转电机17带动旋转架18转动一圈，直至对下模4的顶部检测完成，当距离传感器19检测到的距离有明显偏大的位置时，则认为下模4磨损严重。
42.下模4的检测还可以通过如下方式进行：摆动电缸20推动距离传感器19由下模4的中心沿径向向外沿检测，且当检测完成后，旋转电机17调动距离传感器19绕下模4转动10
°
再次检测，以判断下模4的顶面是否出现磨损。
43.当对上模4检测完成后，调节电机15带动伸缩电缸16转动180
°
，使距离传感器19朝
上，以对上模5的底部进行检测。
44.磨损量检测装置还可以包括激光发射器以及工业相相机，激光发射器罩设下模4，且激光发射器为沿远离下模4的方向逐渐向上的倾斜状，工业相机在下模4的正上方对下模4的顶面的图像进行采集，以通过激光线在下模4的弯折部对下模4的磨损量进行计算，进而判断下模4是否需要更换。
45.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。