组合模具的制作方法

1.本发明涉及模具领域，尤其是涉及一种生产一体铸造水表的组合模具。


背景技术：

2.精密铸造工艺过程中，需要首先浇铸成型与铸造产品1:1设计的蜡模，然后经由蜡模打造模腔，将熔融的金属材料浇铸于模腔内，冷却后去除模层，即可获得铸造产品原型。而针对具有精细内部结构的铸造产品，现有技术通常有两种处理方式：（1）为了便于铸造蜡模过程中的脱模，通常采用分体铸造工艺进行蜡模铸造，即将蜡模分成多部分分别进行铸造，然后进行组合，这样蜡模的在铸造成型时，脱模较为简单，且铸造模具设计会更简单。铸造形成分体式蜡模后，再将蜡模进行连接组合。此种连接方式可以为粘贴式或者机械式，将蜡模组合成整体后，再进行后续的金属浇铸流程。而这种方式可能因为组合方式的定位问题，造成组合后的蜡模型于接合处会出现错位、缝隙等问题，对于闭合要求较高的模型，例如水表，这些问题会导致浇铸成型水表的时候形成铸造次品，尤其是在采用不锈钢材料进行浇铸时，因为不锈钢材质本身的流动性，相较其他易于铸造的铜材质而言不容易流动成型，因此更佳会影响铸造的良率，影响制造工艺过程中的成本投入。（2）铸造成型分体式蜡模，然后依照分体式蜡模分别进行产品各部分的金属浇铸流程，形成产品的各部分后，再通过焊接方式将产品各部分进行组合，采用这种方式生产产品，焊接后的产品容易于焊接位置引起接合不良，造成产品的整体刚性和安全性下降。而如果不采取如上两种方式，则需要将具有内腔室的蜡模进行一体式铸造，内腔室内就需要布置精细的且易于拔出的模具，那么模具的组合、取模都是较难解决的问题。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种可以将水表铸造工艺中的模型一体铸造成形的组合模具，以克服上述现有技术的缺陷。
4.本发明提供了一种组合模具，用于铸造模型，包括外模和内模，外模至少部分包容内模，外模与内模之间具有铸模空间，用于形成模型，外模包括与铸模空间连通的注入孔，其特征在于，内模包括中心模和组合芯模，组合芯模具有与中芯模形成轴孔配合的组合芯模孔，内模还包括与组合芯模配合连接的出水芯模和进水芯模，组合芯模包括沿组合芯模孔周向分体设置的第一分模、第二分模、第三分模和第四分模，第一分模配合连接出水芯模，第三分模配合连接进水芯模。
5.区别于现有技术，在中芯模取出后，组合芯模孔为第二分模和第四分模在水表蜡模中活动提供了空间，便于将第二分模和第四分模从水表蜡模中取出。在取出第二分模和第四分模后，水表蜡模中的空间更大，便于将第一分模和第三分模从水表蜡模取出。因而实现了一体式铸造。
6.在其中一个实施例中，内模是金属材质。
7.在其中一个实施例中，第一分模、第二分模、第三分模和第四分模分别与中芯模之
间设置有用于相对滑动的滑动机构。
8.在其中一个实施例中，第一分模具有与组合芯模孔中心轴呈角度方向延伸的连接模，连接模连接出水芯模。
9.在其中一个实施例中，第一分模包括分体设置的与第二分模连接的第一子模一、与第四分模连接的第一子模二和与第一子模一、第一子模二连接的第一子模三。
10.在其中一个实施例中，第三分模包括分体设置的与第二分模连接的第三子模一和与第四分模连接的第三子模二。
11.在其中一个实施例中，内模还包括与连接模呈角度设置的止回芯模。
12.在其中一个实施例中，第一分模位于连接模的下部具有分体设置的分体模。
13.在其中一个实施例中，在连接模和第一分模之间设置有功能模，功能模与止回芯模可拆卸连接。
14.在其中一个实施例中，进水芯模朝向组合芯模方向的尺寸逐渐增大。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
16.图1为本发明实施例提供组合模具的整体示意图。
17.图2为本发明实施例提供组合模具的分解示意图。
18.图3为除去第一部分的组合模具的整体示意图。
19.图4为内模的分解示意图。
20.图5为图4中a处的局部放大图。
21.图6为图4中b处的局部放大图。
22.图7为内模的分解示意图。
23.图8为内模的分解示意图。
24.图9为水表的整体示意图。
25.图10为水表的剖面图。
26.图11为进水芯模的分解示意图。
27.图12为止回芯模的分解示意图。
具体实施方式
28.下面将结合实施例对本发明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。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能
理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.如图1、2所示，组合模具10用于铸造水表模型，组合模具10包括外模11和内模12，内模12组装定位于外模11内。外模11与内模12之间有间隔的浇铸空间，这个浇铸空间构成了铸模空间13，外模11和内模12具有相互接触的部分，可以限制内模12的运动，实现内模12相对外模11的定位，同时也形成铸模空间13的边缘。在外模11上具有与铸模空间13连通的注入孔110，溶液状态下的模型从注入孔110注入到组合模具10中后进入铸模空间13，铸模空间13的形状即决定了模型的形状。
32.外模11具有第一部分111和第二部分112，第一部分111和第二部分112均设有内腔体，内腔体相对二者组装面对称设置。内腔体适应铸造水表的外表面轮廓而设置。内模12设置于第一部分111和第二部分112之间，并且内模12适应铸造水表的内表面，三者之间形成铸模空间13，铸模空间13的各位置适应铸造水表的壳体壁厚。在第一部分111和第二部分112之间设置有限位机构113，在铸模时限制第一部分111和第二部分112的相对运动。限位机构113包括凹槽与凸台、销与孔。
33.如图9、10所示，水表20包括主体21和与主体21连接的进水管22、出水管23，主体21中具有收容腔210和开口211，收容腔210用于放置水表芯体，开口211透明玻璃封上，便于观察水表芯体。进水管22具有进水口220，出水管23具有出水口230，收容腔10与进水流道221通过一收容腔入口271连通，收容腔10与出水流道231通过一收容腔出口261连通，进水管22和出水管23的管腔与收容腔210连通，水从进水流道22进入收容腔210，流经水表芯体后，从出水管流道23流出。收容腔210包括连通进水流道221的上环室26及连通出水流道的下环室27，在上环室26和下环室27之间具有用于分隔的台阶部28。
34.如图1、2、3所示，内模12包括中芯模121、组合芯模122、出水芯模125和进水芯模126，组合芯模122具有组合芯模孔1220，组合芯模孔1220与中芯模121形成轴孔配合连接，出水芯模125和进水芯模126均与组合芯模122配合连接。出水芯模125外侧形成的铸模空间13形成进水流道，组合芯模122外侧形成的铸模空间13形成收容腔210，出水芯模126外侧形成的铸模空间13形成出水流道，出水芯模125与组合芯模122的外侧接合以形成连通出水流道和收容腔210的收容腔出口，进水芯模126与组合芯模122的外侧接合以形成连通进水流道和收容腔210的收容腔入口。
35.组合芯模122在成型收容腔210时，需要兼顾收容腔210的上环室26和下环室27的肚大口小（上环室和下环室的径向尺寸大于开口211径和台阶部28的径向尺寸）的内腔特征，设计易于脱模的组合芯模122结构，将组合芯模122设计为围绕中芯模121的分瓣式结构，并允许中心模121相对组合芯模122独立自开口211抽出而让位组合芯模孔1220的内部空间，进而允许组合芯模122分瓣式地按照设定顺序取出。具体的，本实施方式中组合芯模122包括沿组合芯模孔1220周向分体设置的第一分模1221、第二分模1222、第三分模1223和第四分模1224，四者沿组合芯模孔1220的轴向方向上设置平行轴向方向的贴合面，所述贴合面允许相邻设置的分模沿贴合面彼此贴合，并且沿垂直于轴向方向的径向方向上可以彼
此滑动分离。在其他实施方式中，组合芯模122的分瓣数目不限定为四个，也可以更多。第一分模1221的外侧面配合连接出水芯模125，成形出口流道231（出水管23），第三分模1223配合连接进水芯模126，成形进水流道221（进水管22)。中芯模121插入到组合芯模孔1220中，与外模11成形主体21(收容腔10)。
36.在浇铸完成进行取模时，先打开外模11，然后取出中芯模121、出水芯模125和进水芯模126，然后取出第二分模1222和第四分模1224。由于第二分模1222和第四分模1224没有与出水芯模125或进水芯模126配合连接，因此结构轮廓简单，在水表蜡模中容易活动，而且在中芯模121取出后，组合芯模孔1220为第二分模1222和第四分模1224在水表蜡模中活动提供了空间，因此先将第二分模1222和第四分模1224从水表蜡模中取出。在取出第二分模1222和第四分模1224后，水表蜡模中的空间更大，第一分模1221和第三分模1223虽然有与出水芯模125和进水芯模126配合的结构轮廓，但仍然有空间活动，便于第一分模1221和第三分模1223从水表蜡模取出。
37.在本实施例中，内模12的材质是金属的，相比于其他材质，金属材质的硬度更高，不易变形，可以保证水表蜡模的精度。
38.中芯模121中心还设有一纵向贯穿中芯模121的中芯模孔1210。由于组合芯模孔1220是环形结构，在组合芯模122的环形结构完成密封后，在实际射蜡的过程中，温度较高的蜡会形成膨胀，挤压了原本的空气，在中芯模121底部位置形成真空，在这种情况下如果强行抽出中芯模121会造成蜡模模具收容腔的底部形成凸起，若未发现，会在浇铸的过程出现质量问题或单重增大，从而造成损失。在本发明中，在中芯模121的中心位置设计了纵向贯通中芯模121的中芯模孔1210，通过气枪打入空气解决真空问题，效率更高，且底部气压增加会将中芯模121直接顶起一定距离，在中芯模121抽出的时候更方便，快速。
39.如图1所示，第一分模1221、第二分模1222、第三分模1223和第四分模1224分别与中芯模121之间设置有沿组合芯模孔1220的轴向方向设置的用于相对滑动的滑动机构120。在取出中芯模121 时，中芯模121依靠滑动机构120相对其他分模沿组合芯模孔1220的轴向方向滑动。优选的，滑动机构120是设置在中心模121上的滑轨以及设置在各分模上的滑槽。
40.如图2、3所示，内模12包括形成成形收容腔210与出水管23之间的连通流道的连接模1221’，所述连通流道连通收容腔210的一端截面相对靠近出水管23的一端截面大，因此为了便于连接模1221’的抽出，连接模1221’需设计为自收容腔出口抽出。为了便于整体抽出芯模的效率设计，因此连接模1221’与组合芯模122的第一分模1221一体设置，具体的在本实施例中，第一分模1221被分体设置为第一子模一1221a、第一子模二1221b和第一子模三1221c，其中第一子模一1221a与第二分模1222连接，第一子模二1221b与第四分模1222连接，第一子模三1221c与第一子模一1221a、第一子模二1221b连接。第一子模一1221a、第一子模二1221b和第一子模三1221c可以相对滑动，因此在取模时可以先取出第一子模三1221c，然后利用第一子模三1221c腾出的空间移动并取出第一子模一1221a、第一子模二1221b。
41.同理，第三分模1223设置与进水芯模126配合连接的接触部12231，接触部12231的靠近进水芯模126的截面尺寸大于靠近组合芯模122的截面面积，因此设计第三分模1223自收容腔入口抽出，为了便于抽出第三分模1223，第三分模1223包括分体设置的与第二分模1222连接的第三子模一1223a和与第四分模1222连接的第三子模二1223b。第三子模一
1223a和第三子模二1223b可以相对滑动。
42.由于第一分模1221具有与组合芯模孔1220中心轴呈角度方向延伸的连接模1221’，在拔模时第一分模1221可以沿着组合芯模孔1220中心轴的方向取模。但由于下环室27通常具有径向的鼓起，相应的，第一分模1221的下部也会有径向的鼓起。这使得第一分模1221的下部无法沿着止回流道25的中心轴的方向运动。因此第一分模1221的下部具有分体设置的分体模1221d。具体的，分体模1221d 可以是第一子模一1221a的分体模，第一子模二1221b的分体模或者是第一子模三1221c的分体模。分体模1221d与第一子模一1221a、第一子模二1221b、第一子模三1221c分次取出。
43.进水芯模126与组合芯模122配合以成形进水流道，进水芯模126朝组合芯模122的方向的尺寸逐渐变大，这使得成型的进水流道沿进水方向的尺寸逐渐增大，这样既有利于水能够平缓流入下环室，也有利于组合芯模122自收容腔入口271取出。进水芯模126与组合芯模122有高度差，这使得成型的进水路道内的水能够更顺畅的从进水流到进入下环室27。
44.如图11所示，为了方便取模，进水芯模126包括分体设置的中心部1261和周向包围中心部1261的多个四周部1262。四周部1262朝向组合芯模122的方向的尺寸逐渐变大，以适应形成进水流道由小变大的内腔，取模时，自进水管22的进水口220处可以先取出中心部1261，然后逐个取出各四周部1262。这样便于四周部1262内部较大的部分自进水口220取出。
45.如图9、10所示，水表20中的出水管23上设置止回壁232，止回壁232内形成与出水流道23连接的止回腔250，止回腔250与出水通道23呈角度，止回壁232围成止回腔250并开设止回孔252及与止回孔252相对的止回开口251，止回壁232包括设置于出水管内的倾斜壁2321及垂直连接倾斜壁2321的连接壁2322，止回孔252开设于倾斜壁并连接一止回流道24和出水流道23，止回腔250中设置有止回阀，用于防止水反向流动，止回开口251用于放入止回阀。
46.对应的，内模12包括与连接模1221’呈角度设置的止回芯模124，止回芯模124与连接模1221
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组装配合并相互定位以形成止回腔250和止回孔252和止回流道25。止回芯模124是也是金属材质的。在本实施例中，止回芯模124与连接模1221’垂直设置，并以轴孔方式配合。
47.出水芯模125与止回芯模124组装配合以形成出水流道和出水口并且出水芯模125与止回模芯124的一侧表面贴合以使出水流道与止回腔联通通。出水芯模125包括分体设置的上段1251和下端1252，上段1251包括直段部12511和形成直段部靠近组合芯模122一端的延伸部12512，延伸部12512，和直段部12511的垂直出水芯模125方向的宽度大于下端1252的宽度，自出水口230取出出水芯模125时，先取出下端1252以让位上段1251下部空间，进而便于上段1251的延伸部12512的取出。在本实施方式中，上段1251的延伸部12512配合连接止回芯模124的一侧面，进而形成连通止回腔250的出水流道231。
48.如9、10图所示，由于水表芯体的特色设计，水从进水管22进入收容腔210后，从水表芯体的下部进入芯体，并从芯体的上部流出芯体并进入止回流道。因此为了连接收容腔210与止回流道25，连接模1221’需要向下倾斜设置，并且连接模1221’连接第一分模1221的一端截面面积需要大于连接膜1221’的相对的另一端的截面积，以便于连接膜自收容腔出口261脱出，并且连接模1221’需要向下倾斜设置可保持出水流道231与进水流道221的高度
差范围。由于连接模1221’需要向下倾斜，使得在连接模1221’和第一分模1221之间的铸模空间13的厚度明显大于其他铸模空间13的厚度。这会使得模型在该区域的壁厚大于其他区域的壁厚，会导致该区域存在内应力、应力集中等问题。为了避免此问题，在连接模1221’和第一分模1221之间设置功能模1241，减小该区域铸模空间13的厚度，进而避免后续不锈钢金属浇铸时形成热节，影响不锈钢铸造水表的整体性能。具体的功能模127的底部形状适应铸造空间13的厚度区域，在本实施方式中功能膜127的底部设置为截面为三角形的楔形结构。为了便于功能模127于铸造模具内脱模，需要使功能膜127形成的凹槽区域29与止回流道24贯通，因此需要定位功能模127的位置并且使功能模127与连接模1221’配合连接，而止回芯模124与连接模1221’配合连接以形成止回孔252，进而将功能模127与止回芯模124固定连接并相对连接模1221’一体式配合定位，进而便于功能模127和连接模1221’相对便于定位的止回芯模124实现精准定位。具体的功能模127与止回芯模124可拆卸的轴孔配接，在拔模时，先取出止回芯模124，然后取出功能模127。
49.如图12所示，功能模127包括分体设置的凹槽模1271和凸起模1272，其中凹槽模1271具有凹槽，凸起模1272设置在凹槽模1271的凹槽中，凸起模1272具有凸起，凸起配合连接模1221’的外端成型只回流道的底部。在取模时，先沿止回腔250的轴向抽取出止回芯模124，自止回孔251然后取出凹槽模1271以让位凸起模1272的一侧空间，最后取出凸起模1272连带其上的凸起。
50.在拔模时，打开外模11，从模型中先抽出中芯模121，止回芯模124、出水芯模125和进水芯模126，然后利用组合芯模孔1220的空间平移并抽出第二分模1222和第四分模1224，之后在利用以及腾出的空间分别取出第一子模一1221a、第一子模二1221b、第一子模三1221c、第三子模一1223a、第三子模二1223b，最后再取出功能模127的凹槽模1271，最后取出凸起模1272。
51.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。