一种圆弧抽芯机构及圆弧抽芯模具

本发明涉及一种圆弧抽芯机构及应用该机构的圆弧抽芯模具。

背景技术：

圆弧抽芯的模具有多种类型，常见有通过齿轮齿条、油缸、连杆机构等实现圆弧抽芯，基本原理均是运用外部动作执行机构实现圆弧运动从而带动侧抽芯滑块走圆弧路线。以上抽芯机构都是采用额外的动力实现，未用到开模动力。不仅能源利用效率低，而且机构臃肿复杂，故障率高，模具生产周期长，成本高。

斜导柱抽芯机构是利用模具的开模动力带动斜导柱朝开模方向运动，通过将斜导柱一端与动模固定连接，斜导柱运动过程中可利用斜面带动抽芯机构的滑块做横向抽芯，但目前这种斜导柱只能驱动滑块做直线运动。

后来有人提出一种螺旋形的弯曲斜导柱结构来控制滑块走圆弧运动，但是这种斜导柱加工困难，滑块内与之配合的螺旋形孔几乎无法加工，目前只有通过制作一个斜导柱形状的电极进行火花放电才能加工出螺旋形孔。目前，螺旋形斜导柱必须用五轴机床才能加工，还需加工一个同样形状的电极，成本十分高昂，故螺旋形斜导柱抽芯机构的实用性低。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种圆弧抽芯机构，其应用于模具上，可利用开模动力完成圆弧抽芯，节省动力且可使模具的结构更加简单。

为实现上述目的，本发明采用以下方案：

一种圆弧抽芯机构，包括滑块和导向结构，所述滑块连接一圆弧状模芯并且所述滑块能够贴合所述导向结构的圆弧面滑动进行圆弧抽芯，其特征是：还包括可纵向移动的控制块和斜导柱，所述控制块沿横向开设有轨迹槽，所述斜导柱下部纵向倾斜插入所述滑块的斜孔内并与所述斜孔间隙配合，所述斜导柱的上部安装在所述控制块的所述轨迹槽内，所述轨迹槽内部的形状与所述滑块沿所述导向结构作圆弧抽芯过程中所述斜导柱上部结构外廓运动轨迹所形成的包络面相匹配。

本发明圆弧抽芯机构的工作原理：斜导柱跟随控制块纵向运动时，滑块受斜导柱的水平分力影响沿导向结构作圆弧运动，滑块走圆弧运动的过程中，产生的作用力反作用至斜导柱带动斜导柱在轨迹槽内作水平运动。轨迹槽的形状需根据斜导柱上部结构的运动轨迹加工而成，方可实现滑块执行抽芯动作的过程中，斜导柱不受阻碍的在轨迹槽内运动。

轨迹槽的形状通过以下方式获得：以微分的方式获取斜导柱在抽芯过程中每个位置的几何状态，进而获得斜导柱外廓运动轨迹的包络面，根据该包络面得到轨迹槽的形状。

本发明还具有以下优选设计：

本发明所述斜导柱的上端设置一个限位端头，所述限位端头与下部的斜导柱连接处为球形面，球形面的所述连接处安装在所述轨迹槽内。

所述包络面包括所述连接处以及其下部一段斜导柱的移动轨迹。

根据斜导柱的运动规律获知，斜导柱运动过程中角度存在微小的变化，本发明中球形面的连接处可以形象的理解为斜导柱的脖子，对应球形面的移动轨迹加工而成的轨迹槽可以使斜导柱运动过程中角度变化更加自由，保证动作流畅。

本发明所述控制块设置一条横向分布的圆弧状控制槽，所述控制槽与所述轨迹槽相贯通，且所述斜导柱的限位端头安装于所述控制槽内并能够沿所述控制槽滑动。

考虑到仅依靠轨迹槽无法精确的控制斜导柱的运动趋势，斜导柱可能不受控制地在轨迹槽内运动使滑块动作阻滞，故本发明设置所述控制槽可引导斜导柱按预设的路径运动。

进一步地，抽芯动作完成后，为避免斜导柱发生角度变化等无法预测的位置移动，无法再按逆向路径从轨迹槽末端移动到轨迹槽始端完成复位。本发明所述控制槽在对应所述轨迹槽末端的位置，于侧面开设一个定位孔，所述斜导柱的限位端头上设置有一个与所述定位孔相匹配的波仔螺丝，所述限位端头移动至所述轨迹槽末端时，使所述波仔螺丝卡入所述定位孔内，可防止斜导柱角度任意移动，复位时需通过外力使波仔螺丝从所述定位孔内弹出斜导柱才能移动。

本发明所述滑块的下端两侧均设置有圆弧状的侧凸台，所述导向结构由分别与所述侧凸台形状匹配的两条导轨构成，两条导轨分别贴合设置在所述侧凸台的上方。

本发明的目的之二在于提供一种圆弧抽芯模具，所述模具采用本发明前文所述的圆弧抽芯机构。

所述模具包括动模仁和定模仁，所述动模仁与定模仁扣合在一起形成圆弧管的模腔，所述模腔内设置与所述圆弧抽芯机构之滑块固定连接的圆弧状模芯。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明的圆弧抽芯机构可应用于圆弧抽芯模具上，利用开模动力，通过斜导柱驱使滑块做圆弧运动完成圆弧抽芯，与现有模具的圆弧抽芯机构相比，无需为模具配置额外的动力机构，使模具结构更加简单，降低了模具成本，也降低了模具故障率。

2.本发明的斜导柱由限位端头以及其下部的倾斜圆柱构成，下部倾斜圆柱与限位端头的连接处加工成圆球形，抽芯过程中可保障滑块、斜导柱的动作流畅。

3.本发明的斜导柱通过三轴机床即可加工，制造成本低。

4.本发明通过轨迹槽、控制槽协作控制斜导柱的运动，可保障斜导柱按预设路径进行移动。

5.本发明的控制槽上加工有定位孔，使定位孔与斜导柱限位端头上的波仔螺丝配合，可以保障模具合模过程中斜导柱顺利复位。

附图说明

图1是本发明一种圆弧抽芯机构的立体图，该图还包括模具的动模仁和定模仁；

图2是本发明一种圆弧抽芯机构的立体图；

图3是图2中控制块的立体图；

图4是图2中具有圆弧状模芯的滑块立体图；

图5是本发明实施例中一种斜导柱的立体图；

图6是图5中斜导柱另一角度的立体图；

图7是模拟斜导柱运动轨迹的包络面外形图，该图不含斜导柱之限位端头的运动轨迹包络面；

图8是实施例中模具的外形图；

图9是图8中模具沿阶梯形断面剖切后的剖视图一；

图10是图9中a部放大图；

图11是图8中模具沿阶梯形断面剖切后另一向视方向的剖视图二；

图12是图11中b部放大图。

附图标记说明：1-滑块，11-圆弧状模芯，12-斜孔，13-侧凸台，2-导向结构，3-斜导柱，31-限位端头，32-连接处，33-波仔螺丝，4-控制块，41-轨迹槽，42-控制槽，43-定位孔，5-动模仁；6-定模仁；7-模具。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，详细说明本发明的技术方案，以便本领域普通技术人员更好地理解和实施本发明的技术方案。

本发明提供了如图1至图6所示的一种圆弧抽芯机构，包括滑块1和导向结构2，滑块1连接一圆弧状模芯11并且滑块1能够贴合导向结构2的圆弧面滑动进行圆弧抽芯，还包括可纵向移动的控制块4和斜导柱3，控制块4沿横向开设有轨迹槽41，斜导柱3下部纵向倾斜插入滑块1的斜孔12内并与斜孔12间隙配合，斜导柱3的上部安装在控制块4的轨迹槽41内，轨迹槽41内部的形状与滑块1沿导向结构2作圆弧抽芯过程中斜导柱3上部结构外廓运动轨迹所形成的包络面相匹配。

作为优选实施例：

滑块1的下端两侧均设置有圆弧状的侧凸台13，导向结构2由分别与侧凸台13形状匹配的两条导轨构成，两条导轨分别贴合设置在侧凸台13的上方，可从上方压住滑块1，避免滑块1发生纵向移动。

斜导柱3的上端设置一个限位端头31，限位端头31与下部的斜导柱连接处32为球形面，球形面的连接处32安装在轨迹槽41内。相应地，所述包络面包括连接处32以及其下部一段斜导柱的移动轨迹。

轨迹槽41的形状通过以下方式获得：以微分的方式获取抽芯过程中斜导柱3在每个位置的几何状态，进而获得斜导柱3外廓运动轨迹的包络面，斜导柱3除去限位端头31后其运动轨迹的包络面如图7所示，根据该包络面上部的一段结构形状可以获得轨迹槽41的内部形状。

根据斜导柱3的运动规律获知，斜导柱3运动过程中角度存在微小的变化，本发明中球形面的连接处32可以形象的理解为斜导柱3的脖子，对应球形面的移动轨迹加工而成的轨迹槽可以使斜导柱3运动过程中的角度变化更加自由，保证动作流畅。

控制块4可与模具的动模固定连接，控制块4设置一条横向分布的圆弧状控制槽42，控制槽42与轨迹槽41相贯通，且斜导柱3的限位端头31安装于控制槽41内，模具开模过程中，控制块4随动模一起移动，此状态下限位端头31能够沿控制槽41滑动。控制槽41的作用在于引导斜导柱3按预设的路径运动。

下面结合图8至图12所示的一种模具对本发明作进一步说明，

模具7包括动模仁5和定模仁6，动模仁5与定模仁6扣合在一起形成圆弧管的模腔，所述模腔内设置与本发明圆弧抽芯机构之滑块1固定连接的圆弧状模芯11。

模具开模时的工作过程：动模仁5连同控制块4一起垂直向上移动，斜导柱3同步跟随控制块4纵向运动，滑块1受斜导柱3的水平分力影响沿导向结构2作圆弧运动，滑块1走圆弧运动的过程中，产生的作用力反作用至斜导柱3带动斜导柱3在轨迹槽41内作水平运动，至斜导柱3移动至轨迹槽41的末端时抽芯完成。

抽芯动作完成后，为避免斜导柱3发生角度变化等无法预测的位置移动，无法再按逆向路径从轨迹槽41末端移动回轨迹槽41始端完成复位。控制槽42在对应轨迹槽41末端的位置，于侧面开设一个定位孔43，斜导柱3的限位端头31上设置有一个与定位孔43相匹配的波仔螺丝33，限位端头31移动至轨迹槽41末端时，波仔螺丝33可卡入定位孔43内，防止斜导柱3角度任意移动，复位时需通过外力使波仔螺丝33从定位孔43内弹出，斜导柱3才能移动，保障模具合模过程中斜导柱3顺利复位。

其中，“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”是便于使本领域人员结合说明书附图理解本发明的技术内容而引用的方位名词，本领域人员在本发明的基础之上，对本发明的结构布置方式进行等同的置换，也应落入本发明的保护范围。

上述实施例仅是本发明较优实施例，但并不能作为对发明的限制，任何基于本发明构思基础上作出的变型和改进，均应落入到本发明保护范围之内，具体保护范围以权利要求书记载为准。