CN102029325B - 一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具 - Google Patents
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Abstract
本发明专利提供一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，属于机械工程中的成形与模具技术领域，其特征在于：上层压边圈设计为镶块拼装的刚性体，带有四条直边和四条角边，每个镶块拼装在中支板内，中支板起到对上层压边圈的保护和导向作用，根据板料不同位置实际所需要的压边力大小，方便、灵活地在两层压边圈之间的相应位置上嵌入若干根小顶柱，上层压边圈上每个镶块部分的压边力通过小顶柱控制与调节，不仅能提供的足够大的压边力，而且能保证模具拉延的质量，最终实现压边圈不同位置产生不同大小的压边力，以满足复杂拉延件的成形工艺需要。
Description
技术领域
本发明提供一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，属于机械工程中的成形与模具技术领域。
背景技术
拉延成形是一种重要的板料冲压成形方法，随着现代产品零件形状越来越复杂，精度越来越高，对拉延成形工艺的技术要求也越来越高，对于复杂零件拉延成形，传统的压边圈往往在板料上施加相同的压边力，然而在大型复杂拉延件(如汽车覆盖件)成形过程中各个位置金属材料的流动是不一致的，如果在板料周围都施加相同的压边力，容易导致有些部位起皱，有些部位破裂。为了满足复杂零件拉延需要，就要使模具的压边力可以根据实际需要进行调节，控制拉延变形时压边圈施加在板料上的压边力大小。
上海交通大学娄臻亮等发明的专利“变压边力控制拉深成形的组合压边圈”（专利号：200410015678.3）包括：下顶杆、下层压边圈、小顶柱、上层压边圈，为双层组合压边圈。上层压边圈的上表面平整光滑，是整体弹性体，在两层压边圈之间嵌入相应数量的长度不等的小顶柱，因为该装置属于全机械结构，所以模具运动次序、速度和压力调整的灵活性不够。
发明内容
本发明的目的在于针对背景技术中的一些不足，结合他们的优点，提供能够在单动式普通压力机上使用的一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，本发明的模具可以提供根据实际需要在拉延件表面上所施加不同的压边力，提高复杂拉延件表面拉延成形质量，从而既可以消除压边区域金属板料的流动不均现象，也能灵活方便地改变压边力的分布和大小。
本发明的技术方案是：本发明为一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，包括液压系统和模具部分，所述的液压系统包括可调单向节流阀、三位四通换向阀、溢流阀和活塞杆；模具部分包括固定在上模座上的凹模、位于安装在下模座上的大液压缸内凸模、下层压边圈和安装在凸模四周的上层压边圈，下层压边圈的运动由液压系统的活塞杆控制，而下层压边圈和凸模的运动次序、速度和压力分别由三位四通换向阀、可调单向节流阀和溢流阀控制，其特征在于：安装在下模座上的凸模同时作为活塞由液压系统控制其运动，上层压边圈由八块镶块拼装刚性体组成，带有四条直边和四条角边，每个镶块拼装在中支板内，中支板起到对上层压边圈的保护和导向作用，下层压边圈的上表面与上层压边圈的下表面上之间嵌入数个长度相等的刚性小顶柱，每个镶块下小顶柱的根数不同使得上压边圈的每个镶块上产生不同的压力，从而实现压边圈对板料不同位置产生不同大小的压边力，消除压边区域金属板料流动不均的影响，提高复杂拉延件成形质量。
所述的一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，其特征在于：上层压边圈的下表面及下层压边圈的上表面分布深度为1～5mm的沉孔，小顶柱与两层压边圈中的沉孔采用过渡配合。
所述的一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，其特征在于：根据具体拉延件的表面形状，上层压边圈上表面为平面或曲面。
所述的一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，其特征在于：下层压边圈的运动由液压系统的活塞杆控制指下层压边圈与活塞杆采用螺纹连接，液压系统中的液压泵产生的压力通过液压油推动活塞杆运动，从而带动下层压边圈运动。
所述的一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，其特征在于：下层压边圈和凸模的运动次序、速度和压力分别由三位四通换向阀、可调单向节流阀和溢流阀控制指：通过三位四通换向阀的换向改变活塞杆和凸模的上下运动方向，从而改变下层压边圈和凸模的运动次序；通过调节可调单向节流阀改变液压油运动的快慢来实现下层压边圈和凸模的运动速度；通过调节溢流阀的初始压力来实现下层压边圈和凸模产生的压力。
所述的一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，其特征在于：所述模具部分还包括打料杆、定距垫块和推件块，推件块位于凹模中，打料杆由上模座上的模柄伸入与推件块相连并带动推件块上下移动，通过调整位于上模座和推件块之间的定距垫块的高度控制凸模拉延的深度。
所述的一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，其特征在于：上模座与下模座之间设有导柱，下层压边圈与导柱之间用套筒相联且能在导柱上下移动，中支板套在导柱上，对镶块结构的上层压边圈起到保护和导向的作用。
所述的一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，其特征在于：所述上层压边圈由四块直边镶块和四块角边镶块组成。
本发明的优点在于：1）采用机械液压联动控制，压边圈和凸模的运动次序、速度和压力分别由三位四通换向阀、可调单向节流阀和溢流阀控制，操作灵活、方便，可实现自动化生产；2）可根据具体拉延件的形状特点，压边圈设计成拼装式的镶块，上层压边圈的上表面根据拉延件外形既可以设计成平面也可以设计成曲面，不仅压边圈便于加工、装配和维修，而且模具拉延成形的范围比较广；3）下层压边圈为刚性体，每个小顶柱的长度相等且为刚性，可根据板料不同位置实际所需要的压边力大小，在上层压边圈各个镶块部分与下层压边圈之间通过安装不同数量的小顶柱，实现对板料不同位置施加不同的压边力，上层压边圈上每个镶块部分的压边力易于控制与调节，不仅能提供足够大的压边力，而且能保证模具拉延的质量。
附图说明
图1是机械液压联动控制的变压边力拉延模具初始状态结构图；
图2是机械液压联动控制的变压边力拉延模具闭合状态结构图；
图3是液压系统控制简图；
图4是机械液压联动控制的变压边力拉延模具下模部分俯视图；
附图中：1-导套 2-导柱 3-中支板 4-行程继电器A 5-活塞杆 6-大液压缸 7-行程继电器B 8-定距垫块 9-打料杆 10-模柄 11-推件块 12-凹模 13-上模座 14-镶块结构的上层压边圈15-凸模 16-小顶柱 17-套筒 18-下层压边圈 19-小液压缸 20-下模座 21-油管 22-三位四通换向阀A 23-三位四通换向阀B 24-油箱 25-液压泵 26-单向阀 27-可调单向节流阀 28-溢流阀 29-过滤器 30-角边镶块 31-直边镶块 32-拉延件。
具体实施方式
下面通过实施例并对照附图，进一步说明本发明的具体结构及其实施方案。
由图1～图3所示，本发明包括液压系统和模具部分，所述的液压系统包括可调单向节流阀27、三位四通换向阀A22、三位四通换向阀B23、溢流阀28和活塞杆5；模具部分包括固定在上模座13上的凹模12、安装在下模座20上的凸模15、下层压边圈18、镶块结构的上层压边圈14，安装在凸模15四周的镶块结构的上层压边圈14空套在中支板3里，下层压边圈18与导柱2之间用套筒17相联且能在导柱2上灵活运动，中支板3套在导柱2上，可以对镶块结构的上层压边圈14起到保护和导向的作用；下层压边圈18下表面与活塞杆5通过螺纹连接，下层压边圈18的上表面与上层压边圈14的下表面之间嵌入数个长度相等的刚性小顶柱16；上层压边圈14的下表面和下层压边圈18的上表面分布深度为1～5mm的沉孔，小顶柱16与两层压边圈中的沉孔采用过渡配合。根据小液压缸19的总压力和板料32表面上不同位置实际所需要的不同压边力，可以计算出每个镶块上所需要小顶柱16的根数，假设上层压边圈14上直边镶块31的所需总压力为F1 ，角边镶块30所需总压力为F2 ，小液压缸19的总压力为F，F1 + F2=F，两压边圈之间所安装的小顶柱的总根数为n,那么直边镶块31的所需小顶柱总根数n1= 
，角边镶块30的所需小顶柱总根数n2=，如果n1不等于n2，则F1不等于F2，从而实现压边圈上直边镶块和角边镶块产生不等压边力，消除压边区域金属板料流动不均匀的影响，提高复杂拉延件成形质量。
在压力机开始对板料拉延时，板料放在镶块结构的上层压边圈14上定位，启动开始按纽，使YA1得电，YA2、YA3、YA4失电，液压泵25工作，三位四通换向阀A22左位接通，液压油推动两活塞杆5上行到预定位置保压，活塞杆5把油液压力传到下层压边圈18，再通过小顶柱16把力传到上层压边圈14，这时上模座13下行，上层压边圈14压住板料，下层压边圈18和凸模15的运动次序、速度和压力分别由三位四通换向阀A22、三位四通换向阀B23、可调单向节流阀27和溢流阀28控制, 即通过三位四通换向阀A22、三位四通换向阀B23的换向改变活塞杆5和凸模15的上下运动方向，从而改变它们的运动次序；通过调节可调单向节流阀改变液压油运动的快慢来实现下层压边圈18和凸模15的运动速度；通过调节溢流阀28的初始压力来实现下层压边圈18和凸模15产生的压力。
中支板3套在导柱2上，还对镶块结构的上层压边圈14起到保护和导向作用，当中支板3与行程继电器A4接触时，YA3又得电，三位四通换向阀B23左位接通,液压油推动凸模15上行对板料进行拉延，还可以能通过调整定距垫块8的高度控制凸模15拉延的深度，当板料与行程继电器B7接触时，YA2、YA4得电，YA1、YA3失电，三位四通换向阀A22、三位四通换向阀B23右位同时接通，液压油推动活塞杆5和凸模15下行恢复初始状态，这时，上模座13上行回程，打料杆9带动推件块11推出拉延件32，拉延结束。
由图4所示，镶块结构的上层压边圈14为镶块拼装的刚性体，带有四条直边31和四条角边30，每个镶块拼装在中支板3内，中支板3可以起到对上层压边圈14的保护和导向作用，根据具体拉延件的表面形状，上层压边圈14上表面既可以设计成平面也可以设计成曲面。
Claims (7)
1.一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，包括液压系统和模具部分，所述的液压系统包括可调单向节流阀（27）、三位四通换向阀、溢流阀（28）和活塞杆（5）；模具部分包括固定在上模座（13）上的凹模（12）、位于安装在下模座（20）上的大液压缸（6）内的凸模（15）、下层压边圈（18）和安装在凸模（15）四周的上层压边圈（14），下层压边圈（18）的运动由液压系统的活塞杆（5）控制，而下层压边圈（18）和凸模（15）的运动次序、速度和压力分别由三位四通换向阀、可调单向节流阀（27）和溢流阀（28）控制，其特征在于：凸模（15）同时作为活塞由液压系统控制其运动，上层压边圈（14）由八块镶块拼装组成的刚性体，带有四条直边和四条角边，每个镶块拼装在中支板（3）内，中支板（3）起到对上层压边圈（14）的保护和导向作用，下层压边圈（18）的上表面与上层压边圈（14）的下表面之间嵌入数个长度相等的刚性小顶柱（16），每个镶块下小顶柱（16）的根数不同使得上压边圈（14）的每个镶块上产生不同的压力，从而实现上压边圈（14）对板料不同位置产生不同大小的压边力，消除压边区域金属板料流动不均的影响，提高复杂拉延件成形质量。
2.如权利要求1所述的一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，其特征在于：上层压边圈（14）的下表面及下层压边圈（18）的上表面分布深度为1～5mm的沉孔，小顶柱（16）与两层压边圈中的沉孔采用过渡配合。
3.如权利要求1所述的一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，其特征在于：根据具体拉延件的表面形状，上层压边圈（14）上表面为平面或曲面。
4.如权利要求1所述的一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，其特征在于：下层压边圈（18）的运动由液压系统的活塞杆（5）控制指下层压边圈（18）与活塞杆（5）采用螺纹连接，液压系统中的液压泵（25）产生的压力通过液压油推动活塞杆（5）运动，从而带动下层压边圈（18）运动。
5.如权利要求1所述的一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，其特征在于：下层压边圈（18）和凸模（15）的运动次序、速度和压力分别由三位四通换向阀、可调单向节流阀（27）和溢流阀（28）控制指：通过三位四通换向阀的换向改变活塞杆（5）和凸模（15）的上下运动方向，从而改变下层压边圈（18）和凸模（15）的运动次序；通过调节可调单向节流阀（27）改变液压油运动的快慢来改变下层压边圈（18）和凸模（15）的运动速度；通过调节溢流阀（28）的初始压力来改变下层压边圈（18）和凸模（15）产生的压力。
6.如权利要求1所述的一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，其特征在于：所述模具部分还包括打料杆（9）、定距垫块（8）和推件块（11），推件块（11）位于凹模（12）中，打料杆（9）由上模座（13）上的模柄（10）伸入与推件块（11）相连并带动推件块（11）上下移动，通过调整位于上模座（13）和推件块（11）之间的定距垫块（8）的高度控制凸模（15）拉延的深度。
7.如权利要求1所述的一种机械液压联动控制的变压边力拉延模具，其特征在于：上模座（13）与下模座（20）之间设有导柱（2），下层压边圈（18）与导柱（2）之间用套筒（17）相联且能在导柱（2）上上下移动，中支板（3）套在导柱上（2），对镶块结构的上层压边圈（14）起到保护和导向的作用。
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