CN102198584A - 蝶形封头模具及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种蝶形封头模具及其制作方法,该蝶形封头模具包括上模、下模和卸料装置,所述上模包括上模座和上模成形板,所述下模包括下模座和下模成形板,所述上模座由上模顶板和焊接连接在上模顶板下表面上的上模筋板组成,所述上模成形板由一条一条的弧形钢条沿弧形钢条宽度方向焊接连接而成,并且上模成形板焊接连接在上模筋板的下表面上;所述下模座由下模底板和焊接连接在下模底板上表面上的下模筋板组成,所述下模成形板由一条一条的弧形钢条沿弧形钢条宽度方向焊接连接而成,并且下模成形板焊接连接在下模筋板的上表面上。本模具结构简单、制造费用低、整体重量低、加工量小、制作周期短,不具备三维加工能力的单位也能制造。

Description

蝶形封头模具及其制作方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种封头模具及其制作方法。 背景技术
[0002] 随着经济的发展和车辆保有量的不断增加,现代社会对油品的运输需求不断加大,所以运油车、加油车的用户数量增加很快。现有运油车、加油车在运输时采用的主要装载容器是罐类容器,现有的罐类容器包括有球形封头罐、椭圆形封头罐、蝶形封头罐等多种形状,这其中,蝶形封头罐由于具有良好的受力结构,所以得到了越来越多的应用。
[0003] 蝶形封头形状复杂,传统的制作方法是用水压胎具制造(水压胎具主要用于保证蝶形封头外缘及蝶形封头高度两个尺寸)。但是采用水压胎具制造蝶形封头时,会出现以下几点缺点:1、由于蝶形封头的形状是自由成形,曲线不光滑,所以无法保证蝶形封头各处的理论强度均勻;2、水压胎具中的水易泄漏,所以制作环境很差;3、在天气寒冷的时候,水压胎具无法使用;4、劳动强度大;5、采用水压胎具制造出蝶形封头后,还需要进行后续修整工序。
[0004] 为了克服上述缺点,现还有一种方法,即采用金属制成的蝶形封头模具压制蝶形封头。蝶形封头模具由金属铸造而成,其制作步骤如下:1、经铸造形成上模、下模,使上模座与上模成形板为一体、下模座与下模成形板为一体。2、加工上模座和下模座的平面,保证平行度。3、仿形铣削加工上模成形板和下模成形板至设计尺寸。4、上下模组装合模,调试间隙,至符合要求。上述制作蝶形封头模具的方法具有加工量大、制造费用大和制作周期长的缺点,只适合大批量的生产,而且制作出来的蝶形封头模具的模腔结构非常复杂,整体重量很大。对于某些只需要少量蝶形封头模具并要求尽快提供的小客户而言,上述方法无法满足其要求,也就是说,现有的蝶形封头模具及其制作方法已经不能适应当前对产品快速、节省的需求,所以急需改进。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种蝶形封头模具及其制作方法,要解决传统蝶形封头模具结构复杂、整体重量大、制造成本高、制作效率低下、制作周期长、制造难度大和制作步骤繁琐的技术问题。
[0006] 为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种蝶形封头模具,包括上模、下模和卸料装置,所述上模包括上模座和上模成形板,所述下模包括下模座和下模成形板,其特征在于:所述上模座由上模顶板和焊接连接在上模顶板下表面上的上模筋板组成,所述上模筋板包括纵向间隔分布的上模横筋和焊接连接在相邻两上模横筋之间的上模纵筋,其中上模横筋的下边缘为凸的弧形边,上模纵筋的下边缘为直边,所述上模成形板由一条一条的弧形钢条沿弧形钢条宽度方向焊接连接而成,并且上模成形板焊接连接在上模筋板的下表面上。
[0007] 所述下模座由下模底板和焊接连接在下模底板上表面上的下模筋板组成,所述下模筋板包括纵向间隔分布的下模横筋和焊接连接在相邻两下模横筋之间的下模纵筋,其中下模横筋的上边缘为凹的弧形边,下模纵筋的上边缘为直边,所述下模成形板由一条一条的弧形钢条沿弧形钢条宽度方向焊接连接而成,并且下模成形板焊接连接在下模筋板的上表面上。
[0008] 在上模顶板、上模成形板和最外侧的上模横筋之间焊接连接有上模加强肋板,上模加强肋板的下边缘为凸的弧形边,在下模底板、下模成形板和最外侧的下模横筋之间焊接连接有下模加强肋板,下模加强肋板的上边缘为凹的弧形边。
[0009] 相邻两上模横筋的端部之间焊接连接有上模连接板,相邻两下模横筋的端部之间焊接连接有下模连接板。
[0010] 一种蝶形封头模具的制作方法,其特征在于步骤如下:步骤一、用数控等离子切割机切割平整光洁的钢板,按尺寸直接切出上模顶板、上模横筋、上模纵筋、下模底板、下模横筋和下模纵筋,其中上模横筋的下边缘为凸的弧形边,下模横筋的上边缘为凹的弧形边,上模纵筋的下边缘和下模纵筋的上边缘均为直边;用数控等离子切割机切割钢板,切出两组钢条,保证所有钢条的宽度均相同,接着,用数控滚弯机将这两组钢条直接滚制成沿钢条长度方向弯曲的弧形钢条,保证每根弧形钢条沿其长度方向的弧度均相同。
[0011] 步骤二、将上模横筋和上模纵筋组焊到上模顶板上,形成上模座,再将其中一组弧形钢条组焊到上模筋板上,形成上模;将下模横筋和下模纵筋组焊到下模底板上,形成下模座,再将另一组弧形钢条组焊到下模筋板上,形成下模,组焊时,要控制好变形程度。
[0012] 步骤三、修磨上模和下模,组装合模,调试间隙,修整硬点部位,至符合要求。
[0013] 所述步骤一中,用数控等离子切割机切割钢板,按尺寸直接切出上模加强肋板和下模加强肋板,并且上模加强肋板的下边缘为凸的弧形边,下模加强肋板的上边缘为凹的弧形边,所述步骤二中,将上模横筋和上模纵筋组焊到上模顶板上之后,接着将上模加强肋板焊接连接在最外侧的上模横筋的外侧面与上模顶板的下表面之间,形成上模座;将下模横筋和下模纵筋组焊到下模底板上之后,接着将下模加强肋板焊接连接在最外侧的下模横筋的外侧面与下模底板的上表面之间,形成下模座。
[0014] 所述步骤一中,用数控等离子切割机切割钢板,按尺寸直接切出上模连接板和下模连接板,所述步骤二中,将上模连接板组焊到相邻两上模横筋的端部之间,将下模连接板组焊到相邻两下模横筋的端部之间。
[0015] 所述步骤二中,弧形钢条往上模筋板上焊接的顺序是,沿上模座的长轴方向、由中间向两端依次焊接,弧形钢条往下模筋板上焊接的顺序是,沿下模座的长轴方向、由中间向两端依次焊接。
[0016] 与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果:本发明涉及一种封头类模具及这种封头类模具的简易快速制作方法,具有简易、快速、节省、低成本和高效益的特点。所述的蝶形封头模具结构简单、制造费用低、整体重量低、加工量小、制作周期短,不具备三维加工能力的单位也能制造;所述蝶形封头模具的制作方法也很简单,大大降低了对设备人员要求,很容易就能实现,对各种三维形状封头模具制造都具有参照意义。
[0017] 本发明最大的特点是将需要三维加工的蝶形封头模具采用横截面用圆逼近的方法近似模拟,蝶形封头模具的各个零部件采用数控等离子切割机和数控滚弯机加工而成, 只需要进行切割、滚弯、焊接、组装、调试等常规工序即可制成。与传统的蝶形封头模具制作方法相比,传统的蝶形封头模具在作过程中要求对各部件精加工,而本发明所述方法省略了仿形铣削加工等精加工步骤,所以大大的简化了蝶形封头模具的制作流程,由此降低了蝶形封头模具的制造费用和整体重量,缩短了制作周期,减少了机械加工量。
附图说明
[0018] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0019] 图1是蝶形封头模具压制蝶形封头的示意图。
[0020] 图2是上模的立体示意图。
[0021] 图3是上模的仰视示意图。
[0022] 图4是上模座的主视示意图。
[0023] 图5是上模成形板的主视示意图。
[0024] 图6是下模的立体示意图。
[0025] 图7是下模的俯视示意图。
[0026] 图8是下模座的主视示意图。
[0027] 图9是下模成形板的主视示意图。
[0028] 图10是蝶形封头的立体示意图。
[0029] 图11是蝶形封头的主视示意图。
[0030] 图12是图11的俯视示意图。
[0031] 图13是图11的左视示意图。
[0032] 附图标记:1 一上模、2 —下模、3 —蝶形封头、4 一上模座、4. 1 一上模顶板、4. 2 一上模横筋、4. 3 一上模纵筋、4. 4 一上模加强肋板、4. 5 一上模连接板、5 —上模成形板、6 —下模座、6. 1 一下模底板、6. 2 一下模横筋、6. 3 一下模纵筋、6. 4 一下模加强肋板、6. 5 一下模连接板、7 —下模成形板、8 —截面轮廓曲线、9 一短轴方向截面曲线、10 —长轴方向截面曲线。
具体实施方式
[0033] 实施例参见图1-9所示,这种蝶形封头模具,包括上模1、下模2和卸料装置,所述上模1包括上模座4和上模成形板5,所述下模2包括下模座6和下模成形板7。
[0034] 参见图2-5,所述上模座4由上模顶板4. 1和焊接连接在上模顶板下表面上的上模筋板组成,所述上模筋板包括纵向间隔分布的上模横筋4. 2和焊接连接在相邻两上模横筋之间的上模纵筋4. 3,其中上模横筋4. 2的下边缘为凸的弧形边,上模纵筋4. 3的下边缘为直边,所述上模成形板5由一条一条的弧形钢条沿弧形钢条宽度方向焊接连接而成,并且上模成形板5焊接连接在上模筋板的下表面上。在上模顶板4. 1、上模成形板5和最外侧的上模横筋4. 2之间焊接连接有上模加强肋板4. 4,上模加强肋板4. 4的下边缘为凸的弧形边,相邻两上模横筋4. 2的端部之间焊接连接有上模连接板4. 5。
[0035] 上模座由一系列钢板焊接而成,其中上模横筋的下边缘都是半径不同的圆弧。此外,由于上模纵筋只是为了增加上模的强度和刚度,所以可以按矩形计算,上模加强肋板的下边缘是半径相同的弧形,由数控等离子切割机按计算尺寸切割下料。上模成形板中的各弧形钢条的宽度相同,由数控滚弯机滚制到理论计算的圆尺寸。组焊时,在上模顶板上按样板划线,将上模横筋、上模纵筋、上模加强肋板和上模连接板按线焊接在上模顶板上,组成上模座,在上模座上按上模成形板的宽度划线,将弧形钢条按顺序焊接在上模座上,形成上模成形板,上模成形板的外形按封头外形尺寸修整。
[0036] 参见图6-9,所述下模座6由下模底板6. 1和焊接连接在下模底板上表面上的下模筋板组成,所述下模筋板包括纵向间隔分布的下模横筋6. 2和焊接连接在相邻两下模横筋之间的下模纵筋6. 3,其中下模横筋6. 2的上边缘为凹的弧形边,下模纵筋6. 3的上边缘为直边,所述下模成形板7由一条一条的弧形钢条沿弧形钢条宽度方向焊接连接而成,并且下模成形板7焊接连接在下模筋板的上表面上。在下模底板6. 1、下模成形板7和最外侧的下模横筋6. 2之间焊接连接有下模加强肋板6. 4,下模加强肋板6. 4的上边缘为凹的弧形边。相邻两下模横筋6. 2的端部之间焊接连接有下模连接板6. 5。下模座也由一系列钢板焊接而成,其中下模横筋的上边缘都是半径不同的圆弧。此外,由于下模纵筋只是为了增加下模的强度和刚度,所以可以按矩形计算,下模加强肋板的上边缘是半径相同的弧形,由数控等离子切割机按计算尺寸切割下料。下模成形板中的各弧形钢条的宽度相同,由数控滚弯机滚制到理论计算的圆尺寸。组焊时,在下模顶板上按样板划线,将下模横筋、下模纵筋、下模加强肋板和下模连接板按线焊接在下模底板上,组成下模座,在下模座上按下模成形板的宽度划线分度,将弧形钢条按顺序焊接在下模座上,形成下模成形板,下模成形板的外形按封头外形尺寸修整。
[0037] 此外,封头模具上具有卸料装置,因为与本发明没有多大联系,属于现有公知技术,所以附图中省略,未画出。
[0038] 这种蝶形封头模具的制作方法,其步骤如下:步骤一、用数控等离子切割机切割平整光洁的钢板,按尺寸直接切出上模顶板4. 1、上模横筋4. 2、上模纵筋4. 3、上模加强肋板 4. 4、上模连接板4. 5、下模底板6. 1、下模横筋6. 2、下模纵筋6. 3、下模加强肋板6. 4和下模连接板6. 5,其中上模横筋4. 2的下边缘为凸的弧形边,下模横筋6. 2的上边缘为凹的弧形边,上模加强肋板4. 4的下边缘为凸的弧形边,下模加强肋板6. 4的上边缘为凹的弧形边, 上模纵筋4. 3的下边缘和下模纵筋6. 3的上边缘均为直边;用数控等离子切割机切割钢板, 切出两组钢条,保证所有钢条的宽度均相同,接着,用数控滚弯机将这两组钢条直接滚制成沿钢条长度方向弯曲的弧形钢条,保证每根弧形钢条沿其长度方向的弧度均相同。
[0039] 步骤二、将上模横筋4. 2和上模纵筋4. 3组焊到上模顶板4. 1上,接着将上模加强肋板4. 4焊接连接在最外侧的上模横筋4.2的外侧面与上模顶板4. 1的下表面之间,将上模连接板4. 5组焊到相邻两上模横筋4. 2的端部之间,形成上模座4,再将其中一组弧形钢条组焊到上模筋板上,形成上模1 ;将下模横筋6. 2和下模纵筋6. 3组焊到下模底板6. 1上, 接着将下模加强肋板6. 4焊接连接在最外侧的下模横筋6. 2的外侧面与下模底板6. 1的上表面之间,将下模连接板6. 5组焊到相邻两下模横筋6. 2的端部之间,形成下模座6,再将另一组弧形钢条组焊到下模筋板上,形成下模2,组焊时,要控制好变形程度。
[0040] 所述步骤二中,弧形钢条往上模筋板上焊接的顺序是,沿上模座4的长轴方向、由中间向两端依次焊接,弧形钢条往下模筋板上焊接的顺序是,沿下模座6的长轴方向、由中间向两端依次焊接。
[0041] 步骤三、修磨上模和下模,组装合模,调试间隙,修整硬点部位,至符合要求。
[0042] 本发明只论述了蝶形封头曲面部分的制造方法,立边可以由模具本身压制,也可以由旋压机旋出。[0043] 本发明在具体实施时为减少模具数量,只作出同系列封头中尺寸较大蝶形封头成形模。然后根据具体蝶形封头尺寸切割符合尺寸的板料,由此蝶形封头模具压制出曲面形状,再由旋压机滚制立边,完成封头制作。
[0044] 参见图10-13,图10中的h表示蝶形封头高度,蝶形封头底部的形状是由蝶形封头的短轴方向截面曲线9与蝶形封头的长轴方向截面曲线10混合而成,是三维形状,这种形状要求具备三维加工能力。本发明参照多点成形机理,将三维形状的蝶形封头简化成由一系列符合截面尺寸的条状成形带近似模拟。本发明的思路是将蝶形封头的短轴方向截面曲线9简化成圆,蝶形封头的长轴方向截面曲线10也简化成圆,然后短轴方向截面曲线9沿长轴方向截面曲线10扫描,扫描过程中短轴方向截面曲线9始终保持法线方向不变,因此在长轴方向、短轴方向的任意截面都是圆,而且平行短轴方向做的任意截面的圆弧度都相同,因此可以简化加工。扫描成形形状与混合成形形状极其接近,完全可以替代。因为罐类容器要求的是控制容积误差,所以对于蝶形封头罐而言,蝶形封头的截面尺寸误差控制可以放宽,因此本发明是可行的。
[0045] 本发明所述方法适用于同类各种尺寸的蝶形封头模具的制作,尤其适用于制造各种横截面形状可以用圆逼近的蝶形封头模具。

Claims (7)

1. 一种蝶形封头模具,包括上模(1)、下模(2)和卸料装置,所述上模(1)包括上模座(4)和上模成形板(5),所述下模(2)包括下模座(6)和下模成形板(7),其特征在于:所述上模座(4)由上模顶板(4. 1)和焊接连接在上模顶板下表面上的上模筋板组成,所述上模筋板包括纵向间隔分布的上模横筋(4. 2)和焊接连接在相邻两上模横筋之间的上模纵筋 (4. 3),其中上模横筋(4. 2)的下边缘为凸的弧形边,上模纵筋(4. 3)的下边缘为直边,所述上模成形板(5)由一条一条的弧形钢条沿弧形钢条宽度方向焊接连接而成,并且上模成形板(5)焊接连接在上模筋板的下表面上;所述下模座(6)由下模底板(6. 1)和焊接连接在下模底板上表面上的下模筋板组成, 所述下模筋板包括纵向间隔分布的下模横筋(6. 2)和焊接连接在相邻两下模横筋之间的下模纵筋(6. 3),其中下模横筋(6. 2)的上边缘为凹的弧形边,下模纵筋(6. 3)的上边缘为直边,所述下模成形板(7)由一条一条的弧形钢条沿弧形钢条宽度方向焊接连接而成,并且下模成形板(7)焊接连接在下模筋板的上表面上。
2.根据权利要求1所述的蝶形封头模具,其特征在于:在上模顶板(4. 1)、上模成形板(5)和最外侧的上模横筋(4. 2)之间焊接连接有上模加强肋板(4. 4),上模加强肋板(4. 4) 的下边缘为凸的弧形边,在下模底板(6. 1)、下模成形板(7)和最外侧的下模横筋(6. 2)之间焊接连接有下模加强肋板(6. 4),下模加强肋板(6. 4)的上边缘为凹的弧形边。
3.根据权利要求1所述的蝶形封头模具,其特征在于:相邻两上模横筋(4. 2)的端部之间焊接连接有上模连接板(4. 5),相邻两下模横筋(6. 2)的端部之间焊接连接有下模连接板(6. 5)。
4. 一种蝶形封头模具的制作方法,其特征在于步骤如下:步骤一、用数控等离子切割机切割平整光洁的钢板,按尺寸直接切出上模顶板(4. 1)、上模横筋(4. 2)、上模纵筋 (4. 3)、下模底板(6. 1)、下模横筋(6. 2)和下模纵筋(6. 3),其中上模横筋(4. 2)的下边缘为凸的弧形边,下模横筋(6. 2)的上边缘为凹的弧形边,上模纵筋(4. 3)的下边缘和下模纵筋 (6. 3)的上边缘均为直边;用数控等离子切割机切割钢板,切出两组钢条,保证所有钢条的宽度均相同,接着,用数控滚弯机将这两组钢条直接滚制成沿钢条长度方向弯曲的弧形钢条,保证每根弧形钢条沿其长度方向的弧度均相同;步骤二、将上模横筋(4. 2)和上模纵筋(4. 3)组焊到上模顶板(4. 1)上,形成上模座 (4),再将其中一组弧形钢条组焊到上模筋板上,形成上模(1);将下模横筋(6. 2)和下模纵筋(6. 3)组焊到下模底板(6. 1)上,形成下模座(6),再将另一组弧形钢条组焊到下模筋板上,形成下模(2),组焊时,要控制好变形程度;步骤三、修磨上模和下模,组装合模,调试间隙,修整硬点部位,至符合要求。
5.根据权利要求4所述的蝶形封头模具的制作方法,其特征在于:所述步骤一中,用数控等离子切割机切割钢板,按尺寸直接切出上模加强肋板(4. 4)和下模加强肋板(6. 4),并且上模加强肋板(4. 4)的下边缘为凸的弧形边,下模加强肋板(6. 4)的上边缘为凹的弧形边,所述步骤二中,将上模横筋(4. 2)和上模纵筋(4. 3)组焊到上模顶板(4. 1)上之后,接着将上模加强肋板(4. 4)焊接连接在最外侧的上模横筋(4. 2)的外侧面与上模顶板(4. 1)的下表面之间,形成上模座(4);将下模横筋(6. 2)和下模纵筋(6. 3)组焊到下模底板(6. 1)上之后,接着将下模加强肋板(6. 4)焊接连接在最外侧的下模横筋(6. 2)的外侧面与下模底板(6. 1)的上表面之间,形成下模座(6)。
6.根据权利要求4所述的蝶形封头模具的制作方法,其特征在于:所述步骤一中,用数控等离子切割机切割钢板,按尺寸直接切出上模连接板(4. 5)和下模连接板(6. 5),所述步骤二中,将上模连接板(4. 5)组焊到相邻两上模横筋(4. 2)的端部之间,将下模连接板 (6. 5)组焊到相邻两下模横筋(6. 2)的端部之间。
7.根据权利要求4所述的蝶形封头模具的制作方法,其特征在于:所述步骤二中,弧形钢条往上模筋板上焊接的顺序是,沿上模座(4)的长轴方向、由中间向两端依次焊接,弧形钢条往下模筋板上焊接的顺序是,沿下模座(6)的长轴方向、由中间向两端依次焊接。
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