CN103212634B - 橡皮成型凸弯边多步成型模具及其成型面的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了橡皮成型凸弯边多步成型模具及其成型面的设计方法。本发明包括数个模具，模具的个数与所述凸弯边的成型步骤数相对应；每一模具包括型胎，型胎的顶部为顶边，型胎的底部为底边；型胎具有成型面，成型面与顶边采用圆弧过渡连接，每一型胎的成型面与所述凸弯边的各步成型状态相适配。本发明模具用于凸弯边板材钣金零件成型，其能够控制起皱，该模具结构不仅能够实现精确成型，而且能够不影响装配，也不会降低强度及刚度。

Description

橡皮成型凸弯边多步成型模具及其成型面的设计方法

技术领域

本发明属于钣金橡皮成型模具制造技术领域，尤其是一种适用于飞机铝合金板材凸弯边起皱控制的模具及该模具成型面的设计方法。

背景技术

橡皮成型是飞机钣金零件的一种常用的成型方法。目前，公知的橡皮成型模具结构是由型胎和盖板组成。将板料放在型胎上，用盖板压住并定位，然后放入橡皮成型压力机上进行成型操作。然而，由于飞机钣金零件的复杂性，有很多凸弯边结构的零件，此类零件在成型中容易发生起皱（参见文献：陈磊等，橡皮液压凸弯边成型试验与分析研究，锻压技术，2007，32（6）：58-60），导致零件在成型后，无法与其它零件表面贴合，对装配过程造成很大的困难。

目前此类零件有两种方法来控制起皱，一种是修改设计，降低凸弯边高度或者长度，降低起皱发生极限，但是，此方法同时会降低零件的刚度和强度，需要一系列的修改进行补强，难度较大。另外一种方法是采用侧压块方法，改变零件的成型模式，但是，此方法需要人为增加凸弯边的高度，浪费材料，并且由于侧压块与型胎间隙较小，在橡皮成型中橡皮很难压入，实际操作困难，且成型后需要进而剪切操作，剪去多用的材料，人工劳动强度大，且会导致零件的二次变形。

发明内容

为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明公开了一种橡皮成型凸弯边多步成型起皱控制模具及其成型面的设计方法。本发明模具用于凸弯边板材钣金零件成型，其能够控制起皱，该模具结构不仅能够实现精确成型，而且能够不影响装配，也不会降低强度及刚度。

本发明采取以下技术方案：橡皮成型凸弯边多步成型模具，包括数个模具，模具的个数与所述凸弯边的成型步骤数相对应；每一模具包括型胎，型胎的顶部为顶边，型胎的底部为底边；型胎具有成型面，成型面与顶边采用圆弧过渡连接，每一型胎的成型面与所述凸弯边的各步成型状态相适配。

优选的，每一模具还包括定位机构，所述的定位机构对待加工凸弯边的板料进行定位。

进一步优选的，定位机构包括定位件、定位销，定位件上开有定位孔，与此相对应的，所述型胎的顶边开有定位孔；所述的定位销穿过定位件的定位孔后，伸入型胎的定位孔。

进一步优选的，模具为2-4个。

本发明还公开了一种前述橡皮成型凸弯边多步成型模具成型面的设计方法，其按如下步骤：

一、以所述凸弯边最后成型的形状确定最后一步所用模具的成型面；

二、以第一步所确定模具的型胎的成型面和顶边的垂直相交点0为基准，待加工凸弯边的板料的顶点为C，以相交点O为圆心、线段OC为半径画圆弧，此圆弧与前述模具型胎成型面形成第一交点F；

三、将线段OC数等分而具有至少一个第二交点，线段OC的等分数与所述凸弯边的成型步骤数相对应，沿着第二交点垂直向下延伸而与圆弧CF形成第三交点；

四、再以相交点O为出发点，连接所述的第三交点即成各模具（除第一步所确定的模具）的成型面。

本发明橡皮成型凸弯边多步成型起皱控制模具，模具结构简单、操作容易，可以同时进行多个零件的成型，加工效率高且精度也高，且不影响零件的装配和强度，方便进行凸弯边零件的成型加工。一般不超过3次即可完成大部分零件的翻边作业，工人劳动强度小。

工作过程是首先根据凸弯边的起皱情况，将模具的成型面分为2步以上的成型过程，然后加工模具。在成型过程中，板料依次在各个模具上成型。

本发明采用多步设计是基于板料翻边的长度，多步设计即按照翻边的长度分为几等分，然后与翻边的圆弧交点设计出型面。

附图说明

图1是本发明模具（一种实施例）的结构原理图。

图2是一种目标零件成型后的形状示意图。

图3是第一步成型的模具型胎示意图。

图4是第二步成型的模具型胎示意图。

图5是第三步成型的模具型胎示意图。

图中：1-模具型胎、2-模具顶边、3-模具盖板定位件、4-模具定位销、5-定位连接孔、6-板料、7-第一次成型面、8-第二次成型面、9-最终成型面、10-模具底边。

具体实施方式

以下结合附图对本发明优选实施例作详细描述。

参见图1-5，本实施例中，橡皮成型凸弯边多步成型起皱控制模具包括三个模具（如图3-5所示），每一模具包括模具型胎1、盖板定位件3和定位销4，型胎1的顶部为顶边2，顶边2上开有定位连接孔5。型胎1的底部为底边10。三模具型胎上分别具有用于零件成型的成型面7、8、9，成型面7、8、9与模具顶边2采用圆弧过渡连接，连接的圆弧同心即三个模具的圆角具有同一个圆心。三模具的型胎成型面7、8、9采用渐进成型法设计而成。

模具盖板定位件3是一个平板式结构，其上开设有与模具型胎定位连接孔5相对应的定位孔3-1。定位销4穿过定位件3的定位孔3-1后，伸入模具型胎的定位孔5，形成一个整体的模具。

采用上述设计的模具，成型过程依次进行。第一步，板料6叠于第一步模具型胎（图3）的顶边2之上，再压上盖板定位件3，定位销4从上而下依次穿过盖板定位件3的定位孔3-1、板料6的通孔6-1后，伸入型胎的定位孔5，压合到位后，以成型面7为基准进行板料6的翻边压制；第二步，将前一步的板料6叠于第二步模具型胎（图4）的顶边2之上，再压上盖板定位件3，定位销4从上而下依次穿过盖板定位件3的定位孔3-1、板料6的通孔6-1后，伸入型胎的定位孔5，压合到位后，以成型面8为基准进行板料6的翻边进一步压制；第三步，将前一步的板料6叠于第三步模具型胎（图5）的顶边2之上，再压上盖板定位件3，定位销4从上而下依次穿过盖板定位件3的定位孔3-1、板料6的通孔6-1后，伸入型胎的定位孔5，压合到位后，以成型面9为基准进行板料6的翻边最后压制，完毕之后，零件的形状参见图2。本实施例的模具成型面采用三步成型，可使凸弯边的外起皱消除。

参见附图1，模具型胎的成型面9是凸翻边形状。多步成型模具的设计过程如下：点O为型胎1的成型面9和模具顶边2的交点，点C为板料6的顶点，线段CF为以点O为圆心，OC为半径的圆弧。本实施例采用三步成型，因此，将线段OC分为三等分，交点分别为A、B。沿着A、B垂直向下，与圆弧CF的交点分别为D、E。以O点为出发点，OE、OD即为第一次成型面7和第二次成型面8。成型面7、8、9与模具顶边2采用圆弧过渡连接，连接的圆弧同心。

使用时，通过定位销4将模具盖板3和模具型胎1组装成各步的模具，组装后进行多步成型，翻边渐进成型过程下起皱消除。当然，如果采用三步没有完全消除起皱，也可以增加步数到四步、五步等，原理相同。

本领域的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变形都将落在本发明的保护范围。

Claims (3)

1.橡皮成型凸弯边多步成型模具，其特征是包括数个模具，模具的个数与所述凸弯边的成型步骤数相对应；每一模具包括型胎，型胎的顶部为顶边，型胎的底部为底边；型胎具有用于零件成型的成型面，成型面与顶边采用圆弧过渡连接，所述数个型胎的圆弧具有同一个圆心，每一型胎的成型面与所述凸弯边的各步成型状态相适配；每一模具还包括定位机构，所述的定位机构对待加工凸弯边的板料进行定位；所述的定位机构包括定位件、定位销，定位件是一个平板式结构，定位件上开有定位孔，与此相对应的，所述型胎的顶边开有定位孔；所述的定位销穿过定位件的定位孔后，伸入型胎的定位孔。

2.如权利要求1所述的橡皮成型凸弯边多步成型模具，其特征在于：所述的模具为2-4个。

3.一种如权利要求1或2所述橡皮成型凸弯边多步成型模具成型面的设计方法，其特征是按如下步骤：

一、以所述凸弯边最后成型的形状确定最后一步所用模具的成型面；

二、以第一步所确定模具的型胎的成型面和顶边的垂直相交点0为基准，待加工凸弯边的板料的顶点为C，以相交点O为圆心、线段OC为半径画圆弧，此圆弧与前述模具型胎成型面形成第一交点F；

三、将线段OC数等分而具有至少一个第二交点，线段OC的等分数与所述凸弯边的成型步骤数相对应，沿着第二交点垂直向下延伸而与圆弧CF形成第三交点；

四、再以相交点O为出发点，连接所述的第三交点即成各模具的成型面。