CN105945201A - 基于分体组合拆模装置的带内环杯形件的成形模具及方法 - Google Patents

基于分体组合拆模装置的带内环杯形件的成形模具及方法 Download PDF

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Abstract

一种基于分体组合拆模装置的带内环杯形件的成形模具及方法，包括：芯模、凸模、凹模和分体组合拆模装置；分体组合拆模装置包括：芯轴、主连杆、从连杆、三个主模块和三个从模块；当模具完成装夹后，通过向芯模和分体组合拆模装置与凹模之间的间隙注入坯料，挤压凸模对杯形件的筒壁进行镦粗，坯料镦挤成形，镦粗到一定程度时坯料流入芯模与分体组合拆模装置间的间隙形成径向内环；当镦挤成形的杯形件的内环径向尺寸小于一定值时，采用一步拆模，否则采用两步拆模；本发明设计合理，可根据所需杯形件尺寸调整分体组合拆模装置的尺寸，便于拆卸。

Description

基于分体组合拆模装置的带内环杯形件的成形模具及方法
技术领域
本发明涉及的是一种塑性成形模具领域的技术，具体是一种基于分体组合拆模装置的带内环杯形件的成形模具及方法。
背景技术
成形杯形件或筒形件经常采用冲压工艺，但是当杯形件筒壁内侧带有内环特征时，常规冲压工艺难以形成筒壁内环。如果采用切削的方法，切削量较大，材料利用率低，力学性能差。对于筒壁有厚度变化且带内环特征的杯形件，可以采用在筒壁镦挤的板料体积成形工艺进行成形。在成形内环时，如果采用整体芯模，芯模会被卡在内模和杯底之间，给取料带来不便。
发明内容
本发明针对现有技术无法解决带变厚度体积特征的板状零件的成形工艺，且对于杯壁内侧带突出特征的杯形件成形后的取出也存在较大问题，提出一种基于分体组合拆模装置的带内环杯形件的成形模具及方法，通过芯模与分体组合拆模装置在凸模与凹模间的间隙配合，镦挤成形杯形件的内环，并可通过拆卸分体组合拆模装置完成取料，不需额外结构，简单方便。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种基于分体组合拆模装置的带内环杯形件的成形模具，包括：芯模、凸模、凹模和分体组合拆模装置，其中：分体组合拆模装置与凹模底部间隙配合，凸模沿凹模内壁设置，并与凹模相连；芯模设置于分体组合拆模装置和凸模之间，并与分体组合拆模装置间隙配合。
所述的分体组合拆模装置包括：芯轴、辅助芯轴、主连杆、从连杆、三个主模块和三个从模块，其中：主模块与主连杆、从模块与从连杆一一对应，辅助芯轴套接在芯轴内；主连杆或从连杆的一端与对应的主模块或从模块相连，另一端分别与辅助芯轴和芯轴相连，并可径向伸缩；主模块与从模块径向尺寸相同，并间隔相连组合成环形结构。
所述的主模块的环内侧弧长大于环外侧弧长，从模块的环内侧弧长小于环外侧弧长。
所述的主模块的分割面直线边缘的夹角，与从模块的分割面直线边缘的夹角的差为120°。
所述的主模块和从模块的底面内侧与凹模底部存在夹角。
本发明涉及一种基于上述模具的成形方法，当模具完成装夹后，通过向芯模和分体组合拆模装置与凹模之间的间隙注入坯料，挤压凸模对杯形件的筒壁进行镦粗，坯料镦挤成形，镦粗到一定程度时坯料流入芯模与分体组合拆模装置间的间隙形成径向内环。
本发明涉及一种基于上述模具的拆模方法，当镦挤成形的杯形件的内环径向宽度小于环形结构的外径与主连杆、从连杆同时收缩时的最小半径的差值时，采用一步拆模；否则采用两步拆模。
所述的内环的径向宽度恒小于环形结构的外径与主连杆、从连杆分步收缩时的最小半径的差值。
所述的一步拆模是指：通过辅助芯轴径向收缩主连杆，将主模块同时沿主连杆向中心位置移动，在主模块和从模块之间留出径向空隙；再通过芯轴将从模块沿从连杆同时向中心位置移动，直到从模块的外径小于杯形件的内环内径；取出芯轴，从而将分体组合拆模装置整体从杯形件中轴向取出。
所述的两步拆模是指：通过辅助芯轴径向收缩主连杆，将主模块同时沿主连杆向中心位置移动，在主模块和从模块之间留出径向空隙后沿轴向取出辅助芯轴，从而将主模块取出；再通过芯轴将从模块沿从连杆同时向中心位置移动，直到从模块的外径小于杯形件的内环内径时取出芯轴，从而将从模块和从连杆从杯形件中轴向取出。
技术效果
与现有技术相比，本发明设计合理，结构简单，采用杯形件底部成形模具即可完成内环的镦挤成形，并在成形完成时直接拆卸，方便高效。
附图说明
图1为本发明成形过程示意图；
图2为杯形件示意图；
图3为分体组合拆模装置示意图；
图4为一步拆模过程示意图；
图5为两步拆模过程示意图；
图中：(a)为成形中，(b)为第一步拆模，(c)为第二步拆模，(d)为拆模效果；
图6为镦挤数值模型示意图；
图7为镦挤模拟结果示意图；
图中：(a)为坯料状态，(b)为镦挤结果；
图中：1为主模块，2为从模块，3为主连杆，4为从连杆，5为芯轴，6为内环，7为杯形件，8为坯料，9为芯模，10为凸模，11为凹模，12为辅助芯轴。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例在拆模前对杯形件进行镦挤，成形内环特征，包括：芯模9、凸模10、凹模11和分体组合拆模装置，其中：分体组合拆模装置与凹模11底部间隙配合，凸模10沿凹模11内壁设置，并与凹模11相连；芯模9设置于分体组合拆模装置和凸模10之间，并与分体组合拆模装置间隙配合。
如图3所示，所述的分体组合拆模装置包括：芯轴5、主连杆3、从连杆4、三个主模块1和三个从模块2，其中：主模块1与主连杆3、从模块2与从连杆4一一对应，主连杆3或从连杆4的一端与对应的主模块1或从模块2相连，另一端与芯轴5相连，并可径向伸缩；主模块1与从模块2径向尺寸相同，并间隔相连组合成环形结构。
所述的主模块1的环内侧弧长大于环外侧弧长，从模块2的环内侧弧长小于环外侧弧长。
所述的主模块1的分割面直线边缘的夹角β为30°，从模块2的分割面直线边缘的夹角γ为150°。
所述的主模块1和从模块2的底面内侧与凹模11底部存在夹角a。
本实施例涉及基于上述模具的成形方法，当模具完成装夹后，通过向芯模9和分体组合拆模装置与凹模11之间的间隙注入坯料8，挤压凸模10对杯形件7的筒壁进行镦粗，坯料8镦挤成形，镦粗到一定程度时坯料8流入芯模9与分体组合拆模装置间的间隙形成径向内环6。
所述的坯料8由板料拉深得到，坯料8成形后各区域的厚度默认相同。
当镦挤时的内环6接触芯模9的径向倒角半径r1和接触主模块1或从模块2的径向倒角半径r2设置过小，或者内环6厚度t2过小，导致坯料8径向流入芯模9与主模块1或从模块2的间隙的阻力太大，坯料8向底部流动，在凹模11内壁底部中心无模具压实的部分形成增厚的小鼓包，影响芯模9的拆卸。
所述的夹角a使芯模9即使在杯形体底部小幅增厚的情况下便于分体组合拆模装置拆卸。
本实施例涉及基于上述装置的拆模方法，当杯形件7的内环6径向宽度l1小于环形结构的外径r与主连杆3、从连杆4同时收缩时的最小半径Rd的差值时，采用一步拆模；否则采用两步拆模。
所述的内环6径向宽度l1恒小于环形结构的外径r与主连杆3、从连杆4分布收缩时的最小半径Rc的差值。
如图4所示，所述的一步拆模是指：通过辅助芯轴12径向收缩主连杆3，将主模块1同时沿主连杆3向中心位置移动，在主模块1和从模块2之间留出径向空隙；再将从模块2沿从连杆4通过芯轴5同时向中心位置移动，直到从模块2的外径Rd小于杯形件7的内环6内径Rl；取出芯轴5，从而将分体组合拆模装置整体从杯形件7中轴向取出。
如图5所示，所述的两步拆模是指：通过辅助芯轴12径向收缩主连杆3，将主模块1同时沿主连杆3向中心位置移动，在主模块1和从模块2之间留出径向空隙后沿轴向取出辅助芯轴12，从而将主模块1取出；再将从模块2沿从连杆4同时通过芯轴5向中心位置移动，直到从模块2的外径Rc小于杯形件7的内环6内径Rl时取出芯轴5，从而将从模块2和从连杆4从杯形件7中轴向取出。
如图6和图7所示，本实施例主连杆3的直径l2为6mm，从连杆4的直径l3为8mm，芯轴5直径d1为20mm，主模块1和从模块2的径向宽度t为14.5mm，杯形件7的底部半径R为56.8mm，环形结构的外径r为54.5mm，芯模9的径向倒角半径r1为1mm，内环6接触主模块1或从模块2的径向倒角半径r2为1mm，内环6的厚度t2为1.5mm，内环6的径向宽度l1为6.5mm，内环6底面与凸模10底面的高度差h1为9.7mm，内环6下方杯形件7筒壁的厚度t0为2.3mm，内环6上方杯形件7筒壁的厚度t1为3.3mm，内环6成形时凸模10与凹模11的内侧距离h为20.8mm，夹角a为11°。
本实施例的主连杆3和从连杆4同时收缩下的最小半径Rd为50mm，分布收缩下的最小半径Rc为40mm，满足r‐Rd<l1<r‐Rc，因此采用两步拆模。
本实施例同样适用颈部直径小于杯底直径的缩口件的成形。

Claims (7)

1.一种基于分体组合拆模装置的带内环杯形件的成形模具，其特征在于，包括：芯模、凸模、凹模和分体组合拆模装置，其中：分体组合拆模装置与凹模底部间隙配合，凸模沿凹模内壁设置，并与凹模相连；芯模设置于分体组合拆模装置和凸模之间，并与分体组合拆模装置间隙配合；
所述的分体组合拆模装置包括：芯轴、辅助芯轴、主连杆、从连杆、三个主模块和三个从模块，其中：主模块与主连杆、从模块与从连杆一一对应，辅助芯轴套接在芯轴内；主连杆或从连杆的一端与对应的主模块或从模块相连，另一端分别与辅助芯轴和芯轴相连，并可径向伸缩；主模块与从模块径向尺寸相同，并间隔相连组合成环形结构。
2.根据权利要求1所述的成形模具，其特征是，所述的主模块的环内侧弧长大于环外侧弧长，从模块的环内侧弧长小于环外侧弧长。
3.根据权利要求1所述的成形模具，其特征是，所述的主模块的分割面直线边缘的夹角，与从模块的分割面直线边缘的夹角的差为120°。
4.根据权利要求1所述的成形模具，其特征是，所述的主模块和从模块的底面内侧与凹模底部存在夹角。
5.一种基于上述任一权利要求所述装置的成形方法，其特征在于，当模具完成装夹后，通过向芯模和分体组合拆模装置与凹模之间的间隙注入坯料，挤压凸模对杯形件的筒壁进行镦粗，坯料镦挤成形，镦粗到一定程度时坯料流入芯模与分体组合拆模装置间的间隙形成径向内环。
6.一种基于权利要求1～5中任一权利要求所述装置的成形方法，其特征在于，当镦挤成形的杯形件的内环径向宽度小于环形结构的外径与主连杆、从连杆同时收缩时的最小半径的差值时，采用一步拆模；否则采用两步拆模；
所述的内环的径向宽度恒小于环形结构的外径与主连杆、从连杆分步收缩时的最小半径的差值；
所述的一步拆模是指：通过辅助芯轴径向收缩主连杆，将主模块同时沿主连杆向中心位置移动，在主模块和从模块之间留出径向空隙；再通过芯轴将从模块沿从连杆同时向中心位置移动，直到从模块的外径小于杯形件的内环内径；取出芯轴，从而将分体组合拆模装置整体从杯形件中轴向取出。
7.根据权利要求6所述的成形方法，其特征是，所述的两步拆模是指：通过辅助芯轴径向收缩主连杆，将主模块同时沿主连杆向中心位置移动，在主模块和从模块之间留出径向空隙后沿轴向取出辅助芯轴，从而将主模块取出；再通过芯轴将从模块沿从连杆同时向中心位置移动，直到从模块的外径小于杯形件的内环内径时取出芯轴，从而将从模块和从连杆从杯形件中轴向取出。
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