CN107983845B - 金属板材冲压成形用环形防皱模及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金属板材冲压成形用环形防皱模及应用，属于机械工程领域。环形防皱模主要由凹模、凸模组件、固定座及弹性元件组成，凸模组件的中间为柱形凸模，在柱形凸模外部套装一个或多个环形凸模；凸模组件相互间滑动配合，环形凸模和固定座连接处用弹性元件支撑。所述凹模为一个整体凹模或凹模组件，所述的凹模组件的中间为柱形凹模，在柱形凹模的外部套装一个或多个环形凹模，所述的凹模组件相互间滑动配合，环形凹模和凹模固定座连接处用弹性元件支撑。使用环形防皱模成形板材时，凸模组件由外向里逐步将板材压合，产生防皱成形效果，省去压边机构及修边工序，降低模具及成形件制造成本。
Description
技术领域：
本发明涉及一种金属板材冲压成形用环形防皱模，用于三维曲面件的冲压成形，属于机械工程领域。
背景技术：
球面件成形时，板材边缘容易产生皱纹，影响成形质量。为了抑制皱纹的产生，通常会在板材周围设置压边机构，在成形开始前将板材压紧，成形时控制板材流入模腔的速度及方向，获得无皱成形件。但增加压边机构导致板材毛坯尺寸增大，且压边及过渡区域需要通过修边工序切除后才能得到最终产品。所以，采用传统压边方式不仅会增加模具成本及原材料成本，还会延长零件生产周期，浪费人力物力。
环形防皱模具有一个或多个环形凸模，可控制环形凸模与板材接触的先后顺序，实现凸模组件由外向里，逐渐成形板材。另外，凸模组件受到其底部弹性元件的挤压作用，在凸模上产生弹性压力，使得外侧凸模组件压靠板材后继续压紧板材，进而使后续凸模组件压下时绷紧板材，控制板材流入速度和方向，抑制起皱。
发明内容：
本发明的目的在于改善传统冲压模具在无压边的情况下容易在被加工板材上产生波纹、皱褶缺陷的现状，提供一种用于金属板材冲压成形用环形防皱模及应用，由外向里，逐渐成形板材，抑制波纹及皱褶的产生，提高板材成形质量及精度。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现，结合附图所明如下：
一种金属板材冲压成形用环形防皱模，主要由凹模、凸模组件、固定座及弹性元件组成；所述的凸模组件的中间为柱形凸模4，在柱形凸模4的外部套装一个或多个环形凸模，所述的凸模组件相互间滑动配合，环形凸模和凸模固定座6连接处用弹性元件支撑。
所述凹模10为一个整体凹模或凹模组件，所述的凹模组件的中间为柱形凹模，在柱形凹模的外部套装一个或多个环形凹模，所述的凹模组件相互间滑动配合，环形凹模和凹模固定座11连接处用弹性元件支撑。
所述柱形凸模4和柱形凹模10的横截面形状包括圆形、方形或长方形，与凸模4和凹模10对应的环形凸模和环形凹模的横截面形状包括圆环形、方环形或长方环形。
所述环形凸模与环形凹模上下对齐或相互交错；所述环形凸模与环形凹模的数量相同或不同。
所述的弹性元件包括聚氨酯、螺旋弹簧、氮气缸元器件或液压缸。
使用所述模具可进行板材宽度与长度远大于模具尺寸的加工件分段成形，实现小模具成形大成形件。
根据所述模具结构特点，凸模组件由外向里，逐渐成形板材，利用弹性元件传递的压力，使得外侧凸模组件压靠板材后继续压紧板材，进而使后续凸模组件压下时绷紧板材，控制板材流入速度和方向，抑制板材起皱，提高成形质量及精度。
本发明的技术效果：
采用本发明的金属板材冲压成形用环形防皱模进行板材冲压，利用凸模组件产生的压紧板材效果，可有效抑制成形件上波纹及皱褶的产生，实现无皱纹成形，获得更高的成形质量，还可以获得更大曲率的球面件。
附图说明：
图1是环形防皱模成形前结构及示意图。
图2是环形防皱模成形后结构及示意图。
图3是凸模组件与凹模组件上下对齐的环形防皱模成形前结构及示意图。
图4是凸模组件与凹模组件上下对齐的环形防皱模成形后结构及示意图。
图5是凸模组件与凹模组件相互交错的环形防皱模成形前结构及示意图。
图6是凸模组件与凹模组件相互交错的环形防皱模成形后结构及示意图。
图7是圆环形凸模组件或凹模组件分块示意图。
图8是方环形凸模组件或凹模组件分块示意图。
图9是长方环形凸模组件或凹模组件分块示意图。
图中：1—第三圈环形凸模，2—第二圈环形凸模，3—第一圈环形凸模，4—柱形凸模，5—凸模垫片，6—凸模固定座，7—第一圈聚氨酯，8—第二圈聚氨酯，9—第三圈聚氨酯，10—凹模，11—凹模固定座
具体实施方式：
以下结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容及实施方式。
本发明所述的金属板材冲压成形用环形防皱模主要由凹模、凸模组件、固定座及弹性元件组成。凸模组件的中间为柱形凸模4，在柱形凸模4的外部套装一个或多个环形凸模，凸模组件两两滑动配合，可相对滑动。成形前板材放置在凹模10上，凸模组件向下运动，最外侧的环形凸模首先接触板材，使板材产生局部屈服、弯曲，并与凹模型面贴合，在其上方弹性元件的作用下，压紧板材；上模继续向下运动，第二圈环形凸模2开始压下板材并使之变形，此时板材已经被第三圈环形凸模1与凹模型面夹紧，其流入模腔的速度和方向受到限制，致使板材呈现拉伸变形状态，当相应的板材与凹模10贴合后，在其上方弹性元件的作用下，压紧板材；依此类推，板材在凸模组件与凹模10夹持下由外向里，逐渐成形，完全与凹模10贴合。
图1是环形防皱模成形前结构及示意图，共设置了三圈环形凸模，板材放置在凹模10上，凸模组件在上模底板的带动下向下运动。当然，环形凸模的数量可以减少或增加。
图2是环形防皱模成形后结构及示意图，板材在凸模组件的作用下完全与凹模10贴合，聚氨酯局部被压缩，在板材成形过程中产生压料与防皱效果。
图3是凸模组件与凹模组件上下对齐的环形防皱模成形前结构及示意图。凸模、凹模分块后可大幅度增加模具的柔性，扩大环形防皱模的使用范围。通过设置各凸模、凹模组件的行程，可使板材在整个成形过程中始终处于被夹紧状态，增大板材塑变程度，抑制起皱。
图4是凸模组件与凹模组件上下对齐的环形防皱模成形后结构及示意图。板材在夹持与压紧状态下被成形到底，可大幅度降低起皱的可能性，提升板材成形品质。
图5是凸模组件与凹模组件相互交错的环形防皱模成形前结构及示意图。板材放置在凸模组件上，凸、凹模分块线相互交错，凹模组件在上模带动下向下挤压板材。
图6是凸模组件与凹模组件相互交错的环形防皱模成形后结构及示意图。凸、凹模分块线相互交错，模具到底后可进行局部整形，减小回弹。
图7是圆环形凸模组件或凹模组件分块示意图。圆环形组件按照不同半径逐次分块，圆环形分块形式柔性高，使用灵活。
图8是方环形凸模组件或凹模组件分块示意图。方环形组件长度及宽度可根据成形形状进行设置，柔性较好，适应性较强，适合多种形状成形。
图9是长方环形凸模组件或凹模组件分块示意图。
Claims (1)
1.一种金属板材冲压成形用环形防皱模，主要由凹模、凸模组件、固定座及弹性元件组成；其特征在于，所述的凸模组件的中间为柱形凸模(4)，在柱形凸模(4)的外部套装一个或多个环形凸模，所述的凸模组件相互间滑动配合，环形凸模和凸模固定座(6)连接处用弹性元件支撑；
所述凹模(10)为一个整体凹模或凹模组件，所述的凹模组件的中间为柱形凹模，在柱形凹模的外部套装一个或多个环形凹模，所述的凹模组件相互间滑动配合，环形凹模和凹模固定座(11)连接处用弹性元件支撑；
所述环形凸模与环形凹模上下对齐或相互交错；所述环形凸模与环形凹模的数量相同或不同；
使用所述防皱模进行板材宽度与长度远大于模具尺寸的加工件分段成形，实现小模具成形大成形件；
所述柱形凸模(4)和柱形凹模的横截面形状为方形，与柱形凸模(4)和柱形凹模对应的环形凸模和环形凹模的横截面形状为方环形；
所述的弹性元件包括聚氨酯。
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