CN108127039A - 用于薄型零件的热成型模具结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于薄型零件的热成型模具结构，通过将所述热成型模具的上模芯分为了固定上模芯和两个活动上模芯三部分，并通过弹性复位件和限位部将所述活动上模芯偏离理论位置一定的位移距离，在上模型面与下模型面完全压合之前由驱动斜楔、从动斜楔牵引带动所述活动上模芯到成型位置。借此，本发明解决了现有热成型模具冲压零件时零件易开裂、镶块侧壁磨损严重的弊端，能够使薄型板材在成型过程中，在立壁处具有较大的成型间隙，且在成型过程中，只有活动上模芯的凸角位置与薄型板材接触，大幅减小了薄型板材和模具之间的摩擦力，避免热成型零件在成型过程中立壁的开裂现象，特别适用于立壁拔模角较小且成型深度很大的热成型零件的冲压成型。

Description

用于薄型零件的热成型模具结构

技术领域

本发明涉及热成型模具技术领域，具体来说涉及用于薄型零件的热成型模具结构。

背景技术

如图1、图2所示，显示现有的热成型模具10的结构示意图，所述热成型模具10包括上模座11、下模座12、上模芯13及下模芯14，所述上模芯13设于上模座11的底侧面上以作为模具的上镶块并成形有凹形型面，所述下模芯14设于所述下模座12的顶侧面上以作为模具的下镶块并成征有凸形型面；如图2所示，所述热成型模具10通过所述上模芯13的凹形型面和所述下模芯14的凸形型面界定形成成型距离t，用以对图2的薄型板材200热压形成如图1所示的薄型零件20。

值得注意的是，一般热成型模具10的结构设计中，其成型距离t的间隙幅度是固定的，亦即，当上模座11、下模座12加压使薄型板材200成型时，从开始成型到成型结束的过程中，是以同一种料厚的间隙(成型距离t)进行成型；如此的模具结构设计，将导致型面上的立面部分15与薄型板材200的接触面积大，并在上下压合过程中产生大的摩擦力；从而，如图1、图2所示的热成型模具10适用于成型深度较浅、立面部分15的拔模角度较大的成型性好的薄型零件20。

然而，现有的具有相同成型距离t的热成型模具10，在对立面部分15的拔模角度较小、成型圆角较小的零件进行加工时相当容易出现开裂的现象，尤其是对于薄板零件(例如1.2mm以下的钢板材料)，这就给零件的设计开发及模具的调试生产带来了相当的困难。

另外，前述图1、图2所示的现有热成型模具10结构，在成型过程中也存在对模具镶块的型面(如所述凹形型面、凸形型面)磨损极大，从而大大降低了镶块的使用寿命的问题，亦有待进一步改进。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提供一种用于薄型零件的热成型模具结构，通过使模具的上模芯、下模芯的型面之间的成型间隙能够随薄型板材的成型过程进行变化，以解决立面部分拔模角度小、成型圆角小的薄型零件在常规成型方式下易开裂的问题，同时也解决了因镶块型面磨损而降低镶块使用寿命的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是提供一种用于薄型零件的热成型模具结构，所述热成型模具包括上模座、下模座、设于所述上模座的底侧面上的上模芯以及设于所述下模座的顶侧面上的下模芯，所述上模芯的底面与所述下模芯的顶面依序成形为所述热成型模具的上模型面及下模型面，所述上模型面与所述下模型面的立面部分之间具有一立面间距；其中，所述热成型模具还包括从动斜楔及驱动斜楔；所述上模座，其底面在所述上模芯的相对两侧设有限位部；所述上模芯，包括固定上模芯及二活动上模芯；所述固定上模芯固定设于所述上模座底面上，所述二活动上模芯位于所述固定上模芯相对两侧，且能够在所述上模座的限位部与所述固定上模芯之间位移地设于所述上模座的底面上，所述固定上模芯与所述活动上模芯的底面连接构成所述上模型面；所述活动上模芯与所述固定上模芯之间设有弹性复位件，所述活动上模芯受所述弹性复位件限制在未受力状态下复位抵靠于所述上模座的限位部上，所述活动上模芯于所述限位部与所述弹性复位件之间具有一位移距离S；所述从动斜楔，固定设于所述活动上模芯背离所述固定上模芯的外侧面上；所述从动斜楔的外端部下侧设有由外向内倾斜的从动斜面；所述驱动斜楔，固定设于所述下模座的顶面上并位于所述下模芯的相对两侧；所述驱动斜楔的顶端内侧设有由外向内倾斜的驱动斜面，所述驱动斜面与所述从动斜面相对设置且倾斜角度相匹配；所述热成型模具的立面间距大于或等于零件厚度与所述活动上模芯的位移距离S的加总；令所述上模型面与所述下模型面压合，所述驱动斜楔带动所述从动斜楔牵引所述二活动上模芯朝向所述固定上模芯位移并压缩改变所述立面间距至等于零件厚度。

本发明的实施例中，所述上模座的底面成形有一凹部，所述固定上模芯固定设于所述凹部内，所述二活动上模芯能够在所述上模座的限位部与所述固定上模芯之间位移地设于所述凹部内。

本发明的实施例中，所述上模座的限位部成形为行程限位块体，所述行程限位块体设于所述凹部周围的上模座底面上，且所述行程限位块体的端部延伸至所述凹部的开口范围内。

本发明的实施例中，所述上模芯的弹性复位件为横向设置的弹簧；所述固定上模芯与所述活动上模芯相对应的侧壁上凹设有开口能够对合的槽部；所述弹簧的两端分别容置于所述固定上模芯的槽部内以及所述活动上模芯的槽部。

本发明的实施例中，所述驱动斜面具有一倾斜角度α；令所述驱动斜面与所述从动斜面相抵，所述上模型面至所述下模型面之间具有一压合行程距离H；所述压合行程距离H与所述活动上模芯的位移距离S根据关系式H＝S*cot(α)获得。

本发明的实施例中，所述活动上模芯通过滑轨机构活动连接于所述上模座的底面上。

本发明的实施例中，所述固定上模芯通过螺纹固定连接于所述上模座的底面上。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

(1)本发明通过将上模芯分为了固定上模芯和两个活动上模芯三部分，并通过弹性复位件(弹簧)和限位部(行程限位块)将所述活动上模芯偏离理论位置一定的位移距离S，在上模型面与下模型面完全压合之前由驱动斜楔、从动斜楔牵引带动所述活动上模芯到成型位置。借此结构，能够使薄型板材在成型过程中，在立壁处具有较大的成型间隙(立面间距D)，且在成型过程中，只有活动上模芯的凸角位置与薄型板材接触，大幅减小了薄型板材和模具之间的摩擦力，不但可以避免热成型零件在成型过程中立壁的开裂现象，尤其是立壁拔模角较小且成型深度很大的热成型零件的开裂。

(2)通过本发明前述技术方案，在减小薄型板材和模具之间的摩擦力的同时，还可以有效减少零件由于摩擦力对模具镶块立壁的磨损，提高了镶块的使用寿命。

(3)本发明用于薄型零件的热成型模具结构安全可靠，克服了常规热成型模具冲压零件时零件易开裂、镶块侧壁磨损严重的弊端，大大提高了生产的稳定性和镶块的使用寿命，降低了生产和模具维护成本。

附图说明

图1是现有热成型模具的结构剖视示意图。

图2是现有热成型模具在上下模完全压合前状态的结构剖视示意图。

图3是本发明用于薄型零件的热成型模具结构在斜楔接触前状态的结构剖视示意图。

图4是本发明用于薄型零件的热成型模具结构在斜楔接触时状态的结构剖视示意图。

图5是本发明用于薄型零件的热成型模具结构在上下模完全压合状态的结构剖视示意图。

附图标记与部件的对应关系如下：

热成型模具10；上模座11；下模座12；上模芯13；下模芯14；立面部分15；薄型零件20；薄型板材200；成型距离t；上模座30；限位部31；凹部32；下模座40；上模芯50；上模型面501；固定上模芯51；活动上模芯52；弹性复位件53；下模芯60；下模型面601；从动斜楔70；从动斜面71；驱动斜楔80；驱动斜面81；立面间距D；位移距离S；倾斜角度α；压合行程距离H。

具体实施方式

为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。

请参阅图3至图5，本发明提供一种用于薄型零件的热成型模具结构，所述热成型模具包括上模座30、下模座40、上模芯50、下模芯60、从动斜楔70以及驱动斜楔80。

如图3所示，所述上模芯50设于所述上模座30的底侧面上，所述下模芯60设于所述下模座40的顶侧面上；所述上模芯50的底面与所述下模芯60的顶面依序成形为所述热成型模具的上模型面501及下模型面601。

于本发明实施例中，如图3至图5所示，本发明的上模型面501与下模型面601的截面形状近似于Ω，所述截面形状于两侧成形为平面，于中间部位成形有ㄇ形的凹凸配合，从而所述上模型面501的内凹处形成了二立面，所述下模型面601的外凸处则对应形成了另外二立面，令上模型面501与下模型面601压合后形成了两道竖向间隙，所述竖向间隙的立面之间具有一立面间距D。应理解的是，本发明的上模型面501及下模型面601截面形状不限于前述实施例，本发明的热成型模具适用于其他具有凹凸结构且需要成型立壁的薄型零件20。

进一步地，如图3至图5所示，定义所述热成型模具朝向两侧的方向为其外侧，朝向所述模芯的方向为其内侧。所述上模座30的底面在所述上模芯50的相对两侧设有限位部31。所述上模芯50包括固定上模芯51及二活动上模芯52；所述固定上模芯51固定设于所述上模座30底面上，所述二活动上模芯52位于所述固定上模芯51相对两侧，且能够在所述上模座30的限位部31与所述固定上模芯51之间位移地设于所述上模座30的底面上，所述固定上模芯51与所述活动上模芯52的底面连接构成所述上模型面501；所述活动上模芯52与所述固定上模芯51之间设有弹性复位件53，所述活动上模芯52受所述弹性复位件53限制在未受力状态下复位抵靠于所述上模座30的限位部31上，所述活动上模芯52于所述限位部31与所述弹性复位件53之间具有一位移距离S。

所述从动斜楔70固定设于所述活动上模芯52背离所述固定上模芯51的外侧面上；所述从动斜楔70的外端部下侧设有由外向内倾斜的从动斜面71。所述驱动斜楔80，固定设于所述下模座40的顶面上并位于所述下模芯60的相对两侧；所述驱动斜楔80的顶端内侧设有由外向内倾斜的驱动斜面81，所述驱动斜面81与所述从动斜面71相对设置且倾斜角度相匹配。

借此，在所述驱动斜面81与所述从动斜面71未接触状态下，所述热成型模具的立面间距D大于或等于零件厚度与所述活动上模芯52的位移距离S的加总；在所述驱动斜面81与所述从动斜面71相抵滑动状态下，所述活动上模芯52受所述驱动斜楔80牵引朝向所述固定上模芯51位移；在所述上模型面501与所述下模型面601压合于薄型板材200的状态下，所述活动上模芯52受所述驱动斜楔80牵引抵靠于所述活动上模芯52上，且所述立面间距D等于零件厚度。

于本发明实施例中，如图1所示，所述上模座30的底面成形有一凹部32，所述固定上模芯51固定设于所述凹部32内，所述二活动上模芯52能够在所述上模座30的限位部31与所述固定上模芯51之间位移地设于所述凹部32内。所述上模座30的限位部31成形为行程限位块体，所述行程限位块体设于所述凹部32周围的上模座30底面上，且所述行程限位块体的端部延伸至所述凹部32的开口范围内。

借此，所述活动上模芯52通过所述端部超过凹部32侧壁面的行程限位块的限制，确保活动上模芯52的位移距离S，同时也通过将活动上模芯52设于凹部32内，使凹部32的侧壁面形成限制活动上模芯52位移距离的第二道保护结构，避免活动上模芯52受弹性复位件53影响而发生不当复位的情况。

于本发明实施例中，所述上模芯50的弹性复位件53为横向设置的弹簧；所述固定上模芯51与所述活动上模芯52相对应的侧壁上凹设有开口能够对合的槽部；所述弹簧的两端分别容置于所述固定上模芯51的槽部内以及所述活动上模芯52的槽部。

于本发明实施例中，如图4所示，所述驱动斜面81具有一倾斜角度α；令所述驱动斜面81与所述从动斜面71相抵，所述上模型面501至所述下模型面601之间具有一压合行程距离H；所述压合行程距离H与所述活动上模芯52的位移距离S根据关系式H＝S*cot(α)获得。

于本发明实施例中，所述活动上模芯52通过滑轨机构活动连接于所述上模座30的底面上。具体地，所述滑轨机构可以包括但不限于滑轨与滑块、滑槽与滑动导板或者其他形式能够相对滑动的凹凸卡固手段的配合。

于本发明实施例中，所述固定上模芯51通过螺纹固定连接于所述上模座30的底面上。具体地，所述螺纹固定连接手段包括将固定上模芯51通过螺栓或其他具有螺纹且能够起到将固定上模芯51螺锁固定于所述上模座30底面的手段。

以上说明了本发明用于薄型零件的热成型模具结构的具体结构实施例，以下请复配合参阅图3至图5所示，说明本发明用于薄型零件的热成型模具结构的作用原理及其将薄型板材200成型为薄型零件20的过程。

如图3显示本发明热成型模具由压机上滑块(图未示)带动上模座30下行过程中的某个状态。此时，所述上模芯50已经与薄型板材200接触并开始下压，但所述从动斜楔70与所述驱动斜楔80未接触，所述二活动上模芯52处于初始位置而退离固定上模芯51并抵靠于限位部31上；其中，所述活动上模芯52与固定上模芯51之间形成间隙，所述间隙的距离相当于所述活动上模芯52的位移距离S，所述薄型板材200的零件厚度即相当于图2中薄型零件20在热成型模具中的成型距离t，且所述上模型面501与所述下模型面601的立面部分之间形成的立面间距D等于或于所述位移距离S与所述成型距离t的加总厚度(S+t)。如图3，此成型过程中通过大于成型距离t的立面间距D，使得所述活动上模芯52仅以其凸R角与薄型板材200接触产生摩擦力，且具有足够的空间使薄型板材200在成型过够中受压变形。

如图4所示，显下压机继续下行至从动斜楔70刚与驱动斜楔80接触时的状态示意图。此时，薄型板材200已基本成型到位，所述上模芯50只剩下一段的压合行程距离H；接着，当驱动斜楔80推动从动斜楔70在压机下行过程中迅速向固定上模芯51方向移动，同时带动所述二活动上模芯52向所述固定上模芯51方向移动，如图5所示，当压机下行到热成型模具的闭合高度时，上模型面501与下模型面601之间被压缩至一个零件厚度(即上下模型面间的成型距离t)，使薄型板材200被成型到位为薄型零件20。

最后，在压机保压结束后，由前述上滑块再带动所述上模座30上行，所述弹性复位件53与所述上模座30的限位部31迫使所述二活动上模芯52复位；当压机达到上止点并完成上料后，压机滑块再次下行以完成下一个薄型零件20成型的循环。

综上，本发明通过前述用于薄型零件的热成型模具结构，实现了一种操作安全可靠的热成型模具，并且确实克服了常规热成型模具冲压零件时零件易开裂、镶块侧壁磨损严重的弊端，大幅度也提高了薄型零件20生产的稳定性及其成型模具的镶块使用寿命，降低了生产和模具维护成本。

以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于薄型零件的热成型模具结构，所述热成型模具包括上模座、下模座、设于所述上模座的底侧面上的上模芯以及设于所述下模座的顶侧面上的下模芯，所述上模芯的底面与所述下模芯的顶面依序成形为所述热成型模具的上模型面及下模型面，所述上模型面与所述下模型面的立面部分之间具有一立面间距；其特征在于，所述热成型模具还包括从动斜楔及驱动斜楔；其中：

所述上模座，其底面在所述上模芯的相对两侧设有限位部；

所述上模芯，包括固定上模芯及二活动上模芯；所述固定上模芯固定设于所述上模座底面上，所述二活动上模芯位于所述固定上模芯相对两侧，且能够在所述上模座的限位部与所述固定上模芯之间位移地设于所述上模座的底面上，所述固定上模芯与所述活动上模芯的底面连接构成所述上模型面；所述活动上模芯与所述固定上模芯之间设有弹性复位件，所述活动上模芯受所述弹性复位件限制在未受力状态下复位抵靠于所述上模座的限位部上，所述活动上模芯于所述限位部与所述弹性复位件之间具有一位移距离S；

所述从动斜楔，固定设于所述活动上模芯背离所述固定上模芯的外侧面上；所述从动斜楔的外端部下侧设有由外向内倾斜的从动斜面；

所述驱动斜楔，固定设于所述下模座的顶面上并位于所述下模芯的相对两侧；所述驱动斜楔的顶端内侧设有由外向内倾斜的驱动斜面，所述驱动斜面与所述从动斜面相对设置且倾斜角度相匹配；

所述热成型模具的立面间距大于或等于零件厚度与所述活动上模芯的位移距离S的加总；令所述上模型面与所述下模型面压合，所述驱动斜楔带动所述从动斜楔牵引所述二活动上模芯朝向所述固定上模芯位移并压缩改变所述立面间距至等于零件厚度。

2.根据权利要求1所述的用于薄型零件的热成型模具结构，其特征在于：

所述上模座的底面成形有一凹部，所述固定上模芯固定设于所述凹部内，所述二活动上模芯能够在所述上模座的限位部与所述固定上模芯之间位移地设于所述凹部内。

3.根据权利要求3所述的用于薄型零件的热成型模具结构，其特征在于：

所述上模座的限位部成形为行程限位块体，所述行程限位块体设于所述凹部周围的上模座底面上，且所述行程限位块体的端部延伸至所述凹部的开口范围内。

4.根据权利要求1所述的用于薄型零件的热成型模具结构，其特征在于：

所述上模芯的弹性复位件为横向设置的弹簧；所述固定上模芯与所述活动上模芯相对应的侧壁上凹设有开口能够对合的槽部；所述弹簧的两端分别容置于所述固定上模芯的槽部内以及所述活动上模芯的槽部。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的用于薄型零件的热成型模具结构，其特征在于：

所述驱动斜面具有一倾斜角度α；令所述驱动斜面与所述从动斜面相抵，所述上模型面至所述下模型面之间具有一压合行程距离H；所述压合行程距离H与所述活动上模芯的位移距离S根据关系式H＝S*cot(α)获得。

6.根据权利要求5所述的用于薄型零件的热成型模具结构，其特征在于：

所述活动上模芯通过滑轨机构活动连接于所述上模座的底面上。

7.根据权利要求6所述的用于薄型零件的热成型模具结构，其特征在于：

所述固定上模芯通过螺纹固定连接于所述上模座的底面上。