CN108189145A - 一种柔性弹簧网冲裁模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种柔性弹簧网冲裁模具，包括上模座组件、第一凸模、第二凸模、卸料板、下模座组件，上模座组件由上模座、多块固定板以及两者之间的上垫板层叠而成，上模座通过在其上设置模柄以与冲压机相连，在固定板上通过多个连接杆连接安装卸料板，并在每个连接杆上均套装缓冲弹簧；第一凸模贯穿卸料板设置，并在其一端嵌装第二凸模，通过该第二凸模以将第一凸模可拆卸安装于固定板上；下模座组件由凹模、下模座以及两者之间的下垫板层叠而成，下模座与冲压机相连，凹模上设置有与第一凸模配合成型样件的空腔。本发明所提供的模具，无导柱导套限制，可横纵两个方向平移；模具仅需设计一个基本单元，其他单元通过简单平移实现，减小模具成本。

Description

一种柔性弹簧网冲裁模具

技术领域

本发明属于飞机可变形柔性蒙皮制造领域，具体涉及一种柔性弹簧网冲裁模具。

背景技术

众所周知，常规固定机翼的几何外形是根据飞行器特定的飞行任务、飞行高度、飞行状态进行设计的，其通常只对一个设计点是最优化的，而对其它设计点进行折中处理。在一个完整的飞行过程中，不同飞行阶段所对应的飞行参数是不断变化的，固定机翼的几何外形在多数情况下都不能达到最优。如果能让机翼的气动外形随着外界飞行环境的变化而变化，从而使飞行器在整个飞行过程中始终保持最优的气动特性，这将会极大的提高飞行器的适用性和利用率。变体飞行器能够改变机翼的几何参数，从而解决传统固定型机翼飞行器存在的问题，确保飞机在整个航程中一直保持最佳的气动特性，使得飞行器可以执行多种飞行任务。

可变形蒙皮材料与结构是实现机翼可变飞行器的关键技术之一。机翼要实现其弦长、展长、后掠角和面积等的大幅度变化，蒙皮必须能够承受足够大的变形，且在变形过程中要有足够的面外刚度来维持机翼的气动外形，同时蒙皮材料的面内刚度要尽可能的小以减少驱动器对能量的要求。目前关于变形飞行器的研究大多数都集中在变形结构设计和变形功能的实现上。

当前，柔性蒙皮主要有三类，一是基于柔性蜂窝的蒙皮，二是基于波纹板的蒙皮；三是基于高分子化合物的蒙皮。例如：第一类柔性蒙皮制造工艺复杂，成本高，而且，由于用橡胶承受面内载荷，导致承载能力低；第二类柔性蒙皮力学特性差，面内变形量比较小；第三类柔性蒙皮强度和刚度特性差，一方面，面内承载能力比较小，另一方面，法向刚度也不够大，特别是，形状改变过程中不能承载这一特点，极大地限制了它在变体飞机上的应用范围。

因此，希望有一种变形蒙皮，其必须能够承受足够大的变形，且在变形过程中要有足够的面外刚度来维持机翼的气动外形，同时在变形过程中蒙皮材料的面内刚度要尽可能的小以减少驱动器对能量的要求。

为实现上述目的，提出一种复合式柔性机翼蒙皮材料，其由内部二维柔性弹簧网支撑结构和高分子化合物柔性表层组成。其中，二维柔性弹簧网可以实现足够的面外刚度，而复合式柔性蒙皮又具有足够的弹性，易于驱动和变形。然而二维柔性弹簧网的加工方法是该复合式柔性蒙皮制造的关键技术之一。使用传统模具制造，由于导柱、导套的存在，一般将模具设计为420mm长(8个单元)，即一次性冲裁出柔性弹簧网的纵向。然而该种模具成本较高，且只局限于加工距离小于等于420mm要求的材料，适用范围狭隘。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度、强通用性、低成本等要求的柔性弹簧网冲裁模具，以克服现有技术中的至少一个缺陷。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种柔性弹簧网冲裁模具，包括上模座组件、第一凸模、第二凸模、卸料板、下模座组件，所述上模座组件由上模座、多块固定板以及两者之间夹装的上垫板层叠而成，其中上模座通过在其上设置模柄以与冲压机相连，在固定板远离上垫板一侧通过多个连接杆连接安装卸料板，并且在每个连接杆上均套装缓冲弹簧；第一凸模贯穿卸料板设置，并在其一端嵌装第二凸模，通过该第二凸模以将第一凸模可拆卸安装于固定板上；下模座组件由凹模、下模座以及两者之间夹装的下垫板层叠而成，其中下模座与冲压机相连，凹模上设置有与第一凸模配合成型样件的空腔。

优选地是，所述第二凸模是由两根阶梯螺杆构成。

优选地是，在所述凹模上设置四个用于与所述卸料板定位配合的定位销。

优选地是，所述固定板由第一固定板及第二固定板两块固定板构成，其中第一固定板夹装于所述上垫板与第二固定板之间，并且在第一固定板上开设有限制所述第二凸模移动的槽孔。

优选地是，所述连接杆一端可拆卸嵌装于所述上模座组件内部，露出上模座组件一端与所述卸料板相接，并在连接杆上的卸料板与所述第二固定板之间的区域上套装所述弹簧，该连接杆及其上套接的弹簧共设置四组，分别布置于卸料板的四个边角。

优选地是，所述凹模上的空腔由与所述第一凸模外轮廓相同的腔孔以及与该腔孔相通的矩形腔构成。

优选地是，所述下垫板居中设置圆形通孔A，并在其对接设置所述下模座一侧上开设用于减重的矩形槽，该矩形槽设置两处且沿中心线对称布置，并且贯通下垫板两侧边。

优选地是，所述下模座居中设置与所述圆形通孔A相同的圆形通孔B，并在其对接设置所述下垫板一侧上开设用于减重的矩形缺口，该矩形缺口设置两处且相对设置于与所述矩形槽相同方向上的两侧边上。

优选地是，所述模柄由圆柱以及与该圆柱对接设置的螺纹柱构成，该模柄通过螺纹柱居中设置于所述上模座上。

本发明所提供的一种柔性弹簧网冲裁模具的有益效果在于，1)通用性强，无导柱、导套限制，可横纵两个方向平移，实现47mm整数倍尺寸柔性弹簧网的加工；2)精度高，4个定位销准确确定材料位置，且冲裁时可限制材料横纵移动，保证每个单元的精度；3)成本低，结合柔性弹簧网特性，模具仅设计为一个基本单元为冲裁对象，其他单元通过简单平移实现，大大减小了模具成本；4)使用以材料正中心为起点，隔行冲裁的方法，可进一步提高精度，得到高精度柔性弹簧网。

附图说明

图1为本发明柔性弹簧网冲裁模具的装配示意图；

图2为本发明柔性弹簧网冲裁模具中下模座的结构示意图；

图3为本发明柔性弹簧网冲裁模具中第一凸模的结构示意图；

图4为本发明柔性弹簧网冲裁模具中第二凸模的结构示意图；

图5为本发明柔性弹簧网冲裁模具中凹模的结构示意图；

图6为本发明柔性弹簧网冲裁模具中上垫板的结构示意图；

图7为本发明柔性弹簧网冲裁模具中下垫板的结构示意图；

图8为本发明柔性弹簧网冲裁模具中第一固定板的结构示意图；

图9发明柔性弹簧网冲裁模具中第二固定板的结构示意图；

图10为本发明柔性弹簧网冲裁模具中卸料板的结构示意图；

图11为本发明柔性弹簧网冲裁模具中模柄的结构示意图；

图12为本发明柔性弹簧网冲裁模具中定位销的结构示意图；

图13为本发明柔性弹簧网冲裁模具中弹簧的结构示意图；

图14为本发明柔性弹簧网冲裁模具中上模座的结构示意图。

附图标记：

1-下模座、2-第一凸模、3-第二凸模、4-凹模、5-上垫板、6-下垫板、7-第一固定板、8-第二固定板、9-卸料板、10-模柄、11-定位销、12-弹簧、13-上模座。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明的柔性弹簧网冲裁模具做进一步详细说明。

如图1所示，一种柔性弹簧网冲裁模具，包括上模座组件、第一凸模2(详见图3所示)、第二凸模3(详见图4所示)、卸料板9(详见图10所示)、下模座组件，其中，两凸模是冲模中起直接形成冲件作用的凸形工作零件，即以外形为工作表面的零件，卸料板9则是将材料从凸模上脱卸出来的固定式或活动式板形零件。

上模座组件由上模座13(详见图14所示)、多块固定板以及两者之间夹装的上垫板5(详见图6所示)层叠而成，其中上模座13通过在其上设置模柄10(详见图11所示)以与冲压机相连，该模柄10选择由圆柱以及与该圆柱对接设置的螺纹柱组成，通过其螺纹柱居中设置于上模座13上，该模柄10安装模具时伸入压力机滑块孔中并被夹紧。固定板由第一固定板7(详见图8所示)及第二固定板8(详见图9所示)两块固定板构成，其中第一固定板7夹装于上垫板5与第二固定板8之间，在固定板远离上垫板5一侧通过多个连接杆连接安装卸料板9，并且在每个连接杆上均套装缓冲弹簧12(详见图13所示)，该弹簧12为弹性卸料、压料及顶件装置提供作用力和行程的零件。该连接杆具体将其一端可拆卸嵌装于上模座组件内部，露出上模座组件一端与卸料板9相接，弹簧12套装于连接杆上的卸料板9与第二固定板8之间的区域上，为了受力均匀，该连接杆及其上套接的弹簧12共设置四组，分别布置于卸料板9的四个边角。其中，上模座13是整副模具最上面的板状零件，工作时紧贴压力机滑块，并通过模柄与压力机滑块连接并固定。上垫板5是介于第一固定板7与上模座13间的淬硬板状零件，用于降低上模座13承受的单位压应力。第一固定板7和第二固定板8则是固定凸、凹模的板状零件。

第一凸模2贯穿卸料板9设置，并在其一端嵌装第二凸模3，该第二凸模2是由两根阶梯螺杆构成，通过该第二凸模3以将第一凸模2可拆卸安装于第二固定板8上，其中第二凸模3螺栓头部分与第一固定板7相接触，并且在第一固定板7上开设有限制第二凸模3移动的槽孔。

下模座组件由凹模4(详见图5所示)、下模座1(详见图2所示)以及两者之间夹装的下垫板6(详见图7所示)层叠而成，其中下模座1与冲压机相连。该凹模4上设置有与第一凸模2配合成型样件的空腔，该空腔由与第一凸模2外轮廓相同的腔孔以及与该腔孔相通的矩形腔构成，并且在与卸料板9相对一侧设置四个用于与其定位配合的定位销11(详见图12所示)，该定位销11是保证工序件在模具内有不变位置的零件。该下垫板6居中设置圆形通孔A，并在其对接设置下模座1一侧上开设用于减重的矩形槽，该矩形槽设置两处且沿中心线对称布置，并且贯通下垫板6两侧边。下模座1居中设置与圆形通孔A相同的圆形通孔B，并在其对接设置下垫板6一侧上开设用于减重的矩形缺口，该矩形缺口设置两处且相对设置于与矩形槽相同方向上的两侧边上。其中，凹模4是冲模中起直接形成冲件作用的凹形工作零件，即以内形为工作表面的零件。下模座1是下模底面的板状零件，工作时直接固定在压力机工作台面上。下垫板6是介于凹模4与下模座1间的淬硬板状零件，用于降低下模座1承受的单位压应力。

由于本发明凸模是由第一凸模2和第二凸模3两凸模组合而成，将板材放置于卸料板9与凹模4之间，一次可冲裁出一个单元，横纵平移材料，可加工出满足47mm整数倍尺寸的柔性弹簧网。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种柔性弹簧网冲裁模具，其特征在于，包括上模座组件、第一凸模(2)、第二凸模(3)、卸料板(9)、下模座组件，所述上模座组件由上模座(13)、多块固定板以及两者之间夹装的上垫板(5)层叠而成，其中上模座(13)通过在其上设置模柄(10)以与冲压机相连，在固定板远离上垫板(5)一侧通过多个连接杆连接安装卸料板(9)，并且在每个连接杆上均套装缓冲弹簧(12)；第一凸模(2)贯穿卸料板(9)设置，并在其一端嵌装第二凸模(3)，通过该第二凸模(3)以将第一凸模(2)可拆卸安装于固定板上；下模座组件由凹模(4)、下模座(1)以及两者之间夹装的下垫板(6)层叠而成，其中下模座(1)与冲压机相连，凹模(4)上设置有与第一凸模(2)配合成型样件的空腔。

2.根据权利要求1所述的柔性弹簧网冲裁模具，其特征在于，所述第二凸模(2)是由两根阶梯螺杆构成。

3.根据权利要求2所述的柔性弹簧网冲裁模具，其特征在于，在所述凹模(4)上设置四个用于与所述卸料板(9)定位配合的定位销(11)。

4.根据权利要求3所述的柔性弹簧网冲裁模具，其特征在于，所述固定板由第一固定板(7)及第二固定板(8)两块固定板构成，其中第一固定板(7)夹装于所述上垫板(5)与第二固定板(8)之间，并且在第一固定板(7)上开设有限制所述第二凸模(3)移动的槽孔。

5.根据权利要求4所述的柔性弹簧网冲裁模具，其特征在于，所述连接杆一端可拆卸嵌装于所述上模座组件内部，露出上模座组件一端与所述卸料板(9)相接，并在连接杆上的卸料板(9)与所述第二固定板(8)之间的区域上套装所述弹簧(12)，该连接杆及其上套接的弹簧(12)共设置四组，分别布置于卸料板(9)的四个边角。

6.根据权利要求5所述的柔性弹簧网冲裁模具，其特征在于，所述凹模(4)上的空腔由与所述第一凸模(2)外轮廓相同的腔孔以及与该腔孔相通的矩形腔构成。

7.根据权利要求6所述的柔性弹簧网冲裁模具，其特征在于，所述下垫板(6)居中设置圆形通孔A，并在其对接设置所述下模座(1)一侧上开设用于减重的矩形槽，该矩形槽设置两处且沿中心线对称布置，并且贯通下垫板(6)两侧边。

8.根据权利要求7所述的柔性弹簧网冲裁模具，其特征在于，所述下模座(1)居中设置与所述圆形通孔A相同的圆形通孔B，并在其对接设置所述下垫板(6)一侧上开设用于减重的矩形缺口，该矩形缺口设置两处且相对设置于与所述矩形槽相同方向上的两侧边上。

9.根据权利要求8所述的柔性弹簧网冲裁模具，其特征在于，所述模柄(10)由圆柱以及与该圆柱对接设置的螺纹柱构成，该模柄(10)通过螺纹柱居中设置于所述上模座(13)上。