CN108372234B - 一种端盖成型的加工方法及其拉伸成型模具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种端盖成型的加工方法及其拉伸成型模具，包括落料、第一次拉伸、第二次拉伸、切边冲孔、翻边、冲侧孔、侧成型和精冲侧孔的八个工序步骤，合理的设计加工步骤，保证较好的成型效果，本发明提供一种端盖成型的加工方法及其拉伸成型模具，有效地防止其变形及开裂，提高端盖的成品率。

Description

一种端盖成型的加工方法及其拉伸成型模具
技术领域
本发明属于拉伸模具技术领域，特别涉及一种端盖成型的加工方法及其拉伸成型模具。
背景技术
在汽车发动机的排气系统中，需要用到多种形状复杂的零件，特别是壳体件，用于形成气体通道，其中涉及到一种端盖，端盖为筒体盖状结构，其一端为扩口式的碗口状，具有底壁的另一端上开设有底孔，底孔上有向外翻的环状凸台，且底壁上还有向内腔凹设的梯形环槽状结构，在端盖的筒状侧壁上开设有一侧孔，且该侧孔向侧壁的外侧凸出，在碗口状的边缘有平行于底壁平面的环形搭边，如附图1所示，形状结构复杂，而且由于是薄壁件，十分不易加工，特别是在拉伸时，容易造成变形和开裂现象。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种端盖成型的加工方法及其拉伸成型模具，有效地防止其变形及开裂，提高端盖的成品率。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种端盖成型的加工方法，包括以下工艺步骤：
步骤一：落料：通过落料模具进行落料，得到圆形形状的落料片；
步骤二：第一次拉伸：通过一次拉伸模具对落料片进行初步拉伸，拉伸出端盖中间部分的异形型面，得到梯形环槽状结构的型面；
步骤三：第二次拉伸：通过二次拉伸模具对第一次拉伸的半成品件进行二次拉伸，以异形型面进行定位，拉伸出端盖外圈的筒状壁体结构和搭边结构；
步骤四：切边冲孔：以步骤三的半成品件的内腔型面进行定位，通过切边冲孔模具对半成品件的搭边结构以外的余料进行切除，得到完整圆形形状的边缘，并同时对端盖中间部分的底壁壁体上进行冲孔；
步骤五：翻边：以步骤四的半成品件的内腔型面进行定位，通过翻边模具对步骤三的底孔进行翻边，使底孔的边缘向腔体外翻，形成环状凸台；
步骤六：侧冲孔：以内腔型面进行定位，通过侧冲孔模具对端盖的环状壁体上的侧孔进行预冲孔；
步骤七：侧成型：以内腔型面进行定位，通过侧成型模具对端盖的环状壁体上的侧孔进行侧向成型，形成侧孔外凸的结构；
步骤八：侧精冲孔：以内腔型面进行定位，通过侧精冲孔模具对步骤七中产生的侧孔余料进行切除，达到侧孔的设计尺寸。
进一步的，实施一种端盖成型的加工方法的拉伸成型模具，包括一次拉伸模具和二次拉伸模具，所述二次拉伸模具以一次拉伸模具加工的工件为基础进行后续成型加工。
进一步的，所述一次拉伸模具包括第一下模板和相对于所述第一下模板进行开合模的第一上模板，所述第一上模板的底部设置有圆柱形的第一凸模，所述第一凸模的外侧套设有第一压料板，所述第一压料板相对第一上模板上下伸缩滑动，所述第一凸模的端部截面形状为倒U型结构，且U型结构的底面上设置有朝向U型结构开口侧的锥形凸起；所述第一下模板上设置有圆柱形的第一凹模，所述第一凹模的型面与第一凸模的型面相吻合，且所述第一凹模为“凸”型结构，所述第一凹模的外圈套设有第一顶板，第一顶板相对于第一凹模上、下伸缩滑动，所述第一顶板高于第一凹模的型面的边缘；所述第一凸模U型结构的突出部分为环状的第一上镶块，所述第一上镶块固定设置在第一凸模的外圈，在第一凹模的外圈套设有第一下镶块，所述第一下镶块与第一上镶块对应设置。
进一步的，所述二次拉伸模具包括第二下模板和相对于所述第二下模板进行开合模的第二上模板，所述第二上模板的底部设置有环形的第二凹模，所述第二凹模的内侧穿设有第二压料板，所述第二压料板相对第二上模板上下伸缩滑动，所述第二压料板的底面设置有与端盖中间部分的异性型面相吻合的压料型面，所述第二凹模为倒扣的碗口状结构；所述第二下模板上设置有圆柱形第二凸模，所述第二凸模的外侧套设有第二托板，所述第二托板相对第二凸模上下伸缩滑动，且所述第二托板设置在第二凹模的下方，所述第二下模板上下贯通开设有若干凹槽，所述凹槽内设置有滑套，所述滑套内穿设有导柱，所述导柱固定设置在第二托板的底部，所述导柱伸缩滑动设置在滑套内。
进一步的，还包括第一冲头，所述第一冲头设置在第二上模板底部，且所述第一冲头穿过第二压料板朝下设置，所述第一冲头设置在端盖的中心轴线方向上。
进一步的，还包括切边组件，所述切边组件设置在第二下模板的上方，所述切边组件包括环状切刀，所述第二托板上开设有环槽，所述环槽设置在第二凸模的外圈，且环槽的内圈与端盖的最外侧边缘相切，所述切刀穿设在所述环槽内，所述第二凹模的底面设置有供所述切刀深入的切边凹槽，所述切边凹槽内镶嵌有与切刀配合的切刀镶块，在合模时，所述切刀相对滑动在环槽内，且所述切刀通过与切刀镶块配合切除端盖的外圈余料。
有益效果：本发明的加工方法保证了端盖的成型型面光顺，解决了成型时的型面变形、起皱或开裂的现象，并保证了各尺寸的精度，通过一次拉伸模具和二次拉伸模具分两次对复杂的型面进行分步拉伸成型，分别拉伸底壁上的异形型面和弯曲成型筒体状的侧壁，成型效果较好，而且两个模具的结构合理，成品率高。
附图说明
附图1为产品端盖的版剖示意图；
附图2为发明第一次拉伸后的产品示意图；
附图3为发明第二次拉伸后的产品示意图；
附图4为发明端盖切边冲孔后的产品示意图；
附图5为发明端盖翻边工序后的产品示意图；
附图6为发明端盖侧冲孔工序后的产品示意图；
附图7为发明端盖侧成型工序后的产品示意图；
附图8为发明端盖侧精冲孔工序后的产品示意图；
附图9为本发明的一次拉伸模具的整体结构示意图；
附图10为本发明的一次拉伸模具的局部结构示意图；
附图11为本发明的二次拉伸模具的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图2至附图8所示，一种端盖成型的加工方法，包括以下工艺步骤：
步骤一：落料：通过落料模具进行落料，得到圆形形状的落料片；
步骤二：第一次拉伸：通过一次拉伸模具对落料片进行初步拉伸，拉伸出端盖中间部分的异形型面，得到梯形环槽状结构的型面；如附图2所示；
步骤三：第二次拉伸：通过二次拉伸模具对第一次拉伸的半成品件进行二次拉伸，以异形型面进行定位，拉伸出端盖外圈的筒状壁体结构和搭边结构；如附图3所示；
步骤四：切边冲孔：以步骤三的半成品件的内腔型面进行定位，通过切边冲孔模具对半成品件的搭边结构以外的余料进行切除，得到完整圆形形状的边缘，并同时对端盖中间部分的底壁壁体上进行冲孔；如附图4所示；
步骤五：翻边：以步骤四的半成品件的内腔型面进行定位，通过翻边模具对步骤三的底孔进行翻边，使底孔的边缘向腔体外翻，形成环状凸台；如附图5所示；
步骤六：侧冲孔：以内腔型面进行定位，通过侧冲孔模具对端盖的环状壁体上的侧孔进行预冲孔；如附图6所示；
步骤七：侧成型：以内腔型面进行定位，通过侧成型模具对端盖的环状壁体上的侧孔进行侧向成型，形成侧孔外凸的结构；如附图7所示；
步骤八：侧精冲孔：以内腔型面进行定位，通过侧精冲孔模具对步骤七中产生的侧孔余料进行切除，达到侧孔的设计尺寸。如附图8所示。本发明的加工方法保证了端盖的成型型面光顺，解决了成型时的型面变形、起皱或开裂的现象，并保证了各尺寸的精度。通过将端盖的复杂型面分成两个部分进行拉伸，单次拉伸的区域较小，减小了拉伸难度，大幅度的减小了板料的变形量，特别是端盖的侧壁较深，若是通过一次拉伸同时拉伸出底壁的型面与侧壁，在拉伸时会造成侧壁的不均匀，侧壁与底壁相接的转角处会出现开裂和起皱的现象，废品率高，因此通过分步将底壁的型面拉伸出后，在通过第二次拉伸加工，即将底壁外侧的板料向下逐渐弯折，以形成环形的侧壁，且在拉伸时板料的力度分布均匀，拉伸成型较好。
实施一种端盖成型的加工方法的拉伸成型模具，包括一次拉伸模具和二次拉伸模具，所述二次拉伸模具以一次拉伸模具加工的工件为基础进行后续成型加工。通过两次分步加工的方式完成对端盖的拉伸成型。
如附图9和附图10所示，所述一次拉伸模具包括第一下模板1-2和相对于所述第一下模板1-2进行开合模的第一上模板1-1，所述第一上模板1-1的底部设置有圆柱形的第一凸模1-3，所述第一凸模1-3的外侧套设有第一压料板1-6，所述第一压料板1-6相对第一上模板上下伸缩滑动，通过第一压料板压覆在第一次拉伸区域的外侧，保证落料片的稳定，防止其窜动，所述第一凸模1-3的端部截面形状为倒U型结构，且U型结构的底面上设置有朝向U型结构开口侧的锥形凸起1-9；先形成端盖内腔的异形型面，同时形成后续的定位型面，方面后序加工时的定位，所述第一下模板1-2上设置有圆柱形的第一凹模1-5，所述第一凹模1-5的型面与第一凸模的型面相吻合，且所述第一凹模为“凸”型结构，所述第一凹模1-5的外圈套设有第一顶板1-8，第一顶板相对于第一凹模上、下伸缩滑动，所述第一顶板1-8高于第一凹模1-3的型面的边缘；第一顶板1-8用于支撑落料片，同时，在合模时，第一顶板1-8与第一凹模1-5的最低面形成凹型型面，用于成型端盖底壁与侧壁过度位置的台阶结构，而且，在开模时，第一顶板1-8复位上移，向上顶起一次拉伸后的工件，减少了模具中顶杆的装配，一板多用，优化了模具结构，降低了模具的制造成本，并且，由于工件与第一顶板的接触面积较大，可避免使用顶杆对工件的顶出时的局部变形；所述第一凸模1-3U型结构的突出部分为环状的第一上镶块1-7，所述第一上镶块1-7固定设置在第一凸模1-3的外圈，在第一凹模1-5的外圈套设有第一下镶块1-4，所述第一下镶块1-4与第一上镶块1-7对应设置。第一凸模的外圈、第一凹模台阶处的内圈在重复加工后易磨损，通过第一上镶块1-7和第一下镶块1-4可快速的对凸凹模进行更换和维修，方便加工。
如附图11所示，所述二次拉伸模具包括第二下模板2-2和相对于所述第二下模板2-2进行开合模的第二上模板2-1，所述第二上模板2-1的底部设置有环形的第二凹模2-5，所述第二凹模2-5的内侧穿设有第二压料板2-3，所述第二压料板2-3相对第二上模板上下伸缩滑动，所述第二压料板2-3的底面设置有与端盖中间部分的异性型面相吻合的压料型面，以第一次拉伸后工件的内腔型面进行定位，定位准确，所述第二凹模2-5为倒扣的碗口状结构；所述第二下模板2-2上设置有圆柱形第二凸模2-6，所述第二凸模2-6的外侧套设有第二托板2-4，所述第二托板2-4相对第二凸模上下伸缩滑动，且所述第二托板2-4设置在第二凹模2-5的下方，所述第二下模板2-2上下贯通开设有若干凹槽，所述凹槽内设置有滑套2-7，所述滑套内穿设有导柱2-8，所述导柱2-8固定设置在第二托板2-4的底部，所述导柱伸缩滑动设置在滑套内。所述第二托板2-4用于支撑工件的外圈板体，第二托板2-4伸缩设置在下模板上，且通过导柱和滑套进行导向，保证第二托板的稳定滑动，在合模时，使端盖的开口侧的搭边通过第二凹模2-5成型后，保持搭边与底壁之间有较高的平行度，达到尺寸要求。
如附图11所示，还包括第一冲头2-10，所述第一冲头2-10设置在第二上模板2-1底部，且所述第一冲头2-10穿过第二压料板2-3朝下设置，所述第一冲头2-10设置在端盖的中心轴线方向上；在第二凹模2-5成型端盖的侧壁的同时，通过第一冲头2-10对底壁上进行冲孔，两工序同时进行，节省加工时间、提高工作效率。
还包括切边组件，所述切边组件设置在第二下模板2-2的上方，所述切边组件包括环状切刀2-11，所述第二托板2-4上开设有环槽，所述环槽设置在第二凸模的外圈，且环槽的内圈与端盖的最外侧边缘相切，所述切刀2-11穿设在所述环槽内，所述第二凹模2-5的底面设置有供所述切刀2-11深入的切边凹槽，所述切边凹槽内镶嵌有与切刀2-11配合的切刀镶块，在合模时，所述切刀2-11相对滑动在环槽内，且所述切刀通过与切刀镶块配合切除端盖的外圈余料。在第二凹模2-5向下合模时，第二托板向下移动，当端盖开口边缘的搭边成型后，通过驱动装置驱动切刀2-11上移，对搭边外侧的多余废料进行切除，切边和侧壁的成型在同一模具中进行，避免了工件的重复装夹定位，减小了操作误差，使搭边与端盖有非常高的同轴度，而且，整体模具设计合理，结构紧凑，在同一模具中，可实现二次拉伸、冲孔和切边多工序的加工，多工序共模，不仅大幅度的降低加工时间，还降低了模具的制造成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种端盖成型的加工方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
步骤一：落料：通过落料模具进行落料，得到圆形形状的落料片；
步骤二：第一次拉伸：通过一次拉伸模具对落料片进行初步拉伸，拉伸出端盖中间部分的异形型面，得到梯形环槽状结构的型面；
步骤三：第二次拉伸：通过二次拉伸模具对第一次拉伸的半成品件进行二次拉伸，以异形型面进行定位，拉伸出端盖外圈的筒状壁体结构和搭边结构；
步骤四：切边冲孔：以步骤三的半成品件的内腔型面进行定位，通过切边冲孔模具对半成品件的搭边结构以外的余料进行切除，得到完整圆形形状的边缘，并同时对端盖中间部分的底壁壁体上进行冲孔；
步骤五：翻边：以步骤四的半成品件的内腔型面进行定位，通过翻边模具对步骤四的底孔进行翻边，使底孔的边缘向腔体外翻，形成环状凸台；
步骤六：侧冲孔：以内腔型面进行定位，通过侧冲孔模具对端盖的环状壁体上的侧孔进行预冲孔；
步骤七：侧成型：以内腔型面进行定位，通过侧成型模具对端盖的环状壁体上的侧孔进行侧向成型，形成侧孔外凸的结构；
步骤八：侧精冲孔：以内腔型面进行定位，通过侧精冲孔模具对步骤七中产生的侧孔余料进行切除，达到侧孔的设计尺寸。
2.实施权利要求1所述的一种端盖成型的加工方法的拉伸成型模具，其特征在于：包括一次拉伸模具和二次拉伸模具，所述二次拉伸模具以一次拉伸模具加工的工件为基础进行后续成型加工。
3.根据权利要求2所述的拉伸成型模具，其特征在于：所述一次拉伸模具包括第一下模板（1-2）和相对于所述第一下模板（1-2）进行开合模的第一上模板（1-1），所述第一上模板（1-1）的底部设置有圆柱形的第一凸模（1-3），所述第一凸模（1-3）的外侧套设有第一压料板（1-6），所述第一压料板（1-6）相对第一上模板上下伸缩滑动，所述第一凸模（1-3）的端部截面形状为倒U型结构，且U型结构的底面上设置有朝向U型结构开口侧的锥形凸起（1-9）；所述第一下模板（1-2）上设置有圆柱形的第一凹模（1-5），所述第一凹模（1-5）的型面与第一凸模的型面相吻合，且所述第一凹模为“凸”型结构，所述第一凹模（1-5）的外圈套设有第一顶板（1-8），第一顶板相对于第一凹模上、下伸缩滑动，所述第一顶板（1-8）高于第一凹模（1-5）的型面的边缘；所述第一凸模（1-3）U型结构的突出部分为环状的第一上镶块（1-7），所述第一上镶块（1-7）固定设置在第一凸模（1-3）的外圈，在第一凹模（1-5）的外圈套设有第一下镶块（1-4），所述第一下镶块（1-4）与第一上镶块（1-7）对应设置。
4.根据权利要求2所述的拉伸成型模具，其特征在于：所述二次拉伸模具包括第二下模板（2-2）和相对于所述第二下模板（2-2）进行开合模的第二上模板（2-1），所述第二上模板（2-1）的底部设置有环形的第二凹模（2-5），所述第二凹模（2-5）的内侧穿设有第二压料板（2-3），所述第二压料板（2-3）相对第二上模板上下伸缩滑动，所述第二压料板（2-3）的底面设置有与端盖中间部分的异形型面相吻合的压料型面，所述第二凹模（2-5）为倒扣的碗口状结构；所述第二下模板（2-2）上设置有圆柱形第二凸模（2-6），所述第二凸模（2-6）的外侧套设有第二托板（2-4），所述第二托板（2-4）相对第二凸模上下伸缩滑动，且所述第二托板（2-4）设置在第二凹模（2-5）的下方，所述第二下模板（2-2）上下贯通开设有若干凹槽，所述凹槽内设置有滑套（2-7），所述滑套内穿设有导柱（2-8），所述导柱（2-8）固定设置在第二托板（2-4）的底部，所述导柱伸缩滑动设置在滑套内。
5.根据权利要求4所述的拉伸成型模具，其特征在于：还包括第一冲头（2-10），所述第一冲头（2-10）设置在第二上模板（2-1）底部，且所述第一冲头（2-10）穿过第二压料板（2-3）朝下设置，所述第一冲头（2-10）设置在端盖的中心轴线方向上。
6.根据权利要求4或5所述的拉伸成型模具，其特征在于：还包括切边组件，所述切边组件设置在第二下模板（2-2）的上方，所述切边组件包括环状切刀（2-11），所述第二托板（2-4）上开设有环槽，所述环槽设置在第二凸模的外圈，且环槽的内圈与端盖的最外侧边缘相切，所述切刀（2-11）穿设在所述环槽内，所述第二凹模（2-5）的底面设置有供所述切刀（2-11）深入的切边凹槽，所述切边凹槽内镶嵌有与切刀（2-11）配合的切刀镶块，在合模时，所述切刀（2-11）相对滑动在环槽内，且所述切刀通过与切刀镶块配合切除端盖的外圈余料。
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