CN110405076B - 拼装式储料罐弧形拼板的成型模具及其成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拼装式储料罐弧形拼板的成型模具及其成型方法，所述成型模具包括上模、中模、下模和底座，合模时，在上模的弧形凹板与下模的弧形凸板之间形成弧形拼板的弧形本体；在上模的轴向法兰翻边段与中模的轴向法兰中模立板中段之间形成弧形拼板的轴向法兰，在上模的周向法兰上模立板与所述中模的周向法兰中模立板之间形成弧形拼板的周向法兰。本发明所揭示的模具和方法可以对拼装式储料罐弧形拼板的弧形本体、周向法兰以及轴向法兰一次冲压成型，与“本体压弧、法兰折弯两步成型”的公知技术相比，本发明可以实现“一次定位，一次成型”，精度更高，效率提高两倍以上，并可成倍节省设备投资和人工成本。
Description
技术领域
本发明涉及冲压成型模具技术领域，具体涉及一种拼装式储料罐弧形拼板的成型模具及其成型方法。
背景技术
现有技术当中，储料罐主要有两种，一种是通过钢板弯曲后焊接而成，这种储料罐工作强度大生产效率低，单片钢板损坏后无法更换，已逐渐被淘汰。另一种储料罐是拼装式储料罐，因便于更换和维修而得到广泛应用。
拼装式储料罐到达客户现场时一般是分体的零配件，组装工作大都是在客户现场完成的，由于设备比较大，一块拼板的高度在1.4米左右，安装工作量大危险系数高。拼装式储料罐的罐体主要是由弧形拼板拼接而成，弧形拼板是拼装式储料罐的主要零部件，因此弧形拼板的加工制造水平决定了拼装式储料罐的制造水平。
中国发明专利CN102730351A公开了一种储料仓及储料仓仓体制造方法，其先将整张金属板材切割成相同尺寸的矩形，在矩形板材的四周测量出连接法兰的位置，在连接法兰的位置上均匀钻设多个连接孔。然后，先通过模具对所述金属板材进行冲压，在金属板材的四周形成连接法兰，再将金属板材向连接法兰一侧弯折成圆弧状；或者，先将金属板材向连接法兰一侧弯折成圆弧状，再通过模具对所述金属板材进行冲压，在金属板材的外弧的四周形成连接法兰。上述方法中，下料与冲孔分两步进行，生产效率低，劳动力成本高；拼板的圆弧成型和四周的连接法兰成型先后进行需要两套模具，设备投资大，效率低，成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种拼装式储料罐弧形拼板的成型模具，作为同一种技术构思，本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种拼装式储料罐弧形拼板的成型方法，通过上述成型模具实施上述成型方法，以提高拼装式储料罐弧形拼板的生产效率，并降低其生产成本。
为解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案是，一种拼装式储料罐弧形拼板的成型模具，包括：上模、中模、下模和底座；所述上模包括一个弧形凹板，所述弧形凹板的四周设置有一对周向法兰上模立板和一对轴向法兰上模立板，所述轴向法兰上模立板与所述弧形凹板的连接处设置有轴向法兰翻边段，所述轴向法兰翻边段的长度与所述弧形拼板的轴向法兰相对应，所述轴向法兰翻边段与所述弧形凹板的相对角度跟所述弧形拼板的弧形本体与其轴向法兰的相对角度相对应；所述中模包括一对用于支撑所述弧形拼板的轴向法兰的轴向法兰支撑座和一对用于支撑所述弧形拼板的周向法兰的周向法兰支撑座，所述轴向法兰支撑座和所述周向法兰支撑座固定于所述底座的四周，所述轴向法兰支撑座设置有弯折的轴向法兰中模立板，所述轴向法兰中模立板包括与所述轴向法兰上模立板相对应的轴向法兰中模立板上段、用于限制所述下模的轴向法兰中模立板下段以及与所述轴向法兰翻边段相对应用于形成所述弧形拼板的轴向法兰的轴向法兰中模立板中段；所述周向法兰支撑座设置有与所述周向法兰上模立板相对应用于形成所述弧形拼板的周向法兰的周向法兰中模立板；所述下模包括一个弧形凸板，所述弧形凸板与所述弧形凹板相对设置用于形成所述弧形拼板的弧形本体，所述下模通过顶出销轴活动安装于所述底座，所述下模与所述中模之间设置有导向装置。
其中，在所述中模的轴向法兰支撑座的支撑板上设置有定位销，所述定位销的头部倾斜的切掉了一部分，所述定位销头部的切削面向外下侧倾斜。
其中，所述弧形凹板和所述弧形凸板分别设置有相适配的加强筋凹槽和加强筋凸棱。
其中，所述加强筋凹槽和加强筋凸棱分别沿所述弧形凹板或所述弧形凸板的弧度方向延伸。
其中，所述加强筋凹槽和加强筋凸棱分别有两条并沿轴向排列。
其中，所述导向装置是设置于所述周向法兰支撑座的导向键。
为解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案是，一种拼装式储料罐弧形拼板的成型方法，包括以下步骤：
(a)利用激光切割机同时完成拼板平坯料的下料以及周向法兰边和轴向法兰边的割孔作业；
(b)将所述下模的顶出销轴活动安装于所述底座；
(c)将所述拼板平坯料放置于所述中模的轴向法兰支撑座和所述中模周向法兰支撑座的支撑板上并通过所述定位销定位；
(d)所述上模在冲压设备的带动下向下做合模运动，所述上模的弧形凹板的两端从上向下压向所述拼板平坯料的上表面，所述下模的弧形凸板的中部托住所述拼板平坯料的下表面；所述上模继续下行，所述拼板平坯料的中部逐渐变形并最终在所述上模的弧形凹板与所述下模的弧形凸板之间形成所述弧形拼板的弧形本体；所述拼板平坯料的四周逐渐变形并脱离轴向法兰支撑座和所述中模周向法兰支撑座的支撑板，在所述上模的轴向法兰翻边段与所述中模的轴向法兰中模立板中段之间形成所述弧形拼板的轴向法兰，在所述上模的周向法兰上模立板与所述中模的周向法兰中模立板之间形成所述弧形拼板的周向法兰，所述拼板的轴向法兰成型、周向法兰成型以及弧形本体的成型在一个模具中一次完成；
(e)所述上模在冲压设备的带动下向上做开模运动，此时，所述顶出销轴在所述冲压设备的顶出机构的带动下向上将成型工件顶出。
其中，所述弧形凹板和所述弧形凸板分别设置有相适配的加强筋凹槽和加强筋凸棱，在所述上模和所述下模合模的过程中，所述加强筋凹槽和所述加强筋凸棱在所述弧形拼板的弧形本体上压制成所述弧形拼板的弧形加强筋。
采用了上述技术方案后，本发明所取得的有益效果是：
1)使用本发明所揭示的模具，可以对拼装式储料罐弧形拼板的弧形本体、周向法兰以及轴向法兰一次冲压成型，与“本体压弧、法兰折弯两步成型”的公知技术相比，一次定位，精度更高，一次成型，效率提高两倍以上，并可成倍节省设备投资和人工成本。
2)本发明所揭示的模具中，在所述中模的轴向法兰支撑座的支撑板上设置有定位销，上料时，定位销插入拼板平坯料的定位孔定位，合模压制时，由于所述定位销的头部倾斜的切掉了一部分，所述定位销头部的切削面向外下侧倾斜，这样，拼板就可以轻易越过定位销，拼板变形不受影响。
3)本发明所揭示的模具中，所述弧形凹板和所述弧形凸板分别设置有相适配的加强筋凹槽和加强筋凸棱，在所述上模和所述下模合模的过程中，所述加强筋凹槽和所述加强筋凸棱在所述弧形拼板的弧形本体上压制形成所述弧形拼板的弧形加强筋。弧形加强筋可有效提高弧形拼板的刚度，防止拼板变形，在强度一定的情况下，设置有弧形加强筋的拼板可以减小1mm的壁厚，从而大大节省了材料，减轻了自重。
4)使用本发明所揭示的成型方法，不仅能够做到弧形拼板的“一次定位，一次成型”，而且将切割机下料和冲床冲孔这两道工序用激光切割机下料割孔一次成型代替，大大提高了弧形拼板的定位精度和成型效率，并可有效节省设备投资，降低人工成本。
附图说明
图1是本发明拼装式储料罐弧形拼板成型模具实施例在开模状态时的纵向剖视图；
图2是本发明拼装式储料罐弧形拼板成型模具实施例在合模状态时的纵向剖视图；
图3是图2中沿B-B方向的剖视图；
图4是图1中Ⅰ处的局部放大图；
图5是图2中Ⅱ处的局部放大图；
图6是图3中Ⅲ处的局部放大图；
图7是储料罐拼板平坯料的正视图；
图8是储料罐弧形拼板成型产品的立体结构图；
图中：
10-底座，20-下模，21-弧形凸板，211-加强筋凹槽，22-顶出销轴，22-顶出销轴，31-轴向法兰支撑座，31a-轴向法兰中模立板上段，31b-轴向法兰中模立板中段，31c-轴向法兰中模立板下段，31d-轴向法兰支撑座的支撑板，31e-定位销，32-周向法兰支撑座，32a-导向键，32b-周向法兰中模立板，40-上模，41-弧形凸板，411-加强筋凸棱，42-轴向法兰上模立板，43-轴向法兰翻边段，44-周向法兰上模立板；
a-拼板平坯料，a1-拼板平坯料本体，a2-轴向法兰边，a3-周向法兰边；
A-弧形凹板，A1-弧形本体，A2-轴向法兰，A3-周向法兰。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
如图1和图2共同所示，一种拼装式储料罐弧形拼板的成型模具，包括：上模40、中模、下模20和底座10。
如图1和图2共同所示，所述上模40包括一个弧形凹板41，所述弧形凹板41的四周设置有一对周向法兰上模立板44和一对轴向法兰上模立板42，所述轴向法兰上模立板42与所述弧形凹板41的连接处设置有轴向法兰翻边段43，所述轴向法兰翻边段43的长度与弧形拼板A的轴向法兰A2相对应，所述轴向法兰翻边段43与所述弧形凹板41的相对角度跟所述弧形拼板A的弧形本体A1与其轴向法兰A2的相对角度相对应。
如图1、图2和图5共同所示，所述中模包括一对用于支撑所述弧形拼板A的轴向法兰的轴向法兰支撑座31和一对用于支撑所述弧形拼板的周向法兰的周向法兰支撑座32，所述轴向法兰支撑座31和所述周向法兰支撑座32固定于所述底座的四周，所述轴向法兰支撑座31设置有弯折的轴向法兰中模立板，所述轴向法兰中模立板包括与所述轴向法兰上模立板42相对应的轴向法兰中模立板上段31a、用于限制所述下模20的轴向法兰中模立板下段31c以及与所述轴向法兰翻边段43相对应用于形成所述弧形拼板的轴向法兰A2的轴向法兰中模立板中段31b。
如图4所示，在所述中模的轴向法兰支撑座的支撑板31d上设置有定位销31e，所述定位销31e的头部倾斜的切掉了一部分，所述定位销31e头部的切削面向外下侧倾斜。
如图3所示，所述周向法兰支撑座32设置有与所述周向法兰上模立板44相对应用于形成所述弧形拼板的周向法兰A3的周向法兰中模立板32b。
如图1和图2共同所示，所述下模20包括一个弧形凸板21，所述弧形凸板21与所述弧形凹板41相对设置用于形成所述弧形拼板的弧形本体A1，所述下模20通过顶出销轴22活动安装于所述底座10，所述下模20与所述中模之间设置有导向装置。如图3所示，本实施例中，所述导向装置是设置于所述周向法兰支撑座32的导向键32a。
如图3和图6所示，所述弧形凹板41和所述弧形凸板21分别设置有相适配的加强筋凹槽411和加强筋凸棱211。所述加强筋凹槽411和加强筋凸棱211分别沿所述弧形凹板41或所述弧形凸板21的弧度方向延伸。所述加强筋凹槽411和加强筋凸棱211分别有两条并沿轴向排列。
为了更加清楚的理解本申请的发明构思，以下详细说明利用上述成型模具加工拼装式储料罐弧形拼板的成型方法，包括以下步骤：
(a)利用激光切割机同时完成拼板平坯料a(参见图7)的下料以及其周向法兰边a3和轴向法兰a2边的割孔作业；
(b)将所述下模20的顶出销轴22活动安装于所述底座10；
(c)将所述拼板平坯料a放置于所述中模的轴向法兰支撑座31和所述中模周向法兰支撑座32的支撑板上并通过所述定位销31e定位；
(d)所述上模40在冲压设备的带动下向下做合模运动，所述上模40的弧形凹板41的两端从上向下压向所述拼板平坯料a的上表面，所述下模20的弧形凸板21的中部托住所述拼板平坯料a的下表面；
所述上模40继续下行，所述拼板平坯料a的中部逐渐变形并最终在所述上模的弧形凹板41与所述下模的弧形凸板21之间形成所述弧形拼板的弧形本体A1；所述拼板平坯料a的四周逐渐变形并脱离轴向法兰支撑座31和所述中模周向法兰支撑座32的支撑板，在所述上模的轴向法兰翻边段43与所述中模的轴向法兰中模立板中段31b之间形成所述弧形拼板的轴向法兰A2，在所述上模的周向法兰上模立板44与所述中模的周向法兰中模立板32b之间形成所述弧形拼板的周向法兰A3，所述拼板的轴向法兰成型、周向法兰成型以及弧形本体的成型在一个模具中一次完成；
(e)所述上模40在冲压设备的带动下向上做开模运动，此时，所述顶出销轴22在所述冲压设备的顶出机构的带动下向上将弧形拼板A的成型工件顶出，参见图8。
如图6和图8所示，所述弧形凹板41和所述弧形凸板21分别设置有相适配的加强筋凹槽411和加强筋凸棱211，在所述上模40和所述下模20合模的过程中，所述加强筋凹槽411和所述加强筋凸棱211在所述弧形拼板的弧形本体A1上压制成所述弧形拼板的弧形加强筋A4。
本发明不局限于上述实施例，一切基于本发明的构思、结构、原理和方法所做出的种种改进，都将落入本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种拼装式储料罐弧形拼板的成型模具，包括：
上模、中模、下模和底座；其特征在于，
所述上模包括一个弧形凹板，所述弧形凹板的四周设置有一对周向法兰上模立板和一对轴向法兰上模立板，所述轴向法兰上模立板与所述弧形凹板的连接处设置有轴向法兰翻边段，所述轴向法兰翻边段的长度与所述弧形拼板的轴向法兰相对应，所述轴向法兰翻边段与所述弧形凹板的相对角度跟所述弧形拼板的弧形本体与其轴向法兰的相对角度相对应；
所述中模包括一对用于支撑所述弧形拼板的轴向法兰的轴向法兰支撑座和一对用于支撑所述弧形拼板的周向法兰的周向法兰支撑座，所述轴向法兰支撑座和所述周向法兰支撑座固定于所述底座的四周，所述轴向法兰支撑座设置有弯折的轴向法兰中模立板，所述轴向法兰中模立板包括与所述轴向法兰上模立板相对应的轴向法兰中模立板上段、用于限制所述下模的轴向法兰中模立板下段以及与所述轴向法兰翻边段相对应用于形成所述弧形拼板的轴向法兰的轴向法兰中模立板中段；所述周向法兰支撑座设置有与所述周向法兰上模立板相对应用于形成所述弧形拼板的周向法兰的周向法兰中模立板；
所述下模包括一个弧形凸板，所述弧形凸板与所述弧形凹板相对设置用于形成所述弧形拼板的弧形本体，所述下模通过顶出销轴活动安装于所述底座，所述下模与所述中模之间设置有导向装置。
2.根据权利要求1所述的拼装式储料罐弧形拼板的成型模具，其特征在于，在所述中模的轴向法兰支撑座的支撑板上设置有定位销，所述定位销的头部倾斜的切掉了一部分，所述定位销头部的切削面向外下侧倾斜。
3.根据权利要求2所述的拼装式储料罐弧形拼板的成型模具，其特征在于，所述弧形凹板和所述弧形凸板分别设置有相适配的加强筋凹槽和加强筋凸棱。
4.根据权利要求3所述的拼装式储料罐弧形拼板的成型模具，其特征在于，所述加强筋凹槽和加强筋凸棱分别沿所述弧形凹板或所述弧形凸板的弧度方向延伸。
5.根据权利要求3所述的拼装式储料罐弧形拼板的成型模具，其特征在于，所述加强筋凹槽和加强筋凸棱分别有两条并沿轴向排列。
6.根据权利要求1所述的拼装式储料罐弧形拼板的成型模具，其特征在于，所述导向装置是设置于所述周向法兰支撑座的导向键。
7.一种利用权利要求2所述的成型模具加工拼装式储料罐弧形拼板的成型方法，包括以下步骤：
(a)利用激光切割机同时完成拼板平坯料的下料以及周向法兰边和轴向法兰边的割孔作业；
(b)将所述下模的顶出销轴活动安装于所述底座；
(c)将所述拼板平坯料放置于所述中模的轴向法兰支撑座和所述中模周向法兰支撑座的支撑板上并通过所述定位销定位；
(d)所述上模在冲压设备的带动下向下做合模运动，所述上模的弧形凹板的两端从上向下压向所述拼板平坯料的上表面，所述下模的弧形凸板的中部托住所述拼板平坯料的下表面；
所述上模继续下行，所述拼板平坯料的中部逐渐变形并最终在所述上模的弧形凹板与所述下模的弧形凸板之间形成所述弧形拼板的弧形本体；所述拼板平坯料的四周逐渐变形并脱离轴向法兰支撑座和所述中模周向法兰支撑座的支撑板，在所述上模的轴向法兰翻边段与所述中模的轴向法兰中模立板中段之间形成所述弧形拼板的轴向法兰，在所述上模的周向法兰上模立板与所述中模的周向法兰中模立板之间形成所述弧形拼板的周向法兰，所述拼板的轴向法兰成型、周向法兰成型以及弧形本体的成型在一个模具中一次完成；
(e)所述上模在冲压设备的带动下向上做开模运动，此时，所述顶出销轴在所述冲压设备的顶出机构的带动下向上将成型工件顶出。
8.根据权利要求7所述的加工拼装式储料罐弧形拼板的成型方法，其特征在于，所述弧形凹板和所述弧形凸板分别设置有相适配的加强筋凹槽和加强筋凸棱，在所述上模和所述下模合模的过程中，所述加强筋凹槽和所述加强筋凸棱在所述弧形拼板的弧形本体上压制成所述弧形拼板的弧形加强筋。
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