CN112775342A - 一种薄壁产品压型整形一体化加工工装和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，包括沿竖直方向固定于基座上的压型内模和整形内模，所述压型内模和整形内模相互平行且间隔设置，薄壁产品套在压型内模和整形内模外侧，基座上设置有膨胀芯棒，基座两侧分别设置有挤压薄壁产品的压型外模和整形外模；本发明还提供了工装的使用方法。本发明的优点在于：本发明将待加工的薄壁产品套设于压型内模和整形内模外侧，通过膨胀芯棒使压型内模和整形内模膨胀顶紧薄壁产表面，然后通过压型外模和整形外模压紧薄壁产品的外表面，通过一个工装，一套动力设备即可一次完成压型和整形工作，简化加工流程，节约生产成本，提高效率。

Description

一种薄壁产品压型整形一体化加工工装和方法

技术领域

本发明涉及壳体表面形状加工技术领域，尤其涉及一种薄壁产品压型整形一体化加工工装和方法。

背景技术

在生产中，类似汽车排气装饰罩等薄壁壳体因功能或美观的要求需要制作凹凸的造型，有时还需要调整薄壁产品的外轮廓形状，加工时一般是在成型后的薄壁产品上先压出造型，然后再挤压外轮廓整形，由于需要不同的工装分别进行压型和整形，因此需要进行两道工序，同时需要两台冲床，生产效率较低，而且生产成本较高。

公开号为CN204770197U的实用新型专利公开了一种整形模具，根据产品造型设置上下模，固定产品后进行冲压成型，通过设置压力值和保压时间进行产品局部整形，由此完成产品的整形；基于以上描述可知，其整形工作实际上只是完成了产品压型，并未涉及形状调整，依然无法解决压型整形同步加工的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够对薄壁产品进行压型和整形一体化加工的工装及方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，包括沿竖直方向固定于基座上的压型内模和整形内模，所述压型内模和整形内模相互平行且间隔设置，薄壁产品能够沿轴向套在压型内模和整形内模外侧，基座上沿竖直方向设置有能够插入压型内模和整形内模之间的膨胀芯棒，基座两侧分别设置有能够沿水平方向挤压薄壁产品的压型外模和整形外模，压型内模和压型外模相对的表面分别具有与产品造型适配的凹槽和凸块，整形内模与整形外模的相对面分别与薄壁产品整形后的表面适配。

本发明将待加工的薄壁产品套设于压型内模和整形内模外侧，通过膨胀芯棒使压型内模和整形内模膨胀顶紧薄壁产品表面，然后通过压型外模和整形外模压紧薄壁产品的外表面，通过一个工装，一套动力设备即可一次完成压型和整形工作，简化加工流程，节约生产成本，提高效率。

优选的，所述基座为水平放置的平板，所述基座上方固定有两个相对设置的轨道板，所述轨道板为倒L形结构，轨道板的水平部分相对设置，所述压型内模和整形内模底部的两端分别与两侧的轨道板滑动配合。

优选的，所述压型内模和/或整形内模上设置有与薄壁产品的下表面抵接的支撑块。

优选的，所述膨胀芯棒包括设置于基座下方的下胀芯棒和设置于基座上方的上胀芯棒，所述下胀芯棒和上胀芯棒能够分别沿竖直方向运动。

优选的，所述下胀芯棒的上端和上胀芯棒的下端分别设置为上底朝向压型内模和整形内模间隙的梯形结构。

优选的，所述下胀芯棒固定于基座下方的下模上，所述下模包括上底板、下底板和连接上底板与下底板的竖板，所述下胀芯棒固定于水平放置的活塞板上方，所述活塞板夹持于两个竖板之间，活塞板底部设置有与下顶缸连接的连接轴。

优选的，所述上胀芯棒固定于基座上方的上模上，所述上模包括与基座平行的安装板，所述安装板下方固定有压块，所述压块中间穿设有所述上胀芯棒，所述上胀芯棒与安装板的下表面固定连接，压块的下表面与薄壁产品的上表面适应性配合。

优选的，所述上胀芯棒同轴设置有一个限位板，所述压块沿轴向设置有第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽与第二滑槽过渡位置具有台阶面，第一滑槽与上胀芯棒沿竖直方向配合，第二滑槽与限位板沿竖直方向滑动配合，第一滑槽处于第二滑槽上方，压块的上表面与安装板的下表面之间均匀设置有多个压料弹簧。

优选的，所述压型外模和整形外模分别固定于一驱动单元上，所述驱动单元包括与基座固定配合的固定板、设置于固定板与薄壁产品之间的滑块以及固定于安装板上的插刀；所述压型外模和整形外模分别与滑块固定连接，所述插刀能够跟随安装板下降插入滑块与固定板之间，所述滑块能够沿水平方向滑动，固定板上沿水平方向滑动设置有与滑块固定连接的连接轴，所述连接轴上限制有与固定板远离薄壁产品的侧面连接的回程弹簧。

优选的，所述固定板固定于固定座上，所述固定座包括两个平行固定于基座上的立板、与两个立板插接固定的加强板、以及水平固定于两个立板上方的盖板，所述立板为十字型结构，立板底部插入基座中，加强板两端分别插入两侧的立板内，盖板为工字型结构，盖板工字型的两侧突出部与立板十字型中间的突出部卡合配合。

优选的，所述压型内模与整形内模的底部分别设置有与加强板的底部连接的导向弹簧，导向弹簧自然状态时，薄壁产品能够间隙配合套设在压型内模和整形内模外侧。

优选的，所述固定板的底部插接固定于盖板上，所述盖板上设置有两个相对设置的导向块，所述导向块为倒置的L型结构，两个导向块的水平部分与盖板平行的处于上方并相对设置，两个导向块之间形成滑动轨道，所述滑块的底部向两侧延伸与两侧的导向块滑动配合。

优选的，所述滑块朝向固定板的一侧上端为楔形，插刀朝向滑块的一侧下端为楔形，回程弹簧自然状态时，所述插刀沿竖直方向下降与滑块的上端楔形面配合。

本发明还提供了基于所述工装进行薄壁产品压型整形加工的方法，包括

步骤1：上模向上运动，放入薄壁产品；

步骤2：下胀芯棒向上运动撑开压型内模和整形内模；

步骤3：上模向下运动驱动压型外模和整形外模挤压薄壁产品；

步骤4：然后上模重新向上运动，下胀芯棒向下运动，取下薄壁产品。

本发明提供的薄壁产品压型整形一体化加工工装和方法的优点在于：将待加工的薄壁产品套设于压型内模和整形内模外侧，通过膨胀芯棒使压型内模和整形内模膨胀顶紧薄壁产表面，然后通过压型外模和整形外模压紧薄壁产品的外表面，通过一个工装，一套动力设备即可一次完成压型和整形工作，简化加工流程，节约生产成本，提高效率。通过上模和设备下油缸的直线运动控制膨胀芯棒撑开两个内模，同时通过上模的下降驱动外模挤压薄壁产品，由此仅通过工装和设备的直线运动实现对薄壁产品的侧面加工，控制方式简单，加工效率高。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的薄壁产品压型整形一体化加工工装的剖视图；

图2为本发明的实施例提供的薄壁产品压型整形一体化加工工装的爆炸图；

图3为本发明的实施例提供的薄壁产品压型整形一体化加工工装的下模示意图；

图4为本发明的实施例提供的薄壁产品压型整形一体化加工工装的薄壁产品示意图；

图5为本发明的实施例提供的薄壁产品压型整形一体化加工工装的活塞板示意图；

图6为本发明的实施例提供的薄壁产品压型整形一体化加工工装的压块与上胀芯棒配合状态示意图；

图7为本发明的实施例提供的薄壁产品压型整形一体化加工工装的压块示意图；

图8为本发明的实施例提供的薄壁产品压型整形一体化加工工装的驱动单元示意图；

图9为本发明的实施例提供的薄壁产品压型整形一体化加工工装的固定座示意图。

图10为本发明的实施例提供的薄壁产品压型整形一体化加工工装的下胀芯棒和上胀芯棒的尺寸示意图；

图11为本发明的实施例提供的薄壁产品压型整形一体化加工工装的插刀尺寸示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。

如图1-3所示，本实施例提供了一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，包括沿竖直方向固定于基座2上的压型内模21和整形内模22，所述压型内模21和整形内模22相互平行且间隔设置，薄壁产品1能够沿轴向套在压型内模21和整形内模22外侧，基座2上沿竖直方向设置有能够插入压型内模21和整形内模22之间的膨胀芯棒(图未示)，基座2两侧分别设置有能够沿水平方向挤压薄壁产品的压型外模23和整形外模24，压型内模21和压型外模23相对的表面分别具有与产品造型适配的凹槽25和凸块26，整形内模22与整形外模24的相对面分别与薄壁产品1压形后的表面适配。

本实施例将待加工的薄壁产品套设于压型内模21和整形内模22外侧，通过膨胀芯棒使压型内模21和整形内模22膨胀顶紧薄壁产品1表面，然后通过压型外模23和整形外模24压紧薄壁产品1的外表面，通过一个工装，一套动力设备即可一次完成压型和整形工作，简化加工流程，节约生产成本，提高效率。

参考图3，所述基座2水平放置的平板，优选为钢板，结合图4，本实施例中的薄壁产品1的压型面11和整形面12为相对面，在此基础上，压型外模23与整形外模24相对设置，两个外模具的位置和结构根据加工需求可进行适应性的调整。

参考图3，所述基座2上方固定有两个相对设置的轨道板27，所述轨道板27为倒置的L型结构，两个轨道板27的水平部分相对设置，由此形成一个滑动轨道，所述压型内模21和整形内模22的底部的两端被限制在两侧的轨道板27之间，能够滑动调整相互之间的距离。所述压型内模21和/或整形内模22上设置有与薄壁产品1的下表面抵接的支撑块28，从而通过至少一个支点支撑薄壁产品1，本实施例中支撑块28通过螺栓固定在压型内模21上，薄壁产品1主要通过膨胀作用套在压型内模21和整形内模22上，在膨胀支撑薄壁产品1的情况下，使用支撑块28进行单点支撑足够保持薄壁产品1的稳定。

参考图1，所述膨胀芯棒包括设置于基座2下方的下胀芯棒31和设置于基座2上方的上胀芯棒41，所述下胀芯棒31和上胀芯棒41能够分别沿竖直方向运动，所述下胀芯棒31的上端和上胀芯棒41的下端分别设置为上底朝向压型内模21和整形内模22间隙的梯形结构，从而方便插入中间的间隙内，并逐渐使压型内模21与整形内模22膨胀分离，以支撑薄壁产品1的内部。

结合图2和图3，所述下胀芯棒31固定于基座2下方的下模3上，所述下模3包括上底板32、下底板33和连接上底板32与下底板33的竖板34，所述上底板32与基座2通过螺栓可拆卸的固定连接，下底板33与液压机通过螺栓固定连接，由此实现整个工装的固定。

所述下胀芯棒31固定于水平放置的活塞板35上方，所述活塞板35夹持于两个竖板34之间，活塞板35底部设置有与液压机的下顶缸连接的连接轴36；或者与其他气缸等动力机构连接，所述基座2、上底板32上分别设置有供下胀芯棒31穿过的通孔，下底板33上具有供动力机构穿过的通孔。

结合图5，所述活塞板35与竖板34配合的一端开设有槽口351，所述槽口351能够与竖板34的端面卡合配合，从而对活塞板35的竖直运动进行导向和限位。

再参考图1、图2和图6，所述上胀芯棒41固定于基座2上方的上模4上，所述上模4包括与基座2平行的安装板42，所述安装板42下方固定有压块43，结合图7，所述压块43中间穿设有所述上胀芯棒41，所述上胀芯棒41与安装板42的下表面固定连接，压块43的下表面与薄壁产品1的上表面适应性配合。

结合图6和图7，所述上胀芯棒41上同轴固定设置有一个限位板44，所述压块41沿轴向设置有第一滑槽431和第二滑槽432，所述第一滑槽431与第二滑槽432的过渡位置具有台阶面，第一滑槽与上胀芯棒41沿竖直方向滑动配合，第二滑槽与限位板44沿竖直方向滑动配合，第一滑槽431处于第二滑槽432上方，压块43的上表面与安装板42的下表面之间均匀设置有多个压料弹簧45，图6中压块43上表面设置有多个盲孔，所述压料弹簧45的端部插入盲孔内进行限位，安装板42的下表面对应位置同样设置有盲孔。

在上模4向上运动时，通过限位板44带动压块43跟随向上运动，在上模4向下运动压住薄壁产品1时，限位板44下降后压块43自然下降，落到薄壁产品1上端后，压块43停止下降，安装板42继续下降使压料弹簧45压住压块43的上表面，从而使压块43压住薄壁产品1。

所述安装板42固定在液压机上方的设备滑块上，设备滑块带动安装板42在竖直方向运动，安装板42与上底板32之间还设置有导向单元6和限位单元7，所述限位单元7包括分别固定在安装板42和上底板32上的两个限位柱，两个限位柱同轴固定，两个安装板42向上运动时，两个限位柱相互分离，安装板42向下运动使两个限位柱相互抵接时，压型和整形工作完成；上底板32的四角分别固定有一个所述导向单元6，所述导向单元6沿竖直方向连接安装板41和上底板32，导向单元6能够沿轴向拉伸从而在安装板42沿竖直方向升降时跟随伸缩进行运动导向。

参考图1、图2和图8，所述压型外模23和整形外模24分别固定于一驱动单元5上，所述驱动单元5包括与基座2固定配合的固定板51、设置于固定板51与薄壁产品1之间的滑块52以及固定于安装板42上的插刀53；所述压型外模23和整形外模24分别与滑块52固定连接，所述插刀53能够跟随安装板42下降插入滑块52与固定板51之间，所述滑块52能够沿水平方向滑动，固定板51上沿水平方向滑动设置有与滑块52固定连接的连接轴54，所述连接轴54上限制有与固定板51远离薄壁产品1的侧面连接的回程弹簧55。

结合图9，所述固定板51固定于固定座56上，所述固定座56包括两个平行固定于基座2上的立板561、与两个立板561插接固定的加强板562、以及水平固定于两个立板561上方的盖板563，所述立板561为十字型结构，立板561的底部插入基座2中，加强板562两端分别插入两侧的立板561内，盖板563为工字型结构，盖板563工字型的两侧突出部与立板561十字型中间的突出部卡合配合，在插接配合的基础上，各部件之间还通过螺栓固定连接以提高强度和稳定性。

结合图3和图8，所述压型内模21与整形内模22的底部分别设置有与加强板562的底部连接的导向弹簧57，导向弹簧57自然状态时，薄壁产品1能够间隙配合套设在压型内模21和整形内模22外侧，压型内模21、整形内模22、和加强板562的底部分别具有限制导向弹簧57的盲孔。

结合图1、图9和图10，所述固定板51的底部插接固定于盖板563上，所述盖板563上设置有两个相对设置的导向块564，所述导向块564与轨道板27的结构及固定方式相同，导向块564之间形成滑动轨道，所述滑块52的底部向两侧延伸与两侧的导向块564滑动配合。

所述滑块52朝向固定板51的一侧上端为楔形，插刀53朝向滑块52的一侧下端为楔形，回程弹簧55自然状态时，所述插刀53沿竖直方向下降与滑块52的上端楔形面配合，随着上模4的下降，插刀53逐渐推动滑块52向薄壁产品1运动，从而完成压型和整形工作。

所述插刀53朝向固定板51的侧面还固定连接有一支撑板58，所述支撑板58与插刀53垂直，支撑板58与安装板42固定连接，同时通过螺栓与插刀53固定连接，支撑板58能够给插刀53提供横向的支撑力，防止其弯曲变形，同时通过支撑板58与固定板51的接触进行上模4向下运动的限位，保护薄壁产品1。

参考图10和图11，下胀芯棒31和上胀芯棒41设计为长方体形，厚度L1＝L2，在下上移动时始终保证压型内模21和整形内模22胀开后尺寸稳定；为了保证胀型芯棒的强度，下胀芯棒31和上胀芯棒41宽度L3越宽越好，具体尺寸根据产品形状而定，最小宽度L3≥1/2L4，其中L4为压型内模21和整形内模22的宽度，也可以认为是薄壁产品1的宽度；整形、压型尺寸可以通过调整插刀53的厚度L5来进行微调。

本实施例提供的薄壁产品压型整形一体化加工工装的使用方法如下：

通过设备滑块将上模4向上抬升，使压块43离开压型内模21和整形内模22，下胀芯棒31和上胀芯棒41分别沿竖直方向处于压型内模21和整形内模22下方和上方，将薄壁产品1套在压型内模21和整形内模22上，通过支撑块28抵住薄壁产品1的下方，驱动连接轴36上升带动活塞板35在竖板34之间向上滑动，由此带动下胀芯棒31沿竖直方向上升插入压型内模21和整形内模22中，使压型内模21和整形内模22膨胀分开抵住薄壁产品1的内部；然后通过设备滑块控制上模4向下运动，压块43在压料弹簧45的作用下压住薄壁产品1的上部，上胀芯棒41进一步撑开压型内模21和整形内模22，插刀53与滑块52接触，逐渐驱动滑块52沿水平方向运动挤压薄壁产品1，通过凸块26和凹槽25的配合完成压型，通过整形外模24与整形内模22的配合实现整形，支撑板58与固定板51抵接后，上模4重新向上运动离开压型内模21和整形内模22，滑块52在回程弹簧55的作用下被连接轴54拉回，使压型外模23与整形外模24离开压型内模21和整形内模22，压块43在限位板44的作用下被向上拉升离开薄壁产品1，下模3向下运动使下胀芯棒31离开压型内模21和整形内模22，取下加工完成的薄壁产品1即可。

以上工作过程完全依靠下模3和上模4的直线运动完成薄壁产品1的压型和整形工作，使用方便，提高工作效率。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，其特征在于：包括沿竖直方向固定于基座上的压型内模和整形内模，所述压型内模和整形内模相互平行且间隔设置，薄壁产品能够沿轴向套在压型内模和整形内模外侧，基座上沿竖直方向设置有能够插入压型内模和整形内模之间的膨胀芯棒，基座两侧分别设置有能够沿水平方向挤压薄壁产品的压型外模和整形外模，压型内模和压型外模相对的表面分别具有与产品造型适配的凹槽和凸块，整形内模与整形外模的相对面分别与薄壁产品整形后的表面适配。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，其特征在于：所述基座为水平放置的平板，所述基座上方固定有两个相对设置的轨道板，所述轨道板为倒L形结构，轨道板的水平部分相对设置，所述压型内模和整形内模底部的两端分别与两侧的轨道板滑动配合。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，其特征在于：所述压型内模和/或整形内模上设置有与薄壁产品的下表面抵接的支撑块。

4.根据权利要求2所述的一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，其特征在于：所述膨胀芯棒包括设置于基座下方的下胀芯棒和设置于基座上方的上胀芯棒，所述下胀芯棒和上胀芯棒能够分别沿竖直方向运动。

5.根据权利要求4所述的一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，其特征在于：所述下胀芯棒的上端和上胀芯棒的下端分别设置为上底朝向压型内模和整形内模间隙的梯形结构。

6.根据权利要求4所述的一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，其特征在于：所述下胀芯棒固定于基座下方的下模上，所述下模包括上底板、下底板和连接上底板与下底板的竖板，所述下胀芯棒固定于水平放置的活塞板上方，所述活塞板夹持于两个竖板之间，活塞板底部设置有与下顶缸连接的连接轴。

7.根据权利要求4所述的一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，其特征在于：所述上胀芯棒固定于基座上方的上模上，所述上模包括与基座平行的安装板，所述安装板下方固定有压块，所述压块中间穿设有所述上胀芯棒，所述上胀芯棒与安装板的下表面固定连接，压块的下表面与薄壁产品的上表面适应性配合。

8.根据权利要求7所述的一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，其特征在于：所述上胀芯棒同轴设置有一个限位板，所述压块沿轴向设置有第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽与第二滑槽过渡位置具有台阶面，第一滑槽与上胀芯棒沿竖直方向配合，第二滑槽与限位板沿竖直方向滑动配合，第一滑槽处于第二滑槽上方，压块的上表面与安装板的下表面之间均匀设置有多个压料弹簧。

9.根据权利要求7所述的一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，其特征在于：所述压型外模和整形外模分别固定于一驱动单元上，所述驱动单元包括与基座固定配合的固定板、设置于固定板与薄壁产品之间的滑块以及固定于安装板上的插刀；所述压型外模和整形外模分别与滑块固定连接，所述插刀能够跟随安装板下降插入滑块与固定板之间，所述滑块能够沿水平方向滑动，固定板上沿水平方向滑动设置有与滑块固定连接的连接轴，所述连接轴上限制有与固定板远离薄壁产品的侧面连接的回程弹簧。

10.根据权利要求9所述的一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，其特征在于：所述固定板固定于固定座上，所述固定座包括两个平行固定于基座上的立板、与两个立板插接固定的加强板、以及水平固定于两个立板上方的盖板，所述立板为十字型结构，立板底部插入基座中，加强板两端分别插入两侧的立板内，盖板为工字型结构，盖板工字型的两侧突出部与立板十字型中间的突出部卡合配合。

11.根据权利要求10所述的一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，其特征在于：所述压型内模与整形内模的底部分别设置有与加强板的底部连接的导向弹簧，导向弹簧自然状态时，薄壁产品能够间隙配合套设在压型内模和整形内模外侧。

12.根据权利要求11所述的一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，其特征在于：所述固定板的底部插接固定于盖板上，所述盖板上设置有两个相对设置的导向块，所述导向块为倒置的L型结构，两个导向块的水平部分与盖板平行的处于上方并相对设置，两个导向块之间形成滑动轨道，所述滑块的底部向两侧延伸与两侧的导向块滑动配合。

13.根据权利要求12所述的一种薄壁产品压型整形一体化加工工装，其特征在于：所述滑块朝向固定板的一侧上端为楔形，插刀朝向滑块的一侧下端为楔形，回程弹簧自然状态时，所述插刀沿竖直方向下降与滑块的上端楔形面配合。

14.基于权利要求1-13任一项所述的工装进行薄壁产品压型整形加工的方法，其特征在于：包括

步骤1：上模向上运动，放入薄壁产品；

步骤2：下胀芯棒向上运动撑开压型内模和整形内模；

步骤3：上模向下运动驱动压型外模和整形外模挤压薄壁产品；

步骤4：然后上模重新向上运动，下胀芯棒向下运动，取下薄壁产品。

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