CN116037769A - 一种弧形工件冲压成形模具结构以及冲压方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弧形工件冲压成形模具结构以及冲压方法，属于冲压冲裁加工技术领域，本模具结构包括下模组件和上模组件，上模组件位于下模组件的上方，下模组件设有凹模，上模组件设有冲头，冲头位于凹模的上方，其特征在于，凹模设有定位槽、冲孔和冲裁定位部；定位槽是横向贯通凹模两端面的通槽，定位槽的两内侧槽面是对弧形工件侧沿限位的侧限位面；冲孔设于定位槽的底面，冲孔位于冲头的下方；冲裁定位部设于定位槽中，冲裁定位部是在定位槽的底面形成的凸起构造。利用本模具结构对弧形工件实施冲压成形，节约了成本，且没有产生多余的周转、运输、存放等，从而大大提升了生产效率，利于推广。

Description

一种弧形工件冲压成形模具结构以及冲压方法

技术领域

本发明属于冲压冲裁加工技术领域，尤其涉及一种弧形工件冲压成形模具结构以及冲压方法。

背景技术

弧形工件是铁或钢以及具有一定强度和韧性的材料，通过机加工、铸造等工艺制成的具弧形形状的工件。目前市场上的弧形形状的工件应用很广，例如航空发动机涡轮叶片等就是利用弧形工件制作而成的。

此类弧形工件的表面上有分布规律的开口形状，需要在冲压工艺中将产品厚度进行分步骤冲裁。目前，此类弧形工件的加工是在五轴激光切割设备上进行，以达到产品加工形状尺寸的要求。但是该方法需要提前制作一套工装夹具来将工件正确地固定在五轴激光切割设备台面上，待五轴激光切割设备加工完成后，再将产品运回冲压区域进行后序的分段工艺。在上述传统的工艺流程中，不仅需要对产品进行数次周转、运输、存放和装夹，而且五轴激光切加工速度缓慢，加工成本特别昂贵，加工程序需提前制作出来，大大降低了产品的生产效率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种解决目前弧形工件制造效率低、成本高的问题的弧形工件冲压成形模具结构以及冲压方法。

本发明是这样实现的，一种弧形工件冲压成形模具结构，包括下模组件和上模组件，所述上模组件位于所述下模组件的上方，所述下模组件设有凹模，所述上模组件设有冲头，所述冲头位于所述凹模的上方，其特征在于，所述凹模设有定位槽、冲孔和冲裁定位部；所述定位槽是横向贯通所述凹模两端面的通槽，所述定位槽的两内侧槽面是对弧形工件侧沿限位的侧限位面；所述冲孔设于所述定位槽的底面，所述冲孔位于所述冲头的下方；所述冲裁定位部设于所述定位槽中，所述冲裁定位部是在所述定位槽的底面形成的凸起构造。

在上述技术方案中，优选的，所述定位槽的底面是与弧形工件内弧面吻合的弧形底面。

在上述技术方案中，优选的，所述冲裁定位部的横断面形状与所述冲头的冲压面相同。

在上述技术方案中，优选的，所述冲孔的形状与所述冲头的冲压面形状适配。

在上述技术方案中，优选的，所述下模组件包括下模座和下模垫板，所述下模垫板安装于所述下模座，所述凹模固定于所述下模垫板；所述上模组件包括模柄、上模座、上模垫板、固定板和卸料板，所述上模座安装于所述模柄，所述模垫板和固定板安装于所述上模座，所述卸料板安装于所述固定板，所述冲头安装于所述上模座。

在上述技术方案中，优选的，还包括定位镶件，所述定位镶件安装于所述卸料板，所述定位镶件的下部设有可顶压入所述定位槽的定位压部。

在上述技术方案中，优选的，包括用于支撑弧形工件的托辊，所述托辊位于所述凹模的下方。

在上述技术方案中，优选的，所述托辊包括左右对称设置的两上托辊和左右对称设置的两下托辊，所述上托辊用于支撑弧形工件的内弧面，所述下托辊用于支撑弧形工件的外弧面。

在上述技术方案中，优选的，所述上托辊和/或下托辊的辊面设有与弧形工件弧面结合的圆周限位槽。

本发明申请的优点和效果是：

本发明申请所提出的弧形工件冲压成形模具结构，配装于压力机，可替代五轴激光切割设备对弧形工件进行加工，只是将原有的工艺路线进行了扩大，而不需要将弧形工件运送到五轴激光切进行加工，省去了五轴激光切制作加工程序、装夹工具的步骤，节约了成本，且没有产生多余的周转、运输、存放等，从而大大提升了生产效率，利于推广。

本发明的另一目的，提出一种利用上述成形模具结构冲压弧形工件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将所述模具结构装配于压力机；

S2、打开上模组件，将弧形工件放置于凹模的定位槽，通过定位槽的侧限位面对弧形工件的侧部限位；

S3、压力机工作，上模组件向下移动并合模，冲头在弧形工件上冲压出开口；

S4、压力机工作，上模组件向上移动开模，弧形工件旋转，至已冲压成形的开口与冲裁定位部嵌插结合，重复S3的冲压动作加工出下一开口；

S5、重复S4的动作直至完成所有开口的成形。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明中弧形工件的结构示意图；

图3是本发明中上模组件的结构示意图；

图4是本发明中下模组件的结构示意图；

图5是本发明中凹模的结构示意图；

图6是本发明中上托辊的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为解决目前弧形工件制造效率低、成本高的问题，本发明特提供一种弧形工件冲压成形模具结构以及冲压方法，利用本模具结构对弧形工件实施冲压成形，节约了成本，且没有产生多余的周转、运输、存放等，从而大大提升了生产效率，利于推广。为了进一步说明本发明的结构，结合附图详细说明书如下：

实施例一

请参阅图1-图6，一种弧形工件冲压成形模具结构，包括下模组件和上模组件，上模组件位于下模组件的上方，下模组件设有凹模1，上模组件设有冲头2，冲头位于凹模的上方。下模组件和上模组件是安装于压力上的配件，上模组件由压力机控制竖向移动，通过冲头和凹槽的相互作用实现对工件的冲压。

具体的，下模组件包括下模座3和下模垫板4，下模垫板安装于下模座，凹模固定于下模垫板。上模组件包括模柄5、上模座6、上模垫板7、固定板8和卸料板9，上模座安装于模柄，模垫板和固定板安装于上模座，卸料板安装于固定板，冲头安装于上模座。上模座的下端面设有若干外导套10，卸料板上设有若干内导柱11。卸料板通过竖向导杆配装于固定板，且上模座安装对卸料板施以向下弹力的氮气弹簧。下模座的上端面设有若干与外导套匹配的外导柱12，下模垫板上设有若干与内导柱配合的内导孔13。上述结构实现下模组件和上模组件之间导向连接。上述结构为现有模具的常规设计。

凹模设有定位槽1-1、冲孔1-2和冲裁定位部1-3。

定位槽是横向贯通凹模两端面的通槽，定位槽的两内侧槽面是对弧形工件侧沿限位的侧限位面，定位槽的底面是与弧形工件内弧面吻合的弧形底面。弧形工件放置于定位槽中，通过侧限位面与弧形工件侧边的接触实现对弧形工件的限位，本实施例中，凹模的四角处通过螺钉固定竖向延伸的板件，以此形成定位槽。定位槽的底面是用于支撑弧形工件内侧面的支撑面。

冲孔设于定位槽的底面，冲孔位于冲头的下方。冲孔的形状与冲头的冲压面形状适配。冲孔是在抽头向下冲压弧形工件的过程中，令冲头向下插入的穿孔。

冲裁定位部设于定位槽中，冲裁定位部是在定位槽的底面形成的凸起构造。冲裁定位部的横断面形状与冲头的冲压面相同。本实施例中，在定位槽的冲孔的侧部设有与冲孔形状相同的插孔，此插孔中插入形板，构成冲裁定位部，此形板的横断面形状与弧形工件所加工的开口形状相同，此形板可通过拔插拆装。

还包括定位镶件14，定位镶件为块体。定位镶件安装于卸料板，定位镶件的下部设有可顶压入定位槽的定位压部。上模组件向下移动过程中，定位镶件首先与弧形工件的被冲压区域接触并顶压弧形工件，对弧形工件进行位置固定，之后上模组件继续向下移动，实现冲头在弧形工件上冲压出开口。定位镶件具有令冲头通过的穿孔。

本实施例中，还包括用于支撑弧形工件的托辊，托辊位于凹模的下方。具体的，托辊包括左右对称设置的两上托辊15和左右对称设置的两下托辊16，上托辊用于支撑弧形工件的内弧面，下托辊用于支撑弧形工件的外弧面，上托辊的辊面设有与弧形工件弧面结合的圆周限位槽。四个托辊形成的四点支撑构造，用为维持弧形工件冲压过程中的稳定性，且圆周限位槽进一步保证弧形工件的稳定性。托辊可安装于独立设置于下模组件下方的基架，也可以安装于压力机的架体。

实施例二

一种利用实施例一的成形模具结构冲压弧形工件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将模具结构装配于压力机。

S2、打开上模组件，将弧形工件放置于凹模的定位槽，通过定位槽的侧限位面对弧形工件的侧部限位。弧形工件被凹模支撑的部位为冲裁部位。在冲裁弧形工件上的第一个开口时，可将冲裁定位部临时拆下。

S3、压力机工作，上模组件向下移动并合模，冲头在弧形工件上冲压出开口。

S4、压力机工作，上模组件向上移动开模，弧形工件旋转，至已冲压成形的开口与冲裁定位部嵌插结合，重复S3的冲压动作加工出下一开口。即上一开口冲压完成之后，将冲裁定位部安装，并利用冲裁定位部与以成形的上一开口嵌插来对将弧形工件下一冲压开口实现定位。

S5、重复S4的动作直至完成所有开口的成形。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弧形工件冲压成形模具结构，包括下模组件和上模组件，所述上模组件位于所述下模组件的上方，所述下模组件设有凹模，所述上模组件设有冲头，所述冲头位于所述凹模的上方，其特征在于，所述凹模设有：

定位槽，所述定位槽是横向贯通所述凹模两端面的通槽，所述定位槽的两内侧槽面是对弧形工件侧沿限位的侧限位面；

冲孔，所述冲孔设于所述定位槽的底面，所述冲孔位于所述冲头的下方；

冲裁定位部，所述冲裁定位部设于所述定位槽中，所述冲裁定位部是在所述定位槽的底面形成的凸起构造。

2.根据权利要求1所述的弧形工件冲压成形模具结构，其特征在于，所述定位槽的底面是与弧形工件内弧面吻合的弧形底面。

3.根据权利要求2所述的弧形工件冲压成形模具结构，其特征在于，所述冲裁定位部的横断面形状与所述冲头的冲压面相同。

4.根据权利要求3所述的弧形工件冲压成形模具结构，其特征在于，所述冲孔的形状与所述冲头的冲压面形状适配。

5.根据权利要求4所述的弧形工件冲压成形模具结构，其特征在于，所述下模组件包括下模座和下模垫板，所述下模垫板安装于所述下模座，所述凹模固定于所述下模垫板；所述上模组件包括模柄、上模座、上模垫板、固定板和卸料板，所述上模座安装于所述模柄，所述模垫板和固定板安装于所述上模座，所述卸料板安装于所述固定板，所述冲头安装于所述上模座。

6.根据权利要求5所述的弧形工件冲压成形模具结构，其特征在于，还包括定位镶件，所述定位镶件安装于所述卸料板，所述定位镶件的下部设有可顶压入所述定位槽的定位压部。

7.根据权利要求6所述的弧形工件冲压成形模具结构，其特征在于，包括用于支撑弧形工件的托辊，所述托辊位于所述凹模的下方。

8.根据权利要求7所述的弧形工件冲压成形模具结构，其特征在于，所述托辊包括左右对称设置的两上托辊和左右对称设置的两下托辊，所述上托辊用于支撑弧形工件的内弧面，所述下托辊用于支撑弧形工件的外弧面。

9.根据权利要求8所述的弧形工件冲压成形模具结构，其特征在于，所述上托辊和/或下托辊的辊面设有与弧形工件弧面结合的圆周限位槽。

10.一种使用权利要求1-9任一所述的冲压成形模具结构冲压弧形工件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将所述模具结构装配于压力机；

S2、打开上模组件，将弧形工件放置于凹模的定位槽，通过定位槽的侧限位面对弧形工件的侧部限位；

S3、压力机工作，上模组件向下移动并合模，冲头在弧形工件上冲压出开口；

S4、压力机工作，上模组件向上移动开模，弧形工件旋转，至已冲压成形的开口与冲裁定位部嵌插结合，重复S3的冲压动作加工出下一开口；

S5、重复S4的动作直至完成所有开口的成形。

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