CN204817729U - 一种金属波纹箔片冲压成型模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种金属波纹箔片冲压成型模具。所述成型模具包括：上齿条模及下齿条模，所述上齿条模包括上成型齿座、设置在上成型齿座上的上成型齿以及可相对上成型齿座移动的上整形齿条；所述上成型齿座通过限位组件与所述上整形齿条连接，以限制所述上整形齿条仅具有沿合模方向移动的自由度；所述下齿条模包括下成型齿座、下成型齿以及下整形齿条，连接及结构位置关系与上齿条模相同；所述上成型齿与下成型齿为非对称设置；通过上整形齿条及下整形齿条在合模过程中的不对称运动，配合相应的成型齿以形成分段冲压行程；所述分段冲压行程包括：冲压料带向一侧弯折的第一冲压行程以及冲压料带向另一侧弯折的第二冲压行程。

Description

一种金属波纹箔片冲压成型模具

技术领域

本实用新型涉金属材料成型技术领域，尤其涉及一种金属波纹箔片冲压成型模具。

背景技术

金属波纹箔片是一种波纹形状的箔材，在航空航天、国防装备、轨道交通、汽车散热等领域有着广泛的应用。如半正六边形波纹箔片叠加成的金属蜂窝具有密度小、刚度低、抗冲击能力强以及压缩变形可控等优点，可作为缓冲吸能材料广泛应用于轨道交通安全、航空航天着陆缓冲等；同时短节距、高振幅的波纹箔片叠加而成的结构具有散热强的特点，可作为散热片材料广泛应用于汽车、空调等散热环境中。

现有的金属波纹箔片成型方法主要有齿轮滚压成型法及冲压模具成型法。滚压成型法难以加工出短节距、高振幅、高强度金属材料的波纹片，且波纹片两边对称性差、齿顶面圆弧过大、弯角过度圆弧过大等缺点。而传统冲压成型出的波纹箔片受材料力学性能影响，对于低延展率材料，经常出现回弹、材料变薄拉裂、波纹片整体弯曲等现象，从而影响成型后的尺寸及力学性能。

因此，现有技术还有待发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种金属波纹箔片冲压成型模具，旨在解决现有金属波纹箔片成型方法成型后的波纹箔片尺寸及力学性能不佳、难以实现高振幅成型、节距短、高折弯比的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种金属波纹箔片冲压成型模具，包括上齿条模及下齿条模，其中，所述上齿条模包括上成型齿座、设置在上成型齿座上的上成型齿以及可相对上成型齿座移动的上整形齿条；所述上成型齿座通过限位组件与所述上整形齿条连接，以限制所述上整形齿条仅具有沿合模方向移动的自由度；所述下齿条模包括下成型齿座、下成型齿以及下整形齿条，连接及结构位置关系与上齿条模相同；所述上成型齿与下成型齿为非对称设置；通过上整形齿条及下整形齿条在合模过程中的不对称运动，配合相应的成型齿以形成分段冲压行程；所述分段冲压行程包括：冲压料带向一侧弯折的第一冲压行程以及冲压料带向另一侧弯折的第二冲压行程。

所述的冲压成型模具，其中，所述上整形齿条包括伸出所述上成型齿座的第一运动状态以及回缩入所述上成型齿座的第二运动状态；所述下整形齿条包括伸出所述下成型齿座的第三运动状态以及回缩入所述下成型齿座的第四运动状态；所述第一及第三运动状态分别为所述上整形齿条及下整形齿条在一个冲压行程中的初始状态。

所述的冲压成型模具，其中，所述上整形齿条通过第一弹性件与所述上齿条模的主体弹性连接以形成所述第一及第二运动状态；所述下整形齿条通过第二弹性件与所述下齿条模的主体弹性连接以形成所述第三及第四运动状态。

所述的冲压成型模具，其中，所述限位组件包括上或下成形齿座中设置的限制上或下整形齿条沿合模方向移动的凹槽以及设置在上或下成型齿座前端面及后端面的侧压板。

所述的冲压成型模具，其中，所述上或下成型齿设置在上或下成型齿座的一端；所述上或下成型齿座的另一端为台阶，台阶上设置有固定连接的压紧条；所述上或下整形齿条设置有与所述压紧条相适配的台阶面以限制上或下整形齿条的移动距离。

所述的冲压成型模具，其中，所述上整形齿条及下整形齿条依据冲压材料特性，设置有预定数量的整形齿。

所述的冲压成型模具，其中，所述上整形齿条及下整形齿条内均设置有用于防止带料现象的卸料机构；所述卸料机构包括卸料顶针以及连接卸料顶针与上或下整形齿条的顶针弹簧；所述卸料顶针设置在所述上或下整形齿条的整形齿间。

所述的冲压成型模具，其中，所述上整形齿条及下整形齿条上设置有用于控制上齿条模及下齿条模合模时的间隙的限高柱。

所述的冲压成型模具，其中，所述上齿条模及下齿条模均设置有在冲压行程中导向及定位的导向定位机构。

有益效果：本实用新型提供的一种金属波纹箔片冲压成型模具，将原有的一次波纹冲压成型变为分段冲压，首先冲压一侧，然后冲压另一侧。通过这种间歇式、渐进成型的方式，有效的解决了金属箔材材料冲压成型易断裂、易弯曲、难以实现金属箔片高振幅成型、节距短、高折弯比等问题，尤其对低延伸率金属箔材材料的冲压成型，极大的提高了其成型精度及速度，且成型出的波纹箔片尺寸一致性良好，力学性能稳定。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的合模状态的结构示意图。

图2为本实用新型具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的结构示意图。

图3为本实用新型具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的上下整形齿条将料带压紧的示意图。

图4为本实用新型具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的右侧齿折弯的示意图。

图5为本实用新型具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的左侧齿折弯的示意图。

图6为本实用新型具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的上模部分运动至上止点的示意图。

图7为本实用新型具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的平面顶面成型齿的齿形角度α为90°的示意图。

图8为本实用新型具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的圆弧顶面成型齿的齿形角度α为90°的示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种金属波纹箔片冲压成型模具。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，为本实用新型具体实施例的一种金属波纹箔片冲压成型模具。

所示冲压成型模具包括：上齿条模10及下齿条模20。

其中，如图2及图3所示，所述上齿条模10包括上成型齿座100、设置在上成型齿座上的上成型齿110以及可相对上成型齿座移动的上整形齿条300。所述上成型齿座100通过限位组件与所述上整形齿条300连接，以限制所述上整形齿条仅具有沿合模方向移动的自由度。所述合模方向具体是指上齿条模10及下齿条模20之间进行合模冲压时的移动方向，在本实施例中为上下垂直方向。

所述上/下成型齿座与上/下成型齿可以为一体成型，也可以为可拆卸连接或者其他固定连接方式。

相对应地，所述下齿条模20包括下成型齿座200、设置在下成型齿座上的下成型齿210以及下整形齿条400。其连接及结构位置关系与上齿条模相同。亦即，所述下成型齿座200通过限位组件与所述下整形齿条300连接，以限制所述下整形齿条仅具有沿合模方向移动的自由度。

所述上成型齿110与下成型齿210为非对称设置。亦即，如图3所示，一个设置在相对靠外的外侧，一个设置在更为接近模具内部的内侧。

通过上述交错设置的上成型齿及下成型齿，配合上整形齿条300及下整形齿条400在合模过程中的不对称运动可以形成一个分段式的冲压行程。所述分段冲压行程包括：冲压料带向一侧弯折的第一冲压行程以及冲压料带向另一侧弯折的第二冲压行程。所述上整形齿条及下整形齿条之间的不对称运动具体是指上整形齿条与下整形齿条之间是否伸出相应成型齿座的运动状态，可以通过现有任何合适的机械结构予以实现，例如通过设置弹力不同的压缩弹簧、不同的气缸等等。

在此，以下成型齿在外侧为例进行说明：

进入第一冲压行程时，上整形齿条300在上成型齿座100内，然后由上成型齿与下整形齿条最外侧的整形齿配合，冲压料带向一侧弯折以形成一半的波纹。

然后，进入第二冲压行程，下整形齿条400回缩至下成型齿座内，由下成型齿与上成型齿配合，冲压料带向另一侧弯折以形成一个完整的波纹。然后，不断重复上述两个冲压行程，即可实现金属波纹箔片的冲压成型。

上述冲压成型模具，将传统的波纹一次冲压成型分解为前后两侧先后成型，很好地解决了金属塑性变形时材料流动的问题，不易出现波纹箔片材料变薄甚至拉裂现象，降低了对波纹箔片的力学性能的影响，大大地改善了低延伸率的薄金属材料成型为短节距、高振幅的波纹箔片的成型效果。

具体的，所述上整形齿条300包括伸出所述上成型齿座的第一运动状态以及回缩入所述上成型齿座的第二运动状态。相对应地，所述下整形齿条400则包括伸出所述下成型齿座的第三运动状态以及回缩入所述下成型齿座的第四运动状态。

所述第一及第三运动状态分别为所述上整形齿条及下整形齿条在一个冲压行程中的初始状态。所述初始状态具体为在上整形齿条与下整形齿条未收外力作用下的状态。

在本实用新型的具体实施例中，如图2所示，所述上整形齿300条通过第一弹性件500与所述上齿条模的主体弹性连接以形成所述第一及第二运动状态。所述下整形齿条400通过第二弹性件600与所述下齿条模的主体弹性连接以形成所述第三及第四运动状态。所述弹性件可以为压缩弹簧或者其他实现相同功能的弹性件，例如气弹簧等。

由于初始状态为上/下整形齿条伸出成型齿座的状态。由此，一方面，在上/下成型齿冲压成型前，上及下整形齿条已经首先压紧待成型的料带，从而起到良好的导向作用并进而有效的提高了成型齿冲压成型的位置精度。

另一方面，在整个冲压合模过程中，由于上及下整形齿条可以对已成型的波纹进行压紧，从而实现对已成型波纹的多次整形（具体整形次数由整形齿条上的整形齿数量所决定）进而消除金属材料回弹对波纹片齿形尺寸的影响，大大提高了波纹片节距尺寸的稳定性及一致性。所述多次成型的具体次数可以依据具体进行冲压的材料的力学性能予以确定，通过调整整形齿数量即可实现成型次数的调整。

更具体的，如图2所示，所述限位组件具体包括：上或下成形齿座中设置的限制上或下整形齿条沿合模方向移动的凹槽120或320以及设置在上或下成型齿座前端面及后端面的侧压板30。

在本实施例中，上/下成型齿座为一体结构，上/下整形齿条设置在成型齿座的凹槽内，沿合模方向移动。所述凹槽内设置有通孔，用于放置上述弹性件（压缩弹簧）以实现上述不同的运动状态。设置在前端面及后端面的侧压板30可以限制整形齿条沿成型齿座的轴向方向运动，确保其只具有合模方向的移动自由度。

除运动方向外，还需要限制所述整形齿条在成型齿座上的运动方向。如图2所示，具体可以通过如下结构实现：

所述上或下成型齿座设置上或下成型齿的相对的一端设置为台阶130或330，台阶上设置有通过螺栓固定连接的压紧条40。

如图3所示，所述上或下整形齿条设置有与所述压紧条相适配的台阶面310或410。压紧条与所述台阶面相互抵接，从而限制上或下整形齿条的移动距离以避免其从上/下整形齿座中跑出。

在本实用新型的较佳实施例中，所述上整形齿条300及下整形齿条400内均设置有用于防止带料现象的卸料机构。

如图2所示，所述卸料机构包括卸料顶针51、提供弹力的顶针弹簧52以及连接卸料顶针机构与上或下整形齿条的螺塞53。如图3所示，所述卸料顶针51设置在所述上或下整形齿条的整形齿间。通过上述卸料机构，上下模分离时，料带会被顶出，能够有效的防止冲压过程中出现的带料现象。

更佳的是，如图2所示，所述上整形齿条及下整形齿条上设置有用于控制上齿条模及下齿条模合模时的间隙的限高柱60。通过设置限高柱可以有效的保护模具的内部零件，避免冲压操作不当对其造成损坏。另外，还可以通过调整限高柱的尺寸来对冲压波纹的波形振幅（高度）进行调整。当减小限高柱尺寸时，即可加大波形振幅。

更具体的，所述上齿条模及下齿条模均设置有在冲压行程中导向及定位的导向定位机构。

如图2所示，所述导向定位机构可以包括：导柱1安装于下模板2上，导套1A安装于上模板2A上。上下齿条模通过导柱1及导套1A定位及限定于上下方向的自由度。下模板2及上模板2A上均安装有定位键3，分别给下成型齿座及上成型齿座定位，使得合模时齿形能准确对准。应当说明的是，虽然在本实施例中所述导向定位机构具体为导柱导套形式及键定位，但本实用新型也可以使用现有技术中任何合适的导向定位机构或者是能够实现上述导向定位功能的其他合适的机械结构。

当然，所述金属波纹箔片成型模具，不仅仅能够实现金属材质的冲压成型，还能够进一步的使用现有技术中各种合适的、能够适用于冲压成型的材质以形成相对应的波纹箔片。

为进一步的陈述所述冲压成型模具的原理。如图3-6所示，以为金属蜂窝中的半正六边形波纹箔片基材成型为例，结合冲压模具及其使用方法，对冲压成型过程进行陈述如下：

首先、下模板2固定，上模板2A固定于上下运动的驱动机构上，初始时驱动机构带动上模部分从上止点向下运动，下整形齿条400上的限高柱60顶住上整形齿条300。此时，上下整形齿条将齿形压紧（如图3所示）。

其次、上齿条模部分继续往下运动，由于压缩弹簧500的弹力小于压缩弹簧600，故其先被压缩。上整形齿条300压缩回上成型齿座100内，波纹片右侧齿先折弯（如图4所示）。

再次、上齿条模部分继续向下运动，此时上整形齿条300的自由度已为0，压缩弹簧600被压缩，下整形齿条400被压回下成型齿座200内。此时上齿条模部分已运行至下死点，波纹片左侧齿折弯（如图5所示）。

最后、上齿条模运动至下死点后，开始往上运动。运动过程中，上下齿条模开始分离，上/下整形齿条在上/下压缩弹簧作用下，其齿形部各自伸出上下成型齿座的齿形部（即第一及第三运动状态），同时上下各整形齿条中的卸料针6在卸料弹簧7的作用下，将波纹箔片从上下整形齿条的齿形槽内顶出。待上模部分运动至上止点的同时，波纹箔片向前送料，步距为波纹片的一个节距（如图6所示）。

至此，一个波形冲压成型完成。通过循环执行上述四个步骤的动作即可进入下一个波形成型，并且在波纹成型过程中，上/下整形齿条压紧所述料带的动作还可以实现对已成型波纹的多次成型。

应当说明的是，虽然本实用新型以金属蜂窝中的半正六边形波纹箔片基材成型为例进行陈述，但所述冲压成型模具可以通过改变成型齿及整形齿得齿形角度即可实现多种冲压出不同类型波纹。例如，将图3-6中的齿形角度α从60°调整为90°时，即可冲压出图7所示的矩形波纹片，所述齿形角度α可以从0到90°调整以实现不同的波形的平顶波纹。

另外，还可以将所述齿形的平面顶面改变为圆弧顶面，即可实现冲压行程圆弧顶的波纹片；在圆弧顶面时，齿形角度α同样也可以在0到90°之间进行调整。例如，如图8所示，为a=90°时冲压成型的圆弧顶波纹片。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及本实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种金属波纹箔片冲压成型模具，包括上齿条模及下齿条模，其特征在于，所述上齿条模包括上成型齿座、设置在上成型齿座上的上成型齿以及可相对上成型齿座移动的上整形齿条；

所述上成型齿座通过限位组件与所述上整形齿条连接，以限制所述上整形齿条仅具有沿合模方向移动的自由度；

所述下齿条模包括下成型齿座、下成型齿以及下整形齿条，连接及结构位置关系与上齿条模相同；

所述上成型齿与下成型齿为非对称设置；通过上整形齿条及下整形齿条在合模过程中的不对称运动，配合相应的成型齿以形成分段冲压行程；

所述分段冲压行程包括：冲压料带向一侧弯折的第一冲压行程以及冲压料带向另一侧弯折的第二冲压行程。

2.根据权利要求1所述的冲压成型模具，其特征在于，所述上整形齿条包括伸出所述上成型齿座的第一运动状态以及回缩入所述上成型齿座的第二运动状态；

所述下整形齿条包括伸出所述下成型齿座的第三运动状态以及回缩入所述下成型齿座的第四运动状态；

所述第一及第三运动状态分别为所述上整形齿条及下整形齿条在一个冲压行程中的初始状态。

3.根据权利要求2所述的冲压成型模具，其特征在于，所述上整形齿条通过第一弹性件与所述上齿条模的主体弹性连接以形成所述第一及第二运动状态；所述下整形齿条通过第二弹性件与所述下齿条模的主体弹性连接以形成所述第三及第四运动状态。

4.根据权利要求1所述的冲压成型模具，其特征在于，所述限位组件包括上或下成形齿座中设置的限制上或下整形齿条沿合模方向移动的凹槽以及设置在上或下成型齿座前端面及后端面的侧压板。

5.根据权利要求4所述的冲压成型模具，其特征在于，所述上或下成型齿设置在上或下成型齿座的一端；所述上或下成型齿座的另一端为台阶，台阶上设置有固定连接的压紧条；

所述上或下整形齿条设置有与所述压紧条相适配的台阶面以限制上或下整形齿条的移动距离。

6.根据权利要求1所述的冲压成型模具，其特征在于，所述上整形齿条及下整形齿条依据冲压材料特性，设置有预定数量的整形齿。

7.根据权利要求1所述的冲压成型模具，其特征在于，所述上整形齿条及下整形齿条内均设置有用于防止带料现象的卸料机构；

所述卸料机构包括卸料顶针以及连接卸料顶针与上或下整形齿条的顶针弹簧；所述卸料顶针设置在所述上或下整形齿条的整形齿间。

8.根据权利要求1所述的冲压成型模具，其特征在于，所述上整形齿条及下整形齿条上设置有用于控制上齿条模及下齿条模合模时的间隙的限高柱。

9.根据权利要求1所述的冲压成型模具，其特征在于，所述上齿条模及下齿条模均设置有在冲压行程中导向及定位的导向定位机构。