CN208437467U - 一种圆锥形壳体零件成形模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种圆锥形壳体零件成形模具，包括凸模、凹模、上压边和下压边，凸模和凹模同轴设置，确保零件能够拉深成形，在下压边与凹模之间形成的环形间隙内，填充颗粒介质，在零件拉深过程中，用颗粒介质代替刚性模具形成拉深筋，颗粒介质能够降低板材通过拉深筋时的摩擦阻力，减小模具对板材的划伤，提高薄壁拉深成形零件的表面质量。

Description

一种圆锥形壳体零件成形模具

技术领域

本实用新型涉及拉深成形技术领域，特别是涉及一种圆锥形壳体零件成形模具。

背景技术

随着工业技术的发展，薄壁曲面型壳体被广泛应用于航空、航天和汽车工业中。圆锥形壳体零件作为薄壁回转体零件的代表，现有的成形工艺主要可以分为两大类：钢模拉深成形工艺和软模拉深成形工艺。

在钢模拉深成形工艺中，由于凹模内的板材在未贴模前存在很大的悬空段，极易在成形过程中发生起皱、破裂等成形缺陷从而导致成形的早期失败。为了避免这种缺陷的产生，通常在拉深过程中设置拉深筋以增加悬空段板材的拉应力来降低起皱的风险，但是采用钢性拉深筋时，板材在通过拉深筋后存在明显的划痕，严重影响成形后工件的表面质量和精度。

软模拉深成形工艺在圆锥形壳体零件成形中的应用一定程度上解决了悬空段起皱的问题，但是采用软模拉深成形后的板材存在明显的壁厚减薄现象，特别是软凸模拉深成形工艺，这就一定程度上影响了成形后零件的强度和使用寿命。

因此，如何在保证成形零件强度的前提下，解决薄壁零件拉深成形过程中易出现的破裂、失稳和表面质量较差问题，是本领域技术人员亟待解决的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种圆锥形壳体零件成形模具，以解决上述现有技术存在的问题，提高薄壁零件拉深成形质量，并保证成形后零件强度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种圆锥形壳体零件成形模具，包括上模板、凸模、上压边、下压边、凹模、下模板和凹模支撑杆，所述凸模和所述凹模同轴设置，所述凸模与所述上模板相连，所述上压边套装在所述凸模的外部，所述上压边与所述上模板之间具有间隙，所述上压边与所述凸模滑动相连；

所述凹模与所述下模板相连，所述下压边套装在所述凹模外部，所述上压边与所述下压边相对设置，所述凹模与所述凹模支撑杆相连，所述下模板与所述凹模支撑杆滑动连接，所述下压边与所述凹模之间具有环形间隙，所述环形间隙内填充颗粒介质。

优选地，所述上压边与所述凸模之间还设置背压头，所述背压头与所述上压边滑动连接。

优选地，所述背压头与背压头连接板螺栓连接，所述背压头连接板连接有第二上模弹簧杆，所述第二上模弹簧杆与所述上模板滑动相连，所述第二上模弹簧杆外套装有第二上模弹簧。

优选地，圆锥形壳体零件成形模具还包括上压边连接板，所述上压边连接板与所述上压边螺栓连接，所述上压边连接板与所述上模板之间设置上模导柱，所述上压边连接板与所述上模导柱滑动连接；所述上压边连接板与所述上模板之间还设置第一上模弹簧杆，所述上压边连接板和所述上模板均与所述第一上模弹簧杆滑动相连，所述第一上模弹簧杆外套装第一上模弹簧。

优选地，所述第一上模弹簧杆上还套设弹簧调整垫片，所述弹簧调整垫片设置于所述第一上模弹簧的上下两端。

优选地，所述下压边连接有下压边连接板，所述下压边连接板与所述下模板之间设置下模导杆，所述下模导杆的一端与所述下模板连接，所述下模导杆的另一端与所述下压边连接板滑动连接；所述下压边连接板与所述下模板之间还设置有下模弹簧杆，所述下模弹簧杆的外部套装下模弹簧，所述下模弹簧杆的一端与所述下模板相连，所述下模弹簧杆的另一端与所述下压边连接板滑动连接。

优选地，所述下模板上还连接有压头，所述压头的一端通过压头固定板固定在下模板上，所述压头的另一端穿过所述下压边连接板并伸入所述环形间隙中，所述压头与所述颗粒介质之间设置橡胶圈，所述凹模支撑杆穿过所述压头与所述凹模相连，所述凹模支撑杆外套装凹模弹簧，所述凹模弹簧的一端与所述凹模抵接，所述凹模弹簧的另一端与所述下模板抵接。

优选地，所述下压边连接板的底部还设置承压板，所述承压板套装在压头的外部，所述承压板与所述压头固定板之间具有间隙，所述承压板与所述下压边连接板之间设置拉深筋调整垫片。

优选地，所述下压边与所述上压边相对的一端开设环形凹槽，所述环形凹槽内设置定心板，所述定心板与所述下压边之间设置压边间隙调整垫片。

优选地，所述上压边的底部的外壁上设置上压边固定耳，所述下压边靠近顶部的外壁上设置下压边固定耳，所述下压边固定耳的位置与所述上压边固定耳的位置相匹配。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：本实用新型的圆锥形壳体零件成形模具，包括凸模、凹模、上压边和下压边，凸模和凹模同轴设置，确保零件能够拉深成形，在下压边与凹模之间形成的环形间隙内，填充颗粒介质，在零件拉深过程中，用颗粒介质代替刚性模具形成拉深筋，颗粒介质能够降低板材通过拉深筋时的摩擦阻力，减小模具对板材的划伤，提高薄壁拉深成形零件的表面质量，并且颗粒介质位于下压边和凹模之间成形的环形间隙内，在成形后颗粒介质可以在重力的作用下流回初始位置，实现了一次加入，多次成形，提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的圆锥形壳体零件成形模具的剖切结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为图1中B处的放大示意图；

图4为图1中沿C-C向的剖切结构示意图；

图5为图1中沿F-F向的剖切结构示意图；

图6为本实用新型的圆锥形壳体零件成形模具的拉深筋形成阶段的示意图；

图7为本实用新型的圆锥形壳体零件成形模具拉深成形的零件的截面示意图；

其中，1为第一上模弹簧杆，2为第二上模弹簧杆，3为上模板，4为上模导柱，5为背压头连接板，6为背压头，7为第一上模弹簧，8为凸模，9为第二上模弹簧，10为弹簧调整垫片，11为上压边连接板，12为上压边，13为定心板，14为压边间隙调整垫片，15为下压边，16为颗粒介质，17为凹模，18 为橡胶圈，19为下压边连接板，20为下模弹簧杆，21为下模导杆，22为拉深筋调整垫片，23为承压板，24为压头固定板，25为下模导杆固定板，26为下模弹簧，27为下模弹簧杆固定板，28为下模板，29为压头调整垫片，30为凹模弹簧，31为凹模支撑杆，32为压头，33为上压边固定耳，34为下压边固定耳，35为板材。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种圆锥形壳体零件成形模具，以解决上述现有技术存在的问题，提高薄壁零件拉深成形质量，并保证成形后零件强度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

请参考图1-7，其中，图1为本实用新型的圆锥形壳体零件成形模具的剖切结构示意图，图2为图1中A处的放大示意图，图3为图1中B处的放大示意图，图4为图1中沿C-C向的剖切结构示意图，图5为图1中沿F-F向的剖切结构示意图，图6为本实用新型的圆锥形壳体零件成形模具的拉深筋形成阶段的示意图，图7为本实用新型的圆锥形壳体零件成形模具拉深成形的零件的截面示意图。

本实用新型提供一种圆锥形壳体零件成形模具，包括上模板3、凸模8、上压边12、下压边15、凹模17、下模板28和凹模支撑杆31，凸模8和凹模 17同轴设置，凸模8与上模板3相连，上压边12套装在凸模8的外部，上压边12与上模板3之间具有间隙，上压边12与凸模8滑动相连；

凹模17与下模板28相连，下压边15套装在凹模17外部，上压边12与下压边15相对设置，凹模17与凹模支撑杆31相连，下模板28与凹模支撑杆 31滑动连接，下压边15与凹模17之间具有环形间隙，环形间隙内填充颗粒介质16。

使用本实用新型的圆锥形壳体零件成形模具，在零件拉深过程中，用颗粒介质16代替刚性模具形成拉深筋，颗粒介质16能够降低板材35通过拉深筋时的摩擦阻力，减小模具对板材35的划伤，提高薄壁拉深成形零件的表面质量。在零件成形结束后，颗粒介质16回流初始位置，颗粒介质16循环利用，节约成本，同时保证工艺参数稳定性。

另外，上压边12与凸模8之间还设置背压头6，背压头6与上压边12滑动连接，背压头6与上压边12间隙配合。

具体地，背压头6与背压头连接板5螺栓连接，背压头连接板5连接有第二上模弹簧杆2，第二上模弹簧杆2与上模板3滑动相连，第二上模弹簧杆2 外套装有第二上模弹簧9。圆锥形壳体零件成形模具还包括上压边连接板11，上压边连接板11与上压边12螺栓连接，上压边连接板11与上模板3之间设置上模导柱4，上压边连接板11与上模导柱4滑动连接；上压边连接板11与上模板3之间还设置第一上模弹簧杆1，上压边连接板11和上模板3均与第一上模弹簧杆1滑动相连，第一上模弹簧杆1外套装第一上模弹簧7。第一上模弹簧杆1上还套设弹簧调整垫片10，弹簧调整垫片10设置于第一上模弹簧 7的上下两端。

在本具体实施方式中，第一上模弹簧7和第二上模弹簧9均由蝶形弹簧组成而成，组合方式和组合后长度可根据零件的高度、脱模载荷等因素进行选择设置。在第一上模弹簧7与上压边12连接板11之间设置弹簧调整垫片10，可以根据成形需要调节第一上模弹簧7的初始载荷。上模导柱4起到导向作用，避免上压边12偏离运动轨迹，上模导柱4和第一上模弹簧杆1的数量可以视模具的规格及具体情形决定；背压头6在提供背压的同时在开模过程中能够实现零件自动脱模，无需设置专门的脱模机构，简化模具结构。

更具体地，下压边15连接有下压边连接板19，下压边连接板19与下模板28之间设置下模导杆21，下模导杆21的一端通过下模导杆连接板25与下模板28连接，下模导杆21的另一端与下压边连接板19滑动连接；下压边连接板19与下模板28之间还设置下模弹簧杆20，下模弹簧杆20的外部套装下模弹簧26，下模弹簧杆20的一端通过下模弹簧杆固定板27与下模板28相连，下模弹簧杆20的另一端与下压边连接板19滑动连接。下模板28上还连接有压头32，压头32的一端通过压头固定板24固定在下模板28上，压头32的另一端穿过下压边连接板19并伸入环形间隙中，压头32与颗粒介质16之间设置橡胶圈18，凹模支撑杆31穿过压头32与凹模17相连，凹模支撑杆31 外套装凹模弹簧30，凹模弹簧30的一端与凹模17抵接，凹模弹簧30的另一端与下模板28抵接。在颗粒介质16形成拉深筋的下部设置凹模弹簧30，令操作者可根据成形材料和拉深筋的具体参数调节压力，使在拉深筋成形中凹模与板材35始终接触，从而避免软模成形中颗粒介质16从下压边15与凹模17 的间隙中流入凹模17的型腔内导致成形失败，同时也有助于防止板材35厚度减薄，保证成形零件强度。

下压边连接板19的底部还设置承压板23，承压板23套装在压头32的外部，承压板23与压头固定板24之间具有间隙，承压板23与下压边连接板19 之间设置拉深筋调整垫片25。可以利用拉深筋调整垫片25调整承压板23与压头固定板24之间的距离，承压板23底面与压头固定板24之间的距离视拉深筋的成形高度而定，另外，在压头固定板24与下模板28之间设置压头调整垫片29，利用压头调整垫片29和压头固定板24能够将压头32紧固在下模板 28上。

进一步地，下压边15与上压边12相对的一端开设环形凹槽，环形凹槽内设置定心板13，定心板13与下压边15之间设置压边间隙调整垫片14。定心板13设置于下压边15的上表面的外边缘处，在将板材35放置于拉深工位时，定心板13起到自动确定板材35中心的作用，避免板材35放偏影响零件成形质量。

上压边12的底部的外壁上设置上压边固定耳33，下压边15靠近顶部的外壁上设置下压边固定耳34，下压边固定耳34的位置与上压边固定耳33的位置相匹配。

使用本实用新型的圆锥形壳体零件成形模具，在成形时，下模板28首先在成形设备或模具固定装置的带动下使凸模8与凹模17分离；第二步，在下压边15、凹模17、压头32组成的环形间隙内加入颗粒介质16，此时在已经设置好压边间隙调整垫片14和定心板13的下压边15的上表面放置板材35；第三步，下模板28带动凹模17向上运动，使上压边12的下表面与定心板13 的上表面完全接触，然后通过螺栓将上压边固定耳33和下压边固定耳34固定；第四步，下模板28在压力作用下带动压头32压缩颗粒介质16使板材35在上压边12与凸模8的间隙内形成拉深筋，同时，凹模17在凹模弹簧30的作用下逐渐靠近凸模8。在整个变形过程中，下压边15和上压边12在第一上模弹簧杆1和下模弹簧杆20的作用下保持相对位置不动，当拉深筋与背压头6上表面接触时，压头固定板24的上表面与承压板23的下表面接触，此时拉深筋变形阶段结束；第五步，下模板28在成形设备的压力作用下同时推动上压边12、下压边15、压头32、压头6、凹模17同时向上运动，但是由于受弹簧力的作用，上压边12和下压边15运动速度与背压头6的运动速度、凹模17的运动速度各不相同，板材35此时进入圆锥形零件的成形阶段；第六步，当成形的圆锥形零件达到设计高度时成形结束，此时去掉固定上压边固定耳33和下压边固定耳34的螺栓，下模板28在成形设备或模具固定装置的带动下开始向下运动直至到初始开模位置，在此过程中压头32和凹模17在弹簧力和重力的作用下退回到初始位置，颗粒介质16也在重力的作用下回到下压边15、凹模17、压头32组成的环形孔腔内；上压边12和背压头6分别在第一上模弹簧7和第二上模弹簧9的作用下回退到初始位置，在此过程中，背压头6将已成形的圆锥形零件从凸模8上自动退下，整个成形结束，在整个成形过程中凸模8和凹模支撑杆31始终保持不动。在整个成形过程中，只需要对下模板28 进行加载，不需要其他外载荷，降低了模具对成形设备的依赖性。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种圆锥形壳体零件成形模具，其特征在于：包括上模板、凸模、上压边、下压边、凹模、下模板和凹模支撑杆，所述凸模和所述凹模同轴设置，所述凸模与所述上模板相连，所述上压边套装在所述凸模的外部，所述上压边与所述上模板之间具有间隙，所述上压边与所述凸模滑动相连；

所述凹模与所述下模板相连，所述下压边套装在所述凹模外部，所述上压边与所述下压边相对设置，所述凹模与所述凹模支撑杆相连，所述下模板与所述凹模支撑杆滑动连接，所述下压边与所述凹模之间具有环形间隙，所述环形间隙内填充颗粒介质。

2.根据权利要求1所述的圆锥形壳体零件成形模具，其特征在于：所述上压边与所述凸模之间还设置背压头，所述背压头与所述上压边滑动连接。

3.根据权利要求2所述的圆锥形壳体零件成形模具，其特征在于：所述背压头与背压头连接板螺栓连接，所述背压头连接板连接有第二上模弹簧杆，所述第二上模弹簧杆与所述上模板滑动相连，所述第二上模弹簧杆外套装有第二上模弹簧。

4.根据权利要求3所述的圆锥形壳体零件成形模具，其特征在于：还包括上压边连接板，所述上压边连接板与所述上压边螺栓连接，所述上压边连接板与所述上模板之间设置上模导柱，所述上压边连接板与所述上模导柱滑动连接；所述上压边连接板与所述上模板之间还设置第一上模弹簧杆，所述上压边连接板和所述上模板均与所述第一上模弹簧杆滑动相连，所述第一上模弹簧杆外套装第一上模弹簧。

5.根据权利要求4所述的圆锥形壳体零件成形模具，其特征在于：所述第一上模弹簧杆上还套设弹簧调整垫片，所述弹簧调整垫片设置于所述第一上模弹簧的上下两端。

6.根据权利要求5所述的圆锥形壳体零件成形模具，其特征在于：所述下压边连接有下压边连接板，所述下压边连接板与所述下模板之间设置下模导杆，所述下模导杆的一端与所述下模板连接，所述下模导杆的另一端与所述下压边连接板滑动连接；所述下压边连接板与所述下模板之间还设置下模弹簧杆，所述下模弹簧杆的外部套装下模弹簧，所述下模弹簧杆的一端与所述下模板相连，所述下模弹簧杆的另一端与所述下压边连接板滑动连接。

7.根据权利要求6所述的圆锥形壳体零件成形模具，其特征在于：所述下模板上还连接有压头，所述压头的一端通过压头固定板固定在下模板上，所述压头的另一端穿过所述下压边连接板并伸入所述环形间隙中，所述压头与所述颗粒介质之间设置橡胶圈，所述凹模支撑杆穿过所述压头与所述凹模相连，所述凹模支撑杆外套装凹模弹簧，所述凹模弹簧的一端与所述凹模抵接，所述凹模弹簧的另一端与所述下模板抵接。

8.根据权利要求7所述的圆锥形壳体零件成形模具，其特征在于：所述下压边连接板的底部还设置承压板，所述承压板套装在压头的外部，所述承压板与所述压头固定板之间具有间隙，所述承压板与所述下压边连接板之间设置拉深筋调整垫片。

9.根据权利要求8所述的圆锥形壳体零件成形模具，其特征在于：所述下压边与所述上压边相对的一端开设环形凹槽，所述环形凹槽内设置定心板，所述定心板与所述下压边之间设置压边间隙调整垫片。

10.根据权利要求9所述的圆锥形壳体零件成形模具，其特征在于：所述上压边的底部的外壁上设置上压边固定耳，所述下压边靠近顶部的外壁上设置下压边固定耳，所述下压边固定耳的位置与所述上压边固定耳的位置相匹配。