CN218946056U - 一种针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及板材成形领域，尤其涉及一种针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具，包括凸模、液室、刚性块组件，液室侧壁制有液室进液口，底面制有安装槽，安装槽用于安装刚性块组件，液室上开口边缘顶端制成液室法兰用于放置坯料，坯料的边缘外侧安装有密封圈，凸模的外直径与液室法兰的内直径相当，其压膜端套装有压边圈，压边圈的内外直径与液室法兰的内外直径相当，本实用新型液室的底面安装的刚性块组件，可通过油缸控制小特征刚性块的高度，克服了介质压力的限制，提高了剩余局部小特征成形精度。

Description

一种针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具

技术领域

本实用新型涉及板材成形领域，尤其涉及一种针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具。

背景技术

近年来随着对产品在极端条件下运行性能要求的不断提升，尤其是在航空航天和汽车等制造领域，带有局部复杂特征的薄壁板材零件逐渐被广泛使用，同时对于零件成形的精度要求也更高，不得有任何划伤，这进一步增加了制造难度，给成形制造带来了较大困难。

充液成形技术是一种先进的柔性成形技术，其优势是利用液体代替传统刚性模具传递载荷，使坯料在液体压力作用下贴靠凸模或者凹模，实现金属或者符合材料板材的成形。该技术能够简化模具结构、节省工序、节约成本，并且成形出的零件成形精度高，表面质量好，壁厚分布均匀，回弹小。

中国专利CN107617664B公开了一种面向大型复杂多特征板材零件的刚柔复合成形工艺，其工艺流程中包括了液室底部设置有局部刚性镶块，局部刚性镶块上设置有板材零件上的关键小特征，该方案步骤虽然在压膜处理局部小特征、超小圆角未在充液成形阶段成形到位的部分时，在凸模下行过程中，通过与液室底部局部刚性镶块精准合模整形，使其成形到位，实现大型复杂多特征板材零件的整体精准成形，但利用充液成形技术成形带有多种局部复杂小特征的薄壁零件时，由于介质压力的限制，虽然大部分特征已完全贴膜成形，但局部难成形小特征并未完全成形。

由此可见，大型复杂多特征板材零件的刚柔复合成形工艺在实施过程中，由于介质压力的限制，对于已成形大部分特征的复杂零件，为了成形剩余局部小特征，若只是简单的提高成形力，则势必会大大增加设备吨位，提高生产成本。

发明内容

为此，本使用新型提供了一种针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具，用以克服现有技术中，利用充液成形技术成形带有多种局部复杂小特征的薄壁零件时，由于介质压力的限制导致剩余局部小特征成形精度不低的问题。

为实现上述目的，本使用新型提供一种针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具，包括液室、压边圈和凸模，其特征在于，还包括设置在液室内部底面安装槽内的，至少一个小特征刚性块和设置在该小特征刚性块下部的安装槽内的升降机构，液室侧壁上开设有用于向液室内注液的液室进液口；压边圈和凸模均与机床连接，且凸模设置在压边圈的环形空间内；小特征刚性块的底面与升降机构的顶面相接触。

进一步地，液室上开口边缘顶端连接有液室法兰用来放置坯料，坯料的边缘外侧安装有密封圈。

进一步地，液室法兰的内直径与液室的内直径相同，且液室法兰外直径大于等于液室的外直径。

进一步地，压边圈的内外直径与液室法兰的内外直径相等。

进一步地，小特征刚性块的底面与升降机构的顶面的接触方式为固装连接或可拆卸连接。

进一步地，升降机构为多行程液压缸。

进一步地，多行程液压缸为油缸，油缸注油孔对应液室的侧壁位置制有油缸进出液口。

进一步地，油缸进出液口可以为一个或多个。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本实用新型提供的一种针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具，液室底面安装的刚性块组件可通过油缸控制小特征刚性块的高度，克服了充液成形时的介质压力限制，提高了剩余局部小特征成形精度。

2、本实用新型提供的一种针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具，可安装多个刚性块组件，液室侧壁配合设置有多个油缸进出液口，分别通过油缸进出液口向不同的油缸对应的注油孔注油，可分别控制各油缸的高度，可根据小特征成形要求的不同深度位置，分别对应控制小特征刚性块的高度，从而满足剩余局部小特征成形的不同精度的压制要求。

附图说明

图1为本实用新型针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具整体结构剖视图；

图2为本实用新型针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具中液室示意图；

图3为本实用新型针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具中油缸示意图；

各图例中：1-凸模、2-压边圈、3-坯料、4-液室法兰、5-密封圈、

6-液室、7-液室进液口、8-小特征刚性块、9-油缸进出液口、10-油缸、11-安装槽、12-油缸注油孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本实用新型针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具整体结构剖视图，

图2为本实用新型针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具中液室示意图，

图3为本实用新型针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具中油缸示意图，

请参阅图1至图3所示，一种针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具，包括液室6、压边圈2和凸模，还包括：

设置在液室6内部底面安装槽内的至少一个小特征刚性块8和设置在该小特征刚性块8下部的安装槽11内的升降机构，安装槽11的形状与升降机构底座相对应，小特征刚性块8根据实际小特征压膜的实际需求匹配刚性块顶面的小特征样式、刚性块大小及其数量，每个小特征刚性块8的下部匀配置一个升降机构，升降机构用以控制小特征刚性块8的高度；

液室6为圆桶结构以形液室腔，用以容纳加压所注入的液体，其侧壁上开设有用于向液室内注液的液室进液口7，该液室进液口7为圆形通孔；压边圈2和凸模1均与机床连接，且凸模1设置在压边圈2的环形空间内，小特征刚性块8的底面与升降机构的顶面相接触，液室6上开口边缘顶端连接有液室法兰4，用来放置坯料3。

具体而言，液室法兰4内直径与液室6的内直径相同，且外直径大于等于液室6的内直径，可与液室6上开口边缘顶端固装连接或可拆卸连接，本实施例中选择的液室法兰4与液室6上开口边缘顶端的连接方式为固装连接方式；

坯料3的边缘外侧液室法兰4的位置安装有密封圈5，该密封圈5的外直径小于液室6的外直径；

压边圈2的内外直径与液室法兰4的内外直径相等，从而达到密封圈5与压边圈2压合时对液室6的液室腔起到密封作用，防止加压液体外溢。

具体而言，小特征刚性块8的底面与升降机构的顶面的接触方式为固装连接或可拆卸连接，为方便小特征刚性块8的更换，本实施例选用的小特征刚性块8的底面与升降机构的顶面的接触方式为可拆卸连接安装方式，由于本领域技术人员应该明白可拆卸连接的安装方式原理，其只需要使小特征刚性块8和升降机构顶面的可拆卸连接安装,从而实现升降机构控制小特征刚性块8的高度即可。

具体而言，升降机构可选为多行程液压缸，本实施例中选用为多行程液压缸，具体为油缸10；油缸10的油缸注油孔12对应液室6的侧壁位置制有油缸进出液口9，该油缸进出液口9为圆形通孔，用于向油缸10注入或抽取油液，该油缸进出液口9与油缸注油孔12通过管路连接，通过油缸进出液口9可以向油缸注油孔12注入或抽取定量的油液，从而控制油缸10的升降高度，进而控制调节小特征刚性块8的升降高度。

具体而言，油缸进出液口9可以为一个或多个，当只有一个油缸进出液口9时，多个油缸注油孔12与一个油缸进出液口9串连，当有多个油缸进出液口9时，每个油缸进出液口9匀对应一个油缸注油孔12，以实现同时控制多个油缸10进行相同高度的整体调节，或分别对多个油缸10进行不同高度的独立调节；

为适应在对板材进行小特征模具压制成型过程时，对剩余局部小特征成型需求中，对不同小圆角位置的高精度成形需求，本实施例选用为每个油缸进出液口9匀对应一个油缸注油孔12的连接控制方式，以达到对多个油缸10的高度进行分别控制的目的。

在使用前，根据模具对小特征板材压膜成型的需要，凸膜1的对应位置需要安装小特征刚性块8，在液室底部设置安装槽的数量及其位置，以便于安装油缸10和小特征刚性块8，同时在安装时，根据油缸10的安装位置设置油缸注油孔12的朝向，并在对应液室6的侧壁分别定制多个油缸进出液口9，每个油缸进出液口9分别与油缸注油孔12通过管路连接，通过油缸进出液口9可以向油缸注油孔12注入或抽取定量的油液。

在进行板材模具压制成型前，冲洗液室6的内部，以保证液室6内部洁净，避免杂质破坏板材成型质量，在进行板材成型模具压制时，将凸模1、液室6、压边圈2、油缸定位安装于外制机床上，将小特征刚性块8置于油缸上，以此方便进行凸模1、液室6、压边圈2位置的调控；将初始坯料3放置在液室法兰4上，通过定位装置定位，将密封圈5安装在液室法兰4上，使其位于坯料3边缘外侧，防止液体泄漏，保持液室压力；压边圈2下行合模，通过冲压机床压边力控制将坯料3压紧在液室法兰4上，凸模1下行至坯料表面，实现大部分特征尺寸成形和复杂小特征的部分成形；凸模1继续下行，与液室6底部小特征刚性块8精准合模整形，实现多种复杂小特征板材的高精度成形，通过油缸可以分别控制每一个刚性块的高度，能够进一步提高成形精度。

在对板材液压成型时，根据板材充液成形的深度，通过液室6的液室进液口7定量向液室腔内输入液压，从而控制凸模1的下行至预定深度，对板材进行充液成形，为避免液室6内通过液压量控制板材充液成形深渡的过程中，凸模1下行的深度不精确，导致小特征刚性块8在与凸模1压合的过程中不能精确的成型，在对板材充液成形时，根据板材充液成形的深度以及小特征刚快8与凸模1压合的深度，通过油缸进出液口9定量向油缸内注入油液，从而控制油缸上升，使小特征刚性块8到达合适的高度，使其与对应凸模1的小特征成型部分精准吻合。

根据对小特征的液压成型精度的不同需求，存在小特征对应凸模1的位置、深度也各有所不同的情况，此时根据实际小特征成型的需求，可分别独立控制油缸依次上升到指定与凸模1的压合高度，也可分组控制油缸依次上升到指定与凸模1的压合高度，在与凸模1完成小特征压合成型后，对应的单个或成组的小特征刚快8通过油缸进出液口9定量抽取油缸内的油液，使油缸下降回落，未完成小特征压合成型的小特征刚性块8所对应的油缸继续单独或分组调整上升，如此反复，最终完成复杂小特板材压合成型工作，从而提升了具有多位置、多深度要求的复杂小特征的压合成形精度。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具，包括液室(6)、压边圈(2)和凸模，其特征在于，还包括设置在所述液室(6)内部底面安装槽内的至少一个小特征刚性块(8)和设置在该小特征刚性块(8)下部的安装槽(11)内的升降机构，所述液室(6)侧壁上开设有用于向所述液室内注液的液室进液口(7)；所述压边圈和所述凸模均与机床连接，且所述凸模设置在所述压边圈的环形空间内；所述小特征刚性块(8)的底面与所述升降机构的顶面相接触。

2.根据权利要求1所述的针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具，其特征在于，所述液室(6)上开口边缘顶端连接有液室法兰(4)用来放置坯料(3)，所述坯料(3)的边缘外侧安装有密封圈(5)。

3.根据权利要求2所述的针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具，其特征在于，所述液室法兰(4)的内直径与液室(6)的内直径相同，且液室法兰(4)外直径大于等于液室(6)的外直径。

4.根据权利要求1所述的针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具，其特征在于，所述压边圈(2)的内外直径与所述液室法兰(4)的内外直径相等。

5.根据权利要求1所述的针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具，其特征在于，所述小特征刚性块(8)的底面与所述升降机构的顶面的接触方式为固装连接或可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具，其特征在于，所述升降机构为多行程液压缸。

7.根据权利要求6所述的针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具，其特征在于，所述多行程液压缸为油缸(10)，油缸注油孔(12)对应所述液室(6)的侧壁位置制有油缸进出液口(9)。

8.根据权利要求7所述的一种针对带有多种复杂小特征板材的高精度复合成形模具，其特征在于：所述油缸进出液口(9)可以为一个或多个。

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