專利名稱：基于浮動凹模結(jié)構(gòu)的閉擠式精沖模具的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及精沖模具，特別涉及一種閉擠式精沖的浮動凹模結(jié)構(gòu)及其獲得閉合力的方式。
背景技術(shù)：
精沖是利用特殊結(jié)構(gòu)的模具直接在板料上沖出斷面質(zhì)量好，尺寸精度高的零件， 適用于大批量高精度板狀零件的生產(chǎn)，目前在鐘表、照相機、精密儀表、家用電器等行業(yè)，已得到廣泛應用。通常的精沖工藝，采用齒圈強力壓邊精沖模具，在精沖過程中，斷面為三角形齒的齒圈首先壓入毛坯，利用齒圈的機械阻擋作用和毛坯材料與凹模間的摩擦力，阻止毛坯材料沿水平方向流動，使毛坯材料處于三維壓應力狀態(tài)，在材料不出現(xiàn)拉伸裂紋的情況下實現(xiàn)毛坯材料的沖裁分離，從而獲得斷面質(zhì)量好，尺寸精度高的沖裁件。由于它是利用壓板上的齒壓入毛坯來阻止毛坯材料水平流動，毛坯材料在沖壓變形區(qū)無法產(chǎn)生足夠大的三維壓應力，因此制成的沖裁件斷面質(zhì)量和尺寸精度有限，因此這種工藝無法適應比較大 (比如16mm)厚度板材的精沖，也不適合精沖強度極限在600兆帕以上的高強度、低塑性材料，例如TlO鋼只能沖裁厚度不超過3毫米的板材，因此目前制造大厚度和高強度、低塑性材料的板狀零件，只能以切削加工，或低碳材料沖裁成形后再滲碳及熱處理的方法加工，而切削加工的成本高、周期長，低碳材料沖裁成形后再滲碳及熱處理的方法，不僅工藝復雜， 成本高，而且熱處理導致的變形大，會顯著降低零件的尺寸精度，因此目前的齒圈強力壓邊精沖模具無法適應精沖行業(yè)的發(fā)展需要。目前本申報者已發(fā)明的一種“閉擠式精沖工藝”，利用“強大的三向壓應力狀態(tài)能夠提高變形區(qū)材料的塑性”的原理，閉擠式精沖的基本思路是通過主凹模、與副凹模對材料進行前期擠壓，并讓成形在外環(huán)閉合環(huán)境下進行，最大限度的增加輪廓變形區(qū)的三向擠壓應力，強大的三向壓應力將大大提高變形區(qū)材料的塑性，使沿輪廓曲線的分離完全在抑制裂紋產(chǎn)生和生長的環(huán)境下完成，塑性擠壓成形這樣即使材料塑性差或厚度大也能得到精密、光亮的輪廓面。閉擠式精沖新工藝主要用于低塑性和大厚度材料的精沖，擴大了精沖的坯料適應范圍。但目前用于這種新型精沖工藝的模具缺乏，急需新型精沖模具結(jié)構(gòu)誕生。

發(fā)明內(nèi)容
為了滿足新型閉擠式精沖工藝實驗對模具要求的三向動作和力，并三個力可獨立調(diào)節(jié)，本發(fā)明提出一種閉擠式精沖的浮動凹模結(jié)構(gòu)及其獲得閉合力的方式，能實現(xiàn)這一工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種閉擠式精沖模具，其包括一對相對的、在相對面均設置有凹坑的主、副凹模；副凹模內(nèi)設置凸模，凸模通過固定板與上模座連接，凸模與副凹?；浜?；副凹模外設置有定位限位環(huán)，定位限位環(huán)與副凹?；浜?，并對副凹模進行平面定位和限制副凹模的軸向位置；副凹模上平面設置傳力桿，可傳遞力和運動。主凹模內(nèi)設置反頂桿，并與主凹模滑配合；反頂桿可傳遞力和運動。其具體結(jié)構(gòu)如下包括上模座、傳力桿、凸模固定板、凸模、墊板、鎖位釘、反頂桿、 主凹模、凹模固定板、副凹模、限位環(huán)和下模座。在模具軸向接合面的上側(cè)，設有副凹模和限位環(huán)，限位環(huán)與凸模固定板固定，副凹模被套在限位環(huán)內(nèi)，與限位環(huán)和凸?；瑒优浜?，上下移動，限位環(huán)對副凹模進行平面定位和限制副凹模的軸向位置。在副凹模?？谶吘壴O有一環(huán)狀容料坑。在副凹模上表面設置傳力桿，傳力桿穿過凸模固定板、墊板和上模座，傳遞來自設備精沖缸的力；所述主凹模設在模具軸向接合面的下側(cè)，在主凹模模口邊緣也設有一環(huán)狀容料坑。主、副凹模的容料坑分別朝向坯件的上下兩個表面。在主凹模內(nèi)設有反頂桿， 與主凹?；瑒优浜希错敆U傳遞來自設備反頂缸的力。本模具通過三動設備三套液壓系統(tǒng)實現(xiàn)過程中副凹模的閉合和反頂。主沖力、壓邊力和反頂力這三個力的獲取方式是
1)主沖力設備滑塊主缸活塞通過上模座施加在凸模上。2)壓邊力設備精沖缸活塞通過傳力桿施加在副凹模上。其大小由設備上相應油路上的調(diào)壓閥，通過溢流獲得。3)反頂力設備工作臺內(nèi)反頂缸活塞通過反頂桿施加在工件上。其大小由設備上相應油路上的調(diào)壓閥，通過溢流獲得?？梢詫崿F(xiàn)閉擠式精沖工藝先擠外環(huán)，后精沖和對三向力的要求，壓邊力和反頂力的調(diào)整容易，
采用本發(fā)明的閉擠式精沖模具，由于其設有浮動副凹模，能實現(xiàn)閉擠式精沖工藝要求的先期擠壓閉合，再精沖，能保持后兩個力在過程中的恒定的工藝要求，閉合力從設備的精沖活塞通過傳力桿獲得，并且閉合力和反頂力的大小調(diào)節(jié)容易，并能在精沖過程中保持恒定，可用于低塑性大厚度零件的制造，并且斷面質(zhì)量好、尺寸精度高，便于在精沖工藝中推廣應用。


圖1為該模具結(jié)構(gòu)及獲得閉合力和反頂力方式示意圖，其中左側(cè)為開始前狀態(tài)， 右側(cè)為成形終了狀態(tài)。圖中1 一下模座，2—凹模固定板，3—主凹模，4一反頂桿，5—坯件，6—鎖位釘， 7—副凹模，8—限位環(huán)，9 一凸模，10—凸模固定板，11 一傳力桿，12—上模座。
具體實施例方式本發(fā)明的閉擠式精沖模具結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖1的左側(cè)是反映成形開始前的位置， 右側(cè)是反映成形結(jié)束時的情形。在模具軸向接合面的上側(cè)，設有副凹模7、限位環(huán)8和凸模 9，在副凹模?？谶吘壴O有一環(huán)狀容料坑。副凹模7可上下移動，它與限位環(huán)8和凸模9是滑動配合。在副凹模7上表面設置傳力桿11，傳力桿11穿過凸模固定板10、墊板和上模座 12，傳遞設備精沖缸的力。在模具軸向接合面的下側(cè)，設有主凹模3，在主凹模?？谶吘壴O有一環(huán)狀容料坑。主、副凹模的容料坑分別朝向坯件5的上下兩個表面。反頂桿4設于主凹模3內(nèi)，反頂桿4和主凹模3是滑動配合，它傳遞來自設備反頂缸的力。凸模和主凹模的定位是由導柱和導套的滑配合定位，并在模具閉合前由鎖位釘6插入凹模固定板2的孔中進行閉合鎖位來進行的。模具上模座12與設備滑塊連接，模具下模座1與設備工作臺連接。坯件5的精沖過程分為以下五個階段
1)坯件5放入主凹模3中，設備滑塊帶動上模座12向下運動，副凹模7先與坯件5接觸，坯件5隨即受到由傳力桿11傳來的精沖缸活塞的壓邊力，該壓邊力大小事先通過調(diào)壓閥設定，以能將坯件外環(huán)擠壓至主、副凹模3和7閉合為限。2)設備滑塊繼續(xù)下行，壓邊力將坯件5外部壓縮，直至副凹模與主凹模接觸(閉合)，這時，主凹模3迫使副凹模7停止向下運動；
3)設備滑塊繼續(xù)下行，傳力桿11迫使精沖缸溢流。這時，主、副凹模以一定合模力將坯件封閉在凹腔內(nèi)。4)設備滑塊繼續(xù)下行，在坯件5外環(huán)被封閉條件下，凸模9開始壓入坯件5 ；凸模 9外輪廓內(nèi)的坯件被凸模9壓入主凹模3內(nèi)；在這過程中，反頂桿4被迫下行，反頂桿4以一定力向上施加在工件上，直至沖出工件。這個反頂力的大小，由設備反頂缸調(diào)壓閥控制。5)設備滑塊上行開模，副凹模7退出外環(huán)廢料，反頂桿4從主凹模中頂出成形工件。
權(quán)利要求
1.基于浮動凹模結(jié)構(gòu)的閉擠式精沖模具，其包括有上模座(12)、傳力桿(11)、凸模固定板(10)、凸模(9)、墊板、鎖位釘(6)、反頂桿(4)、主凹模(3)、凹模固定板(2)和下模座 (1);其特征在于在模具軸向接合面的上側(cè)，設有副凹模(7)和限位環(huán)(8)，限位環(huán)(8)與凸模固定板(10)固定，副凹模(7)被套在限位環(huán)(8)內(nèi)，與限位環(huán)(8)和凸模(9)滑動配合，上下移動，限位環(huán)(8)對副凹模進行平面定位和限制副凹模的軸向位置；在副凹模(7)模口邊緣設有一環(huán)狀容料坑；在副凹模(7)上表面設置傳力桿(11)，傳力桿(11)穿過凸模固定板 (10)、墊板和上模座(12)，傳遞來自設備精沖缸的力；所述主凹模(3)設在模具軸向接合面的下側(cè)，在主凹模模口邊緣也設有一環(huán)狀容料坑；主、副凹模(3、7)的容料坑分別朝向坯件 (5)的上下兩個表面；在主凹模(3)內(nèi)設有反頂桿(4)，與主凹模(3)滑動配合，反頂桿(4) 傳遞來自設備反頂缸的力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于浮動凹模結(jié)構(gòu)的閉擠式精沖模具，其特征在于所述模具通過三套液壓系統(tǒng)提供主沖力、壓邊力和反頂力；所述主沖力由主缸活塞通過上模座施加在凸模上；所述壓邊力由設備精沖缸活塞通過傳力桿施加在副凹模上；所述反頂力由設備反頂缸活塞通過反頂桿施加在成型工件上。
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于浮動凹模結(jié)構(gòu)的閉擠式精沖模具，設有浮動副凹模，能實現(xiàn)閉擠式精沖工藝要求的先期擠壓閉合，再精沖，能保持后兩個力在過程中的恒定的工藝要求，閉合力從設備的精沖活塞通過傳力桿獲得，并且閉合力和反頂力的大小調(diào)節(jié)容易。該裝置可用于低塑性大厚度零件的制造，并且斷面質(zhì)量好、尺寸精度高，便于在精沖工藝中推廣應用。
文檔編號B21D28/14GK102284596SQ20111016939
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者呂琳, 寧國松, 鄧明 申請人:重慶理工大學