專利名稱：橡皮成型凸彎邊多步成型模具及其成型面的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鈑金橡皮成型模具制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種適用于飛機(jī)鋁合金板材凸彎邊起皺控制的模具及該模具成型面的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
橡皮成型是飛機(jī)鈑金零件的一種常用的成型方法。目前，公知的橡皮成型模具結(jié)構(gòu)是由型胎和蓋板組成。將板料放在型胎上，用蓋板壓住并定位，然后放入橡皮成型壓力機(jī)上進(jìn)行成型操作。然而，由于飛機(jī)鈑金零件的復(fù)雜性，有很多凸彎邊結(jié)構(gòu)的零件，此類零件在成型中容易發(fā)生起皺(參見(jiàn)文獻(xiàn):陳磊等，橡皮液壓凸彎邊成型試驗(yàn)與分析研究，鍛壓技術(shù)，2007，32 (6):58-60)，導(dǎo)致零件在成型后，無(wú)法與其它零件表面貼合，對(duì)裝配過(guò)程造成很大的困難。目前此類零件有兩種方法來(lái)控制起皺，一種是修改設(shè)計(jì)，降低凸彎邊高度或者長(zhǎng)度，降低起皺發(fā)生極限，但是，此方法同時(shí)會(huì)降低零件的剛度和強(qiáng)度，需要一系列的修改進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，難度較大。另外一種方法是采用側(cè)壓塊方法，改變零件的成型模式，但是，此方法需要人為增加凸彎邊的高度，浪費(fèi)材料，并且由于側(cè)壓塊與型胎間隙較小，在橡皮成型中橡皮很難壓入，實(shí)際操作困難，且成型后需要進(jìn)而剪切操作，剪去多用的材料，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，且會(huì)導(dǎo)致零件的二次變形。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的 上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種橡皮成型凸彎邊多步成型起皺控制模具及其成型面的設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明模具用于凸彎邊板材鈑金零件成型，其能夠控制起皺，該模具結(jié)構(gòu)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)精確成型，而且能夠不影響裝配，也不會(huì)降低強(qiáng)度及剛度。本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:橡皮成型凸彎邊多步成型模具，包括數(shù)個(gè)模具，模具的個(gè)數(shù)與所述凸彎邊的成型步驟數(shù)相對(duì)應(yīng)；每一模具包括型胎，型胎的頂部為頂邊，型胎的底部為底邊；型胎具有成型面，成型面與頂邊采用圓弧過(guò)渡連接，每一型胎的成型面與所述凸彎邊的各步成型狀態(tài)相適配。優(yōu)選的，每一模具還包括定位機(jī)構(gòu)，所述的定位機(jī)構(gòu)對(duì)待加工凸彎邊的板料進(jìn)行定位。進(jìn)一步優(yōu)選的，定位機(jī)構(gòu)包括定位件、定位銷(xiāo)，定位件上開(kāi)有定位孔，與此相對(duì)應(yīng)的，所述型胎的頂邊開(kāi)有定位孔；所述的定位銷(xiāo)穿過(guò)定位件的定位孔后，伸入型胎的定位孔。進(jìn)一步優(yōu)選的，模具為2-4個(gè)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種前述橡皮成型凸彎邊多步成型模具成型面的設(shè)計(jì)方法，其按如下步驟:一、以所述凸彎邊最后成型的形狀確定最后一步所用模具的成型面；
二、以第一步所確定模具的型胎的成型面和頂邊的垂直相交點(diǎn)O為基準(zhǔn)，待加工凸彎邊的板料的頂點(diǎn)為C，以相交點(diǎn)O為圓心、線段OC為半徑畫(huà)圓弧，此圓弧與前述模具型胎成型面形成第一交點(diǎn)F ；三、將線段OC數(shù)等分而具有至少一個(gè)第二交點(diǎn)，線段OC的等分?jǐn)?shù)與所述凸彎邊的成型步驟數(shù)相對(duì)應(yīng)，沿著第二交點(diǎn)垂直向下延伸而與圓弧CF形成第三交點(diǎn)；四、再以相交點(diǎn)O為出發(fā)點(diǎn)，連接所述的第三交點(diǎn)即成各模具(除第一步所確定的模具)的成型面。本發(fā)明橡皮成型凸彎邊多步成型起皺控制模具，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易，可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)零件的成型，加工效率高且精度也高，且不影響零件的裝配和強(qiáng)度，方便進(jìn)行凸彎邊零件的成型加工。一般不超過(guò)3次即可完成大部分零件的翻邊作業(yè)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度小。工作過(guò)程是首先根據(jù)凸彎邊的起皺情況，將模具的成型面分為2步以上的成型過(guò)程，然后加工模具。在成型過(guò)程中，板料依次在各個(gè)模具上成型。本發(fā)明采用多步設(shè)計(jì)是基于板料翻邊的長(zhǎng)度，多步設(shè)計(jì)即按照翻邊的長(zhǎng)度分為幾等分，然后與翻邊的圓弧交點(diǎn)設(shè)計(jì)出型面。


圖1是本發(fā)明模具(一種實(shí)施例)的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是一種目標(biāo)零件成型后的形狀示意圖。圖3是第一步成型的模具型胎示意圖。圖4是第二步成 型的模具型胎示意圖。圖5是第三步成型的模具型胎示意圖。圖中:1-模具型胎、2-模具頂邊、3-模具蓋板定位件、4-模具定位銷(xiāo)、5-定位連接孔、6-板料、7-第一次成型面、8-第二次成型面、9-最終成型面、10-模具底邊。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖1-5，本實(shí)施例中，橡皮成型凸彎邊多步成型起皺控制模具包括三個(gè)模具(如圖3-5所示)，每一模具包括模具型胎1、蓋板定位件3和定位銷(xiāo)4，型胎I的頂部為頂邊2，頂邊2上開(kāi)有定位連接孔5。型胎I的底部為底邊10。三模具型胎上分別具有用于零件成型的成型面7、8、9，成型面7、8、9與模具頂邊2采用圓弧過(guò)渡連接，連接的圓弧同心即三個(gè)模具的圓角具有同一個(gè)圓心。三模具的型胎成型面7、8、9采用漸進(jìn)成型法設(shè)計(jì)而成。模具蓋板定位件3是一個(gè)平板式結(jié)構(gòu)，其上開(kāi)設(shè)有與模具型胎定位連接孔5相對(duì)應(yīng)的定位孔3-1。定位銷(xiāo)4穿過(guò)定位件3的定位孔3-1后，伸入模具型胎的定位孔5，形成一個(gè)整體的模具。采用上述設(shè)計(jì)的模具，成型過(guò)程依次進(jìn)行。第一步，板料6疊于第一步模具型胎(圖3)的頂邊2之上，再壓上蓋板定位件3，定位銷(xiāo)4從上而下依次穿過(guò)蓋板定位件3的定位孔3-1、板料6的通孔6-1后，伸入型胎的定位孔5，壓合到位后，以成型面7為基準(zhǔn)進(jìn)行板料6的翻邊壓制；第二步，將前一步的板料6疊于第二步模具型胎(圖4)的頂邊2之上，再壓上蓋板定位件3，定位銷(xiāo)4從上而下依次穿過(guò)蓋板定位件3的定位孔3-1、板料6的通孔6-1后，伸入型胎的定位孔5，壓合到位后，以成型面8為基準(zhǔn)進(jìn)行板料6的翻邊進(jìn)一步壓制；第三步，將前一步的板料6疊于第三步模具型胎(圖5)的頂邊2之上，再壓上蓋板定位件3，定位銷(xiāo)4從上而下依次穿過(guò)蓋板定位件3的定位孔3-1、板料6的通孔6-1后，伸入型胎的定位孔5，壓合到位后，以成型面9為基準(zhǔn)進(jìn)行板料6的翻邊最后壓制，完畢之后，零件的形狀參見(jiàn)圖2。本實(shí)施例的模具成型面采用三步成型，可使凸彎邊的外起皺消除。參見(jiàn)附圖1，模具型胎的成型面9是凸翻邊形狀。多步成型模具的設(shè)計(jì)過(guò)程如下:點(diǎn)O為型胎I的成型面9和模具頂邊2的交點(diǎn)，點(diǎn)C為板料6的頂點(diǎn)，線段CF為以點(diǎn)O為圓心，OC為半徑的圓弧。本實(shí)施例采用三步成型，因此，將線段OC分為三等分，交點(diǎn)分別為A、B。沿著A、B垂直向下，與圓弧CF的交點(diǎn)分別為D、E。以O(shè)點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，0E、0D即為第一次成型面7和第二次成型面8。成型面7、8、9與模具頂邊2采用圓弧過(guò)渡連接，連接的圓弧同心。使用時(shí)，通過(guò)定位銷(xiāo)4將模具蓋板3和模具型胎I組裝成各步的模具，組裝后進(jìn)行多步成型，翻邊漸進(jìn)成型過(guò)程下起皺消除。當(dāng)然，如果采用三步?jīng)]有完全消除起皺，也可以增加步數(shù)到四步、五步等，原理相同。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而并非作為對(duì)本發(fā)明的限定， 只要在本發(fā)明的范圍內(nèi)，對(duì)以上實(shí)施例的變化、變形都將落在本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.橡皮成型凸彎邊多步成型模具，其特征是包括數(shù)個(gè)模具，模具的個(gè)數(shù)與所述凸彎邊的成型步驟數(shù)相對(duì)應(yīng)；每一模具包括型胎，型胎的頂部為頂邊，型胎的底部為底邊；型胎具有成型面，成型面與頂邊采用圓弧過(guò)渡連接，每一型胎的成型面與所述凸彎邊的各步成型狀態(tài)相適配。
2.如權(quán)利要求1所述的橡皮成型凸彎邊多步成型模具，其特征在于:每一模具還包括定位機(jī)構(gòu),所述的定位機(jī)構(gòu)對(duì)待加工凸彎邊的板料進(jìn)行定位。
3.如權(quán)利要求2所述的橡皮成型凸彎邊多步成型模具，其特征在于:所述的定位機(jī)構(gòu)包括定位件、定位銷(xiāo)，定位件上開(kāi)有定位孔，與此相對(duì)應(yīng)的，所述型胎的頂邊開(kāi)有定位孔；所述的定位銷(xiāo)穿過(guò)定位件的定位孔后，伸入型胎的定位孔。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的橡皮成型凸彎邊多步成型模具，其特征在于:所述的模具為2-4個(gè)。
5.一種權(quán)利要求1-4所述橡皮成型凸彎邊多步成型模具成型面的設(shè)計(jì)方法，其特征是按如下步驟: 一、以所述凸彎邊最后成型的形狀確定最后一步所用模具的成型面； 二、以第一步所確定模具的型胎的成型面和頂邊的垂直相交點(diǎn)O為基準(zhǔn)，待加工凸彎邊的板料的頂點(diǎn)為C，以相交點(diǎn)O為圓心、線段OC為半徑畫(huà)圓弧，此圓弧與前述模具型胎成型面形成第一交點(diǎn)F ； 三、將線段OC數(shù)等分而具有至少一個(gè)第二交點(diǎn)，線段OC的等分?jǐn)?shù)與所述凸彎邊的成型步驟數(shù)相對(duì)應(yīng)，沿著第二交點(diǎn)垂直向下延伸而與圓弧CF形成第三交點(diǎn)； 四、再以相交點(diǎn)O為出發(fā)點(diǎn)，連接所述的第三交點(diǎn)即成各模具的成型面。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了橡皮成型凸彎邊多步成型模具及其成型面的設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明包括數(shù)個(gè)模具，模具的個(gè)數(shù)與所述凸彎邊的成型步驟數(shù)相對(duì)應(yīng)；每一模具包括型胎，型胎的頂部為頂邊，型胎的底部為底邊；型胎具有成型面，成型面與頂邊采用圓弧過(guò)渡連接，每一型胎的成型面與所述凸彎邊的各步成型狀態(tài)相適配。本發(fā)明模具用于凸彎邊板材鈑金零件成型，其能夠控制起皺，該模具結(jié)構(gòu)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)精確成型，而且能夠不影響裝配，也不會(huì)降低強(qiáng)度及剛度。
文檔編號(hào)B21D37/10GK103212634SQ201310124170
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者陳磊 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)