专利名称：一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于正反拉伸制件的机械液压联动变工序复合冲压模具，属于机械工程中的成形与模具技术领域。
背景技术：
板料拉伸作为一种重要的板料冲压加工方法，其拉伸质量主要取决于拉伸工艺和 模具的正确性和合理性，在各种板料冲压加工方法中，拉伸所占的地位最重要，成形难度也 最大，但迄今为止尚未见有拉伸工艺与模具结构的集成；目前设计人员在确定各种拉伸工 艺方案时，仍然普遍利用经验，通过反复的调试模具来不断地修改工艺方案和模具结构，其 明显的缺点就是成形质量差，模具数量多，加工和调试周期很长，生产成本高，不能适应日 益激烈的市场竞争环境。在板料冲压过程中，只有遵循板料冲压成形的基本规律，才能生产出高质量的冲 压制件，对于薄板材的内外拉伸冲压加工，由于受到材料变形极限的限制，在生产和实验中 需要采用不同的成形工序内容和改变内外拉伸的成形次序。盒形件拉伸成形是典型的成形方法之一。本发明涉及一种机械液压联动的变工序 复合冲压模具，既可以实现成形工序内容的变化、也可实现相同工序内容但不同成形次序 的变化，优化应变路径，减少模具数量，操作方便，节省安装和调试工时，保证零件精度，提 高劳动生产率，从而提高经济效益。
发明内容
本发明的目的在于提供能够在单动式液压机上使用的一种机械液压联动变工序 复合模具，它可以实现成形工序内容的变化和成形次序的变化，优化应变路径，提高成形速 度敏感性板料的成形性能，加工出不同深度需求的产品，解决原来要用几副冲压模具才能 完成此冲压的不足，操作方便，实现自动化生产，节省安装和调试工时，节约模具制造费用， 保证零件精度，提高劳动生产率。本发明设计一种用于正反拉伸制件的机械液压联动变工序复合冲压模具。以典型 盒形件为例，简单盒形件如图2所示，法兰面为平面，底部由一定深度的反鼓包构成；简单 盒形件的长度和宽度尺寸分别为A和B，高度尺寸为H ；内部反鼓包长度和宽度尺寸分别为 a和b，高度尺寸为h。所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于由液压系统和模 具部分组成，所述的液压系统包括可调单向节流阀、三位四通换向阀和活塞杆；所述的模 具部分包括固定在下模座上的内外拉伸凸凹模、固定在上模座上的外拉伸凹模和内拉伸凸 模，外拉伸凹模的运动是由液压系统的活塞杆控制，而活塞杆的运动方向和速度分别由三 位四通换向阀和可调单向节流阀控制，通过调节外拉伸凹模和内拉伸凸模在高度方向上的 初始相对位置，以及通过更换位于下模座上不同高度的限位块来实现板料拉伸的不同深 度，实现不同工序内容的冲压成形；通过控制外拉伸凹模的上下运动方向改变板料内外拉伸先后次序。
所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于所述正反拉伸制 件为盒形件。所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于内外拉伸凸凹模 中的凹模深度等于正反拉伸制件的内部反鼓包的高度h。所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于所述板料外拉伸 的深度等于正反拉伸制件的高度H。所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于正反拉伸制件的 长度A和宽度B分别等于内外拉伸凸凹模的长度和宽度。所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于正反拉伸制件的 内部反鼓包的长度a和宽度b分别等于内拉伸凸模的长度和宽度。所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于通过控制外拉伸 凹模的上下运动方向改变板料内外拉伸先后次序指液压系统中的油路与上模座中的液压 缸相连，油路的A 口接液压缸的下腔，油路的B 口接液压缸的上腔，构成回路，通过三位四通 换向阀改变进油方向，控制外拉伸凹模的上下运动方向。所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于当三位四通换向 阀油左位接通时，油从A 口进入液压缸的下腔，控制外拉伸凹模的向上运动，油从液压缸的 上腔并经B 口流回液压系统的油箱；当三位四通换向阀油右位接通时，油从B 口进入液压缸 的上腔，控制外拉伸凹模的向下运动，油从液压缸的下腔并经A 口流回液压系统的油箱。所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于当外拉伸凹模和 内拉伸凸模高度齐平，上模座向下冲压时，实现对外部形状和内部反鼓包同时拉伸成形。所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于外拉伸凹模低于 内拉伸凸模高度时，上模座向下冲压时，实现先对外部形状进行拉伸，然后对内部反鼓包进 行拉伸。所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于外拉伸凹模高于 内拉伸凸模高度时，上模座向下冲压时，实现先对内部反鼓包进行拉伸，然后对外部形状进 行拉伸。所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于通过可调单向节 流阀来调节外拉伸凹模的拉伸速度，提高成形速度敏感性板料的成形性能。本发明的优点在于1)采用机械液压联动装置，通过控制液压系统中活塞的初始 位置来调节外拉伸凹模和内拉伸凸模在高度方向上的初始相对位置，从而可以实现不同工 序内容的冲压成形；2)通过更换不同高度的限位块，可以改变工序内容、生产出不同深度需 求的产品；3)通过三位四通换向阀来调节不同时刻外拉伸凹模上下的运动方向，从而可以 实现相同工序内容但不同内外成形次序的冲压成形；4)通过可调单向节流阀来调节外拉 伸凹模的拉伸速度，提高成形速度敏感性板料的成形性能；5)本复合模具由行程继电器、换 向阀、溢流阀、节流阀、限位柱等实现自动控制，使操作方便，节省安装和调试工时，保证零 件的精度，提高劳动生产率；6)解决原来要用几副冲压模具完成此冲压的不足，节省了模具 费用，提高经济效益。
图1 是本发明一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具结构图； 图2是典型盒形件视图3是液压系统控制简图4是成形工艺方案一初始位置模具结构简图，外拉伸凹模和内拉伸凸模高度齐平； 图5是成形工艺方案二初始位置模具结构简图，外拉伸凹模低于内拉伸凸模高度； 图6是成形工艺方案三初始位置模具结构简图，外拉伸凹模高于内拉伸凸模高度。附图中l-螺钉 2-液压缸 3-缸盖 4-活塞杆 5-螺钉 6_内拉伸凸模 7_导套 8-外压边圈 9-导柱 10-内外拉伸凸凹模 11-下模座 12-弹性装置 13-行程继电器a 14-限位块 15-内压边圈 16-外拉伸凹模 17-弹簧 18-螺钉 19-销钉20-螺杆21-上模座 22-行程继电器b 23-油箱 24-过滤器 25-液 压泵26-溢流阀27-可调单向节流阀 28-单向阀 29-三位四通换向阀。
具体实施例方式下面通过实施例并对照附图，进一步说明本发明的具体结构及其实施方案。由图4 图6可知，本发明的目的在于提供用一套机械液压联动的复合模可以实 现成形工序内容变化和内外成形次序变化，减少了模具数量，操作方便，节省安装和调试工 时，节省模具制造费用，保证零件精度，提高劳动生产率。下面分别对不同内外成形次序工 艺方案的实施过程进行阐述。本发明一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具中外拉伸凹模16与活塞杆4相 联，采用机械液压联动控制，通过控制液压系统中活塞杆4运动来调节外拉伸凹模16和内 拉伸凸模6在高度方向上的初始相对位置，另外还可以更换不同高度限位块14，从而实现 不同成形工序内容的变化。成形次序的变化通过以下3个工艺方案来说明
工艺方案1 图4所示为对外部形状和内部反鼓包同时拉伸成形；具体操作过程如下 将板料放入外压边圈8上定位，先使三位四通换向阀29的YAl得电，换向阀29左位接通，液 压缸2的下腔进油，通过调节节流阀27和溢流阀26，使活塞杆4向上拉动外拉伸凹模16与 内拉伸凸模6平齐并保持压力，上模座21下行，使内外拉伸凸凹模10与内压边圈15、外拉 伸凹模16与外压边圈8同时接触，外部形状和内部反鼓包同时拉伸，当内拉伸凸模6到达 内外拉伸凸凹模10中凹模底部时，保压整形，此时外形拉伸一部分，内反鼓包已拉伸完成， 此时上模座21到达下止点停止，当板料接触到行程继电器b22时，使得三位四通换向阀29 的YAl失电，YA2得电，换向阀29右位接通，液压缸2的上腔进油，活塞4推动外拉伸凹模 16继续向下移动，拉伸盒形件外形的其余部分，当外压边圈8移动到与限位块14接触时， 系统保持压力，外形拉伸完成，即整个盒形件拉伸完成，此时外压边圈8接触到行程继电器 al3使得YA2失电，YAl得电，换向阀29左位接通，液压缸下腔进油，活塞杆4拉动外拉伸凹 模16上行，上模座21上行回程，外压边圈8和内压边圈15推出盒形件。工艺方案2 图5所示为先对外部进行拉伸H，然后对内部反鼓包进行拉伸h，即先 外部后内部；具体操作过程如下将板料放入外压边圈8上定位，先使三位四通换向阀29 的YA2得电，换向阀29右位接通，液压缸2的上腔进油，使活塞杆4向下推动外拉伸凹模16运动，使得外拉伸凹模16与内拉伸凸模6的相距高度为盒形件外形高度H，并保持液压系统 压力，上模座21下行，使外拉伸凹模16与外压边圈8接触，拉伸盒形件外部形状，当外压边 圈8移动到与限位块14接触时，系统保持压力，外形拉伸完成，此时外压边圈8触动行程继 电器al3使得YA2失电，YAl得电，换向阀29左位接通，液压缸下腔进油，活塞杆4拉动外 拉伸凹模16上行，这时上模座21继续下行，使内外拉伸凸凹模10与内压边圈15接触，拉 伸内反鼓包，当上模座21下行到下止点停止时，系统保压整形，这时反鼓包已拉伸完成，当 板料与行程继电器22接触时使得YAl失电，YA2得电，上模座21上行回程，外压边圈8和 内压边圈15推出盒形件。工艺方案3 图6所示为先对内部反鼓包进行拉伸h，然后对外部进行拉伸H，即先内部后外部；具体操作过程如下将板料放入外压边圈8上定位，先使三位四通换向阀29 的γΑ1得电，换向阀29左位接通，液压缸2的下腔进油，使活塞杆4向上拉动外拉伸凹模16 运动使外拉伸凹模16与内拉伸凸模6高度相距为内部反鼓包高度h，并保持系统压力，上 模座21下行，使外拉伸凹模16与内压边圈15接触，内部反鼓包成形，当上模座21下行到 下止点停止时，系统保持压力，内部反鼓包拉伸完成，这时板料与行程继电器22接触时使 得YAl失电，YA2得电，换向阀29右位接通，液压缸2的上腔进油，活塞杆4带动外拉伸凹 模16下行，外拉伸凹模16与外压边圈8接触，拉伸外部形状，当外压边圈(8)下行到与限 位块14接触时，系统保持压力，外形拉伸完成，即整个盒形件拉伸完成，此时外压边圈8触 动行程继电器13使得YA2失电，YAl得电，换向阀29左位接通，液压缸2的下腔进油，活塞 杆4拉动外拉伸凹模16上行，上模座21上行回程，外压边圈8和内压边圈15推出盒形件。通过可调单向节流阀27来调节外拉伸凹模16的拉伸速度，提高成形速度敏感性 板料的成形性能。
权利要求
1.一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于由液压系统和模具部分组 成，所述的液压系统包括可调单向节流阀(27)、三位四通换向阀(29)和活塞杆(4)；所述的 模具部分包括固定在下模座(11)上的内外拉伸凸凹模(10)、固定在上模座(21)上的外拉 伸凹模(16)和(16)内拉伸凸模(6)，外拉伸凹模(16)运动是由液压系统的活塞杆(4)控制， 而活塞杆(4)的运动方向和速度分别由三位四通换向阀(29)和可调单向节流阀(27)控制， 通过调节外拉伸凹模(16)和内拉伸凸模(6)在高度方向上的初始相对位置，以及通过更换 位于下模座(11)上不同高度的限位块(14)来实现板料外拉伸的不同深度，实现不同工序 内容的冲压成形；通过控制外拉伸凹模(16)的上下运动方向改变板料内外拉伸先后次序。
2.如权利要求1所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于所述 正反拉伸制件为盒形件。
3.如权利要求1所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于内外 拉伸凸凹模(10)中的凹模深度等于正反拉伸制件的内部反鼓包的高度h ；所述板料外拉伸 的深度等于正反拉伸制件的高度H。
4.如权利要求1所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于正反 拉伸制件的长度A和宽度B分别等于内外拉伸凸凹模(10)的长度和宽度；正反拉伸制件的 内部反鼓包的长度a和宽度b分别等于内拉伸凸模(6)的长度和宽度。
5.如权利要求1所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于通过 控制外拉伸凹模(16)的上下运动方向改变板料内外拉伸先后次序指液压系统中的油路 与上模座中(21)的液压缸(2)相连，油路的A 口接液压缸(2)的下腔，油路的B 口接液压缸 (2)的上腔，构成回路，通过三位四通换向阀(29)改变进油方向，控制外拉伸凹模(16)的上 下运动方向。
6.如权利要求5所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于当三 位四通换向阀(29)左位接通时，液压油从A 口进入液压缸下(2)腔，控制外拉伸凹模(16) 向上运动，液压油从液压缸(2)上腔并经B 口流回液压系统的油箱；当三位四通换向阀(29) 右位接通时，油从B 口进入液压缸(2)的上腔，控制外拉伸凹模(16)向下运动，油从液压缸 (2)下腔并经A 口流回液压系统的油箱。
7.如权利要求1所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于当外 拉伸凹模(16)和内拉伸凸模(6)高度齐平，上模座(21)向下冲压时，实现对外部形状和内 部反鼓包同时拉伸成形。
8.如权利要求1所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于当外 拉伸凹模(16)低于内拉伸凸模(6)高度时，上模座(21)向下冲压时，实现先对外部形状进 行拉伸，然后对内部反鼓包进行拉伸。
9.如权利要求1所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于外拉 伸凹模(16)高于内拉伸凸模(6)高度时，上模座(21)向下冲压时，实现先对内部反鼓包进 行拉伸，然后对外部形状进行拉伸。
10.如权利要求1所述的一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，其特征在于通过 可调单向节流阀(27)来调节外拉伸凹模(16)的拉伸速度，提高成形速度敏感性板料的成 形性能。
全文摘要
一种用于正反拉伸制件的变工序冲压模具，属于机械工程中的成形与模具技术领域，由液压系统和模具部分组成，液压系统包括可调单向节流阀、三位四通换向阀和活塞杆；模具部分包括固定在下模座上的内外拉伸凸凹模、固定在上模座上的外拉伸凹模和内拉伸凸模，外拉伸凹模的运动由活塞杆控制，而活塞杆的运动方向和速度分别由三位四通换向阀和可调单向节流阀控制，通过调节外拉伸凹模和内拉伸凸模在高度方向上的初始相对位置，以及通过更换限位块来实现板料拉伸的不同深度，实现不同工序内容的冲压成形；通过控制外拉伸凹模的上下运动方向改变板料内外拉伸先后次序。本发明解决了原来要用几副冲压模具完成此冲压的不足，节省了模具费用，提高经济效益。
文档编号B21D22/24GK102049446SQ20101054853
公开日2011年5月11日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者丁毅, 吕盾, 李钦生, 谢俊, 陈炜, 黄忠富 申请人:江苏大学