一种采用金属箔材/薄板制造空间可展开舱段的模具的制作方法

本发明涉及一种空间可展开金属箔材/薄板结构舱段的制造技术，具体涉及一种制造空间可展开金属箔材/薄板结构舱段的模具。

背景技术：

空间可展开金属箔材/薄板结构是一类可以在地面从初始状态被折叠至最小体积状态并被放置在运输工具(如火箭、飞船等)，到达空间预定轨道或外星球表面后通过外载荷展开至最大体积状态的结构。相比较于树脂基空间可展开结构，金属材质的结构在抗空间射线辐射、抗大温变以及抗空间硬质粒子撞击等方面有独特优势。空间可展开金属箔材/薄板结构未来可用作太空垃圾的储物箱，航天器的对接通道，承重臂等。这类结构的结构单元一般由主体部分的舱段和连接部分(如法兰、顶盖、底板等)组成。

国外有关于空间可展开金属结构在军事方面应用，但是重要结构参数不详。相应的制造方法与制造模具为技术机密。国内的相关研究目前尚处于空白。

技术实现要素：

本发明为解决现有空间可展开结构为树脂基材料，这类材料抗空间射线辐射、抗大温变以及抗空间硬质粒子撞击等能力较差的问题，而提出一种采用金属箔材/薄板制造空间可展开舱段的模具。

本发明的一种采用金属箔材/薄板制造空间可展开舱段的模具，所述模具包括底板、凹模、压块、凸模、两个凸轮、两个导向块、两个弹簧、两个压块导柱、两个凸模导柱和两个插销；

所述凹模从俯视看为平行四边形，所述凹模的上端面由前至后依次为第一三角斜面、第二三角斜面、第三三角斜面、第四三角斜面，第一三角斜面和第三三角斜面的三角形底边位于凹模的左侧，第二三角斜面和第四三角斜面的三角形底边位于凹模的右侧，第一三角斜面和第二三角斜面均为左侧高、右侧低，第二三角斜面和第四三角斜面均为左侧低、右侧高，第一三角斜面的底边为第一底边F2B2，第二三角斜面的底边为第二底边E2C2，第三三角斜面的底边为第三底边F2A2，第四三角斜面的底边为第四底边E2D2，第一底边F2B2、第二底边E2C2、第三底边F2A2和第四底边E2D2均相等，即F2B2＝E2C2＝F2A2＝E2D2，第一三角斜面的第一底边高度B1B2与第四三角斜面的第四底边高度D1D2相等，第一三角斜面的第一顶点高度C1C2与第四三角斜面的第四顶点高度A1A2相等；

所述凹模设置在底板的上端面，两个压块导柱对称设置在凹模的两端，两个凸模导柱对称设置在凹模的两端，且压块导柱和凸模导柱的下端均设置在底板内，两个导向块与两个压块导柱一一对应，每个导向块沿竖向设有阶梯孔，阶梯孔的上端为压块导柱孔，阶梯孔的下端为弹簧孔，压块导柱孔的直径小于弹簧孔的直径，弹簧设置在弹簧孔中，压块导柱的上端穿过弹簧和压块导柱孔后与凸轮通过插销连接，压块与凸模前后设置，压块和凸模的下端面与凹模的上端面扣合设置，压块和凸模的下端面与第一三角斜面、第二三角斜面、第三三角斜面和第四三角斜面相吻合，压块上设有两个压块导柱孔，凸模上设有两个凸模导柱孔，两个压块导柱孔与两个压块导柱一一正对，两个凸模导柱孔与两个凸模导柱一一正对。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

利用本发明模具能够制造出金属箔材/薄板的舱段。金属箔材/薄板抗空间射线辐射、抗大温变以及抗空间硬纸粒子撞击等能力强，本发明模具制造的舱段端部四线交点处的位置误差不超过1mm。侧部棱线与底边的角度误差不超过2°，空间可展开精度符合要求。

附图说明

图1是本发明的整体结构立体图；

图2是凹模2和底板1的俯视图；

图3是凹模2的立体图；

图4是图2的仰视图；

图5是压块3和凸模4并排设置的后视立体图；

图6是压块3和凸模4并排设置的侧视图；

图7是压块3的立体图；

图8是凸模4的立体图；

图9是两个压块导柱8、两个凸模导柱9、两个插销10与底板1的位置关系立体图；

图10是压块导柱8、弹簧7与导向块6的位置关系主视图；

图11是凸轮5的立体图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图11说明本实施方式，本实施方式底板1、凹模2、压块3、凸模4、两个凸轮5、两个导向块6、两个弹簧7、两个压块导柱8、两个凸模导柱9和两个插销10；

所述凹模2从俯视看为平行四边形，所述凹模2的上端面由前至后依次为第一三角斜面2-1、第二三角斜面2-2、第三三角斜面2-3、第四三角斜面2-4，第一三角斜面2-1和第三三角斜面2-3的三角形底边位于凹模2的左侧，第二三角斜面2-2和第四三角斜面2-4的三角形底边位于凹模2的右侧，第一三角斜面2-1和第二三角斜面2-2均为左侧高、右侧低，第二三角斜面2-2和第四三角斜面2-4均为左侧低、右侧高，第一三角斜面2-1的底边为第一底边F2B2，第二三角斜面2-2的底边为第二底边E2C2，第三三角斜面2-3的底边为第三底边F2A2，第四三角斜面2-4的底边为第四底边E2D2，第一底边F2B2、第二底边E2C2、第三底边F2A2和第四底边E2D2均相等，即F2B2＝E2C2＝F2A2＝E2D2，第一三角斜面2-1的第一底边高度B1B2(F1F2)与第四三角斜面2-4的第四底边高度D1D2(E1E2)相等，第一三角斜面2-1的第一顶点高度C1C2与第四三角斜面2-4的第四顶点高度A1A2相等，其中：A2D2＝B2C2，C2F2＝F2E2＝E2A2；

所述凹模2设置在底板1的上端面，两个压块导柱8对称设置在凹模2的两端，两个凸模导柱9对称设置在凹模2的两端，且压块导柱8和凸模导柱9的下端均设置在底板1内，两个导向块6与两个压块导柱8一一对应，每个导向块6沿竖向设有阶梯孔，阶梯孔的上端为压块导柱孔6-1，阶梯孔的下端为弹簧孔6-2，压块导柱孔6-1的直径小于弹簧孔6-2的直径，弹簧7设置在弹簧孔6-2中，压块导柱8的上端穿过弹簧7和压块导柱孔6-1后与凸轮5通过插销10连接，压块3与凸模4前后设置，压块3和凸模4的下端面与凹模2的上端面扣合设置，压块3和凸模4的下端面与第一三角斜面2-1、第二三角斜面2-2、第三三角斜面2-3和第四三角斜面2-4相吻合，压块3上设有两个压块导柱孔3-1，凸模4上设有两个凸模导柱孔4-1，两个压块导柱孔3-1与两个压块导柱8一一正对，两个凸模导柱孔4-1与两个凸模导柱9一一正对。

具体实施方式二：结合图11说明本实施方式，本实施方式的凸轮5上设有插销10安装孔5-1。通过凸轮的把柄转动凸轮，使凸轮绕插销10转动。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图10说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二不同的是它还包括两个压块导套11，两个压块导套11与两个压块导柱8一一对应，压块导套11设置在压块导柱8与底板1之间。压块导套11与压块导柱8配合可确保导向精度。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图9说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同的是它还包括两个凸模导套12，两个凸模导套12与两个凸模导柱9一一对应，凸模导套12套装在凸模导柱9上，且凸模导套12的下端设置在凸模导柱9与底板1之间。设置凸模导套12可增加模具开模高度。另外凸模导套12与凸模导柱9配合，可确保导向精度。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

本发明的工作原理：将金属箔材或薄板放置在凹模2上，此时凸轮5处于最大高度，凸轮5的把柄竖直向上。同时压块3和导向块6也因为导向块6下被压缩的弹簧7的弹力，处于最大高度。人工向下转动两凸轮5的把柄，凸轮5推动压块3和导向块6，使压块3下行。凸轮5被转动到最低位置时，压块3和凹模2的前腔均与坯料贴合，夹住坯料，完成坯料的固定。此时导向块6下的弹簧7被进一步压缩。而后凸模4在冲压设备的带动下向凹模2移动，直至凸模4与凹模2合模，完成产品一个单元的冲压成形。成形终了冲压设备带动凸模4上行，实现开模。此时坯料仍被压头3压住。人工向上转动两凸轮5的把柄，直到凸轮重新回到最大高度。由于导向块6下的弹簧7的弹力，压块3和导向块6都被弹起。压块3与坯料分离。下一次变形时将本次已成形好的单元向前挪移，并贴合凹模的第一三角斜面2-1、第二三角斜面2-2。再人工向下转动凸轮5的把柄，重复完成上述的坯料固定和成形过程。当成形出的单元数量达到设计要求时，模具成形工序完成。

凸模4的升降通过冲压设备带动，压块3的升降通过人工转动凸轮5来控制。当凸轮5被转动到最高位置时(即凸轮的把柄竖直向上时凸轮位置)，导向块6下的弹簧7由于弹力将压块3顶起来，这是“升”；需要下降时，人工转动凸轮5，直到凸轮的最低高度(即凸轮的把柄竖直向下时高度)，导向块6下的弹簧7被压缩，压块3也被凸轮推动下行到最低高度，这是“降”。