一种支撑可调式柔性下陷模具的制作方法

本发明属于冲压成形技术领域，具体涉及一种支撑可调式柔性下陷模具。

背景技术：

对于挤压型材类零件来说，通常包括腹板与翼板两部分，现在通常采用下陷成形模具来制取这类零件。当前，已经有很多专用的模具，但往往都只是针对型材的截面形状来考虑的。在下陷成形时，如果侧向夹紧力给的不够容易造成腹板立面失稳，损伤型材；夹紧力过大，型材下陷过程中，容易划伤腹板。同时，侧向夹紧装置不稳，在下陷成形过程中，型材容易扭曲。

专利cn104139101a《一种可调节下陷成形参数的柔性装置》中设计了一种可改变夹紧位置的夹紧装置，但是该结构支撑为简单的螺栓柱支撑且传力件为横梁，是简支梁结构支撑，在型材挤压成形时，受到的冲击力较大,夹紧件极易发生变形，导致最终成形的工件不合格。对于“t”型或“l”型材料来说，在下陷成形时，需要对腹板进行支撑，不同的工艺，往往对型材腹板高度要求也不同。现在企业多用固定模具，即型材腹板高度发生变化只能再加工一套新的模具，极大地浪费了财力、物力。

因此，需要设计一种既能对型材下陷深度和过渡区长度可以调节，同时也要对腹板可以起到柔性支撑作用的模具。这在实际生产中将会大幅提高产能和效率，也节省了专有模具所占用的空间。

技术实现要素：

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种支撑可调式柔性下陷模具，针对不同截面的型材只要设计出与之相配合的模块，就可以将模块置于该装置中，与该装置配合压制出不同下陷深度和过渡区长度的下陷零件，然后在模块的一侧方向设计有夹紧装置，针对不同的型材施加不同的力。随着下陷深度、宽度的不同，更好的使模块与型材贴合紧密。同时在柔性模具上还考虑了“t”型或“l”型不同成形工艺下的腹板高度不同，可以柔性调整支撑高度。以便降低模具设计与制造成本，缩短制造周期，提高效率。

本发明的技术方案是：一种支撑可调式柔性下陷模具，其特征在于：包括上模装置、侧向夹紧装置、型材高度支撑装置和下陷深度调节装置；所述上模装置与机床的冲压部件连接，所述型材高度支撑装置和下陷深度调节装置安装于上模装置和侧向夹紧装置之间；型材的翼板放置于所述上模装置下表面与型材高度支撑装置、下陷深度调节装置上表面之间；

所述上模装置包括模柄、橡胶块、固定上模底板、移动上模、上模副尺、上模主尺、上模传动螺杆和上模底座；所述模柄一端与机床固定连接，另一端与所述上模底座的顶端为可拆卸固定连接；所述上模底座底面的一端通过螺钉固定安装有固定上模底板，所述固定上模底板底面上安装有橡胶块，所述橡胶块底面与型材的翼板贴合；所述上模底座底面的另一端设置有第一燕尾槽，所述移动上模与所述第一燕尾槽配合安装，能够沿所述第一燕尾槽做直线运动，通过改变移动上模的位置改变型材下压时过渡区间的宽度；所述上模底座和移动上模的相对位置通过螺钉安装有上模主尺和上模副尺，用于控制移动上模的位移量；

所述侧向夹紧装置包括下模板、固定侧压板、夹紧端侧压板、夹紧装置支座、手轮、夹紧传动螺杆和夹紧装置定位板；所述下模板用于支撑和固定整个模具，其一端固定有夹紧装置支座，另一端与所述夹紧装置支座相对位置垂直固定有所述固定侧压板，所述固定侧压板朝向所述夹紧装置支座的侧面上开有定位槽，用于型材高度支撑装置和下陷深度调节装置的定位；所述夹紧装置支座上端开有螺纹通孔，所述螺纹通孔的轴向垂直于所述固定侧压板；所述夹紧传动螺杆同轴与所述螺纹通孔配合安装，其一端安装有所述手轮，用于控制所述夹紧传动螺杆的轴向位移；所述夹紧端侧压板可拆卸固定于所述固定侧压板和夹紧装置支座之间、靠近夹紧装置支座一侧的下模板上，且平行于所述固定侧压板；所述夹紧端侧压板的上表面开有第二燕尾槽；所述夹紧装置定位板的底面与所述第二燕尾槽配合安装，其侧面与所述夹紧传动螺杆另一端接触，受所述夹紧传动螺杆的轴向推力能够沿所述第二燕尾槽做直线运动，所述夹紧装置定位板与固定侧压板配合将所述型材高度支撑装置和下陷深度调节装置夹紧固定；

所述型材高度支撑装置和下陷深度调节装置并列贴紧安装于所述夹紧装置定位板与固定侧压板之间；所述型材高度支撑装置包括固定下模侧压块、固定下模块、上下活动块、高度支撑滑块和高度支撑传动导杆；所述固定下模块为l形模块结构；所述固定下模侧压块安装于固定下模块的l形缺口处，其上表面与所述固定下模块上表面平齐；所述上下活动块、高度支撑滑块安装于固定下模侧压块和固定下模块的接触面上设置的凹槽内，所述高度支撑滑块位于上下活动块的正下方，上下活动块位于型材腹板的正下方；所述上下活动块和高度支撑滑块为相互配合的楔形结构，所述高度支撑滑块的楔形斜面沿所述上下活动块的楔形斜面相对滑动，能够实现上下活动块高度的调整，进一步实现对型材腹板高度方向的支撑；所述高度支撑滑块设置有螺纹通孔，所述高度支撑传动导杆与高度支撑滑块的螺纹通孔配合安装，通过旋转高度支撑传动导杆实现所述高度支撑滑块的直线运动；

所述下陷深度调节装置包括移动下模块、弹簧、光栅读数头、标尺光栅、深度调节支座、深度调节传动螺杆、圆柱销、深度调节滑块和移动下模侧压块；所述移动下模块为l形模块结构；所述移动下模侧压块安装于移动下模块的l形缺口处，其上表面与所述移动下模块上表面平齐；所述移动下模块与下模板之间设置有若干弹簧，通过对所述弹簧的压缩调整所述移动下模块与下模板之间的距离；所述深度调节滑块的上表面为楔形斜面，与所述移动下模块底部开有的楔形凹槽配合安装，所述深度调节滑块的楔形斜面相对于所述楔形凹槽相对滑动，能够实现移动下模块高度的调整，进一步调整型材的下陷深度；所述深度调节滑块嵌入所述下模板上设置的滑轨内，其上设置有螺纹通孔，所述深度调节传动螺杆一端与深度调节滑块的螺纹通孔配合安装，通过旋转深度调节传动螺杆实现所述深度调节滑块在下模板的的滑轨内做直线运动；所述深度调节传动螺杆的另一端穿过所述深度调节支座，所述深度调节支座用于支撑所述深度调节传动螺杆；

型材的腹板夹装于固定下模侧压块、固定下模块之间，和移动下模块、移动下模侧压块之间。

本发明的进一步技术方案是：所述模柄与上模底座之间通过改制螺栓-i连接。

本发明的进一步技术方案是：所述上模底座上安装有上模传动螺杆，用于控制所述移动上模的位移；所述上模传动螺杆外端头开有径向通孔，用于安装圆柱销作为旋转手柄。

本发明的进一步技术方案是：所述夹紧装置定位板侧面的中点与所述夹紧传动螺杆另一端接触；所述夹紧装置支座上设置有加强筋，用于增加侧向夹紧支座的强度和刚性。

本发明的进一步技术方案是：在所述上下活动块和型材腹板之间竖直安装有活动垫片，用于对不同高度型材进行柔性支撑；所述活动垫片的高度根据需要调整，其下部嵌入到上下活动块内的部分倒有圆角，便于更换，其嵌入部分高度为圆角半径的3-7倍，能够提高成形稳定性。

本发明的进一步技术方案是：所述固定下模侧压块和固定下模块的接触面上均设置有竖直的导轨槽，所述上下活动块两个侧面均设置有一个凸台，两个所述凸台分别与所述导轨槽配合安装，用于限制所述上下活动块沿导轨槽做直线运动。

本发明的进一步技术方案是：所述深度调节滑块与所述移动下模块的楔形凹槽配合处的长度大于等于移动下模块宽度的1/3，所述深度调节滑块的宽度大于等于所述移动下模块下表面长度的1/3。

本发明的进一步技术方案是：所述深度调节滑块的楔形斜面倾斜角为30°-45°。

本发明的进一步技术方案是:所述深度调节滑块上安装的标尺光栅与所述下模板上安装的光栅读数头配合，用于显示型材下陷深度数值。

有益效果

本发明的有益效果在于：本发明设计一种可调节下陷成形参数的柔性装置，能够通过调整上模装置中移动上模与上模底板沿上模底座导轨方向的距离来调整下陷成形的过渡区长度。通过旋转深度调节传动螺杆来调整深度调节滑块的位置，从而调整下陷深度。本发明所述的侧向夹紧装置也可根据型材腹板宽度的不同调整侧向夹紧装置始终对移动下模侧压块和固定下模侧压块相同且稳定的力，使型材与模块更好的贴合，提高成形质量。同时本发明考虑了“t”型和“l”型腹板高度不同而可以调整支撑高度的装置。根据不同截面尺寸型材设计模块与该装置进行配合使用就可以压制出不同下陷深度和过渡区长度的下陷零件。针对同一类截面型材，不需要因为下陷深度变化、过渡区长度变化、腹板高度发生变化而重新设计模具。

1.传力结构减少，夹紧传动螺杆与夹紧装置定位板直接连接，夹紧装置定位板直接包覆移动下模侧压块与固定下模侧压块，对夹紧装置定位板施加夹紧力时，减少了多段力传递产生的误差；

2.板的两边加有挡边限制移动下模侧压块与固定下模侧压块的移动。在施加侧向夹紧力时，夹紧装置定位板直接包覆移动下模侧压块与固定下模侧压块，使型材腹板受力均匀，且稳定、可靠。夹紧装置定位板在导轨槽内运动，夹紧型材；

3.夹紧装置支座采用加强筋结构，可以有效的增加侧向夹紧支座的强度和刚性，提高工作效率，增加模具寿命；

4.本装置具有对型材腹板高度支撑柔性可调节装置，使模具可加工的型材参数范围变广，且活动垫片更换容易，仅需要针对型材腹板厚度加工出不同的垫片，在高度调节上可根据上下活动块与高度支撑滑块的斜面角度不同调整出自己想要的高度调节范围，以加工最少的垫片针对最多的型材；相比较以往专有模具来说，所应用范围更加广泛，减少了工时，提高了工作效率，节省了人力、物力资源；

5.本装置对下陷的深度、过渡区间的长度均可调，可以灵活压制出不同参数的下陷零件，相对于专用模具来说，大大提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明专利整体示意图；

图2为上模装置示意图；

图3为高度支撑调节装置示意图；

图4为固定下模块；

图5为固定下模侧压块；

图6为活动垫片；

图7为上下活动块的俯视图和后视图；

图8为高度支撑滑块的主视图和左视图；

图9为侧向夹紧装置；

图10为下陷深度调节装置；

图11为移动下模块；

图12为深度调节滑块；

附图标记说明：1、模柄；2、改制螺栓-i；3、上模底座螺钉；4、橡胶块；5、固定上模底板；6、移动上模；7、上模副尺开槽螺钉；8、上模副尺；9、上模主尺；10、圆柱销；11、上模传动螺杆；12、上模底座；13、固定侧压板；14、下模板；15、起吊螺钉；16、夹紧端侧压板；17、夹紧装置支座；18、夹紧装置支座螺钉；19、手轮；20、夹紧传动螺杆；21、夹紧装置定位板；22、紧定螺钉；23、定位销；24、高度支撑传动导杆；25、固定下模块螺钉；26、固定下模块；27、固定下模侧压块；28移动下模块；29、弹簧；30、光栅读数头；31、标尺光栅；32、深度调节支座；33、深度调节传动螺杆；34、圆柱销；35、深度调节滑块；36、移动下模侧压块；37、型材；38、活动垫片；39上下活动块；40高度支撑滑块。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。

本装置是一种具有柔性调节的模具，包括上模装置、侧向夹紧装置、侧向夹紧装置、型材高度支撑装置。

所述上模装置包括模柄1、改制螺栓-i2、上模底座螺钉3、橡胶块4、固定上模底板5、移动上模6、上模副尺开槽螺钉7、上模副尺8、上模主尺9、圆柱销10、上模传动螺杆11、上模底座12组成。模柄1通过螺纹与上模底座12连接，与压力机床通过三爪卡盘连接。移动上模6与上模底座12通过燕尾槽连接，并通过上模传动螺杆11调整过渡区位置，长度可以通过上模主尺9与上模副尺8确定；固定上模底板5、橡胶块4通过上模底座螺钉5与上模底座12连接。

所述型材高度支撑装置包括固定下模侧压块27、固定下模块26、活动垫片38、上下活动块39、高度支撑滑块40、高度支撑传动导杆24组成。如图4、5所示，固定下模块26和固定下模侧压块27侧平面开有对称的上下方向导轨槽，限制上下活动块39在槽内做直线运动；在固定下模块26的下平面开有一个导轨槽，高度支撑滑块40可以在导轨内运动；高度支撑滑块40开有螺纹通孔，高度支撑传动导杆24通过螺纹与高度支撑滑块40连接，进而控制高度支撑滑块40做直线运动，高度支撑滑块40与上下活动块39配合处斜面角度相同，使上下活动块39上平面保持水平，上下活动块39通过其凸台嵌入在在固定下模块26和固定下模侧压块27导轨槽内，将水平方向的位移运动转化为上下方向的位移运动，带动活动垫片38在上下方向运动，从而根据型材腹板高度的不同进行柔性支撑，而活动垫片38也可以根据型材腹板的厚度不同而柔性选择。上下活动块39和高度支撑滑块40的斜面角度要求一致；活动垫片38的高度根据需要调整，下部嵌入到上下活动块39内部分倒有圆角便于更换，嵌入到上下活动块39内的活动垫片部分要保证一定高度(为圆角半径的3-7倍)，提高成形稳定性，在下陷成形小批量生产中可以根据型材参数不同而进行快速调整，大大提高了生产效率。

所述侧向夹紧装置由下模板14、夹紧端侧模板16、夹紧装置支座17、夹紧装置支座螺钉18、手轮19、夹紧传动螺杆20、夹紧装置定位板21、紧定螺钉22、定位销23组成。夹紧端侧模板16下部开有销孔和螺纹孔通过定位销23和紧定螺钉22与下模板14固连；上部开有燕尾槽。夹紧装置定位板21下部开有燕尾槽，与夹紧端侧压板16通过导轨连接，限制夹紧装置定位板21五个自由度。夹紧装置支座17通过夹紧装置支座螺钉18与下模板14固连；夹紧装置支座17开有螺纹孔，孔的位置与夹紧装置定位板21中心装配时处于同一条轴线上，夹紧传动螺杆20与夹紧装置支座17螺纹连接，并直接顶住夹紧装置定位板21中心，可以直接对其施力；夹紧传动螺杆20的端部与手轮19直接配合连接，便于施力；旋转手轮19带动夹紧传动螺杆20通过螺纹传动可以推动夹紧装置定位板21对移动下模侧压块36和固定下模侧压块27夹紧或松动。这样设计可以减小多次传递造成的误差，以及对移动下模侧压块36和固定下模侧压块27传递均匀的夹紧力，使型材腹板受力均匀，提高成形质量。

所述下陷深度调节装置由移动下模块28、弹簧29、光栅读数头30、标尺光栅31、深度调节支座32、深度调节传动螺杆33、圆柱销34、深度调节滑块35、移动下模侧压块36组成。首先，深度调节滑块35嵌入到下模板28内的滑轨，深度调节传动螺杆33通过螺纹连接与深度调节滑块35连接，深度调节支座32中心打有通孔，深度调节传动螺杆33穿过通孔，并通过螺纹与深度调节滑块35连接。移动下模块28下表面开有一斜面槽，其斜面角度与深度调节滑块35斜面的角度相同,用来调整下陷深度。为保证下陷成形质量，深度调节滑块35与移动下模块28斜槽配合处的长度应为移动下模块28宽度的1/3以上，深度调节滑块35的宽度为移动下模块28下表面长度的1/3以上，当选取为1/3以下时，型材成形质量不佳；深度调节滑块35的斜面角度一般为30度以下不得高于45度，角度过大，容易造成下压时，移动下压块的失稳，且对模具寿命影响较大。深度调节滑块35上装有标尺光栅31与下模板14上的光栅读数头30配合，可直接在光栅读数头30上显示出下陷深度读数。旋转深度调节传动螺杆33通过螺纹传动带动深度调节滑块35在导轨槽内做直线运动，光栅读数头30与标尺光栅31配合可以直接读出深度调节滑块35和移动下模块28的间隙，即为压制下陷的深度。光栅尺提前设置好读数与深度调节块位移的关系。光栅尺直接读出的是下陷深度，而深度调节滑块35是在水平方向上移动，因此需要进行转化，将水平方向上的位移转化为竖直方向上的位移；此与深度调节滑块35和移动下模块28的斜面角度有关，设计好斜面角度以后，再利用三角函数中的正切函数将水平方向位移转化为竖直方向位移，并在光栅尺内设置竖直方向的分度值。下压时，直接设置好需要的下陷深度即可。

本发明的工作原理是：

第一步：根据实际生产中型材截面的具体尺寸要求，设计与型材相配套的固定下模、移动下模、固定下模侧压块、移动下模侧压块、型材高度支撑装置。

第二步：根据需要调节移动上模右端面与上模底板左端面之间的距离，可以从上模标尺中读出过渡区的长度。将模柄与压力机床连接，压力机可以带动上模装置向下移动压制型材下陷。上模装置向下压时，上模固定端一侧装有固定上模底板，其上有弹性橡胶块，上模装置向下压时，固定上模底板压住型材保持稳定，移动上模向下将型材压出下陷。

第三步：根据需求调整深度调节杆，调整深度调节块与移动下模的距离，即为型材的下陷深度。同时调整固定下模侧压块上的调节螺杆，根据型材腹板的高度调整活动垫片的位置，使其能够支撑型材。

第四步：调整夹紧传动螺杆，通过螺纹传动原理带动夹紧装置定位板包覆移动下模侧压块和固定下模侧压块移动，夹紧型材。调整完毕之后，控制压力机带动上模装置向下移动，压制出合格的型材。

下面结合具体实施实例，对本发明技术方案进一步说明：

1.参见图1-图12，本发明专利设计了一种具有柔性调节装置的模具，包括上模装置、下模装置、侧向夹紧装置和型材高度支撑装置。

2.参见图2,上模装置通过模柄1装在压力机床上,在下陷成形中,主要起到调整过渡区长度的作用,上模底座12上分出两块区域,一半为固定上模区域,该区域包括固定上模底板5和橡胶块4,通过上模底座螺钉3和上模底座12连接在一起。另一半为活动上模区域，移动上模6在上模底座12内的燕尾槽通过上模传动螺杆11调节移动,再通过固定在上模底座12上的上模主尺9和移动上模6上的上模副尺8配合读出过渡区长度。

3.参见图3-图8，固定下模块26下平面开有导轨槽，且与固定下模侧压块27对应位置开有上下方向的导轨槽,高度支撑滑块40通过导轨与固定下模块26配合,且高度支撑滑块40内打有螺纹通孔,与高度支撑传动导杆25通过螺纹传动连接,进而控制高度支撑滑块40做直线运动，传递到上下活动块39在固定下模块26和固定下模侧压块27导轨内做直线运动，进而调整上下活动块39上的垫片38对型材37起到支撑。

4.参见图9，移动下模块28、移动下模侧压块36、固定下模侧压块27、固定下模块26装在在固定侧压板13与夹紧端侧压板16之内限制其只能在上下方向上的运动，型材38与所述模块配合之后夹紧是通过夹紧端侧模板16一侧的夹紧装置完成的。其中夹紧装置定位板21与移动下模侧压块36、固定下模侧压块27接触，通过调整夹紧传动连接杆20旋转带动夹紧装置定位板21在导轨槽内的移动来推动移动下模侧压块36和固定下模侧压块27夹紧型材37。

5.参见图10-图12，型材37放置在固定下模块26、固定下模侧压块27、移动下模块28、移动下模侧压块36中，然后通过侧向夹紧装置夹紧，移动下模块28下方悬空与下模板14通过螺钉定位，且螺钉外侧有弹簧29支撑移动下模块28；旋转深度调节传动螺杆33根据螺纹传动原理可以带动深度调节滑块35在导轨内移动，调整与移动下模块28之间的间隙。上模装置向下压制时，固定上模底板压住固定下模块26、固定下模侧压块27保持型材不动，移动下模块28与移动下模侧压块36向下压制贴到深度调节滑块28上的斜面，压制出下陷。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。