调幅式振动模具装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及的是一种材料加工领域的技术，具体是一种调幅式振动模具装置。
【背景技术】
[0002] 在金属材料的塑性加工过程中，为了克服材料自身在变形过程中的流动应力，需 要施加给其足够大的变形力，相应的模具结构就需要承受较大的载荷，同时模具表面还会 受到较大的摩擦力。剧烈的摩擦，一方面影响金属的流动性，造成局部充填不满；另一方面 加剧了模具的磨损，影响模具寿命。采用振动辅助方式，可W有效改善塑性加工过程中的摩 擦状况。
[0003] 经过对现有技术的检索发现，中国专利文献CN104289545A，公开日为2015年1月 21日，公开了一种冷挤压振动加工用电液式颤振台，包括缸筒、活塞、活塞杆、与模具相连的 底座和与液压机相连的缸筒底座，活塞杆的上端与模具底座国定连接，活塞杆自上而下依 次穿过缸筒顶盖、活塞和缸筒底座的中屯、通孔，活塞密封固定在活塞杆上，活塞的上下两面 措油对称凹槽，缸筒顶盖和缸筒底座分别密封固定在缸筒的上下端；活塞缸与缸筒顶盖、缸 筒底座之间密封配合，活塞的外圈与缸筒的内壁之间密封配合，活塞的外圈与缸筒的内壁 之间密封配合，缸筒侧面上下两端分别设有第一油口P1和第二油口P2,第一油口P1与活塞 上面的凹槽所在的上腔连通，第二油口P2与活塞下面的凹槽所在的下腔连通。该装置采用 电液驱动的振动方式，与传统的通过液压压力迫使颤振缸顶板发生弹性变形来实现振动方 式相比，具有更好的可控性，但是该装置需要液压源，一种是通过液压压力机的液压系统引 入，则该装置不适用于机械或伺服压力机，另一种通过额外配置压力站，则需要较大设备安 置空间，限制了其应用。此外，虽然仅实现微幅运动对密封元器件的要求不高，但仍然存在 漏油的风险，影响该类液压驱动装置的可靠性。
[0004] 中国专利文献CN103785735A，公开日为2014年5月14日，公开了一种金属塑 性加工领域的微型金属薄壁杯件的Ξ维超声波振动辅助拉深加工装置，包括：振动发生装 置、下模机构、凸模和上模机构，其中：上模机构和下模机构相连，凸模固定于上模机构的下 表面中部，振动发生装置包括：依次从下至上串接固定的后换能器固定杆、Z轴环形压电陶 瓷、固定盘、两组极性相反的X轴半环形压电陶瓷、两组极性相反的Y轴半环形压电陶瓷、前 换能器固定杆和变幅杆，W及固定于变幅杆顶部的凹模，其中：固定盘与下模机构固定，凹 模与凸模的位置相对应。但该装置采用了点激振的方式驱动模架，能增加的振动载荷有限， 仅适用于加工微小零件。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种调幅式振动模具装置。
[0006] 本发明是通过W下技术方案实现的：
[0007] 本发明包括：振动模架、与之相连的成形模架、调幅机构W及振动机构，其中：振 动机构包括顶杆和偏屯、轮，所述顶杆两端分别与偏屯、轮和振动模架相连，调幅机构与偏屯、 轮相连，w使偏屯、轮能够移动。
[0008] 所述的调幅机构包括：调幅齿轮和调幅齿条，其中：调幅齿条与调幅齿轮相配合， 且一端与偏屯、轮轴相连，带动偏屯、轮水平移动。
[0009] 所述的振动模架内设有滚柱导轨且与顶杆相配合，使顶杆沿着竖直方向移动。
[0010] 所述的顶杆与偏屯、轮相连一端设有滚子，另一端通过圆盘传动板与振动模架相 连。 阳011]所述的振动模架包括：振动模架上模板和振动模架下模板，其中：振动模架上模 板和振动模架下模板通过导柱导套W及弹黃相连。
[0012] 所述的成形模架包括：成形模架上模板和成形模架下模板，其中：成形模架上模 板和成形模架下模板通过导柱导套相连，所述成形模架上模板与振动模架下模板相连。 技术效果 阳013] 与现有技术相比，本发明利用机械振动机构驱动振动模架，并将振动传递到成形 模架，同时实现了振动频率和振动幅度的可控可调。采用大面积模板与高精度导柱导套有 效保证了振动传递的平稳性；与液压振动相比，无漏油的风险，提高其可靠性。此外，成形模 架通过振动模架与成形设备相连，不会影响成形设备的加工能力。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明整体结构示意图；
[0015] 图2为振动机构与调幅机构示意图；
[0016] 图3为调幅机构移动后结构不意图；
[0017] 图中：1振动模架上模板；2振动模架导柱导套；3矩形弹黃；4振动模架下模板；5 振动机构；6成形模架上模板；7成形模架下模板；8机座；9成形模架导柱导套；10偏屯、轮； 11交流伺服电机；12滚子；13滚柱导轨；14顶杆；15圆盘传动板；16调幅齿轮；17调幅齿 条；18调幅机构。
【具体实施方式】
[0018] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在W本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。 实施例1
[0019] 图1为调幅式振动模具装置整体示意图，显示了该装置的基本结构。如图1所示， 所述的调幅式振动模具装置包括振动模架和成形模架，振动模架和成形模架相连，振动模 架内设有相配合的振动机构5和调幅机构18。
[0020] 所述的振动模架包括：振动模架上模板1、振动模架下模板4和矩形弹黃3,其中： 振动模架上模板1和振动模架下模板4通过振动模架导柱导套2和矩形弹黃3相连，矩形 弹黃3设置于模板两侧。
[0021] 所述的成形模架包括：成形模架上模板6和成形模架下模板7,其中：成形模架上 模板6和成形模架下模板7通过设置于模板两侧的成形模架导柱导套9相连，成形模架下 模板设置于机座8上。 阳02引如图2所示，所述的振动模架内设有振动机构5和调幅机构18,其中，振动机构5 与振动模架相连，且还与调幅机构18相连。所述的振动机构包括顶杆14和偏屯、轮10,顶杆 14 一端设有滚子12,滚子12保持一直与偏屯、轮10相接触，顶杆14另一端通过设置于振动 模架下模板4上的圆盘传动板15相连。所述顶杆14设置于竖直设置的滚柱导轨13内，W 使顶杆14沿着竖直方向运动。所述偏屯、轮10与交流伺服电机11相连，通过伺服电机11 可W调节振动机构5的振动频率。
[0023] 所述的调幅机构18包括调幅齿轮16和调幅齿条17,调幅齿轮16固定设置于振动 模架上，其右端通过偏屯、轮10的转轴相连，调幅齿轮16与调幅齿条17相配合，并使得偏屯、 轮10和交流伺服电机11可W随着调幅齿条17的移动而水平移动。
[0024] 如图2所示，所述的偏屯、轮10的外圆半径为Ri，偏屯、距为山滚子12的半径为尺2。 振动机构5工作时，独立交流伺服电机11带动偏屯、轮10旋转，带动顶杆14上下滑动。当 偏屯、轮10的转轴圆屯、与滚子12圆屯、在同一直线时，两个圆屯、在竖直方向上的最大距离为 Hmax=Rl+Rz+d，其最小距离为Hmm=Rl+Rz-d。调幅机构18固定时，偏屯、轮10的转轴中屯、是 固定的，因此滚子12圆屯、最高点和最低点距离为2d，其振幅即为d。进而通过顶 杆14驱动振动模架周期性振动，并传递到成形模架上，也带动其上下振动，实现振动加工。
[0025] 如图3所示，当转动调幅齿轮16时，调幅齿条17随之水平运动，从而带动 偏屯、轮10水平移动。滚子12的圆形为A，偏屯、轮10转轴轴屯、为C，点C在顶杆14 的竖直方向上的投影为点B，则当偏屯、轮旋转时，ACmgx=Ri+Rz+d，ACmm=Ri+Rz-d，
最后振动机构5的振幅为 (ABmg,-ABmJ/2。可W看出，随着BC的增大，振幅逐渐的减小。因此，当调幅机构工作时，随 着BC增大，整个振动机构沿竖直方向的振幅逐渐减小，从而实现振动模架振幅的调节。 [00%] 本装置利用机械振动机构驱动振动模架，并将振动传递到成形模架，同时实现了 振动频率和振动幅度的可控可调。采用大面积模板与高精度导柱导套有效保证了振动传递 的平稳性；与液压振动相比，无漏油的风险，提高其可靠性。此外，成形模架通过振动模架与 成形设备相连，不会影响成形设备的加工能力。
【主权项】
1. 一种调幅式振动模具装置，其特征在于，包括：振动模架、与之相连的成形模架、调 幅机构以及振动机构，其中：振动机构包括顶杆和偏心轮，顶杆两端分别与偏心轮和振动模 架相连，调幅机构与偏心轮相连，以使偏心轮能够移动；调幅机构包括：调幅齿轮和调幅齿 条，调幅齿条与调幅齿轮相配合，且一端与偏心轮轴相连，带动偏心轮水平移动。2. 根据权利要求1所述的调幅式振动模具装置，其特征是，所述的振动模架内设有滚 柱导轨且与顶杆相配合，使顶杆沿着竖直方向移动。3. 根据权利要求1所述的调幅式振动模具装置，其特征是，所述的顶杆与偏心轮相连 一端设有滚子，另一端通过圆盘传动板与振动模架相连。4. 根据权利要求1所述的调幅式振动模具装置，其特征是，所述的振动模架包括：振动 模架上模板和振动模架下模板，其中：振动模架上模板和振动模架下模板通过导柱导套以 及弹簧相连。5. 根据权利要求1所述的调幅式振动模具装置，其特征是，所述的成形模架包括：成形 模架上模板和成形模架下模板，其中：成形模架上模板和成形模架下模板通过导柱导套相 连，所述成形模架上模板与振动模架相连。
【专利摘要】一种调幅式振动模具装置，包括：振动模架、与之相连的成形模架、调幅机构以及振动机构，其中：振动机构包括顶杆和偏心轮，所述顶杆两端分别与偏心轮和振动模架相连，调幅机构与偏心轮相连，以使偏心轮能够移动，本发明利用机械振动机构驱动振动模架，并将振动传递到成形模架，同时实现了振动频率和振动幅度的可控可调，采用大面积模板与高精度导柱导套有效保证了振动传递的平稳性；与液压振动相比，无漏油的风险，提高其可靠性，此外，成形模架通过振动模架与成形设备相连，不会影响成形设备的加工能力。
【IPC分类】B21D37/10, B06B1/16
【公开号】CN105312424
【申请号】CN201510683083
【发明人】赵震, 曾凡, 胡成亮, 吴国洪
【申请人】上海交通大学, 东莞市横沥模具科技产业发展有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年10月20日