专利名称：基于固体颗粒介质径向推力和背压的板料成型模具的制作方法
技术领域：
本发明属于冲压模具技术，具体涉及一种带径基于固体颗粒介质径向推力和背压 的板料成型模具针对可提供背压及径向推力的模具。
背景技术：
现有的能够提供背压的冲压模具，背压多是由液体介质提供。这种模具的所提供 的背压，压力均勻分布。现有的普通成形模具，没有径向推力，成形由凸模带动板料，向凹模 拉动完成。带径向液压的拉深模具，径向推力由液体压力实现，且带有液压装置的拉深模具 结构较复杂，成本较高。液体介质会发生泄露现象，会污染环境。同时，液体介质泄露出来 会飞溅出去，容易出安全事故。
发明内容
本发明针对现有模具无法改变变拉延筋阻力和普通成形模具没有径向推力以及 带径向液压的拉深模具密封问题难以解决的问题，已经现有的可提供背压的模具，密封问 题也同样难以解决的问题，提供一一种带径基于固体颗粒介质径向推力和背压的板料成型 模具从而使上述问题得到解决。本发明的技术方案如下一种基于固体颗粒介质径向推力和背压的板料成型模 具，包括下模座、凹模，凸模，上模座，凸模安装在上模座上，凹模安装在下模座上，坯料在凹 模与凸模之间的型腔内成型；其特征在于压紧气缸安装在上模座上，压紧气缸的工作端 与压料板的上表面接触，径向气缸的工作端与安放在压料板内的压块上表面接触，压块下 表面与压头相接触或连接；顶块设置在凹模的空腔内，固体颗粒设置在顶块上面，顶块的位 置与凸模相对应，凹模与顶块及坯料之间形成底模型腔，成型时固体颗粒充满底模型腔内 作为柔性底模；
在凹模上，与压头的位置相对应，设置有颗粒槽，在颗粒槽内设置有固体颗粒；压头 能伸入颗粒槽内；在压料板与凹模之间设置密封块，密封块与凹模的颗粒槽及坯料在成型 过程中形成一个径向封闭空间，径向固体颗粒充满在封闭空间内 进一步的特征是顶杆穿过下模座与顶块的下表面接触； 所述封闭空间均布在凹模内。本发明最主要的改进是将径向用固体颗粒介质增加推力与固体颗粒介质提供背 压复合起来的一种新型模具。本发明采用固体颗粒介质提供背压，与液体介质提供背压的模具相比，成形极易 实现，不需特殊设备，固体颗粒不会泄漏，不污染环境，可实现安全可靠生产。液体介质背 压，压力分布均勻，而固体颗粒介质背压可以实现非均勻背压，防止局部变薄拉裂。固体颗 粒介质底模的形状由顶块的形状决定，可据具体需要调节，产品质量更高。本专利复合了刚性模具与柔性模具的优点，能够有效提高板料变形程度，产品厚度均勻。本专利能改善变形 区受力情况，降低传力区负荷，能十分显著地提高变形程度，特别适合复杂零件成型。
本模具结构简单，径向推力由径向气缸通过固体颗粒介质传递到板料上，可实现 安全可靠、无污染的生产。本模具结构也可由压紧气缸实现压料，由机床气垫实现径向推 力。与普通成形模具相比，成形更容易，效果很显著。
图1为本发明基于固体颗粒介质径向推力和背压的板料成型模具
图中1 一下模座，2—顶杆，3—顶块，4一凹模，5—压料板，6—径向气缸，7—凸模，8— 上模座，9一压紧气缸，10—压块，11 一压头，12—密封块，13—固体颗粒，14一径向固体颗 粒，15—底模型腔，16—径向封闭空间，17—坯料，18—颗粒槽。
具体实施例方式参见图1，所示为一种带径基于固体颗粒介质径向推力和背压的板料成型模具包 括凸模7，凹模4，下模座1，顶杆2，顶块3，压料板5，径向气缸6，上模座8，压紧气缸9，压块 10，压头11，密封块12，固体颗粒底模13，径向固体颗粒14，底模型腔15，径向封闭空间16。 凸模7安装在上模座8上，凹模4安装在下模座1上，所述坯料17在凹模4与凸模7之间 的型腔内成型；压紧气缸9安装在上模座8上，其工作端与压料板5的上表面接触，压紧气 缸9能推动压料板5上下移动，产生压力；径向气缸6安装在上模座8上，径向气缸6的工 作端与安放在压料板5内的压块10上表面接触，压块10下表面与压头11相接触或与压头 11连接，径向气缸6通过压块10作用在压头11上，使压头11径向伸长或缩短；顶块3设置 在凹模4的空腔内，固体颗粒13设置在顶块3上面，顶块3的位置与凸模7相对应；顶杆2 穿过下模座1与顶块3的下表面接触，顶杆2往上伸出时就能往上顶起顶块3，或给顶块3 一个向上的作用力，需要时顶块3能在顶杆2作用下往上移动。凹模4与顶块3及坯料17 之间形成底模型腔15，固体颗粒13在成型时充满在底模型腔15内作为柔性底模，坯料17 在凸模7与安放在底模型腔15内的固体颗粒13柔性底模之间成型；这样就可以防止固体 颗粒飞溅出来，防止污染环境，同时实现安全可靠生产。固体颗粒13构成的柔性底模，其形 状由顶块3的形状决定，可提供非均勻背压，有效提供板料变形程度，使产品厚度均勻。在凹模4上，与压头11的位置相对应，设置有颗粒槽18，在颗粒槽18内设置有固 体颗粒14 ；压头11能伸入颗粒槽18内。密封块12设置在压料板5与凹模4之间，即设置 在压料板5下端面或凹模4上端面之间，密封块12与凹模4的颗粒槽18及坯料17在成型 过程中形成一个径向封闭空间16，径向固体颗粒14充满在封闭空间16内；在合模和锻造 过程中，在压头11作用下，径向固体颗粒14沿径向产生推力，作用在坯料17的两端，坯料 17在成形过程中受到径向固体颗粒14的径向推力。同时，径向封闭空间16能防止径向固 体颗粒14飞溅出去。图中在压料板5与凹模4之间形成的径向封闭空间16均布在凹模4 内，使径向固体颗粒14所产生的径向推力相等。在径向气缸6作用下，压头11推动径向封 闭空间16内的径向固体颗粒14产生径向推力，作用在坯料17的两端。将多个径向气缸6 固定在上模座8上，保证均布的径向封闭空间16内的径向固体颗粒14同步作用，保证作用 在坯料17的两端径向推力相等，增强其运行平稳性。为了保证左右两端的径向推力相等，所述封闭空间16均布在凹模4内。板料所受径向推力由径向封闭空间16内的径向固体颗 粒14施加，压力来源于气缸，通过压头11推动；板料背压由固体颗粒13施加，压力来源于 气垫，通过顶杆2、顶块3传递。 本发明的固体颗粒13、径向固体颗粒14，主要采用钢珠、钢球、金属球或其他性能合适的颗粒，满足成型挤压的需要。
权利要求
基于固体颗粒介质径向推力和背压的板料成型模具，包括模座(1)、凹模(4)，凸模(7)，上模座(8)，凸模(7)安装在上模座(8)上，凹模(4)安装在下模座(1)上，坯料(17)在凹模(4)与凸模(7)之间的型腔内成型；其特征在于压紧气缸(9)安装在上模座(8)上，压紧气缸(9)的工作端与压料板(5)的上表面接触，径向气缸(6)的工作端与安放在压料板(5)内的压块(10)上表面接触，压块(10)下表面与压头(11)相接触或连接；顶块(3)设置在凹模(4)的空腔内，固体颗粒(13)设置在顶块(3)上面，顶块(3)的位置与凸模(7)相对应，凹模(4)与顶块(3)及坯料(17)之间形成底模型腔(15)，成型时固体颗粒(13)充满底模型腔(15)内作为柔性底模；在凹模(4)上，与压头(11)的位置相对应，设置有颗粒槽(18)，在颗粒槽(18)内设置有固体颗粒(14)；压头(11)能伸入颗粒槽18内；在压料板(5)与凹模(4)之间设置密封块(12)，密封块(12)与凹模(4)的颗粒槽(18)及坯料(17)在成型过程中形成一个径向封闭空间(16)，径向固体颗粒(14)充满在封闭空间(16)内。
2.根据权利要求1所述的一种基于固体颗粒介质径向推力和背压的板料成型模具，其 特征在于顶杆(2)穿过下模座(1)与顶块(3)的下表面接触。
3.根据权利要求1所述的一种基于固体颗粒介质径向推力和背压的板料成型模具，其 特征在于所述封闭空间(16)均布在凹模(4)内。
全文摘要
本发明是一种基于固体颗粒介质的径向推力及背压的板料成形模具，包括凹模，凸模，下模座，顶杆，顶块，压料板，上模座，径向气缸，压紧气缸，压块，压头，密封块，固体颗粒底模，径向固体颗粒等；本专利是将径向用固体颗粒介质增加推力与固体颗粒介质提供背压复合起来的一种新型模具。本专利可改善变形区受力情况，降低传力区负荷；能十分显著的提高变形程度，特别适合复杂零件成形；固体颗粒介质提供背压与液体介质相比，成形极易实现，不需特殊设备，且固体颗粒不会泄漏，不污染环境，可实现安全可靠生产。
文档编号B21D37/10GK101850388SQ20101021380
公开日2010年10月6日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者代兵, 吴善勇, 周志明, 唐丽文, 张侠, 彭成允, 李小平 申请人:重庆理工大学