专利名称：一种复合成形模具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于金属材料塑性成形模具，特别涉及一种复合成形模具，用于大厚 差金属板材正向、反向拉深成形。
背景技术：
目前许多具有大表面积且存在壁厚差空腔零部件，如电子产品的壳体类零件和汽 车驱动部分的中空齿形件和复杂盘类件等，其通常的加工方法，或者是整体铸造；或者是采 用温/热锻后切削的加工方法；或者是薄壁部与较厚部分通过焊接组合并热处理等的多工 序方式来制造。这样不仅整体性能有所下降，成本及能耗也较高，而且工序多，导致效率较 低，不符合节能与绿色制造的社会发展趋势。专利号200520008072. 7的“复合式模具”实用新型专利包括外模和内模，其中，外 模由平面外模和曲面外模组成，外模为硬模，内模为软模，内模贴在外模的平面外模和曲面 外模的内壁上，在内模与外模之间设有绳，绳的一端与内模固定在一起，绳的另一端与外模 固定在一起，在外模的外壁设有支架，该模具只能用于生产制造采用树脂为原料的产品。专 利号200810162354. 0的“热锻复合模具制造方法和热锻复合模具”发明专利属于热态下金 属体积成形，利用外模包内模的镶块式结构，防止内模开裂，提高模具使用寿命，该模具仅 用于高温条件下锻造模具的防护；专利号200810015725. 2的“一种二次拉深复合模具”发 明专利将落料、一次正向拉深、二次正向拉深、切料四个动作用一套模具完成，解决了传统 铝制瓶盖需要多次拉深的问题。该模具仅能成形小尺寸(比如酒瓶盖)深度浅的回转体 金属零件；专利号200810147633. X的“翻边冲孔双动复合模”发明专利利用斜楔导轨结构 将翻边工序及冲孔工序的复合到一套模具中，实现了翻边和冲孔的一次成型；该模具由于 采用了较多的导轨机构，存在装配、调试复杂的问题，而且仅能完成翻边冲孔工艺。专利号 200720112167. 2的“浮动式模具结构”实用新型专利采用双动式凸模结构，由弹簧装置先推 动外上模下压，之后再由底座推动外上模和内上模同时下压，用于粉末材料的压实成型，解 决了粉末材料压实成形密度分布不均勻的问题；该模具本质上是将原本一体凸模分成两部 分，利用弹簧实现先后运动，仅用于粉末材料的压实成形。
发明内容本实用新型提供一种复合成形模具，解决现有金属板材冲压复合成形模具结构复 杂(正、反拉深通常需要几套模具才能完成)、成形条件苛刻、模具本身加工、装配、调试成 本高，零件加工效率低以及可成形零件形状单一的问题。本实用新型的一种复合成形模具，包括凸凹模、凸凹模固定板、内滑块上模板、压 边圈、外滑块上模板、可动凹模、弹簧套、限位弹簧、固定凹模、下凸模、定位圈和下模板；所 述外滑块上模板和下模板通过四根导柱导套连接，导柱和导套滑动配合；其特征在于所述凸凹模为圆筒形，与凸凹模固定板通过螺钉连接，凸凹模固定板与内滑块上 模板通过螺钉连接；压边圈套在凸凹模上，与外滑块上模板通过螺钉连接；[0007]工作时，所述内滑块上模板通过螺钉与压力机内滑块连接，外滑块上模板通过螺 钉与压力机外滑块连接；所述固定凹模位于下模板上，与所述凸凹模同轴，固定凹模为圆筒形，其内孔孔径 与所述凸凹模孔径相同；定位圈位于下模板的中心阶梯孔和固定凹模底端台阶孔内，将固 定凹模定位；下凸模位于下模板的中心阶梯孔、固定凹模内孔以及凸凹模内孔构成的空间 内；弹簧套套于固定凹模外并通过螺钉固定于下模板上，弹簧套内部放有均勻分布的限位 弹簧；可动凹模位于弹簧套内，套于凸凹模和固定凹模之外，可动凹模为圆筒形，其底端筒 壁具有环形凹槽，限位弹簧嵌入环形凹槽；弹簧套上边缘设置均勻分布的压板，对可动凹模限位；工作时，下模板通过螺钉与压力机工作台连接，下凸模和压力机的连接杆通过螺 纹连接。本实用新型采用了可动凹模及限位弹簧结构，可以实现正向、反向复合拉深，而 且，在以获得内层筒形结构为目的的反向拉深工序中，通过压边部分的向下运动，可使外层 筒壁金属主动流入内层，也即实现反向强力拉深，可大大提高内层筒壁的成形能力。由于采 用了限位弹簧的结构，使得正向和反向强力拉深可以使用共同的可动凹模、弹簧套等装置， 有效降低了模具制造成本，结构简单，装拆方便，加工成本低，成形产品效率高，安装于普通 双动拉深压力机上，可以实现一定直径且存在厚度差的板材坯料的正、反向拉深成形，获得 双层筒形结构零件。
图1为本实用新型模具主体结构示意图；图2为本实用新型在双动成形压力机上安装示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型的一种复合成形模具，包括凸凹模7、凸凹模固定板 5、内滑块上模板3、压边圈8、外滑块上模板10、可动凹模11、弹簧套14、限位弹簧15、固定 凹模16、下凸模18、定位圈19和下模板20 ；外滑块上模板10和下模板20通过四根导柱导 套22连接，导柱和导套滑动配合；其特征在于凸凹模7为圆筒形，与凸凹模固定板5通过螺钉连接，凸凹模固定板5与内滑块上 模板3通过螺钉连接；压边圈8套在凸凹模7上，与外滑块上模板10通过螺钉连接；工作时，内滑块上模板3通过螺钉与压力机内滑块4连接，外滑块上模板10通过 螺钉与压力机外滑块1连接；固定凹模16位于下模板20上，与所述凸凹模7同轴，固定凹模16为圆筒形，其内 孔孔径与所述凸凹模7孔径相同；定位圈19位于下模板20的中心阶梯孔和固定凹模底端 台阶孔内，将固定凹模定位；下凸模18位于下模板20的中心阶梯孔、固定凹模内孔以及凸 凹模内孔构成的空间内；弹簧套14套于固定凹模16外并通过螺钉固定于下模板20上，弹 簧套14内部放有均勻分布的8个限位弹簧15 ；可动凹模11位于弹簧套14内，套于凸凹模 7和固定凹模16之外，可动凹模11为圆筒形，其底端筒壁具有环形凹槽，限位弹簧15嵌入 环形凹槽；
4[0018]弹簧套14上边缘设置均勻分布的10个压板12，对可动凹模11限位；工作时，下模板20通过螺钉与压力机工作台21连接，下凸模18和压力机的连接 杆17通过螺纹连接。本实用新型的工作过程为 第一步正向拉深工序，凸凹模7和可动凹模11处于分离状态时，压边圈8处于上 限位置，下凸模18处于下限位置，将板材坯料置于可动凹模11上端面内孔的限位台阶上， 首先双动液压机外滑块1下行通过外滑块上模板10推动压边圈8下行，使坯料被压紧在可 动凹模11上，然后双动液压机内滑块4下行带动凸凹模7下行，完成正向拉深； 第二步反向强力拉深工序，紧接着前面的正向拉深，双动液压机顶出缸上行，通 过连接杆17推动下凸模18上行，同时外滑块1继续下行压迫可动凹模11向下运动，两者 共同作用完成坯料反向强力拉深成形，得到双层圆筒件，继而内滑块4、外滑块1依次返程 至上限位置，最后顶出缸再次上行，通过连接杆17推动下凸模18上行，将双层圆筒件顶出； 至此为一个完整的工作循环。
权利要求一种复合成形模具，包括凸凹模(7)、凸凹模固定板(5)、内滑块上模板(3)、压边圈(8)、外滑块上模板(10)、可动凹模(11)、弹簧套(14)、限位弹簧(15)、固定凹模(16)、下凸模(18)、定位圈(19)和下模板(20)；所述外滑块上模板(10)和下模板(20)通过四根导柱导套(22)连接，导柱和导套滑动配合；其特征在于所述凸凹模(7)为圆筒形，与凸凹模固定板(5)通过螺钉连接，凸凹模固定板(5)与内滑块上模板(3)通过螺钉连接；压边圈(8)套在凸凹模(7)上，与外滑块上模板(10)通过螺钉连接；工作时，所述内滑块上模板(3)通过螺钉与压力机内滑块(4)连接，外滑块上模板(10)通过螺钉与压力机外滑块(1)连接；所述固定凹模(16)位于下模板(20)上，与所述凸凹模(7)同轴，固定凹模(16)为圆筒形，其内孔孔径与所述凸凹模(7)孔径相同；定位圈(19)位于下模板(20)的中心阶梯孔和固定凹模底端台阶孔内，将固定凹模定位；下凸模(18)位于下模板(20)的中心阶梯孔、固定凹模内孔以及凸凹模内孔构成的空间内；弹簧套(14)套于固定凹模(16)外并通过螺钉固定于下模板(20)上，弹簧套(14)内部放有均匀分布的限位弹簧(15)；可动凹模(11)位于弹簧套(14)内，套于凸凹模(7)和固定凹模(16)之外，可动凹模(11)为圆筒形，其底端筒壁具有环形凹槽，限位弹簧(15)嵌入环形凹槽；弹簧套(14)上边缘设置均匀分布的压板(12)，对可动凹模(11)限位；工作时，下模板(20)通过螺钉与压力机工作台(21)连接，下凸模(18)和压力机的连接杆(17)通过螺纹连接。
专利摘要一种复合成形模具，属于金属材料塑性成形模具，用于大厚差金属板材正向、反向拉深成形。解决现有金属板材冲压复合成形模具结构复杂、成形条件苛刻、模具本身加工、装配、调试成本高，零件加工效率低以及可成形零件形状单一的问题。本实用新型包括凸凹模、凸凹模固定板、内滑块上模板、压边圈、外滑块上模板、可动凹模、弹簧套、限位弹簧、固定凹模、下凸模、定位圈和下模板；外滑块上模板和下模板通过四根导柱导套连接，导柱和导套滑动配合。本实用新型有效降低模具制造成本，结构简单，装拆方便，加工成本低，成形产品效率高，安装于普通双动拉深压力机上，可以实现一定直径且存在厚度差的板材坯料的正、反向拉深成形，获得双层筒形结构零件。
文档编号B21D22/20GK201603812SQ20102012041
公开日2010年10月13日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者夏巨谌, 欧阳坤, 王新云, 罗建成, 胡国安, 金俊松 申请人:华中科技大学