一种可调式工装模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种可调式工装模具，具有模具底盘、螺杆、滑槽压条和螺帽，模具底盘中心开有中心孔，且中心孔周围开有一圈间隔均匀的内侧螺纹孔和一圈间隔均匀的外侧螺纹孔，滑槽压条中部开有长槽，通过滑槽压条来自由调整模具工装的位置，以及螺杆和螺帽的固定，实现了超薄零件的小或大批量生产；该模具不仅费用低廉且完全避开刀口间隙技术难点，操作简易，产品质量稳定精度高。
【专利说明】-种可调式工装模具
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种模具，特别涉及一种可调式工装模具，用于对电子、汽车、机 器人、机械等领域的较薄的高精垫片、间隙片等的机械加工。
【背景技术】
[0002] 目前市场对较薄的垫片、间隙片等类似零件一般采用普通/精密模具冲压技术。 但无论是一般的普通冲模亦还是高精冲模，皆存在以下缺点：
[0003] 1)开模带来的高昂费用问题。
[0004] 2)模具原材料质量的不稳定性，可能导致磨损较快。
[0005] 3)模具刀口冲间隙的技术难题，不同厚度的材料、不同材料的材料系数直接关系 到刀口单边间隙的。高精度要求计算更加复杂，不得不参考冲压模设计手册进行摸索。
[0006] 4)模具磨损维护保养比较困难。
[0007] 5)模具交叉性比较弱，最常见的是一件一模。
[0008] 6)项目开发周期长。
[0009] 因此，亟需一种新型的的工装模具来满足超薄零件的小或大批量生产，以弥补传 统模具所面临的以上难题。
【发明内容】
[0010] 本实用新型要解决的技术问题是：为了克服传统模具开模费用高昂、常常是一件 一模、难以克服模具刀口冲间隙的技术难题等问题，提供了一种可调式工装模具，该模具采 用了滑槽压条方案来自由调整模具工装的位置，同时采用非冲压式机械加工技术方案完全 满足了超薄零件的小或大批量生产，该模具不仅费用低廉且完全避开刀口间隙技术难点， 操作简易，产品质量稳定精度高。
[0011] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可调式工装模具，具有模 具底盘、螺杆、滑槽压条和螺帽，模具底盘中心开有中心孔，且中心孔周围开有一圈间隔均 匀的内侧螺纹孔和一圈间隔均匀的外侧螺纹孔，螺杆可穿在内侧螺纹孔上或外侧螺纹孔 上，滑槽压条中部开有长槽，滑槽压条安装在螺杆上，且滑槽压条通过螺帽旋紧。
[0012] 所述螺杆的直径为D，内侧螺纹孔与外侧螺纹孔之间的可调孔距为DT，DT = (D2-Dl)/2, D2 =零件最大外径+螺杆直径D，D1 =零件最小内径-螺杆直径D。
[0013] 所述滑槽压条的内圈长度为L1，外圈长度为L2,内圈宽度为t，外圈宽度为T，L1 = DT+D，L2 = L1+零件壁厚，t-零件壁厚> 0, T = t+2*零件壁厚。
[0014] 所述穿在内侧螺纹孔上的螺杆为内圈螺杆，穿在外侧螺纹孔上的螺杆为外圈螺 杆，内圈螺杆与外圈螺杆的直径相等或不等。
[0015] 所述与内侧螺纹孔对应安装的滑槽压条是内滑槽压条，与外侧螺纹孔对应安装的 滑槽压条是外滑槽压条，内滑槽压条与外滑槽压条的内圈宽度t相等或不等。
[0016] 本实用新型的有益效果是：该模具采用了滑槽压条方案来自由调整模具工装的位 置，同时采用非冲压式机械加工技术方案完全满足了超薄零件的小或大批量生产；该模具 不仅费用低廉且完全避开刀口间隙技术难点，操作简易，产品质量稳定精度高；本发明由于 自身的结构简单、成本低廉、结构灵活、兼容性强再加上高质量表现可以保证零件的高精密 度，确信将会被广泛运用高精密垫片、间隙片生产加工领域，适应市场发展。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本实用新型模具底盘的结构示意图
[0018] 图2是本实用新型模具组合好的结构示意图
[0019] 图3是本实用新型模具组合的流程示意图
[0020] 其中：1、模具底盘，11、中心孔，12、内侧螺纹孔，13、外侧螺纹孔，2、螺杆，3、滑槽压 条，4、螺帽。
【具体实施方式】
[0021] 现在结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为 简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有 关的构成。
[0022] 如图1、2所示，一种可调式工装模具，具有模具底盘1、螺杆2、滑槽压条3和螺帽 4,模具底盘1中心开有中心孔11，且中心孔11周围开有一圈间隔均匀的内侧螺纹孔12和 一圈间隔均匀的外侧螺纹孔13,螺杆2可穿在内侧螺纹孔上12或外侧螺纹孔13上，滑槽压 条3中部开有长槽，滑槽压条3安装在螺杆2上，且滑槽压条3通过螺帽4旋紧。
[0023] 如图3所示，可调式工装模具的加工组合工艺，含有如下步骤：
[0024] 第一，根据零件的尺寸和形状设计出螺杆直径D，可调孔距DT，D1、D2、滑槽压条的 内圈长度L1，外圈长度L2,内圈宽度t，外圈宽度T ;
[0025] 第二，根据设计出的尺寸加工出模具底盘、螺杆、滑槽压条和螺帽；
[0026] 第三，将防压痕垫膜单面黏贴在滑槽压条上，并固定于与零件直接接触面；
[0027] 第四，选定模具底盘，在模具底盘的中心孔内安装一个螺杆完成中心固定；
[0028] 第五，根据需要旋紧外圈螺杆，外圈螺杆的数量视零件尺寸大小选择，一般选择3 点或多点固定；
[0029] 第六，装入叠合好的零件，装入过程中尽可能居中放置没有特别要求，装入对应的 滑槽压条，确保防压痕垫膜的膜面与零件平整接触，防止装反；
[0030] 第七，装入螺帽旋紧，加工内圈，旋紧螺帽需要交叉预紧或对角线方向预紧，预锁 紧后前后左右方向调整滑槽压条位置，卡尺确认所调尺寸准确性，自动锁紧扳手锁紧螺帽， 开始加工零件内圈；
[0031] 第八，旋紧内圈螺杆，完成零件加工后开始旋紧内圈螺杆，内圈螺杆数量一般三个 或四个或六个，装入后重复步骤六、步骤七；
[0032] 第九，拆除外圈螺杆，加工外圈，内圈螺杆固定完成后拆除外圈螺杆，加工外圈；
[0033] 第十，拆除内圈螺杆，零件加工完成后，拆除内圈螺杆及其余模具组建，清理后保 存。
[0034] 本模具的原材料可以选择最常用的合金钢40Cr，其抗拉强度和屈服强度等性能足 够满足需要，且易购买，成本较低。
[0035] 模具底盘相关尺寸可以根据所需加工的零件形状与尺寸设定模具底盘形状和相 关固定螺纹孔位置及螺纹孔大小D，为了使相似零件尽可能的共用同副模具工装，外侧螺纹 孔与内侧螺纹孔/中心孔之间的孔距DT会有一定的调整量，后续可以使用可调式滑槽压条 (相关尺寸参照图示）弥补。故，此发明具备同一副模具可加工零件的尺寸范围广的优点。 一般可以做到最小的零件内径1〇_，外径15mm ;同时也可以做到最大内径495_，最大外径 达到500_的规则与非规则零件的加工。最大程度的降低多模开发费用以及不稳定性。加 工不同尺寸零件所需选择的固定螺杆直径不同，压条长度L宽度T等尺寸不同，甚至内外侧 螺纹孔分布角度也不同，这样会更有利于零件加工过程的稳定性和兼容性。一般分为以下 四类：
[0036] 1)内外侧螺纹孔分布成120度（或者90度），内外螺杆直径不同，压条选择相同。 该类型的模具一般适应于内径> l〇mm、外径< 50mm的形状规则的零件加工。
[0037] 2)内外侧螺纹孔分布成90度（或者45度），内外螺杆直径相同，压条选择相同。 该类型的模具一般适应于内径> 50mm、外径< 120mm的形状规则的零件加工。
[0038] 3)内外侧螺纹孔分布成60度（或者30度），内外螺杆直径不同，压条选择不同。 该类型的模具一般适应于内径> 1〇〇_，外径< 300_的形状规则的零件加工。
[0039] 4)内外侧螺纹孔分布成30度（或者15度），内外螺杆直径不同，压条选择不同。 该类型的模具不仅适应加工零件的范围广-最大外径500mm最大内径495mm外，还适应非 规则复杂零件的加工。
[0040] 以下通过举例说明本发明模具组件的相关尺寸设计方案。
[0041] 例 1 :
[0042] 需要加工外径分别为50mm/40mm/30mm，内径分别为45mm/30mm/25mm零件的薄垫 圈，根据要求如何设计可调式工装模具？
[0043] 首先根据零件的内外径要求外径< 50mm，同时为了保证最大范围的兼容性，在模 具制作前期可以确认满足第1类所具备的条件。
[0044] 一 ：根据所要加工零件大小，GB/T16823. 1-1997《螺纹紧固件应力截面积和承载面 积》确定螺纹杆D尺寸为M6可以满足。
[0045] 二：根据内径之间的兼容性，以中心孔为圆心D1 = 19mm(最小内径25mm-螺杆直 径D = 6mm)为半径；由于该半径在20mm左右一般选择3个内螺纹孔（120度分布）增强零 件面的承受强度。
[0046] 三：根据外经之间的兼容性，以中心孔为圆心D2 = 56mm(最大外径50mm+螺杆直 径D = 6mm)为半径；由于该半径大于50mm -般选择4个外侧螺纹孔（90度分布），在零件 承受强度小于本身材料性能所具备的极限强度的情况下固定点选择多点锁紧。
[0047] 可调孔距DT :DT = (D2-Dl)/2 = (56-19)/2 = 18. 5mm。意味着在目前情况下该模 具可以加工零件的尺寸范围是：外径彡50mm，内径> 25mm范围内的所有宽度（DT彡18. 5) 的零件。选择适当的滑槽压条，其相关具体尺寸视具体情况而定。
[0048] 四：根据所需可调孔距DT = 18. 5mm，确定滑槽相关尺寸：
[0049] LI = DT+D = 24. 5mm,
[0050] L2 = T,1 +10mm (T.1 在 25mm 左右时一般选择壁厚=10mm) =34. 5mm,
[0051] t = 7mm(略大于 D)，
[0052] T = t+2*10mm(Ll 在 25mm 左右时一般选择壁厚=10mm) = 27mm。
[0053] 例 2 :
[0054] 需要加工外径分别为120mm/100mm/90mm，内径分别为100mm/80mm/60mm零件的薄 垫圈，根据要求如何设计可调式工装模具？
[0055] 首先根据零件的内外径要求外径< 120mm，同时为了保证最大范围的兼容性，在模 具制作前期可以确认满足第2类所具备的条件。
[0056] 一 ：根据所要加工零件大小，GB/T16823. 1-1997《螺纹紧固件应力截面积和承载面 积》确定螺纹杆D尺寸为M8可以满足。二：根据内径之间的兼容性，以中心孔为圆心D1 = 52mm (最小内径60mm_螺杆直径D = 8mm)为半径；由于该半径在50mm左右一般选择4个 内螺纹孔（90度分布）增强零件面的承受强度。
[0057] 三：根据外经之间的兼容性，以中心孔为圆心D2 = 128mm(最大外径120mm+螺杆 直径D = 8mm)为半径；由于该半径大于100mm -般选择8个外侧螺纹孔（45度分布），在 零件承受强度小于本身材料性能所具备的极限强度的情况下固定点选择多点锁紧。
[0058] 可调孔距DT :DT = (D2-D1)/2 = (128-52)/2 = 38mm。意味着在目前情况下该模 具可以加工零件的尺寸范围是：外径彡120_，内径>60_范围内的所有宽度（DT彡38)的 零件。选择适当的滑槽压条，其相关具体尺寸视具体情况而定。
[0059] 四：根据所需可调孔距DT = 38mm，确定滑槽相关尺寸
[0060] LI = DT+D = 46mm,
[0061] L2 = Ll+15mm(Ll 在 50mm 左右时一般选择壁厚=15mm) = 61mm,
[0062] t = 9mm(略大于 D)，
[0063] T = t+2*l5mm(Ll 在 5〇mm 左右时一般选择壁厚=15mm) = 39mm。
[0064] 例 3 :
[0065] 需要加工外径分别为300mm/200mm/1 50mm,内径分别为290mm/150mm/110mm零件 的薄垫圈，根据要求如何设计可调式工装模具？
[0066] 首先根据零件的内外径要求外径< 300mm，同时为了保证最大范围的兼容性，在模 具制作前期可以确认满足第3类。
[0067] 一 ：根据所要加工零件大小，GB/T16823. 1-1997《螺纹紧固件应力截面积和承载 面积》确定螺纹杆D外=10mm可以满足。但考虑到所要压紧的零件尺寸较大（一般外径> 150_)加工过程中零件表面所需给予的压力尽可能保持内外均衡，故此在内测螺纹杆数量 少于外侧螺纹杆数量的情况下需要增大内侧螺杆的直径（D内=12mm)来弥补压条给予的 压力，确保零件本身承受的力相近。
[0068] 二：根据内径之间的兼容性，以中心孔为圆心D1 = 98mm(最小内径110mm-螺杆直 径D内=12mm)为半径；由于该半径在100mm左右一般选择6个内螺纹孔（60度分布）增 强零件面的承受强度。
[0069] 三：根据外经之间的兼容性，以中心孔为圆心D2 = 310mm(最大外径300mm+螺杆 直径D = 10mm)为半径；由于该半径大于300mm -般选择12个外侧螺纹孔（30度分布）， 在零件承受强度小于本身材料性能所具备的极限强度的情况下固定点选择多点锁紧。
[0070] 可调孔距DT :DT = (D2-D1)/2 = (310-98)/2 = 106mm。意味着在目前情况下该模 具可以加工零件的尺寸范围是：外径彡300mm，内径> 100mm范围内的所有宽度（DT彡106) 的零件。选择适当的滑槽压条，其相关具体尺寸视具体情况而定。但由于内外压条的t尺 寸不同其装配选择时不同，势必内外侧压条其他关联尺寸不同。
[0071] 四：根据所需可调孔距DT = 106mm，（外：代表外侧压条相关尺寸；内：代表内测压 条相关尺寸）。
[0072] *确定外侧压条的滑槽相关尺寸：
[0073] L1 外=DT+D 外=116mm ,
[0074] L2 外=L1 外 +20mm(Ll 外在 100mm 左右时一般选择壁厚=20mm) = 136mm,
[0075] t 外=llmm(略大于 D)，
[0076] T 外=t+2*20mm(Ll 外在 100mm 左右时一般选择壁厚=20mm) = 51mm。
[0077] *确定内侧压条的滑槽相关尺寸：
[0078] L1 内=DT+D 内=118mm,
[0079] L2 内=L1 内 +30mm(Ll 内在 100mm 左右时一般选择壁厚=30mm) = 148mm,
[0080] t 内=13mm (略大于 D)，
[0081] T 内=t+2*30mm(Ll 内在 100mm 左右时一般选择壁厚=30mm) = 73mm。
[0082] 在步骤三中，一般选择重复性较好、容易购买、性能优的防压痕垫膜，其本身性能 相比普通塑料膜相比有以下特点：
[0083] 1.耐磨性强。
[0084] 2.抗撕裂性强。
[0085] 3.弯曲性能优秀。
[0086] 4.抗张强度及断裂伸长率高。
[0087] 5.耐低温和高温-50°C?150°C。
[0088] 6.长期压缩变形率低。
[0089] 7.耐油，润滑油及脂肪族碳氢溶剂。
[0090] 8.对氧和臭氧油抵抗性，耐老化特性。
[〇〇91] 本专利可以弥补传统冲压模具所不具备的优点，是对传统模具领域的全新补充。 本专利结构简单、成本低廉且容易操作，它的出现不仅具备甚至更高于传统高精密模具所 具备的高质量表现外还完全解决了传统模具所面临的高成本、技术难、磨损快、模具笨重、 维修保养繁琐、兼容性差等缺点。更为重要的是本发明将传统的超薄零件冲压行业成功衔 接到了现代机械化加工行业，取长补短，是冲压行业发展的一种领域突破也是加工行业的 一种延展。
【权利要求】
1. 一种可调式工装模具，其特征在于：具有模具底盘、螺杆、滑槽压条和螺帽，模具底 盘中心开有中心孔，且中心孔周围开有一圈间隔均匀的内侧螺纹孔和一圈间隔均匀的外侧 螺纹孔，螺杆可穿在内侧螺纹孔上或外侧螺纹孔上，滑槽压条中部开有长槽，滑槽压条安装 在螺杆上，且滑槽压条通过螺帽旋紧。
2. 根据权利要求1所述可调式工装模具，其特征在于：所述螺杆的直径为D，内侧螺纹 孔与外侧螺纹孔之间的可调孔距为DT，DT = (D2-D1)/2，D2 =零件最大外径+螺杆直径D， D1 =零件最小内径-螺杆直径D。
3. 根据权利要求1所述的可调式工装模具，其特征在于：所述滑槽压条的内圈长度为 L1，外圈长度为L2,内圈宽度为t，外圈宽度为T，L1 = DT+D，L2 = L1+零件壁厚，t-零件壁 厚> 0, T = t+2*零件壁厚。
4. 根据权利要求2所述的可调式工装模具，其特征在于：所述穿在内侧螺纹孔上的螺 杆为内圈螺杆，穿在外侧螺纹孔上的螺杆为外圈螺杆，内圈螺杆与外圈螺杆的直径相等或 不等。
5. 根据权利要求3所述的可调式工装模具，其特征在于：所述与内侧螺纹孔对应安装 的滑槽压条是内滑槽压条，与外侧螺纹孔对应安装的滑槽压条是外滑槽压条，内滑槽压条 与外滑槽压条的内圈宽度t相等或不等。
【文档编号】B23Q3/00GK203831096SQ201420098396
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月5日 优先权日:2014年3月5日
【发明者】郝景章, 霍佳玉 申请人:上海济可佳精密技术有限公司