一种用于高光金属薄板的复合压力成型装置及其成型方法与流程

本发明涉及一种用于高光金属薄板的复合压力成型装置及其成型方法，主要用于汽车、机车等内外饰不锈钢或镁、铝合金制薄板类零件。

背景技术：

当前，汽、机车内、外装饰件应用越来越广、越来越多样，这类零件大多用高光镁、铝合金和不锈钢薄板制造，这类产品的型面特征不明显，要求非常平顺光滑并要有很高的视觉装饰效果，零件用原材料薄且窄长，制造过程质量不易控制，半成品翘曲变形与尺寸不一致性非常严重，并伴有不等的加工负角。因传统制造工艺设置工序较多，工序件薄长导致半成品零件回弹、翘曲变形、尺寸不一致性非常严重，导致各工序间加工基准很难准确传递，造成零件合格率很低，生产效率也很低，制造成本高，浪费严重，主要体现在外观光畸变和尺寸不稳定等缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种用于高光金属薄板的复合压力成型装置及其成型方法，提高产品的生产效率和质量。

本发明解决技术问题所采用的方案是：一种用于高光金属薄板的复合压力成型装置，包括分别安装在压力机上台面和下台面的上模和下模，所述上模和下模上下相对设置；所述上模包括上下依次设置的上模板、上垫板和上框体，所述上垫板和上框体中部贯穿开设有一竖向的缺口，所述缺口内活动设置有一凸模组件，所述凸模组件经第一氮气弹簧驱动；所述下模包括下模板、设置于下模板上的下框体、活动卡设置于下框体上用于放置金属薄板的脱料板以及分别设置于脱料板左右两侧的第一翻边刀块和第二翻边刀块，所述第二翻边刀块固定于一滑块上，所述滑块活动设置于所述下模板上，并且所述滑块外侧连接有第一弹簧，所述滑块和第一弹簧之间还设有限位块；所述凸模组件的底面与所述脱料板的顶面位置上下对应，并且所述凸模组件两侧面分别与第一翻边刀块和第二翻边刀块配合翻边；所述上垫板上还对应设有用于驱动滑块沿下模板横向移动的插块，所述下模板上位于滑块外侧还配合设有用于限位的插块靠背；所述脱料板经第二氮气弹簧驱动；还包括若干个设置于金属薄板周侧的定位传感器，所述定位传感器分别设置于第一翻边刀块、脱料板和第二翻边刀块上；所述定位传感器与一用于成型控制的控制器电连。

进一步的，所述凸模组件包括凸模固定板以及左右相邻设置的第二凸模和第一凸模，所述第一凸模固定于所述凸模固定板上，所述第二凸模嵌套设置于第一凸模左侧下端，所述第二凸模顶面固定连接有一第二弹簧，所述第二弹簧一端与第二凸模顶面固定连接，另一端与所述凸模固定板固定连接，并且所述第二凸模顶面与第一凸模之间还设置有一推块，所述推块经一气缸组件驱动；所述第一氮气弹簧的输出端与一设置于上模板上方的第一击出板相抵触，所述第一击出板底面固定连接有向下的第一内顶杆，所述第一内顶杆穿过所述上模板与所述凸模固定板接触，所述第一氮气弹簧的输出端依次经第一击出板、第一内顶杆、凸模固定板驱动所述第一凸模；所述气缸组件包括若干个气缸和用于固定气缸的固定板连接，所述固定板与所述第一击出板固定连接，所述气缸经气缸驱动模块与所述控制器电连。

进一步的，所述上模板顶面还经若干个上垫脚与一上托板连接；所述第一氮气弹簧设置于所述第一氮气弹簧固定板上，所述第一氮气弹簧固定板固定于所述上托板上。

进一步的，所述定位传感器经AD转换器与所述控制器电连。

进一步的，所述滑块活动设置于一导向板上，所述导向板固定于下模板上。

进一步的，所述下模板底面还经若干个下垫脚与一下托板连接，所述第二氮气弹簧设置于所述第二氮气弹簧固定板上，所述第二氮气弹簧固定板固定于所述下托板上，所述第二氮气弹簧的输出端与所述第二击出板相抵触，所述第二击出板经第二内顶杆驱动脱料板，所述第二内顶杆竖向设置，一端与所述第二击出板固定连接，另一端与所述脱料板相抵触。

进一步的，所述上模板和下模板上分别设有若干个导套和若干个导柱，所述导柱与所述导套一一对应配合。

本发明还提供的一种用于高光金属薄板的复合压力成型装置的成型方法，包括以下步骤：

步骤S0：将上模和下模分别固定于压力机的上台面和下台面，通过压力机驱动上模和下模相对上下运动；

步骤S1：将金属薄板水平放置于脱料板上，通过定位传感器将金属薄板的定位信息传输至控制器；

步骤S2：通过控制器驱动气缸组件工作，气缸组件驱动推块推动第二凸模向下运动，使得第二凸模的底面与第一凸模的底面平齐，此时第一氮气弹簧和第二氮气弹簧处于初始状态；

步骤S3：上模通过压力机带动下行，插块与滑块接触，并且驱动滑块向左移动，使得第二翻边刀块与金属薄板侧边接触，在压力机的作用下第一凸模和第二凸模与金属薄板相抵触，金属薄板被压成弧形；此时第一氮气弹簧和第二氮气弹簧处于初始状态；

步骤S4：脱料板在压力机的带动下继续被凸模组件下压，金属薄板在凸模组件、脱料板、第一翻边刀块和第二翻边刀块的配合作用下成U形，此时脱料板受第一氮气弹簧的初始力F被压到底，第二氮气弹簧相应被压缩一个行程L1；

步骤S5：上模在压力机的带动下继续下移一个行程S，滑块在插块的作用下进一步向左移动，金属薄板在第二翻边刀块的作用下一边向内弯折，得到成形的金属薄板，此时凸模组件相应被压缩，第一氮气弹簧相应被压缩一个行程S；

步骤S6：上模在压力机的带动下上行至插块与滑块完全分离，滑块在第一弹簧的作用下回到初始位置；成形的金属薄板随凸模组件上行，通过控制器驱动气缸组件回位，推块在气缸组件的带动下从第一凸模和第二凸模之间退回；此时第二凸模在第二弹簧的作用下向上回复，使得成形的金属薄板从第二凸模中脱离，并且第一氮气弹簧及第二氮气弹簧相应恢复至初始状态；

步骤S7：转至步骤S1，继续下一金属薄板的成型。

进一步的，所述第一氮气弹簧的初始力F大于第二氮气弹簧的压缩力，其中S、L1均大于0。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明提供的成型装置及其成型方法，可以使高光金属薄板材成形工艺工序减少，减少工装的数量，提高开发速度，大幅减少工序间定位不稳定导致的浪费，提高生产效率及成品率。在汽、机车薄板材装饰类零件成形中可以使其在一次定位基准、一个往复行程中，同时完成两个工作步骤，有效的消除了传统的工序间基准传递不一致而导致的产品外观光畸变和尺寸不稳定缺陷。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1为本发明实施例的成型装置上模的结构示意图；

图2为本发明实施例的成型装置下模的结构示意图；

图3为本发明实施例的上模和下模配合成型示意图。

图4为本发明实施例的金属薄板成形前的示意图；

图5为本发明实施例的步骤S3后的金属薄板的示意图；

图6为本发明实施例的步骤S4后的金属薄板的示意图；

图7为本发明实施例的步骤S5后的金属薄板的示意图；

图8为本发明实施例的成形后的金属薄板从凸模组件上脱离的示意图。

图中：1- 上模；11-上模板；12-上垫板；13-凸模组件；130-凸模固定板；131-第一凸模；132-第二凸模；14-上框体；15-第一氮气弹簧；16-第一内顶杆；17-第一击出板；18-上垫脚；19-上托板；2-下模；20-下模板；21-下框体；22-脱料板；23-第二内顶杆；24-第二氮气弹簧；25-下垫脚；26-下托板；27-第一翻边刀块；28-第二翻边刀块；29-滑块；30-第二击出板；31-定位传感器；3-导向板；4-限位块；5-第一弹簧；6-第二弹簧；7-气缸组件；8-推块；9-插块；10-插块靠背。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1～3所示，本实施例的一种用于高光金属薄板的复合压力成型装置，包括分别安装在压力机上台面和下台面的上模1和下模2，所述上模1和下模2上下相对设置；所述上模1包括上下依次设置的上模板11、上垫板12和上框体14，所述上垫板12和上框体14中部贯穿开设有一竖向的缺口，所述缺口内活动设置有一凸模组件13，所述凸模组件13经第一氮气弹簧15驱动；所述下模2包括下模板20、设置于下模板20上的下框体21、活动卡设置于下框体21上用于放置金属薄板的脱料板22以及分别设置于脱料板22左右两侧的第一翻边刀块27和第二翻边刀块28，所述第二翻边刀块28固定于一滑块29上，所述滑块29活动设置于所述下模板20上，并且所述滑块29外侧连接有第一弹簧5，所述滑块29和第一弹簧5之间还设有限位块4；所述凸模组件13的底面与所述脱料板22的顶面位置上下对应，并且所述凸模组件13两侧面分别与第一翻边刀块27和第二翻边刀块28配合翻边；所述上垫板12上还对应设有用于驱动滑块29沿下模板20横向移动的插块9，所述下模板20上位于滑块29外侧还配合设有用于限位的插块靠背10；所述脱料板22经第二氮气弹簧24驱动；还包括若干个设置于金属薄板周侧的定位传感器31，所述定位传感器31分别设置于第一翻边刀块27、脱料板22和第二翻边刀块28上；所述定位传感器31与一用于成型控制的控制器电连。

从上述可知，本发明的有益效果在于：通过本发明提供的成型装置进行高光金属薄板的成型，可以减少成形的工艺，可以使其在一次定位基准、一个往复行程中，同时完成两个工作步骤（步骤S4，步骤S5），有效的消除了传统的工序间基准传递不一致而导致的产品外观光畸变和尺寸不稳定缺陷。

在本实施例中，所述凸模组件13包括凸模固定板130以及左右相邻设置的第二凸模132和第一凸模131，所述第一凸模131固定于所述凸模固定板130上，所述第二凸模132嵌套设置于第一凸模131左侧下端，所述第二凸模132顶面固定连接有一第二弹簧6，所述第二弹簧6一端与第二凸模132顶面固定连接，另一端与所述凸模固定板130固定连接，并且所述第二凸模132顶面与第一凸模131之间还设置有一推块8，所述推块8经一气缸组件7驱动；所述第一氮气弹簧15的输出端与一设置于上模板11上方的第一击出板17相抵触，所述第一击出板17底面固定连接有向下的第一内顶杆16，所述第一内顶杆16穿过所述上模板11与所述凸模固定板130接触，所述第一氮气弹簧15的输出端依次经第一击出板17、第一内顶杆16、凸模固定板130驱动所述第一凸模131；所述气缸组件7包括若干个气缸和用于固定气缸的固定板连接，所述固定板与所述第一击出板17固定连接，所述气缸经气缸驱动模块与所述控制器电连。通过设置于第二凸模132和第一凸模131之间的推块8，使得在金属薄板在成形时，第一凸模131和第二凸模132底面平齐；在金属薄板脱离时，将推块8退出，在第一弹簧5的作用下，第二凸模132恢复至初始位置，实现金属薄板的快速脱模。用于固定气缸的固定板与第一击出板17连接，实现在第一氮气弹簧15推动凸模组件13时，气缸组件7随着凸模组件13同时下移，防止气缸组件7的输出轴造成折断。通过第二凸模132和第一凸模131之间的设置，实现加工成型后第二凸模132在第二弹簧6的作用下实现快速脱模。凸模固定板130还经设置于上模板11上的限位螺栓进行限位。

在本实施例中，所述上模板11顶面还经若干个上垫脚18与一上托板19连接；所述第一氮气弹簧15设置于所述第一氮气弹簧15固定板上，所述第一氮气弹簧15固定板固定于所述上托板19上。

在本实施例中，所述定位传感器31经AD转换器与所述控制器电连。所述控制器可以为单片机或PLC控制器，通过控制器接收定位传感器31的信号，定位传感器31为光电传感器，检测金属薄板是否放置到位。

在本实施例中，所述滑块29活动设置于一导向板3上，所述导向板3固定于下模板20上。所述滑块29通过上模1上的插块9驱动，使得滑块29在第二翻边刀块28与插口靠背之间移动。

在本实施例中，所述下模板20底面还经若干个下垫脚25与一下托板26连接，所述第二氮气弹簧24设置于所述第二氮气弹簧24固定板上，所述第二氮气弹簧24固定板固定于所述下托板26上，所述第二氮气弹簧24的输出端与所述第二击出板30相抵触，所述第二击出板30经第二内顶杆23驱动脱料板22，所述第二内顶杆23竖向设置，一端与所述第二击出板30固定连接，另一端与所述脱料板22相抵触。第二氮气弹簧24经第二击出板30驱动脱料板22。

在本实施例中，所述上模板11和下模板20上分别设有若干个导套和若干个导柱，所述导柱与所述导套一一对应配合。所述上模板11和下模板20上还分别设有若干个定位块，实现上模1和下模2的准确定位。

如图5-8所示，本发明还提供的一种用于高光金属薄板的复合压力成型装置的成型方法，包括以下步骤：

步骤S0：将上模1和下模2分别固定于压力机的上台面和下台面，通过压力机驱动上模1和下模2相对上下运动；

步骤S1：将金属薄板水平放置于脱料板22上，通过定位传感器31将金属薄板的定位信息传输至控制器；

步骤S2：通过控制器驱动气缸组件7工作，气缸组件7驱动推块8推动第二凸模132向下运动，使得第二凸模132的底面与第一凸模131的底面平齐；

步骤S3：上模1通过压力机带动下行，插块9与滑块29接触，并且驱动滑块29向左移动，使得第二翻边刀块28与金属薄板侧边接触，在压力机的作用下第一凸模131和第二凸模132与金属薄板相抵触，金属薄板被压成弧形，，此时第一氮气弹簧15和第二氮气弹簧24处于初始状态；

步骤S4：脱料板22在压力机的带动下继续被凸模组件13下压，金属薄板在凸模组件13、第一翻边刀块27和第二翻边刀块28的配合作用下成U形，此时脱料板22受第一氮气弹簧15的初始力F被压到底，第二氮气弹簧24相应被压缩一个行程L1；

步骤S5：上模1在压力机的带动下继续下移一个行程S，滑块29在插块9的作用下进一步向左移动，金属薄板在第二翻边刀块28的作用下一边向内弯折，得到成形的金属薄板；此时凸模组件相应被压缩，第一氮气弹簧相应被压缩一个行程S；

步骤S6：上模1在压力机的带动下上行至插块9与滑块29完全分离，滑块29在第一弹簧5的作用下回到初始位置；成形的金属薄板随凸模组件13上行，通过控制器驱动气缸组件7回位，推块8在气缸组件7的带动下从第一凸模131和第二凸模132之间退回；此时第二凸模132在第二弹簧6的作用下向上回复，使得成形的金属薄板从第二凸模132中脱离，并且第一氮气弹簧15及第二氮气弹簧24相应恢复至初始状态；

步骤S7：转至步骤S1，继续下一金属薄板的成型。

在本实施例中，所述第一氮气弹簧15的初始力F大于第二氮气弹簧24的压缩力，其中S、L1均大于0。通过第一氮气弹簧15的初始力大于第二氮气弹簧24被压缩到最终状态的力，即，保证在进行步骤S5时，被加工的金属薄板不会发生移位或变形。

综上所述，本发明提供的一种用于高光金属薄板的复合压力成型装置及其成型方法，结构简单，大幅减少工序间定位不稳定导致的浪费，提高生产效率及成品率。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。