一种可互嵌式调整型面单点集成对压模具的制作方法

本实用新型属于机械工程领域，具体涉及一种可互嵌式调整型面单点集成对压模具，用于成形曲面板材的成形模具。

背景技术：

随着社会的发展，航空航天、船舶、高速列车及水面舰艇等行业取得了长足的进步，曲面件在这些领域的应用也越来越广泛。与此同时，人们对曲面件的成形精度、生产效率、曲面形状等方面的要求也不断提高。从目前技术水平来看，采用传统的实体模具成形，生产成本高，新产品研发周期长，费用高成为主要的限制因素。而单点成形以及滚压成形等，在批量生产，薄板曲面成形方面效果出色，但对于较大的表面，个性化、小批量生产而言仍需改进。

因此，无模多点成形技术得到迅猛发展。其基本原理是由一系列规则排列的基本体点阵代替整体式实体模具，通过调整基本体单元高度形成所需要的成形面，从而实现板料的无模、精确成形，同时降低了研发过程中的成本与研发周期，具有出色的经济效益与时间效益。

通过检索，发现以多点成形思想为指导的国内外专利包括：

中国专利公开号102814379，名称为板材连续成形的数控多点无模液压胀形系统，该实用新型公开了一种板材连续成形的数控多点无模液压胀形系统。其组成包括：带有压力机下平台的压力机，压力机连接压力机滑块，压力机滑块连接带有多点柔性模具基本体的多点柔性模具和柔性压边圈，多点柔性模具连接可旋转万向头或固定球头，多点柔性模具基本体连接柔性垫层，压力机下平台连接液压胀形系统，板材在液压胀形系统与所述的柔性垫层形成的空间中由板材进给系统推动移动，成形控制系统控制液压胀形系统、压力机、多点柔性模具和柔性压边圈。本实用新型用于板材的连续数控多点无模液压胀形。

中国专利公开号103752691，公开了一种离散柔性模具，该装置中上离散模和压力机的上滑块连接，下离散模和压力机的底座结合；下离散模包括下模支架，下模支架顶部支撑板装配有液压涨紧套，液压涨紧套的供油是通过油管进行，在油管每列末端装上压力表，冲头插入液压涨紧套中间圆孔内，冲头下面安装电动推杆；上离散模包括上模支架，在上模支架中间支撑板安装液压涨紧套，液压涨紧套的供油是通过油管进行，在油管每列末端装上压力表,采用电路控制的电动推杆实现调形，调形结束后通过液压涨紧套锁紧模具冲头，冲头承载力大，既可以用于板材成形，又可以用于零件支撑。

中国专利公开号102101363，公开实用新型专利名称为：一种板材多点成形装置，该实用新型涉及一种板材多点成形装置，其包括一模架、安装在模架上平板的若干上压头加压单元和安装在模架下平板的若干下压头支撑单元，所述上压头加压单元由上压头、弹簧、行程调节组件组成，上压头安装在模架上平板的定位孔中，并可沿孔的轴线上下运动，弹簧安装在上压头和模架上平板之间；所述下压头支撑单元由下压头、柱塞和液压缸组成，液压缸固定在模架的下平板上，柱塞与下压头连接。

技术实现要素：

本实用新型提供一种可互嵌式调整型面单点集成对压模具，目的在于利用对压模具在合模后通过电机错位排列实现上、下模具的独立杆端头相互嵌入后进行转动而使独立杆上下移动，从而形成所需的模具型面。使用本模具可以解决电机在一个平面内无法排布的问题，同时上下模具采用了一半的电机，节约了产品成本，降低控制系统难度。

本实用新型采取的技术方案是，包括上模具和下模具，所述上模具或下模具分别包括模具箱体，带探头独立杆，带凹槽独立杆，驱动电机，轴承，联轴器，其中带探头独立杆、带凹槽独立杆分别与模具箱体内部通过轴承连接，所述的上模具中带探头独立杆对应的下模具中相同位置处为带凹槽独立杆，所述的上模具中带凹槽独立杆对应的下模具中相同位置处为带探头独立杆，带探头独立杆的探头能深入到带凹槽独立杆的凹槽中；一组带探头独立杆和带凹槽独立杆组合中包括一个驱动电机，该驱动电机与上模具或下模具的模具箱体固定连接，该驱动电机通过联轴器与一组中的带探头独立杆或带凹槽独立杆连接。

所述模具箱体包括侧板、带螺纹通孔的顶板、带有光孔的中间板、带有光孔的底板以及带有光孔的电机固定板，所述顶板、中间板、底板以及电机固定板与侧板连接。

所述带探头独立杆包括杆体一、杆头一和驱动体一，其中杆体一外表面带有螺纹，杆体一下部为可传递扭矩的方体一，杆体一通过方体一与驱动体一滑动配合，杆头一头部带有可伸缩探头；探头下端放置有弹簧，所述的杆体一通过圆柱螺纹与顶板的内螺纹连接形成螺旋上升或下降运动副，驱动体一穿过中间板的通孔通过带探头独立杆驱动体端部一支撑在底板上的通孔中，电机固定在电机固定板上，电机主轴穿过通孔通过联轴器与驱动体一连接。

所述的带凹槽独立杆包括杆体二、杆头二和驱动体二，其中杆体二外表面为圆柱螺纹，杆体二下部为可传递扭矩的方体二，杆体二通过方体二与驱动体二滑动配合，杆头二头部带有凹槽，所述的杆体二通过圆柱螺纹与顶板的内螺纹连接形成螺旋上升或下降运动副，驱动体二穿过中间板的通孔通过带凹槽独立杆驱动体端部二支撑在底板上的通孔中，电机固定在电机固定版上，电机主轴穿过通孔通过联轴器与驱动体二连接。

所述的带凹槽独立杆的杆头的凹槽深度与带探头独立杆的探头伸出长度一致，凹槽断面尺寸与探头断面尺寸间隙配合。

所述的带探头独立杆和带凹槽独立杆以一定间距、按照一定的间隔方式在上模具、下模具中成方形矩阵和圆形矩阵布置。

本实用新型同上述所检索专利相对比：同样采用了多点柔性模具的指导思想，将传统的实体模具离散化，通过调整各独立杆的高度从而获得成形所需要的不同形状的型面，延续了多点柔性模具一次制造可供多个产品使用的特点，降低了生产过程中的时间成本和经济成本。与此同时，本实用新型最大的优势在于，将模具的独立杆体结构进行改进，采用带有探头和凹槽的两种独立杆相配合的调形方式，即对压合模嵌入式调形法，通过独立杆之间的嵌入式配合，可以达到利用一个驱动电机同时调整上、下模具中两种独立杆高度的目的，另外，得益于凸、凹独立杆的嵌入式配合调形法，驱动电机位置排布得到了进一步优化，改变了“一杆一电机”的固有模式，在对压模具的单侧，电机可以按照一定的间隔方式排布，也就是说，两侧模具驱动电机的安装位置互补即可，这样可以解决现有对压模具中，单侧电机排布紧凑，甚至安装空间不足、增加整体系统复杂程度的问题。最重要的是，较原有对压设备而言，通过对独立杆的优化改进使得设备中驱动电机的数目能够减少一半，即，通过本实用新型仅需要一半数量的电机就可获得同样的调形效果，大大节约了设备的生产成本，缩短了设备的生产周期，减低了整体系统的控制难度。将本实用新型的上、下模具连接在本行业熟知公认的液压机上，是驱动方式和成形方式的进一步变革和创新。

本实用新型的优势在于借鉴了单点集成模具的冲头不易倒伏，冲头不受围板束缚等优点的同时，又利用对压合模嵌入式调形思想，实现了一个电机同时调整上、下模具中相互对接的两个独立杆完成调形；同时优化了电机排布方式，采用间隔式排布解决了电机安装空间紧凑甚至空间不足的问题；最重要的是通过本实用新型可以减少设备中一半的电机数量，对于节约成本，减少加工过程中的准备时间具有非常重要的意义。

附图说明

图1a是本实用新型的结构示意图；

图1b是图1a的a部放大图；

图1c是本实用新型上模具的结构示意图；

图1d是图1c的b部放大图；

图1e是图1c的c部放大图；

图1f是本实用新型下模具的结构示意图；

图1g是图1f的d部放大图；

图1h是图1f的e部放大图；

图2a是本实用新型带探头独立杆的结构示意图；

图2b是本实用新型带探头独立杆的主视图；

图2c是图2b的F-F剖视图；

图3a是本实用新型带凹槽独立杆的结构示意图；

图3b是本实用新型带凹槽独立杆的主视图；

图4是本实用新型上模具或下模具中顶板的结构示意图；

图5是本实用新型上模具或下模具中的中间板的结构示意图；

图6是本实用新型上模具或下模具中底板的结构示意图；

图7是本实用新型上模具或下模具中电机固定板的结构示意图；

图8是本实用新型带有探头独立杆的探头接触被成形板材后收缩过程示意图；

图9a是本实用新型上模具中电机一种间隔排列方式的示意图；

图9b是本实用新型下模具中电机一种间隔排列方式的示意图；

图10是本实用新型上模具和下模具的调形过程示意图；

图11是本实用新型调形完成后板材成形的过程示意图。

具体实施方式

参阅图1a～图1h所示，包括上模具1和下模具2，所述上模具1或下模具2分别包括模具箱体3，带探头独立杆4，带凹槽独立杆5，驱动电机6，轴承7，联轴器8，其中带探头独立杆4、带凹槽独立杆5分别与模具箱体3内部通过轴承7连接，所述的上模具1中带探头独立杆4对应的下模具2中相同位置处为带凹槽独立杆5，所述的上模具1中带凹槽独立杆5对应的下模具2中相同位置处为带探头独立杆4，带探头独立杆的探头能深入到带凹槽独立杆的凹槽中；一组带探头独立杆4和带凹槽独立杆5组合中包括一个驱动电机6，该驱动电机6与上模具或下模具的模具箱体3固定连接，该驱动电机6通过联轴器8与一组中的带探头独立杆4或带凹槽独立杆5连接。

参阅图4～图7，所述模具箱体3包括侧板301、带螺纹通孔3021的顶板302、带有光孔3031的中间板303、带有光孔3041的底板304以及带有光孔3051的电机固定板305，所述顶板302、中间板303、底板304以及电机固定板305与侧板301连接。

见图2a～图2c，所述带探头独立杆4包括杆体一401、杆头一402和驱动体一403，其中杆体一401外表面带有螺纹4012，杆体一401下部为可传递扭矩的方体一4011，杆体一401通过方体一4011与驱动体一403滑动配合，杆头一402头部带有可伸缩探头4021；探头4021下端放置有弹簧4022，使得探头4021可以伸缩；所述的杆体一401通过圆柱螺纹4012与顶板302的内螺纹3021连接形成螺旋上升或下降运动副，驱动体一403穿过中间板303的通孔3031通过带探头独立杆驱动体端部一4031支撑在底板304上的通孔3041中，电机6固定在电机固定版305上，电机6主轴穿过通孔3051通过联轴器8与驱动体一403连接。

见图3a～图3b，所述的带凹槽独立杆5包括杆体二501、杆头二502和驱动体二503，其中杆体二501外表面为圆柱螺纹5012，杆体二501下部为可传递扭矩的方体二5011，杆体二501通过方体二5011与驱动体二503滑动配合，杆头二502头部带有凹槽5021，所述的杆体二501通过圆柱螺纹5012与顶板302的内螺纹3021连接形成螺旋上升或下降运动副，驱动体二503穿过中间板303的通孔3031通过带凹槽独立杆驱动体端部二5031支撑在底板304上的通孔3041中，电机6固定在电机固定版305上，电机6主轴穿过通孔3051通过联轴器8与驱动体二503连接。

所述的带凹槽独立杆的杆头的凹槽深度与带探头独立杆的探头伸出长度一致，凹槽断面尺寸与探头断面尺寸间隙配合。

所述的带探头独立杆4和带凹槽独立杆5以一定间距、按照一定的间隔方式在上模具、下模具中成方形矩阵和圆形矩阵布置。

所述的上模具独立杆有驱动电机驱动，在下模具中对应位置的独立杆无需驱动电机驱动，且驱动电机可以在上、下模具中调换位置。

参阅图8所示，本实用新型所述的带探头独立杆4带有的可伸缩探头4021在成形前伸出，在成形过程中，在板材9的作用下，可伸缩探头4021收缩，既确保了型面的调形过程顺利进行，又保证了板材9成形过程不受探头伸出的影响。

参阅图9所示，是本实用新型中上、下模具的驱动电机6的一种间隔排布方式的结构示意图。图中上模具1的驱动电机6按照每两个电机6之间间隔一个空位的方式排列装配，同时，对应的下模具2中，电机6装配在间隔位置的独立杆的驱动杆端上，解决了单侧电机放置空间不足的问题。

参阅图10所示，为本实用新型型面调形过程示意图。本实用新型所述的驱动电机6通过联轴器8将动力传送到驱动体一403上，驱动体一403带动方体一4011和方体二5011转动，进而在圆柱螺纹4012与顶板302的内螺纹3021形成的螺纹副的作用下，杆体一401完成螺旋进给运动，使得带探头独立杆4的探头4021深入到带凹槽独立杆5的杆头二502的凹槽5021中，此时驱动电机6转动，使得上下模具中的每一组对接独立杆的结合面产生上、下移动形成所需要的模具型面。

参阅图11所示，是本实用新型调形结束后板材成形的流程示意图，按照图10所示的调形过程，将每一个独立杆调整到目标曲面所要求的高度，从而构成零件成形需要的模面，完成调形过程。在模具调形结束后，将上、下模具分离，把待成形板材9置于模具相应位置，然后将上、下模具合模、对压，完成板材的成形过程。在板材成形过程中，带探头独立杆4的探头4021受力收缩到杆头402的内部空间中，避免了探头4021在板材成形过程中的不良影响，保证板材贴膜及具有良好的表面质量；完成对压后，分离上、下模具，将成形板材取下即可。

显然，以上所有的描述及附图都应被理解为是示例性的，并非是对本实用新型的限制。譬如，本实用新型中单侧模具的电机6排列方式还可以是间隔两个空位；带探头独立杆4与带凹槽独立杆5可以是交叉排列，也可以非交叉排列；电机6可以只与带探头独立杆4连接，也可以只与带凹槽独立杆5连接，也可以与两种独立杆都连接，所述的上模具中的带探头独立杆可以更换为带凹槽独立杆，其对应的下模具中相同位置的带凹槽独立杆必须更换为带探头独立杆，等等。很明显，这些不同的装配方案均应包含在本实用新型的范围内。