波形膜盘整体成形冲压模具的制作方法

本发明属于冲压成形技术领域，具体的为一种波形膜盘整体成形冲压模具。

背景技术：

膜盘联轴器是由几组膜盘用螺栓交错地与两半联轴器连接，一种以极薄的金属圆盘来传递扭矩的机械装置。膜盘联轴器是一种高性能的金属弹性元件挠性联轴器，不用润滑，结构较紧凑，强度高，使用寿命长无旋转间隙，不受温度和油污影响，具有耐酸、耐碱、防腐蚀的特点，适用于高温、高速、有腐蚀介质工况环境的轴系传动。

波形膜盘是弹性联轴器的关键元件，膜盘联轴器靠膜盘的弹性变形来补偿所联两轴的相对位移，因此会在其内部产生较大的应力，膜盘在运转过程中承受拉伸，挤压，剪切等复合力，处于复杂的受力状态，并由此来传递转矩和运动，同时吸收振动和补偿偏差。

公开号为cn107584024a的中国专利申请公开了一种波形膜盘冲压成形模具，由若干个模具组件拼装而成，一个模具组件包括正弦波曲面上表面的上半模和正弦波曲面下表面的下半模，上半模与下半模闭合拼接而成，上半模包括上模弹簧、上模座、上卸料板和上模镶块，上模座与上卸料板上下布置，上模座与上卸料板之间通过上模弹簧连接，上模弹簧两端通过螺钉分别与上模座和上卸料板固定连接，上模座与上卸料板之间垂直设有小卸料弹簧，小卸料弹簧两端分别插进上模座和上卸料板内，小卸料弹簧个数至少为两个，小卸料弹簧环绕在上卸料弹簧外部，且小卸料弹簧均匀分布在上模座和上卸料板之间形成的圆周面上，上模座底部通过螺钉与上模镶块连接，上模镶块底端穿过上卸料板，上模镶块底面加工成正弦波曲面的型面，上模镶块在上卸料板的沟槽中滑动；下半模包括下模弹簧、下模座、下卸料板和下模镶块，下模座与下卸料板下上布置，下模座与下卸料板之间通过下模弹簧连接，下模弹簧两端通过螺钉分别与下模座和下卸料板固定连接，下模座与下卸料板之间垂直设有小卸料弹簧，小卸料弹簧两端分别插进下模座和下卸料板内，小卸料弹簧个数至少为两个，小卸料弹簧环绕在下卸料弹簧外部，且小卸料弹簧均匀分布在下模座和下卸料板之间形成的圆周面上，下模座顶部通过螺钉与下模镶块连接，下模镶块顶端穿过下卸料板，下模镶块顶面加工成正弦波曲面的型面，下模镶块在下卸料板的沟槽中滑动。

该波形膜盘冲压成形模具仅能够满足正弦波形曲面的冲压成形，而无法一次性整体成形波形膜盘，不仅增加了波形膜盘的加工工序，降低了加工效率，而且多道加工工序的波形膜盘的精度难以控制，最终导致波形膜盘的整体成形精度达不到设计要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种波形膜盘整体成形冲压模具，能够一次性整体成形波形膜盘，并保证波形膜盘的整体成形精度，提高加工效率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种波形膜盘整体成形冲压模具，包括上模和下模；

所述上模包括从上至下依次设置的上模座、上模支撑板和上模压边板，所述上模压边板的底面上设有分别用于压在坯料的波形曲面成形区的内外两侧的上外压边环和上内压边环；

所述下模包括从下至上依次设置的下模座和下模压边板，所述下模压边板的顶面上设有与所述上外压边环对应的下外压边环和与所述上内压边环对应的下内压边环；

所述上模和下模之间设有用于在坯料上成形波形曲面的波形曲面成形机构；所述波形曲面成形机构包括设置在所述上模压边板内的上模成形块和设置在所述下模压边板内的下模成形块，所述上模成形块与所述上模支撑板同步移动，所述下模成形块与所述下模座同步移动；

所述上模和下模之间设有用于在坯料上冲压外圆周定位孔的定位孔冲孔机构；所述定位孔冲孔机构包括设置在所述上模压边板内的上模定位孔冲头和设置在所述下模压边板内用于让位所述上模定位孔冲头的下模让位孔；所述上模支撑板内设有用于驱动所述上模定位孔冲头向下移动的定位孔冲孔驱动块，所述定位孔冲孔驱动块与所述上模座同步移动；

所述上模和下模之间设有用于在坯料上冲压中心孔的中心孔冲压机构；所述中心孔冲压机构包括设置在所述上模压边板内的上模中心孔冲头和设置在所述下模压边板内用于让位所述上模中心孔冲头的下模让位槽，所述上模座上设有用于驱动所述上模中心孔冲头向下移动的中心孔冲孔驱动块；

所述上模座(11)与上模支撑板(12)之间设有第一弹簧(17)，所述下模座(21)与下模压边板(23)之间设有第二弹簧(27)，所述第一弹簧(17)为氮气弹簧，其启动弹力大于所述第二弹簧(27)最大压缩行程时的弹力。

进一步，所述上模压边板的底面上设有用于安装所述上模成形块的上模环形槽，所述上模环形槽的槽底环形均布设有若干上模通孔，所述上模成形块上设有穿过所述上模通孔的上模连接块，所述上模连接块与所述上模支撑板固定连接。

进一步，所述下模压边板的底面上设有用于安装所述下模成形块的下模环形槽，所述下模环形槽的槽底环形均布设有若干下模通孔，所述下模成形块上设有穿过所述下模通孔的下模连接块，所述下模连接块与所述下模座固定连接。

进一步，所述下模座和下模压边板之间设有下模中间板，所述下模中间板与所述下模座固定连接。

进一步，所述第二弹簧环形均布设置在所述下模中间板外侧，所述第一弹簧环形均布设置在所述上模座与上模支撑板之间。

进一步，所述下模压边板上与所述上模中心孔冲头对应设有下模中心通孔，所述下模中心通孔内设有下模中心垫块，所述下模中间板内设有用于支撑所述下模中心垫块的中间垫块，所述下模中心通孔与所述下模中心垫块之间形成所述下模让位槽。

进一步，在自由状态下，所述定位孔冲孔驱动块与所述上模定位孔冲头之间的间距小于所述中心孔冲孔驱动块与所述上模中心孔冲头之间的间距。

进一步，所述上模中心孔冲头上设有用于在中心孔内冲压键槽的键槽冲头。

进一步，所述上模中心孔冲头位于所述上内压边环以内，所述上模定位孔冲头成环形均布并位于所述上外压边环所在的区域内。

本发明的波形膜盘整体成形冲压模具的使用过程如下：压力机驱动上模向下移动，上外压边环与下外压边环以及上内压边环与下内压边环分别压在坯料的上下两侧，将坯料压紧固定；压力机驱动上模继续向下移动，由于第一弹簧为氮气弹簧，其启动弹力大于第二弹簧在其压缩最大行程时的弹力，第一弹簧的压缩量远小于第二弹簧的压缩量，此时可将可将上模座和上模支撑板看做刚性的整体，利用弹性力提供压紧坯料的压紧力，直至上模成形块和下模成形块共同作用，在坯料上成形波形曲面，此时的第二弹簧达到最大变形量，不再继续压缩变形；

压力机继续驱动上模向下移动，由于上模成形块与下模成形块之间不再具有移动间隙，使上模支撑板停止向下移动，第一弹簧压缩，露出定位孔冲孔驱动块，当定位孔冲孔驱动块与上模定位孔冲头接触后推动上模定位孔冲头向下运动，上模定位孔冲头从上模压边板中伸出，并在坯料上冲出外圆周定位孔；当中心孔冲孔驱动块与上模中心孔冲头接触后，使上模中心孔冲头伸出上模压边板，在坯料上冲出中心孔。

本发明的有益效果在于：

本发明的波形膜盘整体成形冲压模具，通过分别在上模压边板上设置上外压边环和上内压边环，以及在下模压边板上设置下外压边环和下内压边环，用于将坯料无需冲压成形的区域压住，而后利用纹曲面成形机构在坯料上冲压成形波形曲面，利用定位孔冲孔机构在坯料上冲压外圆周定位孔，利用中心孔冲压机构在坯料上冲压成形中心孔，如此，通过一次冲压即可实现波形膜盘上的所有结构的成形，能够有效提高生产效率，且能够避免多道工序之间的定位误差造成的加工误差，保证波形膜盘的整体成形精度。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明波形膜盘整体成形冲压模具实施例的结构示意图。

图2为波形膜盘的结构示意图。

附图标记说明：

1-坯料；2-波形曲面；3-外圆周定位孔；4-中心孔；5-键槽；

10-上模；11-上模座；12-上模支撑板；13-上模压边板；13a-上外压边环；13b-上内压边环；14-上模成形块；14a-上模环形槽；14b-上模连接块；15-定位孔冲头；15a-定位孔冲孔驱动块；16-上模中心孔冲头；16a-中心孔冲孔驱动块；17-第一弹簧；

20-下模；21-下模座；22-下模中间板；23-下模压边板；23a-下外压边环；23b-下内压边环；24-下模成形块；24a-下模环形槽；24b-下模连接块；25-下模让位孔；26-下模让位槽；26a-下模中心垫块；26b-中间垫块；27-第二弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明波形膜盘整体成形冲压模具实施例的结构示意图。本实施例的波形膜盘整体成形冲压模具，包括上模10和下模20。

本实施例的上模10包括从上至下依次设置的上模座11、上模支撑板12和上模压边板13，上模压边板13的底面上设有分别用于压在坯料1的波形曲面成形区的内外两侧的上外压边环13a和上内压边环13b。本实施例的下模20包括从下至上依次设置的下模座21和下模压边板23，下模压边板23的顶面上设有与上外压边环13a对应的下外压边环23a和与上内压边环13b对应的下内压边环23b。

具体的，本实施例的上模10和下模20之间设有用于在坯料1上成形波形曲面2的波形曲面成形机构；波形曲面成形机构包括设置在上模压边板13内的上模成形块14和设置在下模压边板23内的下模成形块24，上模成形块14与上模支撑板12同步移动，下模成形块24与下模座21同步移动。

具体的，上模压边板13的底面上设有用于安装上模成形块14的上模环形槽14a，上模环形槽14a的槽底环形均布设有若干上模通孔，上模成形块14上设有穿过上模通孔的上模连接块14b，上模连接块14b与上模支撑板12固定连接。本实施例的上模成形块14的底面呈环形并位于上外压边环13a和上内压边环13b之间，且上模成形块14的底面设为波形曲面的上表面匹配的上冲压成形面。

本实施例的下模压边板23的底面上设有用于安装下模成形块24的下模环形槽24a，下模环形槽24a的槽底环形均布设有若干下模通孔，下模成形块24上设有穿过下模通孔的下模连接块24b，下模连接块24b与下模座21固定连接。本实施例的下模成形块24位于下外压边环23a与下内压边环23b之间，且下模连接块24b的顶面设为波形曲面的下表面匹配的下冲压成形面。

本实施例的上模10和下模20之间设有用于在坯料1上冲压外圆周定位孔3的定位孔冲孔机构；定位孔冲孔机构包括设置在上模压边板13内的上模定位孔冲头15和设置在下模压边板23内用于让位上模定位孔冲头15的下模让位孔25；上模支撑板12内设有用于驱动上模定位孔冲头15向下移动的定位孔冲孔驱动块15a，定位孔冲孔驱动块15a与上模座11同步移动。具体的，坯料上设有两种孔径大小不同的外圆周定位孔3，因此，本实施例的上模定位孔冲头15设有两种，两种上模定位孔冲头的外径不同，且上模定位孔冲头15设的排布方式根据坯料1上的外圆周定位孔3的分布方式而定，也即上模定位孔冲头15与外圆周定位孔3一一对应设置，具体的，本实施例的上模定位孔冲头15成环形均布并位于上外压边环13a所在的区域内。

本实施例的上模10和下模20之间设有用于在坯料1上冲压中心孔4的中心孔冲压机构；中心孔冲压机构包括设置在上模压边板13内的上模中心孔冲头16和设置在下模压边板23内用于让位上模中心孔冲头16的下模让位槽26，上模座11上设有用于驱动上模中心孔冲头16向下移动的中心孔冲孔驱动块16a。本实施例的上模中心孔冲头16位于上内压边环13b以内，上模中心孔冲头16的形状根据中心孔4的设计形状结构而定，本实施例的中心孔4的外周壁上设有键槽5，上模中心孔冲头16上设有用于在中心孔4内冲压键槽5的键槽冲头，键槽冲头的形状均键槽5匹配，且键槽冲头的数量与位置均与键槽5一一对应设置，不再累述。

本实施例的下模座21和下模压边板23之间设有下模中间板22，下模中间板22与下模座21固定连接。本实施例的下模压边板23上与上模中心孔冲头16对应设有下模中心通孔，下模中心通孔内设有下模中心垫块26a，下模中间板22内设有用于支撑下模中心垫块26a的中间垫块26b，中间垫块26b的顶部外径大于下模中心通孔的外径，下模中心通孔与下模中心垫块26a之间形成下模让位槽26。

本实施例的上模座11与上模支撑板12之间设有第一弹簧17，下模座21与下模压边板23之间设有第二弹簧27，第一弹簧17为氮气弹簧，其启动弹力大于第二弹簧27在其最大压缩过程时的弹力，即在第二弹簧27被压缩到最短之前，可将上模座11和上模支撑板12看做刚性的整体，可使冲压成形过程按照设计顺序有序进行。本实施例的第二弹簧27环形均布设置在下模中间板22外侧，第一弹簧17环形均布设置在上模座11与上模支撑板12之间。

进一步，在自由状态下，定位孔冲孔驱动块15a与上模定位孔冲头15之间的间距小于中心孔冲孔驱动块16a与上模中心孔冲头16之间的间距，即能够控制定位孔冲孔机构先冲压成形外圆周定位孔3，再冲压成形中心孔4，使冲压成形过程按照设定过程有序进行。

本实施例的波形膜盘整体成形冲压模具的使用过程如下：

压力机驱动上模向下移动，上外压边环与下外压边环以及上内压边环与下内压边环分别压在坯料的上下两侧，将坯料压紧固定；压力机驱动上模继续向下移动，由于第一弹簧的启动弹力大于第二弹簧最大压缩行程时所提供弹力，第一弹簧的压缩量远小于第二弹簧的压缩量，此时可将上模座11和上模支撑板12看做刚性的整体，利用弹性力提供压紧坯料的压紧力，直至上模成形块和下模成形块共同作用，在坯料上成形波形曲面，此时的第二弹簧达到最大变形量，不再继续压缩变形；

压力机继续驱动上模向下移动，由于上模成形块与下模成形块之间不再具有移动间隙，使上模支撑板停止向下移动，第一弹簧继续压缩，露出定位孔冲孔驱动块，当定位孔冲孔驱动块与上模定位孔冲头接触后推动上模定位孔冲头向下运动，上模定位孔冲头从上模压边板中伸出，并在坯料上冲出外圆周定位孔；

压力机继续驱动上模向下移动，当中心孔冲孔驱动块与上模中心孔冲头接触后，使上模中心孔冲头伸出上模压边板，在坯料上冲出中心孔。

本发明的有益效果在于：

本实施例的波形膜盘整体成形冲压模具，通过分别在上模压边板上设置上外压边环和上内压边环，以及在下模压边板上设置下外压边环和下内压边环，用于将坯料无需冲压成形的区域压住，而后利用纹曲面成形机构在坯料上冲压成形波形曲面，利用定位孔冲孔机构在坯料上冲压外圆周定位孔，利用中心孔冲压机构在坯料上冲压成形中心孔，如此，通过一次冲压即可实现波形膜盘上的所有结构的成形，能够有效提高生产效率，且能够避免多道工序之间的定位误差造成的加工误差，保证波形膜盘的整体成形精度。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。