一种单点集成模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种单点集成模具，属于机械工程领域。由多个单点式支撑机构，上支撑板，下支撑板，立板以及驱动电机组成，所述单点式支撑机构由螺旋上下移动式顶杆和固定式旋转驱动柄组成，单点式支撑机构以一定的间距成方形矩阵和圆形矩阵排列构成模具；所述的上支撑板上加工有带内螺纹的孔，下支撑板带有光孔。该模具通过电机旋转驱动柄，促使顶杆在上支撑板上螺旋上升，从而构成不同的型面。优点是通过本实用新型，可以连续高效加工各种不同形状的曲面件，同时可以实现在大型板材的曲面加工，避免实体模具加工，为满足不同形状曲面件加工节约成本。
【专利说明】
一种单点集成模具
技术领域
[0001]本实用新型属于机械工程领域，具体涉及一种单点集成模具，用于成形曲面板材的成形模具。
【背景技术】
[0002]曲面件在航空航天、高速列车以及水面舰艇等领域将发挥非常重要的作用，目前，在板材曲面件加工方面主要采用了实体模具成形，单点成形以及滚压成形等，就目前的现有技术而言，对批量生产，薄板曲面成形等加工采用以上方法尚可，但如果对于较大的表面，个性化、小批量而言，采用以上方法不但效率低下，而且成本高，生产周期长。
[0003]检索国内外专利发现采用多点成形思想的包括:
[0004]中国专利公开号105127296，名称为一种用于板件三维曲面成形的上模装置，本实用新型公开了一种用于板件三维曲面成形的上模装置，由若干个规则排列的上模基本体组成，所述的上模基本体包括压头、压盖、套筒、基座板和活塞缸;所述的活塞缸固定在基座板上，所述的活塞缸顶部开有活塞腔油口和活塞杆腔油口 ；所述的压头具有摆动功能，可绕其自身球形部分自由摆动。本实用新型采用活塞缸驱动的可摆动压头的多点成形上模由若干个规则排列的使用活塞缸驱动的可摆动压头的多点基本体组成。所有基本体均固定在内部开有油孔的基座板上，基本体工作时各活塞缸的工作油压相等，从而保证各基本体作用在板件各部分的力相等，从而降低板件成形过程中出现压痕和起皱缺陷的风险。本实用新型的基本体可摆动压头的设计能提高板件成形的成形精度。
[0005]中国专利公开号104646475，名称为招合金飞机整体壁板多点成形方法，该成形方法本实用新型公开了飞机铝合金整体壁板多点成形方法，该方法将带筋的铝合金整体壁板放置于可快速重构模面的上下多点模具之间，筋条之间填充填料，壁板与多点模具之间放置弹性垫，用模具对压方式按照可控制的变形路径逐步成形出带有筋条的铝合金整体壁板零件。该方法运用了可重构多点模具型面快速可调的特点，用一套设备即可加工具有不同几何形状双曲率壁板零件。相比于传统的滚弯成形、压弯成形方法，壁板受力均匀，能够保证成形质量，相比于喷丸成形、时效成形变形量大、成形效率高。该实用新型不仅能够用于不同筋条结构的双曲率飞机整体壁板成形，解决大尺寸、高筋条整体壁板成形的难题，而且能够推广应用于航天器、火箭等其它大型带筋曲面零件的制造中。
[0006]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，该专利本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。本实用新型成形曲面可以任意构成且调整方式简便，在成形过程中也不再需要对任何元件进行实时调整，始终有稳定、均匀的法向压力作用在板料上，形成有效的法向约束，能有效抑制板料起皱。其结构合理，操作使用简单，工作可靠，是一种理想的板材多点成形装置。
[0007]2014年中国专利公开号:102248053，专利名为:具有防皱功能的板材多点成形装置，本实用新型公开了一种具有防皱功能的板材多点成形装置，涉及一种用于板材曲面成形的塑性加工设备，属于机械工程领域。该装置主要由调形单元(I)，夹料单元(2)，单元固定板(4)及加载机构组成，其特征在于调形单元(I)和夹料单元(2)交错排列，多个高度可调的调形单元(I)可通过调形机构改变其包络面形状，取代传统实体模具，多个被动移位的夹料单元(2)通过背压作用夹持板料，取代压边机构。该装置能够抑制板材成形时的皱纹与回弹，且可用于成形不同尺寸的复杂轮廓曲面件，省去成形后的切边工序，提高板料的利用率。
[0008]2014年中国专利公开号103878228，公开了实用新型专利名称为:板材柔性多点成形装置，该实用新型涉及一种板材柔性多点成形装置，包括:液压容器，液压容器具有开口；柔性膜片，安装在开口处，柔性膜片将液压容器的内部密封形成液压腔;压力调节单元，与液压腔连通;多个加压单元，相对柔性膜片活动地设置;多个加压单元向柔性膜片的方向运动，从而将设置在柔性膜片与加压单元之间的待成型板材随着柔性膜片向液压腔内的变形同步变形，直到待成型板材形成预定的形状。由于本实用新型的柔性膜片可以提供相匹配的实时可调且均匀的法向作用力，对待成型板材形成有效的法向约束，基本消除了曲面冲压件成形过程中的悬空区，能有效抑制板料起皱。成形后的工件表面质量好、厚度均匀、无压痕等缺陷。
[0009]2002年中国专利公开号1338367公开了一种板材无模多点成形装置，该装置主要是由基本体群，调整机构，加载部分组成，基本体群是由多个相互独立的冲头组成，冲头可以沿其轴向移动，并通过调整机构进行调整。调整机构一种是由调压电磁铁和柔性夹头组成，用于调整冲头位移；另一种是由液压缸和换向阀组成，它不仅调整冲头的位移，还能调整冲头的速度。采用这两种调整机构的装置分别构成多点模具成形装置和多点压机成形装置。
【发明内容】
[0010]本实用新型提供一种单点集成模具，其目的在于为曲面件加工提供一种模具，采用了本模具不仅有利于提高成形效率和成形精度，还可以降低加工成本。
[0011 ]本实用新型采取的技术方案是，由多个单点式支撑机构，上支撑板，下支撑板，立板以及驱动电机组成；
[0012]所述单点式支撑机构由螺旋上下移动式顶杆和固定式旋转驱动柄组成，单点式支撑机构以一定的间距成方形矩阵和圆形矩阵排列构成模具，所述的上支撑板上加工有带内螺纹的孔，下支撑板带有光孔。
[0013]本实用新型所述的螺旋上下移动式顶杆上部分为带有螺纹的圆柱，下半部分是至少一个面为平面的几何体。
[0014]本实用新型所述的螺旋上下移动式顶杆的上部分带有螺纹的圆柱与上支撑板带内螺纹的孔形成螺旋上升或下降运动副。本实用新型所述的固定式旋转驱动柄与下支撑板之间形成转动副。
[0015]本实用新型所述的驱动固定式旋转驱动柄的驱动电机安装在下支撑板上。
[0016]本实用新型所述的上支撑板和下支撑板通过立板相连接。
[0017]本实用新型单点集成模具承受压力的大小由上支撑板和可螺旋上下移动式顶杆决定。
[0018]本实用新型与以上所检索的专利相比:虽然技术上都是利用了多点思想构成模具，并通过调整多点满足不同曲面件对型面的需求，但是与本专利的装置主要区别是，以上所有的专利都是采用了方形冲头，且方形冲头的心部带有螺纹孔，通过螺纹孔与螺杆相连接，通过转动下面的螺纹使放形体上下移动，而本专利的最大不同和特点是采用了带有外螺纹的圆柱体，圆柱体不仅可以独立上下移动，同时可以独立加工工件。也就是说，一个冲头或一排冲头就可以加工工件。其次，以上专利与本专利不同还在于本申请专利采用了一个上支撑板，这样可以增强每个圆柱体强度，同时圆柱体互不依存，当加工工件时不存在倒伏现象；而以上所述专利的多点冲头互相依存，采用密集排列，当调整好型面后，上模和下模加载，使得冲头倒伏，从而改变了型面的形状使被加工工件的曲面精度降低，这主要是以上专利的根本性缺陷引起，其缺陷在于所有的冲头采用了方形，其必须相互依偎着上下移动，如果让其移动，其之间必须保持一定的间隙，同时所有的冲头都要依靠最外围的围板束缚才能保持多点模具在受力状态不会产生较大倒伏。
[0019]本实用新型将单点可伸缩结构用于集成模具，用于加工由薄板至厚板，同时针对不同形状的曲面件进行加工。具有一次制造，不同结构多次使用的特点，同时针对大长件而言，采用多步成形就能够完成。
[0020]本实用新型的优点是结构新颖，采用了带有外螺纹的圆柱体，圆柱体不仅可以独立上下移动，同时可以独立加工工件。其次，本实用新型采用了一个上支撑板，这样可以增强每个圆柱体强度，同时圆柱体互不依存，当加工工件时不存在倒伏现象；通过本实用新型，可以连续高效加工各种不同形状的曲面件，同时可以实现在大型板材的曲面加工，避免实体模具加工，为满足不同形状曲面件加工节约成本。
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的结构不意图；
[0022]图2a是本实用新型单点式支撑机构的结构示意图；
[0023]图2b是图2a的A-A剖视图；
[0024]图3是本实用新型上支撑板的结构示意图；
[0025]图4是本实用新型下支撑板的结构示意图；
[0026]图中:单点式支撑机构I，上支撑板2，下支撑板3，立板4，驱动电机5，螺旋上下移动式顶杆6，固定式旋转驱动柄7，内螺纹的孔8，光孔9。
【具体实施方式】
[0027]参阅图1所示，由多个单点式支撑机构I，上支撑板2，下支撑板3，立板4以及驱动电机5组成；
[0028]所述单点式支撑机构I由螺旋上下移动式顶杆6和固定式旋转驱动柄7组成，单点式支撑机构I以一定的间距成方形矩阵和圆形矩阵排列构成模具;所述的上支撑板上加工有带内螺纹的孔8，下支撑板带有光孔9;
[0029]所述的可螺旋上下移动式顶杆6上部分为带有螺纹的圆柱，下半部分是至少一个面为平面的几何体；
[0030]所述的螺旋上下移动式顶杆6的上部分带有螺纹的圆柱与上支撑板带内螺纹的孔8形成螺旋上升或下降运动副；
[0031 ]所述的固定式旋转驱动柄7与下支撑板3之间形成转动副；
[0032]所述的驱动固定式旋转驱动柄7的驱动电机5安装在下支撑板3上；
[0033]所述的上支撑板2和下支撑板3通过立板4相连接；
[0034]单点集成模具承受压力的大小由上支撑板2和螺旋上下移动式顶杆6决定。
[0035]图2a给出单点式支撑机构图，通过旋转固定式旋转驱动柄7，且促使螺旋上下移动式顶杆6在上支撑板2上螺旋上升和下降，同时图2b给出了旋转固定式旋转驱动柄7与螺旋上下移动式顶杆6采用方形传动。
[0036]图3是上支撑板示意图，内螺纹的孔8不仅可以固定螺旋上下移动式顶杆6而且可以促使螺旋上下移动式顶杆6螺旋式上升或下降。
[0037]图4是下支撑板示意图，光孔9和固定式旋转驱动柄7形成转动副。
[0038]很明显，以上描述以及附图中所示的内容均应被理解为是示例性的，而并非意味着对本实用新型的限制。对于本领域的技术人员来讲，显然可以在本实用新型的基础上将可螺旋上下移动式顶杆6下半部分设计成方形，三角形，或半圆形，尽管说明书中A-A只给出了一种方形传动布置形式作为示范性例子，对于本领域的技术人员来说，可以选择至少有一个平面的几何形状作为传动形式，等等。显然，这些改形或修改均应包含在本实用新型的范围内。
【主权项】
1.一种单点集成模具，由多个单点式支撑机构，上支撑板，下支撑板，立板以及驱动电机组成，其特征在于:所述单点式支撑机构由螺旋上下移动式顶杆和固定式旋转驱动柄组成，单点式支撑机构以一定的间距成方形矩阵和圆形矩阵排列构成模具，所述的上支撑板上加工有带内螺纹的孔，下支撑板带有光孔。2.根据权利要求1所述的一种单点集成模具，其特征在于:所述的螺旋上下移动式顶杆上部分为带有螺纹的圆柱，下半部分是至少一个面为平面的几何体。3.根据权利要求2所述的一种单点集成模具，其特征在于:所述的螺旋上下移动式顶杆的上部分带有螺纹的圆柱与上支撑板带内螺纹的孔形成螺旋上升或下降运动副。4.根据权利要求1所述的一种单点集成模具，其特征在于:所述的固定式旋转驱动柄与下支撑板之间形成转动副。5.根据权利要求1所述的一种单点集成模具，其特征在于:所述的驱动固定式旋转驱动柄的驱动电机安装在下支撑板上。6.根据权利要求1所述的一种单点集成模具，其特征在于:所述的上支撑板和下支撑板通过立板相连接。
【文档编号】B21D22/02GK205519228SQ201620063026
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月22日
【发明人】胡志清, 赵继, 冯增铭, 刘昆, 蔡中义, 刘纯国, 李湘吉
【申请人】吉林大学