一種側(cè)向成型零件的壓制成型模具

楊振麟

摘 要：針對(duì)兩側(cè)弧邊的成型角度小于90°的結(jié)構(gòu)，采用底座上承載兩塊對(duì)半活動(dòng)式下模結(jié)構(gòu)，配合彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)，巧妙的將垂直向壓力轉(zhuǎn)化為側(cè)向壓力，從而完成此類零件的壓制成型。

關(guān)鍵詞：側(cè)向壓制成型；變截面結(jié)構(gòu)；壓制模具；溜槽

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.013

1 常規(guī)液壓壓制成型特性

常規(guī)液壓壓制成型的板材零件，如攪拌罐葉片、鵝頸翼板、加強(qiáng)凸臺(tái)等等，其成型后的角度往往大于90°。考慮到板材在壓制成型后需要能順利脫模，同時(shí)脫模后均會(huì)有回彈的特性，往往實(shí)際成型后的角度會(huì)大于模具本身的角度。這就決定的常規(guī)的成型模具在制作成型角度小于等于90°的零件便有很大的局限性，通常需要在成型后再次進(jìn)行如折彎或熱彎等二次加工，大大降低零件的制作效率和成型效果。

2 溜槽結(jié)構(gòu)特性

如圖1圖2所示，這是一種變截面掃描過(guò)渡的溜槽結(jié)構(gòu)，其變截面的結(jié)構(gòu)特性便決定其需采用壓制成型工藝，但其兩側(cè)的弧邊的成型角度基于水平面基準(zhǔn)均小于90°，如采用常規(guī)成型模具，由于成型后的回彈變形，成型后的開(kāi)口角度往往大于90度，達(dá)不到原本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)意圖。

3 成型模具改進(jìn)方案

為了解決此類結(jié)構(gòu)成型工藝，對(duì)原有的固定上下成型模具進(jìn)行改進(jìn)，如圖3所示。模具的上模同傳統(tǒng)成型模具一致，下模改良成一個(gè)底座上承載兩塊對(duì)半活動(dòng)式下模結(jié)構(gòu)，兩塊下模均可以繞著各自旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。下模前后兩端均用彈簧的支撐，在常態(tài)下依托彈簧回位作用使其處于開(kāi)合的狀態(tài)。

壓制過(guò)程中，隨著上模的下壓，兩塊對(duì)半活動(dòng)式下模繞著各自的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，克服彈簧阻力向下旋轉(zhuǎn)，當(dāng)上模移至模具最底端的極限位置時(shí)，上模對(duì)零件垂直向下的作用力將有一部分通過(guò)活動(dòng)下模轉(zhuǎn)化成側(cè)向作用力，從而起到對(duì)零件側(cè)向壓制成型的作用，保壓一段時(shí)間后脫模，完成零件的成型。如圖4 圖5所示。

4 模具結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)

由于此零件為變截面掃描過(guò)渡結(jié)構(gòu)，其關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸為模具始端和終端截面的寬度，始端截面是個(gè)規(guī)則的半圓弧，其寬度即為圓弧直徑，因此可以以此為基礎(chǔ)對(duì)上模半徑的起始截面進(jìn)行確定。

以此溜槽結(jié)構(gòu)為例，其板厚為t=6mm，起始截面半徑r=340mm，屬于相對(duì)彎曲半徑r/t≥10的情況，同時(shí)材料的屈服極限為235MPa，根據(jù)鈑金手冊(cè)[1]如圖6劃線查表后，可確定其上模相對(duì)彎曲半徑r凸/t=46 及r凸=276mm。接著根據(jù)溜槽零件的長(zhǎng)度、起始截面寬度（即圓弧直徑）和終端截面寬度的比例關(guān)系，即可推導(dǎo)出上模末端的寬度，從而確定整個(gè)上模的結(jié)構(gòu)尺寸。

同理下模的弧度半徑在上?；A(chǔ)上增加1.5個(gè)板厚長(zhǎng)度后即確定其結(jié)構(gòu)尺寸。當(dāng)然，受板材回彈的性能及油壓機(jī)設(shè)備參數(shù)的影響，該模具尺寸（尤其是始端和終端寬度）根據(jù)實(shí)踐的結(jié)果中均有做些系數(shù)圓整和修正。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)兩側(cè)的弧邊的成型角度小于90°的結(jié)構(gòu)，采用底座上承載兩塊對(duì)半活動(dòng)式下模結(jié)構(gòu)，配合彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)，巧妙的將垂直向壓力轉(zhuǎn)化為側(cè)向壓力，從而完成此類零件的成型。通過(guò)對(duì)模具始端和終端截面的寬度這個(gè)關(guān)鍵尺寸的確定，完成其模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。實(shí)踐表明，此類模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，極大提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量。為制作此類成型角度小于90°的結(jié)構(gòu)，變截面結(jié)構(gòu)開(kāi)拓新的思路，積累了經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘翔山.鈑金加工實(shí)用手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.