CN112170610B - 一种充液成型模具及充液成型方法 - Google Patents

一种充液成型模具及充液成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种充液成型模具及充液成型方法，充液成型模具包括上模以及下模，其中：所述上模包括上模支撑板、上模底板、凸模镶块、凸模座以及冲孔组件；所述下模包括下模支撑板、下模底板、凹模镶块、凹模座以及充液组件。与现有技术相比，本发明节省预成型模具及冲次，消除了两端塌陷及褶皱，使用液压在线冲孔作为激光切割用定位孔，简化了工装降低切割费用，提高了产品精度及一致性，向管外冲孔消除冲孔面塌陷，同时通过天窗及连接块实现冲头快速更换，两端外翻边依靠芯棒与凹模终成型，节省一副外翻孔工装，避免了止口焊接不稳定性及激光切割费用。

Description

一种充液成型模具及充液成型方法
技术领域
本发明涉及一种模具，特别是一种充液成型模具及充液成型方法。
背景技术
随着近年来低碳发展的要求，汽车行业为了达到节能减排的要求，轻量化技术获得高速发展及应用。汽车结构轻量化是当今各汽车厂持续追求的目标，车身轻量化对于整车的燃油经济性、控制稳定性、碰撞安全性都有非常大的贡献。充液成型技术就是一种非常先进的工艺，可以有效的减少总成零件数量从而减轻整车重量、节省模具开发费用；减少后续焊接所带来的工装投入、劳动强度及焊接质量；提高整车强度与刚度,尤其是疲劳强度等。
现有技术中，毛坯管经过预成型然后充液终成型，最后激光切割孔及边线获得最终产品件。这种方式存在以下缺点：1、开发一副预成型模具，模具费用及生产费用增加；2、预成型件在终成型模腔内定位要精确；3、充液终成型两端塌陷及褶皱无法恢复；4、两端止口焊接不稳定性及需激光切割；5、激光切割无定位孔，产品精度及一致性差；6、向管内冲孔造成冲孔面出现塌陷质量缺陷；7、激光切割工装夹具设计复杂，切割费用增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种充液成型模具及充液成型方法，以解决现有技术中的技术问题。
本发明提供了一种充液成型模具，包括上模以及下模，其中：
所述上模包括上模支撑板、上模底板、凸模镶块、凸模座以及冲孔组件，所述上模底板固定于所述上模支撑板的板面上，所述凸模镶块固定于所述凸模座内，所述凸模座固定于所述上模底板上，所述凸模镶块的顶部设有上凹槽；
所述下模包括下模支撑板、下模底板、凹模镶块、凹模座以及充液组件，所述下模底板固定于所述下模支撑板的板面上，所述凹模镶块固定于所述凹模座内，所述凹模座固定于所述下模底板上，所述凹模镶块的顶部设有下凹槽；
所述上模和所述下模合模后使所述上凹槽、所述下凹槽间形成成型腔；
所述冲孔组件包括冲头以及冲孔驱动件，所述冲孔驱动件的工作端与所述冲头的顶端连接，所述冲头的底端与所述成型腔顶端连通；
所述充液组件包括芯棒以及充液驱动件，所述充液驱动件的工作端与所述芯棒的一端连接，所述芯棒的另一端与所述成型腔的侧端连通。
如上所述的一种充液成型模具，其中，优选的是，所述冲孔组件设有两个，两个所述冲孔组件对称设置，所述冲孔驱动件包括冲头固定块、冲头垫板、连接块以及冲孔液压缸，所述冲头依次通过所述冲头固定块、所述冲头垫板、所述连接块固定于所述冲孔液压缸的工作端。
如上所述的一种充液成型模具，其中，优选的是，所述冲孔液压缸固定于所述上模底板上，所述连接块过盈配合于所述凸模座内，所述冲头与所述凸模镶块过盈配合。
如上所述的一种充液成型模具，其中，优选的是，所述充液组件设有两个，两个所述充液组件对称设于所述下凹槽的相对两侧，所述充液驱动件包括堵头以及充液液压缸，所述芯棒通过所述堵头固定于所述充液液压缸的工作端。
如上所述的一种充液成型模具，其中，优选的是，所述芯棒与所述堵头之间设置有密封圈。
如上所述的一种充液成型模具，其中，优选的是，所述下模还包括下模顶出装置，所述下模顶出装置包括凹模符型块以及下模顶出气缸，所述凹模符型块间隙配合于所述凹模镶块上，所述下模顶出气缸的工作端与所述凹模符型块连接，以驱动所述凹模符型块伸入或伸出所述下凹槽。
如上所述的一种充液成型模具，其中，优选的是，所述凹模符型块与所述凹模镶块通过薄导板导滑。
如上所述的一种充液成型模具，其中，优选的是，所述上模还包括上模顶出装置，所述上模顶出装置包括凸模符型块以及上模顶出气缸，所述凸模符型块间隙配合于所述凸模镶块上，所述上模顶出气缸的工作端与所述凸模符型块连接，以驱动所述凸模符型块伸入或伸出所述上凹槽。
本发明提供了一种充液成型方法，包括以下步骤：
(1)成型时，将毛坯圆管置于下凹槽内，充液液压缸运动将芯棒和堵头***毛坯圆管端头，上模随压机向下运动合模，合模过程中芯棒随凸模镶块下行产生柔性变形充当凹模介质，凸模镶块与芯棒作用完成预成型，即节省了预成型模具及冲次，同时又可以消除两端塌陷及褶皱；
(2)合模完成后，两端的充液液压缸开始向毛坯圆管内充入液体将初步成型后的管坯涨型成产品状态，两端的充液液压缸加大压力继续向内运动，在大压力作用下芯棒端头与凹模镶块端头符型变形成型完成外翻边，保压后通过模内冲孔组件完成激光切割用定位孔冲制，该冲孔以管内高压液体作为凸模或凹模，冲孔组件作为相应的凹模或凸模，高压油路从主缸管路到冲孔管路采用阀体控制技术，实现向管外或向管内快速精冲，提高产品精度及一致性；以管内高压液体作为凹模，冲孔组件作为相应的凸模向管内快速精冲属于常规冲孔方式，冲孔毛刺向内但冲孔面易出现塌陷质量缺陷；以管内高压液体作为凸模，冲孔组件作为相应的凹模向管外快速精冲属于反冲方式，充液完成后冲孔组件先回退向上运动，凸模镶块充当冲孔凹模，冲孔完成后向下运动将废料豆顶出，冲孔面无塌陷但冲孔毛刺向外；
(3)冲孔完成后，管内卸压上下模开模，充液液压缸回退将芯棒抽离已成型管件，上模顶出气缸下行防止成型管件卡在上模，随后下模顶出气缸将成型管件顶出下模模腔完成一个完整冲次。
如上所述的一种充液成型方法，其中，优选的是，所述步骤(2)中，该冲孔以管内高压液体作为凸模，冲孔组件作为相应的凹模。
与现有技术相比，本发明节省预成型模具及冲次，消除了两端塌陷及褶皱，使用液压在线冲孔作为激光切割用定位孔，简化了工装降低切割费用，提高了产品精度及一致性，向管外冲孔消除冲孔面塌陷，同时通过天窗及连接块实现冲头快速更换，两端外翻边依靠芯棒与凹模终成型，节省一副外翻孔工装，避免了止口焊接不稳定性及激光切割费用。
附图说明
图1是下模剖视图；
图2是上模剖视图。
附图标记说明：1-上模，2-下模，3-上模支撑板，4-上模底板，5-凸模镶块，6-凸模座，7-冲孔组件，8-上凹槽，9-下模支撑板，10-下模底板，11-凹模镶块，12-凹模座，13-充液组件，14-冲头，15-芯棒，16-冲头固定块，17-冲头垫板，18-连接块，19-冲孔液压缸，20-堵头，21-充液液压缸，22-凹模符型块，23-下模顶出气缸，24-凸模符型块，25-上模顶出气缸，26-下凹槽。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图1和图2所示，本发明的实施例提供了一种充液成型模具，包括上模1以及下模2，其中：
所述上模1包括上模支撑板3、上模底板4、凸模镶块5、凸模座6以及冲孔组件7，所述上模底板4固定于所述上模支撑板3的板面上，所述凸模镶块5固定于所述凸模座6内，所述凸模座6固定于所述上模底板4上，所述凸模镶块5的顶部设有上凹槽8；凹模镶块11通过螺钉及销钉安装于凹模座12内，四周通过梯形封装键封死，凹模座12四周通过大型L压板固定于下模底板10上，成型过程中凹模镶块11在高压下不发生窜动，确保零件成型的精确及防止意外发生。
所述下模2包括下模支撑板9、下模底板10、凹模镶块11、凹模座12以及充液组件13，所述下模底板10固定于所述下模支撑板9的板面上，所述凹模镶块11固定于所述凹模座12内，所述凹模座12固定于所述下模底板10上，所述凹模镶块11的顶部设有下凹槽26；凸模镶块5通过螺钉及销钉安装于凸模座6内，四周通过梯形f键封死，凸模座6四周通过大型L压板固定于上模底板4上，成型过程中凸模镶块5在高压下不发生窜动，确保零件成型的精确及防止意外发生。
所述上模1和所述下模2合模后使所述上凹槽8、所述下凹槽26间形成成型腔，以提供毛坯圆管成型环境；
所述冲孔组件7包括冲头14以及冲孔驱动件，所述冲孔驱动件的工作端与所述冲头14的顶端连接，所述冲头14的底端与所述成型腔顶端连通；所述冲孔组件7设有两个，两个所述冲孔组件7对称设置，所述冲孔驱动件包括冲头固定块16、冲头垫板17、连接块18(缓冲快换装置)以及冲孔液压缸19，所述冲头14依次通过所述冲头固定块16、所述冲头垫板17、所述连接块18固定于所述冲孔液压缸19的工作端。所述冲孔液压缸19固定于所述上模底板4上，所述连接块18过盈配合于所述凸模座6内，所述冲头14与所述凸模镶块5过盈配合，从而提高冲孔精度及防止冲头14折断，生产过程如冲头14折断可以通过天窗凸模镶块5及缓冲快换装置实现快速更换。
所述充液组件13包括芯棒15以及充液驱动件，所述充液驱动件的工作端与所述芯棒15的一端连接，所述芯棒15的另一端与所述成型腔的侧端连通。所述充液组件13设有两个，两个所述充液组件13对称设于所述下凹槽26的相对两侧，所述充液驱动件包括堵头20以及充液液压缸21，所述芯棒15通过所述堵头20固定于所述充液液压缸21的工作端。
芯棒15通过螺钉与堵头20连接，芯棒15与堵头20之间增加密封圈，堵头20通过螺钉与充液液压缸21活塞杆连接，充液液压缸21通过L压板固定于下模底板10上。
进一步地，所述下模2还包括下模2顶出装置，所述下模2顶出装置包括凹模符型块22以及下模顶出气缸23，所述凹模符型块22间隙配合于所述凹模镶块11上，所述下模顶出气缸23的工作端与所述凹模符型块22连接，以驱动所述凹模符型块22伸入或伸出所述下凹槽26，凹模符型块22与凹模镶块11通过薄导板导滑，确保升降的顺畅及与凹模镶块11配合间隙。
进一步地，所述上模1还包括上模1顶出装置，所述上模1顶出装置包括凸模符型块24以及上模顶出气缸25，所述凸模符型块24间隙配合于所述凸模镶块5上，所述上模顶出气缸25的工作端与所述凸模符型块24连接，以驱动所述凸模符型块24伸入或伸出所述上凹槽8。凸模符型块24与凸模镶块5通过薄导板导滑，确保升降的顺畅及与凸模镶块5配合间隙。
本发明还提供了一种充液成型方法，包括以下步骤：
(1)成型时，将毛坯圆管置于下凹槽26内，充液液压缸21运动将芯棒15和堵头20***毛坯圆管端头，上模1随压机向下运动合模，合模过程中芯棒15随凸模镶块5下行产生柔性变形充当凹模介质，凸模镶块5与芯棒15作用完成预成型，即节省了预成型模具及冲次，同时又可以消除两端塌陷及褶皱；
(2)合模完成后，两端的充液液压缸21开始向毛坯圆管内充入液体将初步成型后的管坯涨型成产品状态，两端的充液液压缸21加大压力继续向内运动，在大压力作用下芯棒15端头与凹模镶块11端头符型变形成型完成外翻边，保压后通过模内冲孔组件7完成激光切割用定位孔冲制，该冲孔以管内高压液体作为凸模或凹模，冲孔组件7作为相应的凹模或凸模，高压油路从主缸管路到冲孔管路采用阀体控制技术，实现向管外或向管内快速精冲，提高产品精度及一致性；以管内高压液体作为凹模，冲孔组件7作为相应的凸模向管内快速精冲属于常规冲孔方式，冲孔毛刺向内但冲孔面易出现塌陷质量缺陷；以管内高压液体作为凸模，冲孔组件7作为相应的凹模向管外快速精冲属于反冲方式，充液完成后冲孔组件7先回退向上运动，凸模镶块5充当冲孔凹模，冲孔完成后向下运动将废料豆顶出，冲孔面无塌陷但冲孔毛刺向外；
(3)冲孔完成后，管内卸压上下模2开模，充液液压缸21回退将芯棒15抽离已成型管件，上模顶出气缸25下行防止成型管件卡在上模1，随后下模顶出气缸23将成型管件顶出下模2模腔完成一个完整冲次。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种充液成型方法，利用充液成型模具，其特征在于，包括以下步骤：
（1）成型时，将毛坯圆管置于下凹槽内，充液液压缸运动将芯棒和堵头***毛坯圆管端头，上模随压机向下运动合模，合模过程中芯棒随凹模镶块下行产生柔性变形充当凹模介质，凸模镶块与芯棒作用完成预成型；
（2）合模完成后，两端的充液液压缸开始向毛坯圆管内充入液体将初步成型后的管坯涨型成产品状态，两端的充液液压缸加大压力继续向内运动，在大压力作用下芯棒端头与凹模镶块端头符型变形成型完成外翻边，保压后通过模内冲孔组件完成激光切割用定位孔冲制，该冲孔以管内高压液体作为凸模或凹模，冲孔组件作为相应的凹模或凸模；
（3）冲孔完成后，管内卸压上下模开模，充液液压缸回退将芯棒抽离已成型管件，上模顶出气缸下行防止成型管件卡在上模，随后下模顶出气缸将成型管件顶出下模模腔完成一个完整冲次；
充液成型模具包括上模以及下模，其中：
所述上模包括上模支撑板、上模底板、凸模镶块、凸模座以及冲孔组件，所述上模底板固定于所述上模支撑板的板面上，所述凸模镶块固定于所述凸模座内，所述凸模座固定于所述上模底板上，所述凸模镶块的底部设有上凹槽；
所述下模包括下模支撑板、下模底板、凹模镶块、凹模座以及充液组件，所述下模底板固定于所述下模支撑板的板面上，所述凹模镶块固定于所述凹模座内，所述凹模座固定于所述下模底板上，所述凹模镶块的顶部设有下凹槽；
所述上模和所述下模合模后使所述上凹槽、所述下凹槽间形成成型腔；
所述冲孔组件包括冲头以及冲孔驱动件，所述冲孔驱动件的工作端与所述冲头的顶端连接，所述冲头的底端与所述成型腔顶端连通；
所述充液组件包括芯棒以及充液驱动件，所述充液驱动件的工作端与所述芯棒的一端连接，所述芯棒的另一端与所述成型腔的侧端连通；
所述冲孔组件设有两个，两个所述冲孔组件对称设置，所述冲孔驱动件包括冲头固定块、冲头垫板、连接块以及冲孔液压缸，所述冲头依次通过所述冲头固定块、所述冲头垫板、所述连接块固定于所述冲孔液压缸的工作端；
所述冲孔液压缸固定于所述上模底板上，所述连接块过盈配合于所述凸模座内，所述冲头与所述凸模镶块过盈配合；
所述充液组件设有两个，两个所述充液组件对称设于所述下凹槽的相对两侧，所述充液驱动件包括堵头以及充液液压缸，所述芯棒通过所述堵头固定于所述充液液压缸的工作端；
所述下模还包括下模顶出装置，所述下模顶出装置包括凹模符型块以及下模顶出气缸，所述凹模符型块间隙配合于所述凹模镶块上，所述下模顶出气缸的工作端与所述凹模符型块连接，以驱动所述凹模符型块伸入或伸出所述下凹槽；
所述上模还包括上模顶出装置，所述上模顶出装置包括凸模符型块以及上模顶出气缸，所述凸模符型块间隙配合于所述凸模镶块上，所述上模顶出气缸的工作端与所述凸模符型块连接，以驱动所述凸模符型块伸入或伸出所述上凹槽。
2.根据权利要求1所述的一种充液成型方法，其特征在于，所述步骤（2）中，该冲孔以管内高压液体作为凸模，冲孔组件作为相应的凹模。
3.根据权利要求1所述的一种充液成型方法，其特征在于，所述芯棒与所述堵头之间设置有密封圈。
4.根据权利要求1所述的一种充液成型方法，其特征在于，所述凹模符型块与所述凹模镶块通过薄导板导滑。
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