CN113634664B - 一种具有多位置打孔功能筒状工件成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有多位置打孔功能筒状工件成型模具，包括固定装置、成型装置、定位装置、传动装置和动力电机，固定装置和成型装置连接，定位装置和固定装置连接，传动装置和定位装置传动连接，动力电机和固定装置连接，固定装置包括工作台、液压泵和导向座，导向座置于工作台上，动力电机框架和导向座紧固连接，动力电机输出端设有丝杠螺母副，导向座上设有传动槽，丝杠螺母副置于传动槽内，丝杠螺母副和成型装置传动连接，液压泵和工作台紧固连接，液压泵进口端和液压油箱连通，液压泵输出端和成型装置管道连通，固定装置还包括支撑座，支撑座上侧设有定位装置。

Description

一种具有多位置打孔功能筒状工件成型模具

技术领域

本发明涉及打孔技术领域，具体为一种具有多位置打孔功能筒状工件成型模具。

背景技术

近年来，随着机械制造业的不断发展，越来越多的机械零部件趋于复杂化，生产制造和困难，降低了成品率。

尤其是筒状工件的打孔工艺，由于筒状工件为圆形，外侧为弧形面，既不方便定位，又不方便加工，尤其是需要进行多个位置加工时，严重制约加工效率，在进行冲孔时，待冲孔部位先后进行弹性变形、塑性变形直至形成废料脱落，然而，在通过成型模具冲孔时，成型模具边沿部位和工件摩擦较大，为主要的应力集中区域，在发生形变时，工件端面会随着冲头延伸，从而导致和冲头最先接触的工件部位会沿冲孔轴向发生较大形变，从而使工件待冲孔部位孔径发生径向延伸，使孔径变大，从而导致次品率提高。

此外，现有很多筒状工件强度不高，在进行冲孔时容易发生形变，为了满足不同孔径工件的加工需求，对筒状工件进行夹持时，常常是不完全接触，设有调节间隙，并且在夹持模头上设有落料槽，便于把废料排出，在进行单向冲孔时，工件受力不均，容易发生轻微转动，从而使冲头轴线和工件轴线不垂直，发生一定角度偏转，不便于后期加工定位，使成品率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有多位置打孔功能筒状工件成型模具，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种具有多位置打孔功能筒状工件成型模具，包括固定装置、成型装置、定位装置、传动装置和动力电机，固定装置和成型装置连接，定位装置和固定装置连接，传动装置和定位装置传动连接，动力电机和固定装置连接，固定装置包括工作台、液压泵和导向座，导向座置于工作台上，动力电机框架和导向座紧固连接，动力电机输出端设有丝杠螺母副，导向座上设有传动槽，丝杠螺母副置于传动槽内，丝杠螺母副和成型装置传动连接，液压泵和工作台紧固连接，液压泵进口端和液压油箱连通，液压泵输出端和成型装置管道连通。

固定装置为主要的安装基础，对其余装置进行安装，通过成型装置对筒状工件侧边进行打孔，通过定位装置对筒状工件内圈进行定位，通过传动装置进行应力分散，防止筒状工件变形，动力电机为主要的位移动力源，驱动筒状工件上下移动，便于对筒状工件不同位置处进行打孔，提高打孔效率，通过工作台对导向座进行固定，通过导向座进行传动导向，使成型装置沿竖直方向移动，通过丝杠螺母副提高传动精度，避免出现定位误差，液压泵为打孔提供动力，通过对液压油进行加压，从而使成型装置对筒状工件进行冲孔。

进一步的，固定装置还包括支撑座，支撑座上侧设有定位装置，定位装置包括中模、传动块和夹持块，中模和支撑座活动连接，中模上层沿周向设有若干传动滑槽，传动块和传动滑槽滑动连接，传动滑槽下侧设有夹持槽，传动滑槽和夹持槽连通，传动块下端设有联动杆，夹持块和夹持槽滑动连接，联动杆和夹持块传动连接，对称布置的传动块间设有夹持弹簧，夹持块远离联动杆一端设有弧形设置，夹持块弧形端和筒状工件内圈抵接，传动块角形设置。

通过支撑座对中模进行支撑，中模可以沿支撑座转动，调节不同冲孔位置，中模通过周向布置的传动滑槽对传动块进行导向，传动块角型设置，若干个传动块合围成一个圆台状，通过斜倾斜面对不同直径的筒状工件进行滑动导向，从而进行自适应夹持，通过夹持槽对夹持块进行滑动导向，夹持块通过联动杆和传动块传动连接，当工件套设在中模外侧时，通过夹持块对工件内圈进行抵接支撑，通过夹持弹簧保证对称布置的传动块之间的预紧力，从而通过联动杆进行传动，使夹持块对工件内侧进行夹紧，防止松脱，提高夹持性能，夹持块一端弧形设计，增大和工件内圈的接触面积提高支撑性能，防止变形。

进一步的，成型装置包括固定座、制冷座圈、限位座和制热冲头，丝杠螺母副包括丝杠和丝杠螺母，丝杠两端通过轴承和导向座的传动槽连接，固定座和丝杠螺母紧固连接，固定座和传动槽壁面滑动连接，固定座上设有流道，液压泵通过管道和流道连通，固定座上设有限位滑槽，制冷座圈上设有工作腔，工作腔外圆面和限位滑槽滑动连接，制冷座圈一端设有限位弹簧，限位弹簧远离制冷座圈一端和限位滑槽侧壁连接，固定座上设有回转槽，限位座和回转槽活动连接，限位座上设有加热滑槽，制热冲头和加热滑槽动密封连接，回转槽两端分别与流道和加热滑槽连通，制热冲头包括圆台段和平行段，圆台段内设有制热部件，圆台段朝向筒状工件外圆面，平行段远离圆台段一侧设有隔热层。

通过丝杠螺母副将动力电机输出的转矩转为位移，带动固定座上下移动，从而对筒状工件的不同位置进行打孔，提高打孔效率，在夹持块上设置V形落料槽，从而将冲孔形成的废料进行收集，便于对废料进行清理，丝杠螺母和固定座传动连接，通过导向座对固定座进行移动导向，提高定位性能，液压泵通过管道将液压油输送至流道内，通过液体静压进行冲孔，通过限位滑槽对制冷座圈进行滑动导向，制冷座圈中间为工作腔，设有限位座和制热冲头，通过制冷座圈对筒状工件外侧进行制冷，可以通过液氮或者其他制冷机构进行制冷，通过降温降低筒状工件塑性，并辅助对冲孔进行散热，防止热量积聚从而造成待冲孔工件周围发生形变，影响最终成型质量，通过制热冲头对工件待冲压孔中间进行局部加热，通过对中间部分进行加热，从而使强度降低，增加局部塑性，在进行冲孔时，通过静压对冲孔部位冲压使，制热冲头加热后的周围温度比中心温度低，因此中心位置处塑性最好，当进行冲孔时，使中心处位置形变量大于周围位置形变量，从而降低冲孔对孔壁的拉伸量，使形变量减小，从而使成型质量增加，通过限位弹簧为制冷座圈提供支撑力，使制冷座圈压紧在工件表面，提高制冷效率，通过回转槽对限位座进行滑动导向，限位座可以在回转槽内转动加滑动，通过动密封连接防止液压油从制热冲头和加热滑槽连接部位泄露，进行保压，从而提高冲孔精确性，圆台段先和工件接触，通过内置的电热丝或者加热线圈等制热部件对制热冲头圆台段进行加热，从而对工件待冲孔位置进行局部加热，通过隔热层设置，防止热量反向传递，从而对液压油进行加热，影响冲孔精度，平行段主要起导向作用，提高移动平顺性。

进一步的，平行段远离圆台段一侧设有若干螺旋滑块，限位座上设有若干螺旋滑槽，螺旋滑块和螺旋滑槽滑动连接，制热冲头和固定座活动连接，固定座上设有导向滑槽，制热冲头上设有导向块，导向块和导向滑槽滑动连接，限位座远离固定座一端外圆粗糙度大于制热冲头表面粗糙度。

通过螺旋滑块和螺旋滑槽滑动连接，在进行冲孔时，通过液压油先将限位座推动到回转槽极限位置，从而使制热冲头对工件表面进行加热，加热后塑性提高，通过继续推动制热冲头随着限位座移动，当限位座和冲孔接触时，和冲孔壁面相比，冲孔进口端因为拉伸量最多，形变最大，因此形成的孔径最大，进行前移时，孔径减小，从而使孔壁对限位座阻力增大，使限位座被限位，从而停止轴向移动，通过液体静压使制热冲头继续前移，通过导向块对制热冲头进行移动导向，通过螺旋滑块螺旋面对螺旋滑槽壁面进行挤压，从而使螺旋滑块带动限位座定轴转动，限位座和孔壁接触部分粗糙设置，从而使限位座和孔壁摩擦力大于制热冲头和孔壁摩擦力，当限位座转动时，使孔壁沿周向进行形变，降低轴向形变量，从而防止中性层偏移量过大，造成应力集中。

进一步的，定位装置还包括调节环，中模上设有环槽，调节环和环槽活动连接，夹持块分为上下两层，上层靠近制热冲头一侧的夹持块为主夹持块，下层远离制热冲头一侧的夹持块为主夹持块，其余夹持块为辅夹持块，主夹持块上设有预紧槽，预紧槽内设有预紧弹簧，联动杆和预紧槽活动连接，传动装置包括上转杆、下转杆和平衡块，上转杆上端和上层的预紧槽传动连接，下转杆下端和下层的预紧槽传动连接，联动杆上分别设有上转槽和下转槽，上转杆和下转杆分别与上转槽和下转槽转动连接，中模上设有滑块槽，平衡块和滑块槽滑动连接，平衡块上下两端分别设有平衡槽，上层平衡槽和上转杆下端传动连接，下层平衡槽和下转杆上端传动连接。

通过调节环对环槽进行安装，通过活动连接使调节环对工件进行辅助支撑，从而对工件内圈进行三点支撑，防止工件冲孔过程发生形变、偏移，使制热冲头轴线和筒状工件轴线保持垂直，从而使冲孔轴线和工件轴线垂直，保证冲孔质量，防止倾斜，通过夹持块分成上下两层从而对工件内圈进行支撑，上下层各设有一个主夹持块，上层的主夹持块朝向制热冲头，当进行冲孔时，将制热冲头对工件待冲孔处的压力通过传动装置传动，从而使下层的主夹持块对工件内圈产生同向的挤压力，从而使上下层受力平衡，防止工件受力不平衡产生扭矩造成转动，从而使冲孔轴线和工件轴线不垂直，通过下层的主夹持块提供反向扭矩，从而保证冲孔垂直度，提高冲孔质量，通过该预紧槽对预紧弹簧进行安装，保证夹持块和联动杆进行单向传动，通过联动杆带动夹持块移动，从而对工件进行夹持，在进行应力分散时，夹持块向内侧发生微量位移，通过预紧弹簧吸收微量形变，防止通过联动杆带动其他夹持块移动，从而造成夹持力减小，通过平衡块进行传动，上转杆和下转杆转动方向始终相反，从而保证通过分设在两根联动杆上的上转槽和下转槽分别对上转杆和下转杆进行转动导向，通过滑块槽对平衡块进行滑动导向，平衡块通过两侧的平衡槽进行传动，使上转杆转动带动平衡块滑动，从而带动下转杆反向转动，对工件实施同向挤压力。

进一步的，传动装置还包括传动连杆副，滑块槽一侧设有连杆槽，传动连杆副和连杆槽滑动连接，传动连杆副包括四根连杆，四根连杆构成菱形边，相邻连杆通过轴销连接，靠***衡块一端的轴销和平衡块紧固连接，远离平衡块一端的轴销上设有伸出杆，连杆槽和环槽连通，伸出杆远离轴销一端伸入环槽和调节环传动连接。

通过传动连杆副进行传动，传动连杆副包括四根连杆，通过轴销转动连接，形成菱形传动机构，通过连杆槽和滑动槽之间的缺口对两侧连杆进行挤压导向，从而将平衡块水平移动转为反向位移，从而使伸出杆反向伸出，通过伸出杆将调节环顶出，使伸出杆伸出方向和工件受力方向相同，调节环在上转杆和下转杆中间，通过调节环顶住工件内圈，从而对上转杆和下转杆对中产生的反向扭矩进行平衡，防止工件在调节环处应力集中，发生变形。

作为优化，连线垂直于伸出杆方向的两个轴销通过扩张弹簧连接。通过扩张弹簧保证连杆的调节性能，提高联动性能。

作为优化，传动连杆副为两组，两组传动连杆副对称布置在平衡块两侧。通过两组传动连杆副便于上下层位置进行冲孔。

作为优化，制热冲头小径端边沿设为弧形。通过弧形设置，防止制热冲头边沿发生应力集中，提高使用寿命。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过制冷座圈对筒状工件外侧进行制冷，可以通过液氮或者其他制冷机构进行制冷，通过降温降低筒状工件塑性，并辅助对冲孔进行散热，防止热量积聚从而造成待冲孔工件周围发生形变，影响最终成型质量，通过制热冲头对工件待冲压孔中间进行局部加热，使强度降低，增加局部塑性，在进行冲孔时，通过静压对冲孔部位冲压使，制热冲头加热后的周围温度比中心温度低，因此中心位置处塑性最好，当进行冲孔时，使中心处位置形变量大于周围位置形变量，从而降低冲孔对孔壁的拉伸量，使形变量减小，从而使成型质量增加；在进行冲孔时，通过液压油先将限位座推动到回转槽极限位置，从而使制热冲头对工件表面进行加热，加热后塑性提高，通过继续推动制热冲头随着限位座移动，当限位座和冲孔接触时，和冲孔壁面相比，冲孔进口端因为拉伸量最多，形变最大，因此形成的孔径最大，进行前移时，孔径减小，从而使孔壁对限位座阻力增大，使限位座被限位，从而停止轴向移动，通过液体静压使制热冲头继续前移，通过导向块对制热冲头进行移动导向，通过螺旋滑块螺旋面对螺旋滑槽壁面进行挤压，从而使螺旋滑块带动限位座定轴转动，限位座和孔壁接触部分粗糙设置，从而使限位座和孔壁摩擦力大于制热冲头和孔壁摩擦力，当限位座转动时，使孔壁沿周向进行形变，降低轴向形变量，从而防止中性层偏移量过大，造成应力集中。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的动力传递结构示意图；

图3是本发明的筒状工件夹持结构示意图；

图4是图3视图的局部B放大视图；

图5是图4视图的局部D放大视图；

图6是图3视图的局部C放大视图；

图7是图6视图的A-A向剖视图；

图中：1-固定装置、11-工作台、12-液压泵、13-导向座、14-支撑座、2-成型装置、21-固定座、211-回转槽、212-限位滑槽、22-制冷座圈、23-限位座、231-加热滑槽、232-螺旋滑槽、24-制热冲头、25-限位弹簧、26-螺旋滑块、27-导向块、3-定位装置、31-中模、311-传动滑槽、312-夹持槽、313-环槽、33-传动块、34-联动杆、35-夹持块、36-预紧槽、4-传动装置、41-上转杆、42-传动连杆副、43-下转杆、44-平衡块、45-伸出杆、46-扩张弹簧、5-动力电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供技术方案：

如图1~7所示，一种具有多位置打孔功能筒状工件成型模具，包括固定装置1、成型装置2、定位装置3、传动装置4和动力电机5，固定装置1和成型装置2连接，定位装置3和固定装置1连接，传动装置4和定位装置3传动连接，动力电机5和固定装置1连接，固定装置1包括工作台11、液压泵12和导向座13，导向座13置于工作台11上，动力电机5框架和导向座13紧固连接，动力电机5输出端设有丝杠螺母副，导向座13上设有传动槽，丝杠螺母副置于传动槽内，丝杠螺母副和成型装置2传动连接，液压泵12和工作台11紧固连接，液压泵12进口端和液压油箱连通，液压泵12输出端和成型装置2管道连通。

固定装置1为主要的安装基础，对其余装置进行安装，通过成型装置2对筒状工件侧边进行打孔，通过定位装置3对筒状工件内圈进行定位，通过传动装置4进行应力分散，防止筒状工件变形，动力电机5为主要的位移动力源，驱动筒状工件上下移动，便于对筒状工件不同位置处进行打孔，提高打孔效率，通过工作台11对导向座13进行固定，通过导向座13进行传动导向，使成型装置2沿竖直方向移动，通过丝杠螺母副提高传动精度，避免出现定位误差，液压泵12为打孔提供动力，通过对液压油进行加压，从而使成型装置2对筒状工件进行冲孔。

如图2、3所示，固定装置1还包括支撑座14，支撑座14上侧设有定位装置3，定位装置3包括中模31、传动块33和夹持块35，中模31和支撑座14活动连接，中模31上层沿周向设有若干传动滑槽311，传动块33和传动滑槽311滑动连接，传动滑槽311下侧设有夹持槽312，传动滑槽311和夹持槽312连通，传动块33下端设有联动杆34，夹持块35和夹持槽312滑动连接，联动杆34和夹持块35传动连接，对称布置的传动块33间设有夹持弹簧，夹持块35远离联动杆34一端设有弧形设置，夹持块35弧形端和筒状工件内圈抵接，传动块33角形设置。

通过支撑座14对中模31进行支撑，中模可以沿支撑座14转动，调节不同冲孔位置，中模31通过周向布置的传动滑槽311对传动块33进行导向，传动块33角型设置，若干个传动块33合围成一个圆台状，通过斜倾斜面对不同直径的筒状工件进行滑动导向，从而进行自适应夹持，通过夹持槽312对夹持块35进行滑动导向，夹持块35通过联动杆34和传动块33传动连接，当工件套设在中模31外侧时，通过夹持块35对工件内圈进行抵接支撑，通过夹持弹簧保证对称布置的传动块33之间的预紧力，从而通过联动杆34进行传动，使夹持块35对工件内侧进行夹紧，防止松脱，提高夹持性能，夹持块35一端弧形设计，增大和工件内圈的接触面积提高支撑性能，防止变形。

如图2、4、5所示，成型装置2包括固定座21、制冷座圈22、限位座23和制热冲头24，丝杠螺母副包括丝杠和丝杠螺母，丝杠两端通过轴承和导向座13的传动槽连接，固定座21和丝杠螺母紧固连接，固定座21和传动槽壁面滑动连接，固定座21上设有流道，液压泵12通过管道和流道连通，固定座21上设有限位滑槽212，制冷座圈22上设有工作腔，工作腔外圆面和限位滑槽212滑动连接，制冷座圈22一端设有限位弹簧25，限位弹簧25远离制冷座圈22一端和限位滑槽212侧壁连接，固定座21上设有回转槽211，限位座23和回转槽211活动连接，限位座23上设有加热滑槽231，制热冲头24和加热滑槽231动密封连接，回转槽211两端分别与流道和加热滑槽231连通，制热冲头24包括圆台段和平行段，圆台段内设有制热部件，圆台段朝向筒状工件外圆面，平行段远离圆台段一侧设有隔热层。

通过丝杠螺母副将动力电机5输出的转矩转为位移，带动固定座21上下移动，从而对筒状工件的不同位置进行打孔，提高打孔效率，在夹持块35上设置V形落料槽，从而将冲孔形成的废料进行收集，便于对废料进行清理，丝杠螺母和固定座21传动连接，通过导向座13对固定座31进行移动导向，提高定位性能，液压泵12通过管道将液压油输送至流道内，通过液体静压进行冲孔，通过限位滑槽212对制冷座圈22进行滑动导向，制冷座圈22中间为工作腔，设有限位座23和制热冲头24，通过制冷座圈22对筒状工件外侧进行制冷，可以通过液氮或者其他制冷机构进行制冷，通过降温降低筒状工件塑性，并辅助对冲孔进行散热，防止热量积聚从而造成待冲孔工件周围发生形变，影响最终成型质量，通过制热冲头对工件待冲压孔中间进行局部加热，通过对中间部分进行加热，从而使强度降低，增加局部塑性，在进行冲孔时，通过静压对冲孔部位冲压使，制热冲头24加热后的周围温度比中心温度低，因此中心位置处塑性最好，当进行冲孔时，使中心处位置形变量大于周围位置形变量，从而降低冲孔对孔壁的拉伸量，使形变量减小，从而使成型质量增加，通过限位弹簧25为制冷座圈22提供支撑力，使制冷座圈22压紧在工件表面，提高制冷效率，通过回转槽211对限位座23进行滑动导向，限位座23可以在回转槽211内转动加滑动，通过动密封连接防止液压油从制热冲头24和加热滑槽231连接部位泄露，进行保压，从而提高冲孔精确性，圆台段先和工件接触，通过内置的电热丝或者加热线圈等制热部件对制热冲头24圆台段进行加热，从而对工件待冲孔位置进行局部加热，通过隔热层设置，防止热量反向传递，从而对液压油进行加热，影响冲孔精度，平行段主要起导向作用，提高移动平顺性。

如图3、5所示，平行段远离圆台段一侧设有若干螺旋滑块26，限位座23上设有若干螺旋滑槽232，螺旋滑块26和螺旋滑槽232滑动连接，制热冲头24和固定座21活动连接，固定座21上设有导向滑槽，制热冲头24上设有导向块27，导向块27和导向滑槽滑动连接，限位座23远离固定座21一端外圆粗糙度大于制热冲头24表面粗糙度。

通过螺旋滑块26和螺旋滑槽232滑动连接，在进行冲孔时，通过液压油先将限位座23推动到回转槽211极限位置，从而使制热冲头24对工件表面进行加热，加热后塑性提高，通过继续推动制热冲头24随着限位座23移动，当限位座23和冲孔接触时，和冲孔壁面相比，冲孔进口端因为拉伸量最多，形变最大，因此形成的孔径最大，进行前移时，孔径减小，从而使孔壁对限位座23阻力增大，使限位座23被限位，从而停止轴向移动，通过液体静压使制热冲头24继续前移，通过导向块27对制热冲头24进行移动导向，通过螺旋滑块26螺旋面对螺旋滑槽232壁面进行挤压，从而使螺旋滑块26带动限位座23定轴转动，限位座23和孔壁接触部分粗糙设置，从而使限位座23和孔壁摩擦力大于制热冲头24和孔壁摩擦力，当限位座23转动时，使孔壁沿周向进行形变，降低轴向形变量，从而防止中性层偏移量过大，造成应力集中。

如图3、6、7所示，定位装置3还包括调节环32，中模31上设有环槽313，调节环32和环槽313活动连接，夹持块35分为上下两层，上层靠近制热冲头24一侧的夹持块35为主夹持块，下层远离制热冲头24一侧的夹持块35为主夹持块，其余夹持块35为辅夹持块，主夹持块上设有预紧槽，预紧槽内设有预紧弹簧36，联动杆34和预紧槽活动连接，传动装置4包括上转杆41、下转杆43和平衡块44，上转杆41上端和上层的预紧槽传动连接，下转杆43下端和下层的预紧槽传动连接，联动杆34上分别设有上转槽和下转槽，上转杆41和下转杆43分别与上转槽和下转槽转动连接，中模31上设有滑块槽，平衡块44和滑块槽滑动连接，平衡块44上下两端分别设有平衡槽，上层平衡槽和上转杆41下端传动连接，下层平衡槽和下转杆上端传动连接。

通过调节环32对环槽313进行安装，通过活动连接使调节环32对工件进行辅助支撑，从而对工件内圈进行三点支撑，防止工件冲孔过程发生形变、偏移，使制热冲头24轴线和筒状工件轴线保持垂直，从而使冲孔轴线和工件轴线垂直，保证冲孔质量，防止倾斜，通过夹持块35分成上下两层从而对工件内圈进行支撑，上下层各设有一个主夹持块，上层的主夹持块朝向制热冲头，当进行冲孔时，将制热冲头对工件待冲孔处的压力通过传动装置4传动，从而使下层的主夹持块对工件内圈产生同向的挤压力，从而使上下层受力平衡，防止工件受力不平衡产生扭矩造成转动，从而使冲孔轴线和工件轴线不垂直，通过下层的主夹持块提供反向扭矩，从而保证冲孔垂直度，提高冲孔质量，通过该预紧槽对预紧弹簧36进行安装，保证夹持块35和联动杆34进行单向传动，通过联动杆34带动夹持块35移动，从而对工件进行夹持，在进行应力分散时，夹持块35向内侧发生微量位移，通过预紧弹簧36吸收微量形变，防止通过联动杆34带动其他夹持块移动，从而造成夹持力减小，通过平衡块44进行传动，上转杆41和下转杆43转动方向始终相反，从而保证通过分设在两根联动杆34上的上转槽和下转槽分别对上转杆41和下转杆43进行转动导向，通过滑块槽对平衡块44进行滑动导向，平衡块44通过两侧的平衡槽进行传动，使上转杆41转动带动平衡块44滑动，从而带动下转杆43反向转动，对工件实施同向挤压力。

如图6、7所示，传动装置4还包括传动连杆副42，滑块槽一侧设有连杆槽，传动连杆副42和连杆槽滑动连接，传动连杆副42包括四根连杆，四根连杆构成菱形边，相邻连杆通过轴销连接，靠***衡块44一端的轴销和平衡块44紧固连接，远离平衡块44一端的轴销上设有伸出杆45，连杆槽和环槽313连通，伸出杆45远离轴销一端伸入环槽313和调节环32传动连接。

通过传动连杆副42进行传动，传动连杆副42包括四根连杆，通过轴销转动连接，形成菱形传动机构，通过连杆槽和滑动槽之间的缺口对两侧连杆进行挤压导向，从而将平衡块44水平移动转为反向位移，从而使伸出杆45反向伸出，通过伸出杆45将调节环32顶出，使伸出杆45伸出方向和工件受力方向相同，调节环32在上转杆41和下转杆43中间，通过调节环32顶住工件内圈，从而对上转杆41和下转杆43对中产生的反向扭矩进行平衡，防止工件在调节环处应力集中，发生变形。

作为优化，连线垂直于伸出杆45方向的两个轴销通过扩张弹簧46连接。通过扩张弹簧46保证连杆的调节性能，提高联动性能。

作为优化，传动连杆副42为两组，两组传动连杆副42对称布置在平衡块44两侧。通过两组传动连杆副42便于上下层位置进行冲孔。

作为优化，制热冲头24小径端边沿设为弧形。通过弧形设置，防止制热冲头24边沿发生应力集中，提高使用寿命。

本发明的工作原理：通过制冷座圈22对筒状工件外侧进行制冷，可以通过液氮或者其他制冷机构进行制冷，通过降温降低筒状工件塑性，并辅助对冲孔进行散热，防止热量积聚从而造成待冲孔工件周围发生形变，影响最终成型质量，通过制热冲头24对工件待冲压孔中间进行局部加热，使强度降低，增加局部塑性，在进行冲孔时，通过静压对冲孔部位冲压使，制热冲头24加热后的周围温度比中心温度低，因此中心位置处塑性最好，当进行冲孔时，使中心处位置形变量大于周围位置形变量，从而降低冲孔对孔壁的拉伸量，使形变量减小，从而使成型质量增加；在进行冲孔时，通过液压油先将限位座23推动到回转槽211极限位置，从而使制热冲头24对工件表面进行加热，加热后塑性提高，通过继续推动制热冲头24随着限位座23移动，当限位座23和冲孔接触时，和冲孔壁面相比，冲孔进口端因为拉伸量最多，形变最大，因此形成的孔径最大，进行前移时，孔径减小，从而使孔壁对限位座23阻力增大，使限位座23被限位，从而停止轴向移动，通过液体静压使制热冲头24继续前移，通过导向块27对制热冲头24进行移动导向，通过螺旋滑块26螺旋面对螺旋滑槽232壁面进行挤压，从而使螺旋滑块26带动限位座23定轴转动，限位座23和孔壁接触部分粗糙设置，从而使限位座23和孔壁摩擦力大于制热冲头24和孔壁摩擦力，当限位座23转动时，使孔壁沿周向进行形变，降低轴向形变量，从而防止中性层偏移量过大，造成应力集中。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有多位置打孔功能筒状工件成型模具，其特征在于：所述筒状工件成型模具包括固定装置（1）、成型装置（2）、定位装置（3）、传动装置（4）和动力电机（5），所述固定装置（1）和成型装置（2）连接，所述定位装置（3）和固定装置（1）连接，所述传动装置（4）和定位装置（3）传动连接，所述动力电机（5）和固定装置（1）连接，所述固定装置（1）包括工作台（11）、液压泵（12）和导向座（13），所述导向座（13）置于工作台（11）上，所述动力电机（5）框架和导向座（13）紧固连接，动力电机（5）输出端设有丝杠螺母副，所述导向座（13）上设有传动槽，所述丝杠螺母副置于传动槽内，丝杠螺母副和成型装置（2）传动连接，所述液压泵（12）和工作台（11）紧固连接，液压泵（12）进口端和液压油箱连通，液压泵（12）输出端和成型装置（2）管道连通；

所述固定装置（1）还包括支撑座（14），所述支撑座（14）上侧设有定位装置（3），所述定位装置（3）包括中模（31）、传动块（33）和夹持块（35），所述中模（31）和支撑座（14）活动连接，中模（31）上层沿周向设有若干传动滑槽（311），所述传动块（33）和传动滑槽（311）滑动连接，所述传动滑槽（311）下侧设有夹持槽（312），传动滑槽（311）和夹持槽（312）连通，所述传动块（33）下端设有联动杆（34），所述夹持块（35）和夹持槽（312）滑动连接，所述联动杆（34）和夹持块（35）传动连接，对称布置的所述传动块（33）间设有夹持弹簧，所述夹持块（35）远离联动杆（34）一端设有弧形设置，夹持块（35）弧形端和筒状工件内圈抵接，所述传动块（33）角形设置。

2.根据权利要求1所述的一种具有多位置打孔功能筒状工件成型模具，其特征在于：所述成型装置（2）包括固定座（21）、制冷座圈（22）、限位座（23）和制热冲头（24），所述丝杠螺母副包括丝杠和丝杠螺母，所述丝杠两端通过轴承和导向座（13）的传动槽连接，所述固定座（21）和丝杠螺母紧固连接，固定座（21）和传动槽壁面滑动连接，固定座（21）上设有流道，所述液压泵（12）通过管道和流道连通，所述固定座（21）上设有限位滑槽（212），所述制冷座圈（22）上设有工作腔，所述工作腔外圆面和限位滑槽（212）滑动连接，所述制冷座圈（22）一端设有限位弹簧（25），所述限位弹簧（25）远离制冷座圈（22）一端和限位滑槽（212）侧壁连接，所述固定座（21）上设有回转槽（211），所述限位座（23）和回转槽（211）活动连接，限位座（23）上设有加热滑槽（231），所述制热冲头（24）和加热滑槽（231）动密封连接，所述回转槽（211）两端分别与流道和加热滑槽（231）连通，所述制热冲头（24）包括圆台段和平行段，所述圆台段内设有制热部件，圆台段朝向筒状工件外圆面，所述平行段远离圆台段一侧设有隔热层。

3.根据权利要求2所述的一种具有多位置打孔功能筒状工件成型模具，其特征在于：所述平行段远离圆台段一侧设有若干螺旋滑块（26），所述限位座（23）上设有若干螺旋滑槽（232），所述螺旋滑块（26）和螺旋滑槽（232）滑动连接，所述制热冲头（24）和固定座（21）活动连接，所述固定座（21）上设有导向滑槽，所述制热冲头（24）上设有导向块（27），所述导向块（27）和导向滑槽滑动连接，所述限位座（23）远离固定座（21）一端外圆粗糙度大于制热冲头（24）表面粗糙度。

4.根据权利要求2所述的一种具有多位置打孔功能筒状工件成型模具，其特征在于：所述定位装置（3）还包括调节环（32），所述中模（31）上设有环槽（313），所述调节环（32）和环槽（313）活动连接，所述夹持块（35）分为上下两层，上层靠近所述制热冲头（24）一侧的夹持块（35）为主夹持块，下层远离所述制热冲头（24）一侧的夹持块（35）为主夹持块，其余所述夹持块（35）为辅夹持块，所述主夹持块上设有预紧槽，所述预紧槽内设有预紧弹簧（36），所述联动杆（34）和预紧槽活动连接，所述传动装置（4）包括上转杆（41）、下转杆（43）和平衡块（44），所述上转杆（41）上端和上层的预紧槽传动连接，所述下转杆（43）下端和下层的预紧槽传动连接，所述联动杆（34）上分别设有上转槽和下转槽，所述上转杆（41）和下转杆（43）分别与上转槽和下转槽转动连接，所述中模（31）上设有滑块槽，所述平衡块（44）和滑块槽滑动连接，平衡块（44）上下两端分别设有平衡槽，上层所述平衡槽和上转杆（41）下端传动连接，下层所述平衡槽和下转杆上端传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有多位置打孔功能筒状工件成型模具，其特征在于：所述传动装置（4）还包括传动连杆副（42），所述滑块槽一侧设有连杆槽，所述传动连杆副（42）和连杆槽滑动连接，传动连杆副（42）包括四根连杆，四根所述连杆构成菱形边，相邻所述连杆通过轴销连接，靠近所述平衡块（44）一端的轴销和平衡块（44）紧固连接，远离所述平衡块（44）一端的轴销上设有伸出杆（45），所述连杆槽和环槽（313）连通，所述伸出杆（45）远离轴销一端伸入环槽（313）和调节环（32）传动连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有多位置打孔功能筒状工件成型模具，其特征在于：连线垂直于所述伸出杆（45）方向的两个轴销通过扩张弹簧（46）连接。

7.根据权利要求6所述的一种具有多位置打孔功能筒状工件成型模具，其特征在于：所述传动连杆副（42）为两组，两组所述传动连杆副（42）对称布置在平衡块（44）两侧。

8.根据权利要求2所述的一种具有多位置打孔功能筒状工件成型模具，其特征在于：所述制热冲头（24）小径端边沿设为弧形。

Images