一种用于等厚面内弯曲板挤压成型的模具制造技术

一种用于等厚面内弯曲板挤压成型的模具，该模具与挤压机连接安装，包括依次连接的挤压筒内衬、调节模和成型模，模具内开设有沿挤压杆的挤压方向贯通设置的内腔，包括位于挤压筒内衬中的用于供挤压杆推动坯料的矩形腔、位于成型模中的用于将被挤压杆从模具内腔中推出的坯料挤压成平板的成型孔、位于调节模中的用于与挤压杆的挤压作用配合以改变并调节坯料的形状从而使坯料从成型孔中挤出时成为所需的等厚面内弯曲板的异形腔。本发明专利技术可以挤出不同曲率的等厚面内弯曲板，而且能保证面内弯曲板的厚度尺寸，不会存在外圈厚度减薄、内圈容易起皱的现象，并且等厚面内弯曲板内不会存在与其弯曲方向相反的反作用力，不会产生向弯曲方向的反方向回弹。

A Die for Extrusion Forming of Equal Thickness in-plane Bending Plate

A die for extrusion forming of equal-thickness in-plane bending plate is connected and installed with an extrusion press, including a successively connected extrusion cylinder liner, a regulating die and a forming die. The die is provided with an inner cavity penetrating along the extrusion direction of the extrusion rod, including a rectangular cavity in the inner liner of the extrusion cylinder for pushing the blank by the extrusion rod, and a rectangular cavity in the forming die for pushing the extrusion rod from the extrus The blank extruded from the inner cavity of the die is extruded into the forming hole of the flat plate, which is located in the adjusting die to cooperate with the extrusion action of the extrusion rod to change and adjust the shape of the blank so as to make the blank extruded from the forming hole into the special-shaped cavity of the required in-plane bending plate. The invention can extrude in-plane bending plates with different curvatures, and can ensure the thickness and size of in-plane bending plates, without the phenomenon of thinning of outer ring thickness and easy wrinkling of inner ring, and there will be no reaction force opposite to its bending direction in in-plane bending plates of equal thickness, and no rebound in the bending direction.

【技术实现步骤摘要】
一种用于等厚面内弯曲板挤压成型的模具
本专利技术涉及等厚面内弯曲板制造成型领域，尤其涉及一种用于等厚面内弯曲板挤压成型的模具。
技术介绍
等厚面内弯曲板是指具有一定曲率半径的平面内弧形弯曲形状的等厚平板板材，是一种可用于输送机、航空发动机叶片的结构材料，在粉料加工、航空和航天等
具有广阔的应用前景。现有技术中最早加工等厚面内弯曲板的方法为在大块的平板板材上按面内弯曲板的弧形轮廓切割，再对切割的弧形板材进行厚度等加工修整，这种方法会造成板材原料的大量浪费，已经基本不再使用。目前最常见的生产面内弯曲板的方法为采用锥形轧辊对平板板材进行不均匀轧制，除此之外还可采用冲压或拉伸装置对平板板材进行局部冲压或不均匀拉伸。采用锥形轧辊不均匀轧制法时，一般采用一对小端朝向相同的锥形轧辊，使两个锥形轧辊反向旋转，将平板板材喂入两辊之间使板材从两辊之间的缝隙中通过，锥形轧辊在旋转时，靠近小径端的辊面圆周的线速度必然小于靠近大径端的辊面圆周的线速度，所以板材从两辊之间的缝隙中通过时，其靠近锥形轧辊大径端的一侧会因为其所接触的辊面圆周的线速度更快，而获得比板材靠近锥形轧辊小径端的一侧更大的轧制拉伸量，即通过两个锥形轧辊的轧制，使平板板材的一侧比另一侧拉伸量更大，也就使板材拉伸量大的一侧向拉伸量小的一侧弯曲，从而通过不均匀轧制使板材不均匀拉伸得到面内弯曲板。授权公告号CN103302210B、CN101844190B、CN105855435B的专利技术专利中均记载了采用锥形轧辊制作面内弯曲板的方法。采用冲压或不均匀拉伸法时，通常是先将平板板材的两端固定，然后，冲压法就是采用预先准备的与所需的面内弯曲板具有相同弯曲形状的冲压模具，从平板板材的宽度方向进行压制处理，使平板板材强制变形而弯曲成所需的面内弯曲板；不均匀拉伸法则是采用可转动的机构，利用其转动带动平板板材的一端向其转动的方向变形，通过不断调整使平板板材的变形累积从而得到具有所需曲率半径的面内弯曲板。授权公告号CN204171125U的技术专利中记载了采用冲压装置制作面内弯曲板的方法，授权公告号CN103357797B的专利技术专利中记载了采用拉伸装置制作面内弯曲板的方法。现有常见的锥形轧辊以及冲压或拉伸装置的结构较为复杂，同时为了保证所制得的面内弯曲板的曲率半径，通常需要进行大量计算以提前确定原料平板板材的尺寸参数以及生产过程中的诸多参数，较为复杂不便；并且，锥形轧辊不均匀轧制法、冲压法和不均匀拉伸法所制得的等厚面内弯曲板，都具有外圈厚度减薄、内圈容易起皱、容易产生向弯曲方向的反方向回弹的缺点，所以，通常需要对厚度尺寸进行二次加工修整，才能成为具有所需尺寸的等厚面内弯曲板，造成原料浪费和生产过程的复杂化，增加成本降低效率，而且在使用过程中也容易因为弯曲板回弹，导致等厚面内弯曲板变形而影响尺寸精度，使生产出的满足尺寸精度要求的等厚面内弯曲板在达到材料自身强度的使用寿命前，就因为回弹变形而难以满足使用要求，使等厚面内弯曲板的寿命较短。造成锥形轧辊不均匀轧制法、冲压法和不均匀拉伸法所制得的等厚面内弯曲板外圈厚度减薄、内圈容易起皱、容易产生向弯曲方向的反方向回弹的原因如下：等厚面内弯曲板，因为其厚度相等、沿长度方向弯曲而分为内外圈的形状特点，所以，等厚面内弯曲板的外圈弧长必然大于内圈弧长，在厚度相等即沿厚度方向的截面形状相同的情况下，同一块等厚面内弯曲板中靠近外圈的一半的体积必然大于靠近内圈的一半的体积，这是两部分的厚度相同而长度不等所带来的必然结果。而现有的等厚面内弯曲板的生产过程中，均为对自身等厚的平板板材原料进行加工，即是对同一块平板板材的体积相近的两部分进行不均匀轧制、冲压或不均匀拉伸，这样得到的面内弯曲板，其外圈部分和内圈部分在加工前分别为平板板材原料上的体积相近的两部分，而在加工后变为了长度不同的外圈和内圈，所以外圈部分的厚度就必然小于内圈部分；同时，原本体积、厚度和长度均近乎相等的两部分，在加工后变为了同一块面内弯曲板上长度较长的外圈和长度较短的内圈，即相当于外圈相对内圈的拉伸量更大，内圈相对外圈则等同于被压缩的状态，所以就容易造成在外圈减薄的同时内圈反而起皱的现象；并且，现有的锥形轧辊不均匀轧制法、冲压法和不均匀拉伸法，都是通过外部物体与平板板材接触时对板材施加的外力来强制改变板材在长度方向的形状，从而使板材弯曲变形制成面内弯曲板，这样对板材施加外力使板材变形后，板材内部会存在反作用力，且反作用力必然是沿着使板材变形的外力的反方向，也就是使面内弯曲板向原始平板板材状态反向弯曲的方向，导致面内弯曲板在使用中容易出现向弯曲方向的反方向回弹的现象。为克服上述面内弯曲板外圈厚度减薄、内圈容易起皱、容易产生向弯曲方向的反方向回弹的缺点，授权公告号CN103302210B、CN101844190B、CN105855435B以及CN103357797B的专利中均对面内弯曲板生产过程中的各项加工参数进行了优化，但并未改变现有的加工面内弯曲板的原理，而上述面内弯曲板的缺点就是因为现有的生产方法中是对一块等厚平板板材施加外力而强制其沿长度方向变形，使板材中体积相近的两部分沿长度方向的拉伸程度不同而形成平面内的弧状弯曲，即因为现有的面内弯曲板生产方式在原理上的缺陷，导致制得的面内弯曲板必然外圈薄于内圈而内圈容易起皱，同时板材内还会存在反弯曲方向的作用力而容易产生回弹，这些缺点靠优化加工参数仅能得到一定程度的缓解，无法完全消除。
技术实现思路
为解决现有的面内弯曲板生产中制得的等厚面内弯曲板的外圈厚度减薄、内圈容易起皱，需要对厚度尺寸进行二次加工修整，并且容易产生向弯曲方向的反方向回弹，使面内弯曲板使用寿命缩短的问题，本专利技术提供了一种用于等厚面内弯曲板挤压成型的模具。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于等厚面内弯曲板挤压成型的模具，该模具与挤压机连接安装并与挤压机的长方体挤压杆配合使用，模具内开设有沿挤压杆的挤压方向贯通设置的内腔，使原始形状为长方体的坯料被挤压杆从模具的内腔中挤出并挤压成等厚面内弯曲板，所述的模具分为三节，包括依次连接的挤压筒内衬、调节模和成型模，挤压筒内衬用于安装在挤压机的挤压筒中，所述的内腔由三段分别位于三节模具中的内腔连通构成，包括位于挤压筒内衬中的用于供长方体挤压杆推动坯料的矩形腔、位于成型模中的用于将被挤压杆从模具内腔中推出的坯料挤压成平板的成型孔、位于调节模中的用于与挤压杆的挤压作用配合以改变并调节坯料的形状从而使坯料从成型孔中挤出时成为所需的等厚面内弯曲板的异形腔；定义所述的模具与挤压机连接安装后，任意与挤压杆的挤压方向垂直的平面均为该模具的截面；所述矩形腔的截面形状为一个与挤压杆匹配的矩形，矩形腔的侧壁包括沿挤压杆的挤压方向设置的四段平面，四段平面分别与矩形腔截面矩形的四边对应，矩形腔截面矩形的尺寸满足能够使位于矩形腔内的挤压杆与矩形腔的侧壁之间为间隙配合；所述成型孔的截面形状为一个与所挤出的等厚面内弯曲板匹配的矩形，其短边的长度等于面内弯曲板的厚度，长边的长度等于面内弯曲板的宽度，成型孔的侧壁包括沿挤压杆的挤压方向设置的四段平面，四段平面分别与成型孔截面矩形的四边对应，成型孔截面矩形的短边与矩形腔截面矩形的短边平行，成型孔截面矩形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于等厚面内弯曲板挤压成型的模具，该模具与挤压机连接安装并与挤压机的长方体挤压杆（1）配合使用，模具内开设有沿挤压杆（1）的挤压方向贯通设置的内腔，使原始形状为长方体的坯料被挤压杆（1）从模具的内腔中挤出并挤压成等厚面内弯曲板，其特征在于：所述的模具分为三节，包括依次连接的挤压筒内衬（2）、调节模（3）和成型模（4），挤压筒内衬（2）用于安装在挤压机的挤压筒中，所述的内腔由三段分别位于三节模具中的内腔连通构成，包括位于挤压筒内衬（2）中的用于供长方体挤压杆（1）推动坯料的矩形腔（5）、位于成型模（4）中的用于将被挤压杆（1）从模具内腔中推出的坯料挤压成平板的成型孔（7）、位于调节模（3）中的用于与挤压杆（1）的挤压作用配合以改变并调节坯料的形状从而使坯料从成型孔（7）中挤出时成为所需的等厚面内弯曲板的异形腔（6）；定义所述的模具与挤压机连接安装后，任意与挤压杆（1）的挤压方向垂直的平面均为该模具的截面；所述矩形腔（5）的截面形状为一个与挤压杆（1）匹配的矩形，矩形腔（5）的侧壁包括沿挤压杆（1）的挤压方向设置的四段平面，四段平面分别与矩形腔（5）截面矩形的四边对应，矩形腔（5）截面矩形的尺寸满足能够使位于矩形腔（5）内的挤压杆（1）与矩形腔（5）的侧壁之间为间隙配合；所述成型孔（7）的截面形状为一个与所挤出的等厚面内弯曲板匹配的矩形，其短边的长度等于面内弯曲板的厚度，长边的长度等于面内弯曲板的宽度，成型孔（7）的侧壁包括沿挤压杆（1）的挤压方向设置的四段平面，四段平面分别与成型孔（7）截面矩形的四边对应，成型孔（7）截面矩形的短边与矩形腔（5）截面矩形的短边平行，成型孔（7）截面矩形的对角线中心和矩形腔（5）截面矩形的对角线中心之间的连线与挤压杆（1）的挤压方向平行；所述异形腔（6）的截面形状包括两条长度相同的平行线（8），两条平行线（8）与成型孔（7）截面矩形的短边平行，平行线（8）的长度大于成型孔（7）截面矩形的短边的长度，定义两条平行线（8）的中点的连线为异形腔（6）截面形状的基准线（9），所述基准线（9）与两条平行线（8）垂直，基准线（9）的长度大于成型孔（7）截面矩形的长边的长度，基准线（9）的中点位于成型孔（7）截面矩形的对角线中心和矩形腔（5）截面矩形的对角线中心之间的连线上，两条平行线（8）的其中一条的两端分别与两条长弧线（10）的一端连接，两条平行线（8）中另一条的两端分别与两条短弧线（11）的一端连接，两条长弧线（10）之间和两条短弧线（11）之间均为关于所述基准线（9）对称，位于基准线（9）同侧的长弧线（10）和短弧线（11）的弧线圆心重合，位于基准线（9）两侧的两个弧线圆心关于基准线（9）对称，并分别位于与两条短弧线（11）连接的平行线（8）向远离基准线（9）的两侧延伸的延长线上，所述异形腔（6）的截面形状还包括两条由位于基准线（9）同侧的长弧线（10）和短弧线（11）远离基准线（9）的一端连接而成的侧边线（12），两条侧边线（12）关于基准线（9）对称并分别与两条短弧线（11）相切；所述异形腔（6）的侧壁包括沿挤压杆（1）的挤压方向设置的四段平面和四段圆弧面，四段平面分为与所述两条平行线（8）分别对应的两段平行面（13）、以及与两条侧边线（12）分别对应的两段侧对称面（14），四段圆弧面分为与两条长弧线（10）分别对应的两段调节弧面（15）、以及与两条短弧线（11）分别对应的两段弧形沟槽（16）；定义包含所述基准线（9）并与挤压杆（1）的挤压方向平行的平面为模具的基准平面，异形腔（6）内设置有两块形状、尺寸均相同的调节板（17），两块调节板（17）分别位于所述基准平面两侧，调节板（17）可转动的安装在位于基准平面同侧的弧形沟槽（16）和调节弧面（15）之间，调节板（17）具有沿挤压杆（1）的挤压方向设置的两段弧面和两段平面，其中一段弧面为与所述弧形沟槽（16）半径相等的半圆弧面（1701），另一段弧面为与所述调节弧面（15）半径相等的滑动弧面（1702），所述两段平面互相平行并分别与两段弧面连接，两段平面之间的距离等于半圆弧面（1701）的直径且两段平面均与半圆弧面（1701）相切，两段平面在与挤压杆（1）的挤压方向垂直的方向上的长度均等于所述基准线（9）的长度，使所述滑动弧面（1702）的轴线与半圆弧面（1701）的轴线重合，从而使同一调节板（17）的半圆弧面（1701）和滑动弧面（1702）分别与一对位于基准平面同侧的弧形沟槽（16）和调节弧面（15）贴合且轴线重合，通过半圆弧面（1701）在弧形沟槽（16）内转动以及滑动弧面（1702）在调节弧面（15）上滑动，使两块调节板（17）能够在异形腔（6）内分别绕位于基准平面两侧的弧面轴线转动，以改变两块调节板（17）相对的平面之间的夹角和距离...

【技术特征摘要】
1.一种用于等厚面内弯曲板挤压成型的模具，该模具与挤压机连接安装并与挤压机的长方体挤压杆（1）配合使用，模具内开设有沿挤压杆（1）的挤压方向贯通设置的内腔，使原始形状为长方体的坯料被挤压杆（1）从模具的内腔中挤出并挤压成等厚面内弯曲板，其特征在于：所述的模具分为三节，包括依次连接的挤压筒内衬（2）、调节模（3）和成型模（4），挤压筒内衬（2）用于安装在挤压机的挤压筒中，所述的内腔由三段分别位于三节模具中的内腔连通构成，包括位于挤压筒内衬（2）中的用于供长方体挤压杆（1）推动坯料的矩形腔（5）、位于成型模（4）中的用于将被挤压杆（1）从模具内腔中推出的坯料挤压成平板的成型孔（7）、位于调节模（3）中的用于与挤压杆（1）的挤压作用配合以改变并调节坯料的形状从而使坯料从成型孔（7）中挤出时成为所需的等厚面内弯曲板的异形腔（6）；定义所述的模具与挤压机连接安装后，任意与挤压杆（1）的挤压方向垂直的平面均为该模具的截面；所述矩形腔（5）的截面形状为一个与挤压杆（1）匹配的矩形，矩形腔（5）的侧壁包括沿挤压杆（1）的挤压方向设置的四段平面，四段平面分别与矩形腔（5）截面矩形的四边对应，矩形腔（5）截面矩形的尺寸满足能够使位于矩形腔（5）内的挤压杆（1）与矩形腔（5）的侧壁之间为间隙配合；所述成型孔（7）的截面形状为一个与所挤出的等厚面内弯曲板匹配的矩形，其短边的长度等于面内弯曲板的厚度，长边的长度等于面内弯曲板的宽度，成型孔（7）的侧壁包括沿挤压杆（1）的挤压方向设置的四段平面，四段平面分别与成型孔（7）截面矩形的四边对应，成型孔（7）截面矩形的短边与矩形腔（5）截面矩形的短边平行，成型孔（7）截面矩形的对角线中心和矩形腔（5）截面矩形的对角线中心之间的连线与挤压杆（1）的挤压方向平行；所述异形腔（6）的截面形状包括两条长度相同的平行线（8），两条平行线（8）与成型孔（7）截面矩形的短边平行，平行线（8）的长度大于成型孔（7）截面矩形的短边的长度，定义两条平行线（8）的中点的连线为异形腔（6）截面形状的基准线（9），所述基准线（9）与两条平行线（8）垂直，基准线（9）的长度大于成型孔（7）截面矩形的长边的长度，基准线（9）的中点位于成型孔（7）截面矩形的对角线中心和矩形腔（5）截面矩形的对角线中心之间的连线上，两条平行线（8）的其中一条的两端分别与两条长弧线（10）的一端连接，两条平行线（8）中另一条的两端分别与两条短弧线（11）的一端连接，两条长弧线（10）之间和两条短弧线（11）之间均为关于所述基准线（9）对称，位于基准线（9）同侧的长弧线（10）和短弧线（11）的弧线圆心重合，位于基准线（9）两侧的两个弧线圆心关于基准线（9）对称，并分别位于与两条短弧线（11）连接的平行线（8）向远离基准线（9）的两侧延伸的延长线上，所述异形腔（6）的截面形状还包括两条由位于基准线（9）同侧的长弧线（10）和短弧线（11）远离基准线（9）的一端连接而成的侧边线（12），两条侧边线（12）关于基准线（9）对称并分别与两条短弧线（11）相切；所述异形腔（6）的侧壁包括沿挤压杆（1）的挤压方向设置的四段平面和四段圆弧面，四段平面分为与所述两条平行线（8）分别对应的两段平行面（13）、以及与两条侧边线（12）分别对应的两段侧对称面（14），四段圆弧面分为与两条长弧线（10）分别对应的两段调节弧面（15）、以及与两条短弧线（11）分别对应的两段弧形沟槽（16）；定义包含所述基准线（9）并与挤压杆（1）的挤压方向平行的平面为模具的基准平面，异形腔（6）内设置有两块形状、尺寸均相同的调节板（17），两块调节板（17）分别位于所述基准平面两侧，调节板（17）可转动的安装在位于基准平面同侧的弧形沟槽（16）和调节弧面（15）之间，调节板（17）具有沿挤压杆（1）的挤压方向设置的两段弧面和两段平面，其中一段弧面为与所述弧形沟槽（16）半径相等的半圆弧面（1701），另一段弧面为与所述调节弧面（15）半径相等的滑动弧面（1702），所述两段平面互相平行并分别与两段弧面连接，两段平面之间的距离等于半圆弧面（1701）的直径且两段平面均与半圆弧面（1701）相切，两段平面在与挤压杆（1）的挤压方向垂直的方向上的长度均等于所述基准线（9）的长度，使所述滑动弧面（1702）的轴线与半圆弧面（1701）的轴线重合，从而使同一调节板（17）的半圆弧面（1701）和滑动弧面（1702）分别与一对位于基准平面同侧的弧形沟槽（16）和调节弧面（15）贴合且轴线重合，通过半圆弧面（1701）在弧形沟槽（16）内转动以及滑动弧面（1702）在调节弧面（15）上滑动，使两块调节板（17）能够在异形腔（6）内分别绕位于基准平面两侧的弧面轴线转动，以改变两块调节板（17）相对的平面之间的夹角和距离；异形腔（6）侧壁的两段平行面（13）中的、与两段调节弧面（15）均连接的一段平行面（13）上具有多个向异形腔（6）内凸出形成的限位凸台（18），所述基准平面两侧均有至少一个限位凸台（18），所有限位凸台（18）远离基准平面的侧面均与平行面（13）垂直，且位于基准平面同侧的所有限位凸台（18）远离基准平面的侧面均与其所在平行面（13）的位于基准平面同侧的边沿对齐，通过限位凸台（18）阻挡向靠近基准平面方向转动的调节板（17），并使两块调节板（17）在转动至分别被基准平面两侧的限位凸台（18）...

【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，彭琦，安俊超，柳翊，曹永青，方世杰，金文中，张立峰，徐国辉，郭玉波，沈俊芳，王雷，贾平，张伟，崔琦，李豪，陈程阳，刘爽，胡兵琪，李佳昊，薛孝云，石坤，公海波，张虎威，王笑朋，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41