一种液压补偿模具结构制造技术

本实用新型专利技术提供的液压补偿模具结构是由模具工作部分、同步液压压力发生器和液压系统三部分组成，可以有效的提高模具寿命，防止凹模失效开裂，实现高精度塑性成形零件的成形。所述的模具工作部分是由凸模、凹模以及凹模外围的液压补偿环组成，由可以进行液压补偿的环状液压腔取代了传统的凹模预紧环或应力圈。所述的同步液压压力发生器用于为环状液压腔中的液体提供压力，并保证环状液压腔的压力与凹模所受的载荷同步发生，平衡凹模所受的切向拉应力，消除凹模可能会出现的切向应变。所述的液压系统用于调整和控制同步液压压力发生器的工作压力，并为同步液压压力发生器补充液量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种液压补偿模具结构，尤其是一种利用液体压力对成形凹模在工作中所产生的应力和应变进行补偿的模具结构，属于金属塑性成形模具领域。
技术介绍
在金属塑性成形过程中，凸模挤压坯料，坯料产生变形会使凹模受到内压力，在此内压力的作用下，凹模一般会产生弹性变形，即凹模工作型腔尺寸会随着内压力的变化而变化，变形严重时凹模甚至会疲劳开裂。对于工作时承受内压力较大的凹模，目前在实际生产中一般采用预紧环或应力圈的结构保护凹模。附图1是预紧环或应力圈的工作原理图。由图1a可以看到在内压力Pi的作用下，没有预紧环或应力圈的凹模受到切向拉应力σt和径向压应力σr的两种应力作用，其中切向拉应力σt是造成凹模破裂的最大原因。为了保护凹模在较大切向拉应力下不破裂，目前采用的方法是以过盈方式将凹模压入预紧环或应力圈。在预紧环或应力圈的作用下，凹模会预先产生切向压应力σt1，如图1b所示。这种预先产生的切向压应力σt1可以抵消凹模受到内压力Pi时所产生的切向拉应力σt，保护凹模不至于开裂，如图1c所示。这种结构目前普遍采用的模具结构具有如下缺点：1.用预紧环或应力圈过盈量对凹模预先产生的切向压应力σt1为定值，不会随凹模内压力Pi的变化而变化，而且很难做的精准，虽然预紧环或应力圈改变了凹模的应力分布状态，但是凹模工作时仍然受到多变应力的作用，也会因为疲劳应力的作用而产生开裂；2.根据胡克定律，应力的变化必然产生应变的变化，因此凹模工作型腔尺寸是随着内压力Pi的变化而变化的，采用预紧环或应力圈结构的凹模只有在事先考虑到准确的弹性变形量，才能成形出高精度的塑性成形零件。
技术实现思路
为了克服上述传统预紧环或应力圈式凹模结构的缺点，本技术提供一种结构简单，实用性强，可以有效提高模具寿命，防止凹模失效开裂，并且实现高精度塑性成形零件的成形的液压补偿模具结构，以满足生产企业提高模具寿命和精度的要求。本技术所采用的技术方案是：所述的液压补偿模具结构是由模具工作部分、同步液压压力发生器、液压系统三部分组成。模具工作部分是由凸模、凹模以及凹模外围的液压补偿环组成，由可以进行液压补偿的环状液压腔取代了传统的凹模预紧环或应力圈，并用高压软管与同步液压压力发生器相连接。同步液压压力发生器用于为环状液压腔中的液体提供压力，并保证环状液压腔的压力与凹模所受的载荷同步发生。液压系统用于调整和控制同步液压压力发生器的工作压力，并为同步液压压力发生器补充液量。在模具工作部分没有受到载荷时，所述的环状液压腔中的液体压力很低，几乎不对凹模的应力状态产生影响。在模具工作部分受到载荷时，凹模受到因凸模挤压坯料而产生切向拉应力，在同一时间，同步液压压力发生器使环状液压腔中产生足够的液体压力，并由液压系统对液体压力做出调节和控制，完全平衡凹模所受的切向拉应力，消除凹模可能会出现的切向应变。-->本技术的有益效果是，可以有效提高模具寿命，防止凹模失效开裂，实现高精度塑性成形零件的成形。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。附图1为预紧环或应力圈的工作原理图。图1中，图1a为没有预紧环或应力圈的凹模在受到平均内压力Pi作用时的压力分布状态图，σt为切向应力，σr为径向应力。图1b为有预紧环或应力圈的凹模在没有受到平均内压力Pi作用时的预应力分布状态图，σt1为切向应力，σr1为径向应力。图1c为有预紧环或应力圈的凹模在受到平均内压力Pi作用时的应力分布状态图，σt2为切向应力，σr2为径向应力。附图2为本技术液压补偿模具结构原理图。图2中，1.凹模，2.凸模，3.液压补偿环，4.液压发生器体，5.柱塞，6.高压表，7.高压溢流阀，8.单向阀，9.低压溢流阀，10.二位二通阀，11.低压表，12.油泵，13.电动机，14.过滤器，15.油箱。具体实施方式在附图2所示的实施例中，模具工作时，凸模(2)下行对放置在凹模(1)中的坯料进行挤压，坯料在凸模(2)的作用下产生塑性变形的同时对凹模(1)产生内压力，使凹模(1)产生切向拉应力，在挤压的同时柱塞(5)对液压发生器体(4)中的液体施加压力，使液压补偿环(3)中的液体压力随着凹模(1)所受切向拉应力的升高而升高，对凹模(1)起到压应力补偿作用，抵消凹模(1)所承受的切向拉应力，消除凹模(1)可能产生的切向应变，从而起到保护凹模(1)作用。液压发生器体(4)的压力由高压溢流阀(7)调节和控制，高压表(6)显示液压补偿环(3)中的液体压力，单向阀(8)防止高压液体流向液压系统的低压部分。挤压结束后，凸模(2)上行，凹模(1)型腔中的内压力消失，同时柱塞(5)从液压发生器体(4)中退回，补偿压力消失。液压系统中的油泵(12)在电动机(13)的带动下向液压发生器体(4)的液压腔内充液，油泵(12)的压力由低压溢流阀(9)调节和控制，由低压表(11)显示。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压补偿模具结构，其特征在于：所述的液压补偿模具结构是由模具工作部分、同步液压压力发生器和液压系统三部分组成，所述的模具工作部分是由凸模、凹模以及凹模外围的液压补偿环组成，液压补偿环中的液体压力在凹模受到内压力的同时产生，对凹模提供补偿；所述的同步液压压力发生器是由液压发生器体和柱塞构成，同步液压压力发生器提供的压力与凹模受到的内压力同时发生且是可变的，随凹模受到的内压力的变化而变化。

【技术特征摘要】
1.一种液压补偿模具结构，其特征在于：所述的液压补偿模具结构是由模具工作部分、同步液压压力发生器和液压系统三部分组成，所述的模具工作部分是由凸模、凹模以及凹模外围的液压补偿环组成，液压补偿环中的液体压力在凹模受到内压力的同时产生，对凹模提供补偿；所述的同步液压压力发生...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小光，边翊，钟志平，
申请(专利权)人：北京机电研究所，机科发展科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]