一种用于弯曲时效成形的模具制造技术

本实用新型专利技术是一种用于弯曲时效成形的模具，包括底座（１）、盖板（３）、箱体（４）、型板（６）和加载装置。加载装置位于底座（１）上表面，其中托板（８）位于底座上表面中心处，两块型板（６）固定在托板上表面，压轴支架（５）套在型板上，并与托板固定连接。上压轴（７）和下压轴（１０）分别装在箱体（４）和压轴支架上。当外力经过丝杠（９）传递到托板（８）时，丝杠螺母（１５）把丝杠的转动转化为托板沿箱体（４）内表面的平动，推动型板（６）和下压轴（１０）向上移动，完成对试验件的纯弯曲加载。本实用新型专利技术外形简洁，面与面衔接处尽量使用大圆角过渡，并通过盖板覆盖可能造成真空袋拉裂的部位，底座大于箱体，具有结构简单、使用方便的特点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一、
本专利技术涉及钣金成形领域，是一种用于弯曲时效成形的模具。二、
技术介绍
时效成形(Age Forming)，国内通常称之为时效应力松弛成形，国外称之为蠕变时效成形(Creep Age-forming，CAF)。典型的时效成形工艺，主要是利用合金材料在高温中发生应力松弛的效应，使工件产生一定初始变形，通过外加载荷保持工件的变形，在恒温中静置一段时间，材料的应力水平随时间延长而降低，部分弹性应变转化为塑性应变，从而达到成形的目的。对于时效成形弯曲回弹的研究，以纯弯曲研究最为简洁，本专利技术设计了一套用于研究的成形模具，该模具可以对平板、T型梁等试件进行弯曲，并且在曲率半径为1000mm以上均为纯弯曲。西北工业大学在申请号为200810017544.3的专利技术专利申请中，公开了一种纯弯曲时效成形模具，其工作原理源于四点弯曲，以安装在压轴孔内的压轴为四点弯曲的下面两个支点，两个压块为四点弯曲的上面两个支点，通过上下支点的相对运动实现对试件的加载。支点之间的相对运动通过丝杠螺杆传动机构来实现。该专利技术的特点在于，能够实现对试件的纯弯曲加载，形面保持部分设有滑槽形板可以沿槽滑动，进而可以满足不同宽度试件的要求。但是，该专利技术在对试件时效成形时，模具需要包裹真空袋。由于该模具的外形较复杂，使得包裹真空袋不易，且容易损坏真空袋。三、
技术实现思路
为克服现有工装不能实现对试件的纯弯曲加载，简化板料弯曲的复杂性，本专利技术提出了一种用于弯曲时效成形的模具。本专利技术包括底座、盖板、箱体、压轴支架、型板、上压轴、托板、丝杠、下压轴、蜗杆支架、蜗轮和蜗杆，其中：底座1为整个装置的基础。在底座的上表面中部有宽度同箱体内表面宽度的凸台，其长度与两个蜗杆支架的厚度之和等于箱体内表面的长度；该凸台两端的端面处均装有蜗杆支架。在凸台的上表面两端处、沿长度方向的中心线上均安装有轴线与底座相垂直的丝杠；蜗轮安装在丝杠的一端；两个蜗轮挡板分别套在两个丝杠之上、蜗轮的-->上方，并通过双头螺杆固定在底座1上。蜗杆通过两端的支撑圆柱安装在蜗杆支架上，与蜗轮相互配合。丝杠螺母位于蜗轮挡板上方，并固定在托板的下表面。箱体固定在底座上；二个上压轴安装在位于箱体对称的两侧壁板上端的两边上，并且上压轴的中心线垂直于箱体的中心线。矩形托板位于底座上表面中心处。托板为两端对称的三级阶梯形：其底部的第一级构成整个托架的基础；第二级在长度方向上由两端向中间，其高度逐渐降低，并延伸至托板的中心，构成一个大角度的V形面，用于型板在长度方向上的对中定位；第三级是位于两端的两个对称的凸块。型板的下表面是为“V”形面，角度与托板“V”形面相同；型板的上表面两侧为台阶状，中间为圆弧形的模具型面；将两块型板分列在托板第三级凸块的两侧，并使型板下表面的“V”型面和托板第二级的“V”型面配合。将框板结构的压轴支架套在型板上，并通过螺栓分别与托板固定连接和夹紧型板。下压轴安装在压轴支架上。本专利技术中，当外力经过蜗杆、蜗轮、丝杠传递到托板时，通过位于托板上的丝杠螺母把丝杠的转动转化为托板沿箱体内表面的平动，推动位于托板上的型板和位于压轴支架上的一对下压轴向上移动，完成对试验件的纯弯曲加载。本专利技术充分考虑了时效成形时要包裹真空袋的需要，整套模具外形简洁，需要使用真空袋加压的试件弯曲部分完全敞开，制造时面与面衔接处尽量使用大圆角过渡；机械加压部分用箱体封装，对可能造成真空袋拉裂的各种深孔采用盖板覆盖；通过填充硅橡胶、铁砂等在高温高压下不变形的材料的方法消除试验件之间、试验件与模具箱体内壁之间的间隙，以减小对真空袋的破坏。模具的底座尺寸比模具箱体大上一圈，模具底面不需要覆盖导气毡和真空袋，有利于试件在热压罐中的升温，且底座四角设有起吊螺栓，在包裹真空袋后仍然可以用吊车搬运，具有结构简单、使用方便的特点。四、附图说明附图1是用于弯曲时效成形的模具的俯视图。附图2是用于弯曲时效成形的模具的结构示意图，是附图1的A-A视图。附图3是用于弯曲时效成形的模具拆掉箱体和盖板后的主视图。附图4是用于弯曲时效成形的模具的外形示意图。-->附图5是压轴支架的轴侧图。附图6是型板的结构示意图。附图7是托板的轴侧图。其中：1.底座     2.起吊螺栓      3.盖板       4.箱体       5.压轴支架        6.型板7.上压轴   8.托板          9.丝杠       10.下压轴    11.蜗杆支架       12.双头螺杆13.蜗轮    14.蜗轮挡板     15.丝杠螺母               16.蜗杆五、具体实施方式实施例一本实施例是用于(500×50×5)mm厚平板弯曲时效成形的模具(附图1至附图4)，包括底座1、起吊螺栓2、盖板3、箱体4、压轴支架5、型板6、上压轴7、托板8、丝杠9、下压轴10、蜗杆支架11、双头螺杆12、蜗轮13、蜗轮挡板14和丝杠螺母15、蜗杆16，其中：底座1由一块矩形金属底板和底板上表面中部的矩形凸台构成；凸台的宽度和箱体4内表面的宽度一致，并相互配合；底板之上、凸台两端面分别有蜗杆支架11，凸台的长度与两个蜗杆支架11的厚度之和等于箱体4内表面的长度。在底座1四角分别有安装有起吊螺栓2的螺纹通孔。底座1的底板上有螺纹盲孔，用于固定箱体4。在矩形凸台的上表面两端处，沿长度方向的中心线上有两个轴线与底座相垂直的盲孔作为丝杠9的安装孔；该安装孔的直径同丝杠下端圆柱的直径。在两个丝杠安装孔的两边分别有二个安装双头螺杆12的螺纹盲孔，并且与丝杠蜗轮13之间有足够的空间。起吊螺栓2采用标准件。盖板3为矩形框体，其外框的长宽同箱体4下端凸缘的外形尺寸，内框的长宽同箱体4的矩形框的外形尺寸；盖板3的厚度应该满足在容纳快换螺栓头部高度，其强度应承受15个大气压的压力，并且能够遮挡箱体4下角的通槽。盖板3上表面外部边缘导大圆角，下表面与箱体4上的异型孔相对应的位置上开有盲孔，该盲孔的尺寸以容纳快换螺栓头部为宜。箱体4亦为矩形框体，框体内为上下贯通的矩形槽，其高度能容纳内部的整套机构；箱体4的下端向外有一圈凸缘，凸缘与底座1上的箱体安装孔相对应的位置上开有异型通孔，用于固定箱体4；异型通孔为长方形，两端导大圆角，通过快换螺栓固-->定箱体4；箱体4一侧的壁板的下端和位于该处的蜗杆支架11上开有同心的通孔；该通孔开在加载装置的蜗杆16一端的箱体壁板上，并与蜗杆6相配合；为了在提起箱体4时，箱体不会与蜗杆发生干涉，箱体4壁板上的通孔下半部分向下一直延伸到箱体4的下表面，在箱体壁板上形成了贯通壁板的“门”形槽，同时应保留凸缘的完整。在箱体4对称的两侧壁板上端的两边分别开有二个上压轴7的安装孔，该安装孔的中心线在同一水平面，并且在两侧壁板上相对应的孔同心；两根上压轴7分别穿过两侧壁板上相对应的孔，并使上压轴7的中心线垂直于箱体的中心线，通过滚针轴承和箱体4活动配合(附图2)。箱体4上使用的快换螺栓用普通螺栓改制而成，将普通螺栓头部六方体加工成为条状，其宽度和长度分别略小于异型通孔的宽度和长度。矩形托板8为两端对称的三级阶梯形。托板8底部的第一级构成整个托架的基础，其下表面两端与底座1上的丝杠安装孔相对应的位置有丝杠螺母15的安装孔，并且该孔的轴线和丝杠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于弯曲时效成形的模具，其特征在于，包括底座（１）、盖板（３）、箱体（４）、压轴支架（５）、型板（６）、上压轴（７）、托板（８）、丝杠（９）、下压轴（１０）、蜗杆支架（１１）、蜗轮（１３）和蜗杆（１６），底座（１）的上表面中部为凸台，该凸台两端的端面处均装有蜗杆支架（１１）；在凸台的上表面两端处、沿长度方向的中心线上均安装有轴线与底座相垂直的丝杠（９）；蜗轮（１３）安装在丝杠（９）的一端；两个蜗轮挡板（１４）分别套在两个丝杠（９）之上、蜗轮（１３）的上方，并固定在底座（１）上；蜗杆（１６）的两端安装在蜗杆支架（１１）上，与蜗轮（１３）相互配合；丝杠螺母（１５）位于蜗轮挡板（１４）上方，并固定在托板（８）的下表面；箱体（４）固定在底座上；二个上压轴（７）安装在位于箱体（４）对称的两侧壁板上端的两边上，并且上压轴（７）的中心线垂直于箱体的中心线；托板（８）位于底座（１）上表面中心处；托板为两端对称的三级阶梯形，其上表面为Ｖ形面；型板（６）的下表面是为“Ｖ”形面，角度与托板“Ｖ”形面相同；型板（６）的上表面两侧为台阶状，中间为圆弧形的模具型面；将两块型板分列在托板第三级凸块的两侧，并使型板（６）下表面的“Ｖ”形面和托板（８）第二级的“Ｖ”形面配合；将框板结构的压轴支架（５）套在型板（６）上，并通过螺栓分别与托板（８）固定连接和夹紧型板（６）；下压轴（１０）安装在压轴支架（５）上。...

【技术特征摘要】
1.一种用于弯曲时效成形的模具，其特征在于，包括底座(1)、盖板(3)、箱体(4)、压轴支架(5)、型板(6)、上压轴(7)、托板(8)、丝杠(9)、下压轴(10)、蜗杆支架(11)、蜗轮(13)和蜗杆(16)，底座(1)的上表面中部为凸台，该凸台两端的端面处均装有蜗杆支架(11)；在凸台的上表面两端处、沿长度方向的中心线上均安装有轴线与底座相垂直的丝杠(9)；蜗轮(13)安装在丝杠(9)的一端；两个蜗轮挡板(14)分别套在两个丝杠(9)之上、蜗轮(13)的上方，并固定在底座(1)上；蜗杆(16)的两端安装在蜗杆支架(11)上，与蜗轮(13)相互配合；丝杠螺母(15)位于蜗轮挡板(14)上方，并固定在托板(8)的下表面；箱体(4)固定在底座上；二个上压轴(7)安装在位于箱体(4)对称的两侧壁板上端的两边上，并且上压轴(7)的中心线垂直于箱体的中心线；托板(8)位于底座(1)上表面中心处；托板为两端对称的三级阶梯形，其上表面为V形面；型板(6)的下表面是为“V”形面，角度与托板“V”形面相同；型板(6)的上表面两侧为台阶状，中间为圆弧形的模具型面；将两块型板分列在托板第三级凸块的两侧，并使型板(6)下表面的“V”形面和托板(8)第二级的“V”形面配合；将框板结构的压轴支架(5)套在型板(6)上，并通过螺栓分别与托板(8)固定连接和夹紧型板(6)；下压轴(10)安装在压轴支架(5)上。2.如权利要求1所述一种用于弯曲时效成形的模具，其特征在于托板(8)底部的第一级构成整个托架的基础；第二级为托板的上表面，所述的“V”形面是在托板的长度方向上由两端向中间逐渐降低高度，并延伸至托板的中心所形成的；第三级是位于两端的两个对称的凸块；托板(8)下表面两端与底座(1)上的丝杠安装孔相对应的位置有丝杠螺母(15)的安装孔，并且该孔的轴线和丝杠的安装轴线相重合；3.如权利要求1所述一种用于弯曲时效成形的模具，其特征在于底座(1)的上表面凸台的长度与两个蜗杆支架(11)的厚度之和等于箱体(4)内表面的长度。4.如权利要求1所述一种用于弯曲时效成形的模具，其特征在于型板(6)上表面的模具型面的弦长与下压轴(10)直径之和等于箱体(4)上部两端圆孔的圆心之间的距离。5.如权利要求1所述一种用于弯曲时效成形的模...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘忠，熊威，许旭东，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]