[發明專利]一種覆蓋件成形模具及其設計和使用方法

無效

• 申請號: 201210310514.8
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN102794363A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 張石平
• 申請（專利權）人: 淮海工學院
• 主分類號: B21D37/10
• 分類號: B21D37/10;B21D37/20;B21D22/02
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 陳揚

1.一種覆蓋件成形模具，包括凸模座、安裝在所述凸模座上的凸模、壓料圈、口部設有擋料塊的凹模，該凹模內設有頂件板和凹模通氣孔，其特征在于：所述凸模上設有凸模通氣孔，該凸模通氣孔與大氣相通處設有單向壓力控制閥；所述壓料圈與凸模之間具有完全的密封配合，且在壓料過程中無松脫現象；在凹模外側設有背靠塊式導向板和行程控制塊。

2.一種權利要求1所述覆蓋件成形模具的設計方法，其特征在于該方法包括如下內容：

1）根據沖壓件的形狀、尺寸、材料得到變形抗力，并根據變形抗力確定如下參數：凸模、壓料圈結構及其參數；沖壓行程、沖壓氣壓力大小、密閉空間尺寸；

首先要確保氣壓力能達到變形要求，即氣壓力要大于變形抗力；

A）變形應力分析、計算；對所需成形件作應力性質分析及其大小計算，求得在此條件下壓力值PI，即氣壓力應達到的最小要求；

B）氣壓力計算和工作行程的確定；由等溫氣體方程確定沖壓行程大小、壓料圈的密閉高度；

氣壓力具體計算步驟如下：（i）初步計算出氣壓力的大小；設按常規方法所設計的模具凹模與凸模間所能形成的密閉空間最大體積為V0、壓力為1個標準大氣壓P0，壓縮后所能壓縮的最終或最小體積為VI、壓力為PI，PI即所需的拉深力時所需的氣壓力，則有PI*VI=?P0*V0，由此可得PI=?P0*V0/VI≈H0/（H0-HI），其中：H0是自密閉空間凸模所能達到的行程、HI是實際所確定的凸模工作行程；為了減少行程長度HI及保證PI值盡可能大，則盡可能使凸模行程HI接近沖壓行程極限H0；（ii）初步計算后進行適當的調整：由于密封能力的問題PI是不可能達到計算值的；由于行程控制的問題VI不可能達到太小的程度，適當加一個調整系數K，取為K=0.85～0.95，即將H0向上調整6～17%，以保證沖壓力超過拉深力；

根據所需的氣壓力確定出所需的壓縮體積，由此根據材料相應的應變速率計算出相應的保壓時間和沖壓速率，制作出行程-時間曲線圖；

2）確定模具結構尺寸；凸模部分以簡單平面組成，同時能最大程度地達到自密封最大沖壓行程；凸模總長度L應達到保證HI、凸模與壓料圈上下間結構要求的垂直距離h及其安裝于上模座的尺寸；壓料圈總高度高于沖壓行程極限H0，以使其口部可做成一定的倒角；凹模、頂件板尺寸仍按傳統方法確定。

3.一種使用權利要求1所述模具成形覆蓋件的氣壓成形方法，其特征在于包括如下過程:

（1）將毛坯放在凹模口上并定位；

（2）雙動壓力機先將壓料圈壓緊毛坯；

（3）壓力機繼續運動凸模下行沖壓，由于凸模上的單向壓力控制閥處于關閉狀態，使凸模、毛坯及壓料圈之間形成密閉空間，且該空間內的空氣隨凸模的下行被壓縮，產生的氣壓使毛坯發生逐步變形貼合于凹模，最終完全壓緊在凹模表面形成覆蓋件；

（5）脫模。

4.根據權利要求3所述成形覆蓋件的方法，其特征在于：脫模過程中，當所述密閉空間內的氣壓力小于0.9～1.1個標準大氣壓時，所述單向壓力控制閥是打開狀態。

5.根據權利要求1所述覆蓋件成形模具，其特征在于：所述凸模和凹模的材料為工程塑料。