專利名稱：一種正向壓邊的多用途板料沖壓模架的制作方法
一種正向壓邊的多用途板料沖壓模架本發(fā)明涉及汽車、軌道、航空、船舶等交通載運(yùn)工具、儀電、家電中所有金屬板料沖 壓成形技術(shù)領(lǐng)域及相關(guān)模具設(shè)計和制造領(lǐng)域，具體地說是一種正向壓邊的多用途板料沖壓 模架。隨著伺服沖床的應(yīng)運(yùn)而生，金屬沖壓成形領(lǐng)域利用伺服沖床滑塊速度可變的特 性，根據(jù)不同材質(zhì)板料的沖壓性能對應(yīng)變速率的不同適應(yīng)性開發(fā)合理的沖壓成形工藝，從 而提高難成形高強(qiáng)度鋼板、輕合金板材的成形工藝性，已經(jīng)成為一種趨勢。伺服沖床的應(yīng)用 拓寬了沖壓設(shè)備的工藝范圍，提高了設(shè)備的利用率，提高了勞動生產(chǎn)率。在個性化、小批量、 高精度生產(chǎn)的今天，伺服沖壓技術(shù)的應(yīng)用正在展現(xiàn)它的實用價值。但是這種新技術(shù)要達(dá)到 最好效果，要求在一定的變形速度條件下，壓邊力和反頂力恒定、可控并具有相當(dāng)高的控制 精度。在伺服沖壓工藝調(diào)試的過程中，速度的變化可能會從低到高逐步改變，以尋求合適的 應(yīng)變速率。相應(yīng)的壓邊力和反頂力也需要與之配合在較高精度內(nèi)維持不變。否則將不能獲 得可靠的工藝參數(shù)。在新材料開發(fā)領(lǐng)域，由于新材料的層出不窮，相應(yīng)新工藝的探索也有很 大需求，對壓邊力、頂料力的控制精度也有很高的要求。但是，在常規(guī)沖壓成形工藝中，沖壓成形的模具多為倒裝形式，凹模在上，凸模在 上，壓邊裝置跟隨凸模在下，同時兼做坯料的定位板。壓邊板下面裝有彈簧或氮?dú)飧椎葟椥?介質(zhì)，保持壓邊板處于高位。所產(chǎn)生的壓邊力和滑塊運(yùn)動有關(guān)，由彈性介質(zhì)被動抵抗滑塊壓 力產(chǎn)生，其壓力值隨著滑塊行程的增加而增加，不能恒定，也不能作精確的調(diào)整和控制。如 果用液壓系統(tǒng)代替彈性介質(zhì)產(chǎn)生壓邊力，則由于伺服沖床的滑塊速度在一定工藝條件下， 有可能高速下行，液壓系統(tǒng)受沖擊后壓力急劇上升，調(diào)整滯后，而難以實現(xiàn)恒定、精確的效 果，嚴(yán)重時會造成事故。而且這種倒裝形式下無論采用何種彈性介質(zhì)都會消耗壓機(jī)的有效 動力，實質(zhì)上降低了壓機(jī)滑塊的工作能力。尋找一種能獨(dú)立于滑塊動作，可以恒定、精確控制壓邊力的壓邊板構(gòu)造是伺服沖 壓技術(shù)普及應(yīng)用過程中的重要一步。本發(fā)明提出了一種正向壓邊多用途板料沖壓模架，正 可以合理、經(jīng)濟(jì)、實用地滿足這種需求。本發(fā)明的目的就是要解決上述的不足而提供一種正向壓邊的多用途板料沖壓模
架 O為實現(xiàn)上述目的設(shè)計一種正向壓邊的多用途板料沖壓模架，由上模、下模兩個部 分組成，所述上模部分包括模炳、上模板、凸模和凸模墊板，上模部分安裝在壓機(jī)滑塊的底 面，所述下模部分包括下模支撐板、下模板、凹模板、支撐柱及導(dǎo)柱，所述支撐柱、導(dǎo)柱安裝 在下模支撐板、下模板之間，所述下模板上設(shè)置有凹模板，所述凹模板上方設(shè)有壓邊機(jī)構(gòu)， 所述壓邊機(jī)構(gòu)包括壓邊板、動力驅(qū)動裝置，所述壓邊板活動連接在支撐柱和導(dǎo)柱上，壓邊板上端面配合連接動力驅(qū)動裝置，所述動力驅(qū)動裝置設(shè)有壓邊力傳感器，所述壓邊力傳感器、 動力驅(qū)動裝置電控部分由線路連接PLC控制系統(tǒng)。所述凹模板內(nèi)裝有反頂板，反頂板下面墊有反頂力傳感器，反頂力傳感器安裝在 反頂缸活塞桿上，所述反頂缸的電控部分、反頂力傳感器由線路連接PLC控制系統(tǒng)。所述動力驅(qū)動裝置采用液壓、機(jī)械、電磁或氣動驅(qū)動裝置。所述壓邊板上安裝有位移傳感器，所述位移傳感器由線路連接PLC控制系統(tǒng)。所述壓邊板上設(shè)有可更換壓邊板鑲塊，壓邊板鑲塊中心開有與凸模相配合的凸模 通孑L。所述壓邊板采用滾珠支撐圈、滾珠導(dǎo)套配合安裝在導(dǎo)柱上。所述壓邊力傳感器、反頂力傳感器是石英壓電式力傳感器。所述位移傳感器采用滑移式或電磁感應(yīng)式電子位移傳感器。本發(fā)明有益效果結(jié)構(gòu)新穎、簡單，大大改善了模具的性能，壓邊機(jī)構(gòu)正向安裝，帶 有反頂裝置，具有獨(dú)立的液壓動力系統(tǒng)和電器控制部分，用于控制壓邊板、反頂板行程和壓 邊力、反頂力大小?？梢栽跊_壓行程的特定位置恒定地產(chǎn)生所需壓邊力和反頂力，并能達(dá)到 很高的精度要求。且由于上模部分工作時大部分被下模部分包裹，沖壓的安全性獲得大大 提高。這種正裝獨(dú)立的壓邊形式不會消耗壓機(jī)的有效動力，實質(zhì)上提高了壓機(jī)滑塊的工作 能力。

圖1為本發(fā)明的正向壓邊沖壓模架結(jié)構(gòu)簡圖；圖2為本發(fā)明的壓邊和頂出機(jī)構(gòu)控制關(guān)系圖；圖3本發(fā)明的滑塊、壓邊板和頂出板行程一壓力關(guān)系配置圖。圖1中，01模炳、02上模板、03支撐柱螺釘、04下模支撐板、05支撐柱、06壓邊板、 07下模板、08反頂板、09反頂力傳感器、10反頂缸活塞桿、11反頂缸、12凹模板、13壓邊板 鑲塊、14沖壓坯料、15壓邊力傳感器、16滾珠支撐圈、17滾珠導(dǎo)套、18壓邊缸活塞桿、19壓 邊缸、20導(dǎo)柱、21導(dǎo)柱固定螺釘、22凸模、23上模墊板。圖2中，24控制器、25比例閥、26液壓泵、27下模板、28液壓站、29溢流閥、30反 頂壓力傳感器、31反頂缸、32壓機(jī)工作臺、33下模T形槽、34凹模、35壓邊板、36壓邊板位 移傳感器、37壓邊缸、38支撐柱、39下模支撐板、40凸模、41滑塊位移傳感器、42上模板、43 上模T形槽、44沖床滑塊、45顯示器。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作以下進(jìn)一步說明如圖1所示，為正向壓邊沖壓模架結(jié)構(gòu)。上模部分包括模炳01、上模板02、凸模22 和凸模墊板23安裝在壓機(jī)滑塊的底面，隨滑塊運(yùn)動。根據(jù)壓機(jī)滑塊的導(dǎo)向精度的需要可以 設(shè)置模具上、下模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。下模部分由下模支撐板04、壓邊板06、下模板07、支撐柱螺 釘03、支撐柱05和滾珠導(dǎo)柱導(dǎo)套等組成。壓邊板上作用有壓邊液壓缸活塞桿，活塞桿上設(shè) 有壓邊力傳感器。反頂部分的反頂板08安裝在凹模板12內(nèi)，下面墊有反頂力傳感器09，可 以反映反頂力的大小。在圖2中可以看到，上模部分和滑塊聯(lián)動其運(yùn)動狀態(tài)可以由上模位
4移傳感器感知。而壓邊板是獨(dú)立于滑塊運(yùn)動的，其運(yùn)動狀態(tài)由壓邊板位移傳感器感知。壓力 機(jī)滑塊、壓邊板、反頂機(jī)構(gòu)的動作由液壓機(jī)構(gòu)產(chǎn)生，由PLC或工控機(jī)等進(jìn)行控制?；瑝K、壓邊 板和反頂板三者的運(yùn)動順序和規(guī)則由圖3規(guī)定。壓邊板的壓力值可以通過控制系統(tǒng)設(shè)置， 隨下行行程最多實現(xiàn)五段變化。當(dāng)壓邊板向下壓住凹模上面的沖壓坯料后，滑塊可以向下行程，上模隨滑塊下移 到某個設(shè)定位置以下時，控制系統(tǒng)開始進(jìn)入設(shè)定的控制模式，壓邊板對坯料給定工藝要求 的壓邊力；反頂板在未工作時處于最高位置，當(dāng)上模下移接觸到反頂板上的板料后開始，反 頂板隨滑塊向下運(yùn)動，到達(dá)下止點(diǎn)后停止不動，這時沖壓工件已經(jīng)成形?；瑝K回程到達(dá)上止 點(diǎn)時，稍作延時，壓邊板向上回程，到達(dá)設(shè)定的最高點(diǎn)后再延時片刻，反頂板向上把工件頂 出。完成一個沖壓周期。壓邊板上設(shè)有可更換壓邊板鑲塊，隨同配套的沖壓凸模、凹模和反頂板一起一起， 可以適應(yīng)不同沖壓成形形狀、尺寸、板厚和沖壓成形性質(zhì)的需要。但范圍受壓機(jī)和模架的能 力、尺寸或規(guī)格限制。此種正向壓邊的沖壓模架可以應(yīng)用于液壓、機(jī)械、電動等各種壓機(jī)；拉深、脹形各 種成形方法；高強(qiáng)鋼、輕合金等各種材質(zhì)板料。特別是可以產(chǎn)生壓邊和反頂兩個獨(dú)立的動 作，配合壓機(jī)滑塊的動作，能形成沖壓的三個作用力，用于精沖等特殊的加工。這種正裝獨(dú)立的壓邊形式不會消耗壓機(jī)的有效動力，實質(zhì)上提高了壓機(jī)滑塊的工 作能力；正裝的獨(dú)立壓邊力作用和壓機(jī)滑塊動作無關(guān)，只要控制系統(tǒng)的適當(dāng)其壓邊力就可 以精確控制，且安全可靠；由于上模部分工作時大部分被下模部分包裹，沖壓的安全性獲得 提尚。壓邊機(jī)構(gòu)獨(dú)立設(shè)置在下模，壓邊力施加方向和滑塊運(yùn)動方向相同，壓邊動作和壓 力機(jī)滑塊的運(yùn)動無關(guān)；壓邊力可調(diào)；帶有頂料機(jī)構(gòu)；配置有適應(yīng)高速反應(yīng)能力的液電控制 系統(tǒng)。可以適用于液壓機(jī)，也可適用于沖床；可用于板料沖壓成形和普通沖裁，也可用于金 屬板料三動作精沖等加工；可以通過更換不同的凸模、凹模，結(jié)合壓邊和反頂兩個動作實現(xiàn) 各種沖壓成形工藝，也可用于各種板料成形性能測試。壓邊板在下模框架內(nèi)可作獨(dú)立的上下滑動，并可以對工件的凸緣部分產(chǎn)生所需的 壓力。壓邊板獨(dú)立動作的動力為液壓，但不限于液壓。機(jī)械、電磁、氣動等所有可用驅(qū)動方 式。壓邊板和頂料力由液壓部分和力傳感器組成半閉環(huán)的PLC控制系統(tǒng)。獨(dú)立于滑塊運(yùn)動 的壓邊板的四根液壓驅(qū)動軸上(不限于此形式、數(shù)量和位置)安裝了壓邊力傳感器。用于 實時精確顯示和控制壓邊力。力傳感器采用了石英壓電式力傳感器。獨(dú)立于滑塊運(yùn)動的壓 邊板安裝了可以顯示和控制壓邊板位置并提供控制壓力機(jī)滑塊動作信息的位移傳感器。本 系統(tǒng)采用了滑移式電子位移傳感器，但不限于此。所有形式的接觸式、非接觸式電子位移傳 感器都屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇。
權(quán)利要求
一種正向壓邊的多用途板料沖壓模架，由上模、下模兩個部分組成，所述上模部分包括模炳、上模板、凸模和凸模墊板，上模部分安裝在壓機(jī)滑塊的底面，所述下模部分包括下模支撐板、下模板、凹模板、支撐柱及導(dǎo)柱，所述支撐柱、導(dǎo)柱安裝在下模支撐板、下模板之間，所述下模板上設(shè)置有凹模板，其特征在于所述凹模板上方設(shè)有壓邊機(jī)構(gòu)，所述壓邊機(jī)構(gòu)包括壓邊板、動力驅(qū)動裝置，所述壓邊板活動連接在支撐柱和導(dǎo)柱上，壓邊板上端面配合連接動力驅(qū)動裝置，所述動力驅(qū)動裝置設(shè)有壓邊力傳感器，所述壓邊力傳感器、動力驅(qū)動裝置電控部分由線路連接PLC控制系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種正向壓邊的多用途板料沖壓模架，其特征在于所述凹模 板內(nèi)裝有反頂板，反頂板下面墊有反頂力傳感器，反頂力傳感器安裝在反頂缸活塞桿上，所 述反頂缸的電控部分、反頂力傳感器由線路連接PLC控制系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種正向壓邊的多用途板料沖壓模架，其特征在于所述動力 驅(qū)動裝置采用液壓、機(jī)械、電磁或氣動驅(qū)動裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的一種正向壓邊的多用途板料沖壓模架，其特征在于所述壓邊 板上安裝有位移傳感器，所述位移傳感器由線路連接PLC控制系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種正向壓邊的多用途板料沖壓模架，其特征在于 所述壓邊板上設(shè)有可更換壓邊板鑲塊，壓邊板鑲塊中心開有與凸模相配合的凸模通孔。
6.如權(quán)利要求1所述的一種正向壓邊的多用途板料沖壓模架，其特征在于所述壓邊 板采用滾珠支撐圈、滾珠導(dǎo)套配合安裝在導(dǎo)柱上。
7.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種正向壓邊的多用途板料沖壓模架，其特征在于 所述壓邊力傳感器、反頂力傳感器是石英壓電式力傳感器。
8.如權(quán)利要求4所述的一種正向壓邊的多用途板料沖壓模架，其特征在于所述位移 傳感器采用滑移式或電磁感應(yīng)式電子位移傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種正向壓邊的多用途板料沖壓模架，所述凹模板上方設(shè)有壓邊機(jī)構(gòu)，所述壓邊機(jī)構(gòu)包括壓邊板、動力驅(qū)動裝置，所述壓邊板活動連接在支撐柱和導(dǎo)柱上，壓邊板上端面配合連接動力驅(qū)動裝置，所述動力驅(qū)動裝置設(shè)有壓邊力傳感器，所述壓邊力傳感器、動力驅(qū)動裝置電控部分由線路連接PLC控制系統(tǒng)；本發(fā)明有益效果結(jié)構(gòu)新穎、簡單，大大改善了模具的性能，壓邊機(jī)構(gòu)正向安裝，帶有反頂裝置，具有獨(dú)立的液壓動力系統(tǒng)和電器控制部分，用于控制壓邊板、反頂板行程和壓邊力、反頂力大小?？梢栽跊_壓行程的特定位置恒定地產(chǎn)生所需壓邊力和反頂力，并能達(dá)到很高的精度要求。且由于上模部分工作時大部分被下模部分包裹，沖壓的安全性獲得大大提高。
文檔編號B21D37/10GK101912926SQ201010255099
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者于治水, 劉淑梅, 唐勤生, 曹陽根, 李霞, 錢勇, 阮勤超 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)