一種側向成型零件的壓制成型模具

楊振麟

摘 要：針對兩側弧邊的成型角度小于90°的結構，采用底座上承載兩塊對半活動式下模結構，配合彈簧復位機構，巧妙的將垂直向壓力轉化為側向壓力，從而完成此類零件的壓制成型。

關鍵詞：側向壓制成型；變截面結構；壓制模具；溜槽

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.013

1 常規液壓壓制成型特性

常規液壓壓制成型的板材零件，如攪拌罐葉片、鵝頸翼板、加強凸臺等等，其成型后的角度往往大于90°。考慮到板材在壓制成型后需要能順利脫模，同時脫模后均會有回彈的特性，往往實際成型后的角度會大于模具本身的角度。這就決定的常規的成型模具在制作成型角度小于等于90°的零件便有很大的局限性，通常需要在成型后再次進行如折彎或熱彎等二次加工，大大降低零件的制作效率和成型效果。

2 溜槽結構特性

如圖1圖2所示，這是一種變截面掃描過渡的溜槽結構，其變截面的結構特性便決定其需采用壓制成型工藝，但其兩側的弧邊的成型角度基于水平面基準均小于90°，如采用常規成型模具，由于成型后的回彈變形，成型后的開口角度往往大于90度，達不到原本結構的設計意圖。

3 成型模具改進方案

為了解決此類結構成型工藝，對原有的固定上下成型模具進行改進，如圖3所示。模具的上模同傳統成型模具一致，下模改良成一個底座上承載兩塊對半活動式下模結構，兩塊下模均可以繞著各自旋轉軸進行轉動。下模前后兩端均用彈簧的支撐，在常態下依托彈簧回位作用使其處于開合的狀態。

壓制過程中，隨著上模的下壓，兩塊對半活動式下模繞著各自的軸心轉動，克服彈簧阻力向下旋轉，當上模移至模具最底端的極限位置時，上模對零件垂直向下的作用力將有一部分通過活動下模轉化成側向作用力，從而起到對零件側向壓制成型的作用，保壓一段時間后脫模，完成零件的成型。如圖4 圖5所示。

4 模具結構尺寸的設計

由于此零件為變截面掃描過渡結構，其關鍵結構尺寸為模具始端和終端截面的寬度，始端截面是個規則的半圓弧，其寬度即為圓弧直徑，因此可以以此為基礎對上模半徑的起始截面進行確定。

以此溜槽結構為例，其板厚為t=6mm，起始截面半徑r=340mm，屬于相對彎曲半徑r/t≥10的情況，同時材料的屈服極限為235MPa，根據鈑金手冊[1]如圖6劃線查表后，可確定其上模相對彎曲半徑r凸/t=46 及r凸=276mm。接著根據溜槽零件的長度、起始截面寬度（即圓弧直徑）和終端截面寬度的比例關系，即可推導出上模末端的寬度，從而確定整個上模的結構尺寸。

同理下模的弧度半徑在上模基礎上增加1.5個板厚長度后即確定其結構尺寸。當然，受板材回彈的性能及油壓機設備參數的影響，該模具尺寸（尤其是始端和終端寬度）根據實踐的結果中均有做些系數圓整和修正。

5 結束語

針對兩側的弧邊的成型角度小于90°的結構，采用底座上承載兩塊對半活動式下模結構，配合彈簧復位機構，巧妙的將垂直向壓力轉化為側向壓力，從而完成此類零件的成型。通過對模具始端和終端截面的寬度這個關鍵尺寸的確定，完成其模具結構設計。實踐表明，此類模具設計結構簡單，使用方便，極大提高生產效率，提升產品質量。為制作此類成型角度小于90°的結構，變截面結構開拓新的思路，積累了經驗。

參考文獻：

[1]鐘翔山.鈑金加工實用手冊[M].化學工業出版社.