專利名稱：一種液壓補(bǔ)償模具結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓補(bǔ)償模具結(jié)構(gòu)，尤其是一種利用液體壓力對成形凹模在 工作中所產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變進(jìn)行補(bǔ)償?shù)哪＞呓Y(jié)構(gòu)，屬于金屬塑性成形模具領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在金屬塑性成形過程中，凸模擠壓坯料，坯料產(chǎn)生變形會使凹模受到內(nèi)壓力，在此 內(nèi)壓力的作用下，凹模一般會產(chǎn)生彈性變形，即凹模工作型腔尺寸會隨著內(nèi)壓力的變化而 變化，變形嚴(yán)重時凹模甚至?xí)陂_裂。對于工作時承受內(nèi)壓力較大的凹模，目前在實(shí)際生 產(chǎn)中一般采用預(yù)緊環(huán)或應(yīng)力圈的結(jié)構(gòu)保護(hù)凹模。附


圖1是預(yù)緊環(huán)或應(yīng)力圈的工作原理圖。 由圖la可以看到在內(nèi)壓力Pi的作用下，沒有預(yù)緊環(huán)或應(yīng)力圈的凹模受到切向拉應(yīng)力ot 和徑向壓應(yīng)力or的兩種應(yīng)力作用，其中切向拉應(yīng)力ot是造成凹模破裂的最大原因。為了 保護(hù)凹模在較大切向拉應(yīng)力下不破裂，目前采用的方法是以過盈方式將凹模壓入預(yù)緊環(huán)或 應(yīng)力圈。在預(yù)緊環(huán)或應(yīng)力圈的作用下，凹模會預(yù)先產(chǎn)生切向壓應(yīng)力otl，如圖lb所示。這 種預(yù)先產(chǎn)生的切向壓應(yīng)力otl可以抵消凹模受到內(nèi)壓力Pi時所產(chǎn)生的切向拉應(yīng)力ot，保 護(hù)凹模不至于開裂，如圖lc所示。這種結(jié)構(gòu)目前普遍采用的模具結(jié)構(gòu)具有如下缺點(diǎn)1.用 預(yù)緊環(huán)或應(yīng)力圈過盈量對凹模預(yù)先產(chǎn)生的切向壓應(yīng)力otl為定值，不會隨凹模內(nèi)壓力Pi 的變化而變化，而且很難做的精準(zhǔn)，雖然預(yù)緊環(huán)或應(yīng)力圈改變了凹模的應(yīng)力分布狀態(tài)，但是 凹模工作時仍然受到多變應(yīng)力的作用，也會因?yàn)槠趹?yīng)力的作用而產(chǎn)生開裂；2.根據(jù)胡克 定律，應(yīng)力的變化必然產(chǎn)生應(yīng)變的變化，因此凹模工作型腔尺寸是隨著內(nèi)壓力Pi的變化而 變化的，采用預(yù)緊環(huán)或應(yīng)力圈結(jié)構(gòu)的凹模只有在事先考慮到準(zhǔn)確的彈性變形量，才能成形 出高精度的塑性成形零件。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述傳統(tǒng)預(yù)緊環(huán)或應(yīng)力圈式凹模結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu) 簡單，實(shí)用性強(qiáng)，可以有效提高模具壽命，防止凹模失效開裂，并且實(shí)現(xiàn)高精度塑性成形零 件的成形的液壓補(bǔ)償模具結(jié)構(gòu)，以滿足生產(chǎn)企業(yè)提高模具壽命和精度的要求。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是所述的液壓補(bǔ)償模具結(jié)構(gòu)是由模具工作部分、 同步液壓壓力發(fā)生器、液壓系統(tǒng)三部分組成。模具工作部分是由凸模、凹模以及凹模外圍的 液壓補(bǔ)償環(huán)組成，由可以進(jìn)行液壓補(bǔ)償?shù)沫h(huán)狀液壓腔取代了傳統(tǒng)的凹模預(yù)緊環(huán)或應(yīng)力圈， 并用高壓軟管與同步液壓壓力發(fā)生器相連接。同步液壓壓力發(fā)生器用于為環(huán)狀液壓腔中的 液體提供壓力，并保證環(huán)狀液壓腔的壓力與凹模所受的載荷同步發(fā)生。液壓系統(tǒng)用于調(diào)整 和控制同步液壓壓力發(fā)生器的工作壓力，并為同步液壓壓力發(fā)生器補(bǔ)充液量。在模具工作 部分沒有受到載荷時，所述的環(huán)狀液壓腔中的液體壓力很低，幾乎不對凹模的應(yīng)力狀態(tài)產(chǎn) 生影響。在模具工作部分受到載荷時，凹模受到因凸模擠壓坯料而產(chǎn)生切向拉應(yīng)力，在同一 時間，同步液壓壓力發(fā)生器使環(huán)狀液壓腔中產(chǎn)生足夠的液體壓力，并由液壓系統(tǒng)對液體壓 力做出調(diào)節(jié)和控制，完全平衡凹模所受的切向拉應(yīng)力，消除凹模可能會出現(xiàn)的切向應(yīng)變。[0005]本實(shí)用新型的有益效果是，可以有效提高模具壽命，防止凹模失效開裂，實(shí)現(xiàn)高精 度塑性成形零件的成形。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。附
圖1為預(yù)緊環(huán)或應(yīng)力圈的工作原理圖。
圖1中，圖la為沒有預(yù)緊環(huán)或應(yīng)力圈的凹模在受到平均內(nèi)壓力Pi作用時的壓力 分布狀態(tài)圖，ot為切向應(yīng)力，or為徑向應(yīng)力。圖lb為有預(yù)緊環(huán)或應(yīng)力圈的凹模在沒有受到平均內(nèi)壓力Pi作用時的預(yù)應(yīng)力分布 狀態(tài)圖，otl為切向應(yīng)力，orl為徑向應(yīng)力。圖lc為有預(yù)緊環(huán)或應(yīng)力圈的凹模在受到平均內(nèi)壓力Pi作用時的應(yīng)力分布狀態(tài) 圖，ot2為切向應(yīng)力，or2為徑向應(yīng)力。附圖2為本實(shí)用新型液壓補(bǔ)償模具結(jié)構(gòu)原理圖。圖2中，1.凹模，2.凸模，3.液壓補(bǔ)償環(huán)，4.液壓發(fā)生器體，5.柱塞，6.高壓表， 7.高壓溢流閥，8.單向閥，9.低壓溢流閥，10. 二位二通閥，11.低壓表，12.油泵，13.電動 機(jī)，14.過濾器，15.油箱。
具體實(shí)施方式
在附圖2所示的實(shí)施例中，模具工作時，凸模⑵下行對放置在凹模⑴中的坯料 進(jìn)行擠壓，坯料在凸模(2)的作用下產(chǎn)生塑性變形的同時對凹模(1)產(chǎn)生內(nèi)壓力，使凹模 (1)產(chǎn)生切向拉應(yīng)力，在擠壓的同時柱塞(5)對液壓發(fā)生器體(4)中的液體施加壓力，使液 壓補(bǔ)償環(huán)(3)中的液體壓力隨著凹模(1)所受切向拉應(yīng)力的升高而升高，對凹模(1)起到 壓應(yīng)力補(bǔ)償作用，抵消凹模⑴所承受的切向拉應(yīng)力，消除凹模⑴可能產(chǎn)生的切向應(yīng)變， 從而起到保護(hù)凹模(1)作用。液壓發(fā)生器體(4)的壓力由高壓溢流閥(7)調(diào)節(jié)和控制，高 壓表(6)顯示液壓補(bǔ)償環(huán)(3)中的液體壓力，單向閥(8)防止高壓液體流向液壓系統(tǒng)的低 壓部分。擠壓結(jié)束后，凸模(2)上行，凹模(1)型腔中的內(nèi)壓力消失，同時柱塞(5)從液壓 發(fā)生器體⑷中退回，補(bǔ)償壓力消失。液壓系統(tǒng)中的油泵(12)在電動機(jī)(13)的帶動下向 液壓發(fā)生器體(4)的液壓腔內(nèi)充液，油泵(12)的壓力由低壓溢流閥(9)調(diào)節(jié)和控制，由低 壓表(11)顯示。
權(quán)利要求一種液壓補(bǔ)償模具結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的液壓補(bǔ)償模具結(jié)構(gòu)是由模具工作部分、同步液壓壓力發(fā)生器和液壓系統(tǒng)三部分組成，所述的模具工作部分是由凸模、凹模以及凹模外圍的液壓補(bǔ)償環(huán)組成，液壓補(bǔ)償環(huán)中的液體壓力在凹模受到內(nèi)壓力的同時產(chǎn)生，對凹模提供補(bǔ)償；所述的同步液壓壓力發(fā)生器是由液壓發(fā)生器體和柱塞構(gòu)成，同步液壓壓力發(fā)生器提供的壓力與凹模受到的內(nèi)壓力同時發(fā)生且是可變的，隨凹模受到的內(nèi)壓力的變化而變化。
2.如權(quán)利要求1所述的一種液壓補(bǔ)償模具結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的液壓系統(tǒng)是由若 干液壓元件構(gòu)成，用于調(diào)節(jié)和控制同步液壓壓力發(fā)生器產(chǎn)生的液體壓力。
專利摘要本實(shí)用新型提供的液壓補(bǔ)償模具結(jié)構(gòu)是由模具工作部分、同步液壓壓力發(fā)生器和液壓系統(tǒng)三部分組成，可以有效的提高模具壽命，防止凹模失效開裂，實(shí)現(xiàn)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、凹模以及凹模外圍的液壓補(bǔ)償環(huán)組成，由可以進(jìn)行液壓補(bǔ)償?shù)沫h(huán)狀液壓腔取代了傳統(tǒng)的凹模預(yù)緊環(huán)或應(yīng)力圈。所述的同步液壓壓力發(fā)生器用于為環(huán)狀液壓腔中的液體提供壓力，并保證環(huán)狀液壓腔的壓力與凹模所受的載荷同步發(fā)生，平衡凹模所受的切向拉應(yīng)力，消除凹模可能會出現(xiàn)的切向應(yīng)變。所述的液壓系統(tǒng)用于調(diào)整和控制同步液壓壓力發(fā)生器的工作壓力，并為同步液壓壓力發(fā)生器補(bǔ)充液量。
文檔編號B21D37/12GK201760507SQ20102025059
公開日2011年3月16日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者張小光, 邊翊, 鐘志平 申請人:北京機(jī)電研究所;機(jī)科發(fā)展科技股份有限公司