一种蛋形耐压壳制作装置及制造方法

摘要

本发明公开了一种蛋形耐压壳制作装置及制造方法，该装置包括支撑装置、压模机构和底模机构，所述压模机构固定安装在支撑装置上，压模机构的端部连接有冲压圆形板料的凸模，所述底模机构包含工作台、安装在工作台上的模具底座和一对板料定位机构，所述圆形板料通过板料定位机构固定在模具底座的上表面上，两个板料定位机构位于圆形板料的两侧，圆形板料下方安装有凹模，凹模位于模具底座内。本发明的一种蛋形耐压壳制作装置，采用在凹模开口端圆环形槽内加入滚珠和底部内设置柔性顶料机构，可以使冲压出的蛋形耐压壳表面质量好，曲率分布均匀。

权利要求

1.一种蛋形耐压壳制作装置，其特征在于：包括支撑装置、压模机构和底模机构，所述压模机构固定安装在支撑装置上，压模机构的端部连接有冲压圆形板料的凸模，所述底模机构包含工作台、安装在工作台上的模具底座和一对板料定位机构，所述圆形板料通过板料定位机构固定在模具底座的上表面上，两个板料定位机构位于圆形板料的两侧，圆形板料下方安装有凹模，凹模位于模具底座内。

2.根据权利要求1所述的蛋形耐压壳制作装置，其特征在于：所述板料定位机构包含定位爪、伸缩杆和固定套，所述伸缩杆焊接在定位爪上，所述固定套通过螺栓固定在模具底座上，伸缩杆的一端与固定套连接，定位爪上设有螺纹孔，螺纹孔内安装有滑动螺杆，滑动螺杆上端安装有定位螺母，滑动螺杆的下端设有圆形凸台，在模具底座设有滑槽，圆形凸台位于滑槽内并沿滑槽滑动。

3.根据权利要求2所述的蛋形耐压壳制作装置，其特征在于：所述凹模顶部的内边沿设有圆环形槽，环形槽内安装有若干个滚珠。

4.根据权利要求3所述的蛋形耐压壳制作装置，其特征在于：所述凹模底部设有柔性顶料机构，所述柔性顶料机构包含弧形头导杆、导向筒和拉簧，所述弧形头导杆一端位于凹模内，另一端位于导向筒内，导向筒位于模具底座内，所述拉簧套于弧形头导杆上并位于导向筒内，拉簧一端与导向筒连接，另一端与弧形头导杆连接，弧形头导杆设有与导向筒连通的通孔。

5.根据权利要求4所述的蛋形耐压壳制作装置，其特征在于：所述压模机构包含液压缸、连接套和连接杆，所述液压缸内设有活塞杆，活塞杆与连接套连接，连接套内设有连接杆，连接杆与凸模连接。

6.一种如权利要求5所述的蛋形耐压壳制作装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将冲压好的圆形板料放置在底模机构上，并同时调节底模机构上的两个板料定位机构，通过滑动伸缩杆带动定位爪移动，直至圆形板料的圆心处于压模机构与底模机构的轴心位置，后拧紧定位螺母，两个板料定位机构同时卡住圆形板料，限制圆形板料在水平面内的移动，达到定位作用；

（2）压模机构动作，液压缸伸长，推动凸模向下运动，凸模顶住圆形板料向下压，当凸模的顶部连续运动至凹模深度的1/2 2/3时，压模机构停止，液压缸保持现有状态，并进行保~压5 10分钟；

~

（3）压模机构第二次动作，液压缸再次伸长，推动凸模继续向下运动，凸模顶住圆形板料一直往下压，直至压到凹模的底部，此时，压模机构再次停止，液压缸保持现有状态，并进行保压5 10分钟；

~

（4）压模机构复位，液压缸返回原始状态，同时柔性顶料机构中的拉簧复位，带动弧形头导杆向上运动，弧形头导杆便将压制好的蛋形耐压壳顶出。

说明书

一种蛋形耐压壳制作装置及制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种蛋形耐压壳制作装置及制造方法，属于耐压装置制造领域。

背景技术

[0002] 耐压壳作为深海潜水器的重要装备，起着保障内部人员和设备安全工作的重要作用，但现役传统耐压壳不能够同时协调强度、稳定性、空间利用率、流线型等指标。申请号为201510073803.4的发明专利提出了一种概念性的蛋形仿生耐压壳体，并指出蛋形仿生壳可以综合协调强度、稳定性、空间利用率、流线型等功能，是一种优异的仿生原型，但并未涉及蛋形耐压壳的制作装置及方法。作为一种优异的新型深海耐压装备，蛋形耐压壳的工程应用前景广阔，但由于蛋形曲线的大端与小端不完全对称，常规的单一模具压制法有很大局限性。

[0003] 目前，市场上多数模具分为凸模(上模)和凹模(下模)，一般会在凹模的开口端设置圆形倒角或放置圆柱形滚棒(适用于形状简单的平板压制)，以减小金属板料在压制过程中由于产生摩擦力而使板料产生不必要的磨损，影响板料冲压成型后的质量；以及少部分凹模在底端设置硬性柔性顶料机构，顶出成型后的压制件，但仅适用于对表面要求低的压制件。蛋形耐压壳的强度和稳定性对自身曲率半径较为敏感，设置圆形倒角尽管可以降低摩擦力，但板料在冲压过程中仍然与凹模进行滑动摩擦，会影响蛋形耐压壳表面曲率以及厚度分布；硬性柔性顶料机构则会破坏蛋形耐压壳底端的曲率半径以及表面质量。

发明内容

[0004] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种蛋形耐压壳制作装置及制造方法，采用在凹模开口端圆环形槽内加入滚珠和底部内设置柔性顶料机构，可以使冲压出的蛋形耐压壳表面质量好，曲率分布均匀。

[0005] 技术方案：为实现上述目的，本发明的一种蛋形耐压壳制作装置，包括支撑装置、压模机构和底模机构，所述压模机构固定安装在支撑装置上，压模机构的端部连接有冲压圆形板料的凸模，所述底模机构包含工作台、安装在工作台上的模具底座和一对板料定位机构，所述圆形板料通过板料定位机构固定在模具底座的上表面上，两个板料定位机构位于圆形板料的两侧，圆形板料下方安装有凹模，凹模位于模具底座内。

[0006] 作为优选，所述板料定位机构包含定位爪、伸缩杆和固定套，所述伸缩杆焊接在定位爪上，所述固定套通过螺栓固定在模具底座上，伸缩杆的一端与固定套连接，定位爪上设有螺纹孔，螺纹孔内安装有滑动螺杆，滑动螺杆上端安装有定位螺母，滑动螺杆的下端设有圆形凸台，在模具底座设有滑槽，圆形凸台位于滑槽内并沿滑槽滑动。

[0007] 作为优选，所述凹模顶部的内边沿设有圆环形槽，环形槽内安装有若干个滚珠。

[0008] 作为优选，所述凹模底部设有柔性顶料机构，所述柔性顶料机构包含弧形头导杆导向套和拉簧，所述弧形头导杆一端位于凹模内，另一端位于导向筒内，导向筒位于模具底座内，所述拉簧套于弧形头导杆上并位于导向筒内，拉簧一端与导向筒连接，另一端与弧形头导杆连接，弧形头导杆设有与导向筒连通的通孔。

[0009] 作为优选，所述压模机构包含液压缸、连接套和连接杆，所述液压缸内设有活塞杆，活塞杆与连接套连接，连接套内设有连接杆，连接杆与凸模连接。

[0010] 一种上述的蛋形耐压壳制作装置的制造方法，包括以下步骤：

[0011] (1)将冲压好的圆形板料放置在底模机构上，并同时调节底模机构上的两个板料板料定位机构，通过滑动伸缩杆带动定位爪移动，直至圆形板料的圆心处于压模机构与底模机构的轴心位置，后拧紧定位螺母，两个板料定位机构同时卡住圆形板料，限制圆形板料在水平面内的移动，达到定位作用；

[0012] (2)压模机构动作，液压缸伸长，推动凸模向下运动，凸模顶住圆形板料向下压，当凸模的顶部连续运动至凹模深度的1/2～2/3时，压模机构停止，液压缸保持现有状态，并进行保压5～10分钟；

[0013] (3)压模机构第二次动作，液压缸再次伸长，推动凸模继续向下运动，凸模顶住圆形板料一直往下压，直至压到凹模的底部，此时，压模机构再次停止，液压缸保持现有状态，并进行保压5～10分钟；

[0014] (4)压模机构复位，液压缸返回原始状态，同时柔性顶料机构中的拉簧复位，带动弧形头导杆向上运动，弧形头导杆便将压制好的蛋形耐压壳顶出。

[0015] 有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0016] (1)由于本发明在凹模开口端圆环形槽内加入滚珠，可使金属板料在加工过程中变滑动为滚动，且接触面积小，大大降低了板料在压制过程中产生的摩擦，使得加工后的压制件表面更加光滑，曲率更加均匀；

[0017] (2)由于本发明采用柔性顶料机构，当金属板料被压制成型时，柔性机构中的弧形头推杆在拉簧的作用下会自主复位，弧形头与耐压壳成型件的底端接触并顶出成型件，不会对蛋形耐压壳底端表面造成损伤或影响底部曲率；

[0018] (3)由于本发明采用二次冲压方法，可避免板料在冲压成蛋形壳的过程中由于拉伸速度过快、行程过长而导致表面出现过大的塑性变形，使得冲压出的耐压壳成型件表面厚度均匀，加工质量高。

附图说明

[0019] 图1为本发明所采用的蛋形曲线示意图。

[0020] 图2为蛋形耐压壳制作装置主示意图。

[0021] 图3为图2蛋形耐压壳制作装置A-A示意图。

[0022] 图4为图2蛋形耐压壳制作装置Ι局部放大示意图。

[0023] 图5为图2蛋形耐压壳制作装置Π局部放大示意图。

[0024] 图6为蛋形耐压壳小端凹模示意图。

[0025] 图7为蛋形耐压壳小端凸模示意图。

[0026] 图8为蛋形耐压壳制作装置一次压模示意图。

[0027] 图9为蛋形耐压壳制作装置二次压模示意图。

[0028] 其中；1—支撑机构，11—凹形板，12—加强肋板，13—底板，2—压模机构，21—液压缸，22—连接套，23—销，24—连接杆，25—凸模，3—底模机构，31—滚珠，32—板料定位机构，321—定位爪，322—伸缩杆，323—固定套，324，定位螺母，325—滑动螺杆，33—凹模，34—柔性顶料机构，341—弧形头导杆，342—拉簧，343—导向套，344—带孔底板，35—模具底座，4—锁紧机构，41—锁紧螺母，42—锁紧螺杆，5—工作台，6—圆形板料，7—小端凸模，
8—小端凹模。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

[0030] 如图2至图7所示，本发明的一种蛋形耐压壳制作装置，包括支撑机构1，支撑机构1上连接有压模机构2，压模机构2正下方轴心相对处放置有底模机构3，底模机构3则通过锁紧机构4固定在工作台5上。

[0031] 在本发明中，压模机构2与底模机构3中的模具采用一般蛋形轮廓线，如图1所示，图中包含蛋形壳基本几何参数长轴L、短轴B，为了使加工出的模具便于冲压，以赤道为分割线，分别切割蛋形壳的小端与大端，并分别根据两端蛋形曲线加工出相应的凸模与凹模。

[0032] 所述支撑机构1包括凹形板11，凹形板11底部焊接有底板13，二者同时焊有加强肋板12。

[0033] 所述压模机构2包括液压缸21，液压缸21内设有活塞杆，活塞杆头与连接套22一端的法兰连接，连接套22圆形孔中配合有连接杆24，同时连接套22与连接杆24插入销23进行固定，连接杆24下端与凸模25进行螺钉连接。

[0034] 所述底模机构3包括模具底座35，模具底座35上配合有凹模33，并同时连接有板料定位机构32和柔性顶料机构34，凹模33的环形槽里放置有滚珠31。

[0035] 所述板料定位机构32包括定位爪321，定位爪321上焊接有伸缩杆322，伸缩杆322另一端则焊接有固定套323，定位爪321上设有螺纹孔，螺纹孔内安装有滑动螺杆325，滑动螺杆325上端安装有定位螺母324，滑动螺杆325的下端设有圆形凸台，在模具底座35设有滑槽，圆形凸台位于滑槽内并沿滑槽滑动，通过拧紧定位螺母达到锁紧定位爪321的目的。

[0036] 所述柔性顶料机构34包括弧形头导杆341，弧形头导杆341内开有通孔，便于冲压时，凹模内的空气流出，其配合在导向套343内，并与固定在导向套343顶部的拉簧342相连接，导向套343底部设置有带孔底板344，带孔底板344将整个柔性顶料机构34连接在模具底座35上。当被加工零件挤压弧形头导杆341，弧形头导杆341下移，拉簧342拉伸，当冲压结束后，由于拉簧342的拉力作用，带动被加工零件移出凹模。

[0037] 所述锁紧机构4包括锁紧螺杆42，锁紧螺杆42同时穿过工作台5上的开口槽和模具底座35上下的凸台孔，并与锁紧螺母41相配合。

[0038] 所述一种蛋形耐压壳冲压装置在冲压蛋形耐压壳小端时，需更换小端模具，更换小端凸模时，只须拧下连接杆24与凸模25的连接螺钉，安装上小端凸模7即可；更换小端凹模8时，直接取下放置在模具底座35中的凹模33，并放置上小端凹模8以及加入滚珠31即可。

[0039] 本发明蛋形耐压壳制作方法：

[0040] 以蛋形耐压壳大端制作为例，具体过程如下：

[0041] 第一步，将冲压好的圆形板料6放置在底模机构3上，并同时调节底模机构3上的两个板料定位机构32，通过滑动伸缩杆322带动定位爪321移动，直至圆形板料6的圆心处于上模机构2与底模机构3的轴心位置，后拧紧定位螺母324，两个定位机构32同时卡住圆形板料6，限制圆形板料6在水平面内的移动，达到定位作用；

[0042] 第二步，压模机构2动作，液压缸21伸长，推动凸模25向下运动，凸模25顶住圆形板料6向下压，当凸模25的顶部连续运动至凹模33深度的1/2～2/3时，压模机构2停止，液压缸21保持现有状态，并进行保压5～10分钟；

[0043] 第三步，压模机构2第二次动作，液压缸21再次伸长，推动凸模25继续向下运动，凸模25顶住圆形板料6一直往下压，直至压到大端凹模25的底部，此时，压模机构2再次停止，液压缸21保持现有状态，并进行保压5～10分钟；

[0044] 第四步，压模机构复位，液压缸21返回原始状态，同时柔性顶料机构34中的拉簧342复位，带动弧形头导杆341向上运动，弧形头导杆341便将压制好的蛋形耐压壳大端顶出。

[0045] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。