一种可实现热成形模具自找正的导滑板连接结构的制作方法

1.本发明属于航空用金属零件成形的制造领域，涉及一种可实现热成形模具自找正的导滑板连接结构。


背景技术：

2.目前热成形模有两种结构形式，一种是上、下模有导柱连接而成；另一种是上、下模由导滑板连接而成。模具因成形零件大小及复杂性、成形过程中模具的承载大小选择合适的连接结构形式。导滑板连接被广泛应用，特别是针对复杂、大型零件的热成形加工，工装上、下模精加工完成后需要进行同材料料厚试压调整，合格后数控镗上、下模两侧导滑槽，最后将导滑板安装在导滑槽中。
3.虽然数控精镗加工可保证模具导滑板与导滑槽的配合精度，但实际操作中经常出现问题：其一，综合考虑成本及加工性能，导滑板一般采用不锈钢材料，而主体热成形模因加工材料不同选用中硅钼球墨铸铁或铸钢(xz19-4n)等，而高温状态下的材料不同的线性膨胀系数极易导致模具“挤死”。其二，热成形模具的使用磨损(尤其涉及复杂曲面成形造成局部侧向力更容易造成导滑板变形磨损)，需求重新定位于机床精加工，返修周期长，不满足生产线快速加工的使用需求。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种热成形模具的新型导滑板连接机构。本发明能够实现高温状态下热成形模自动找正。利用导滑板的v形定位，充分利用模具本身自重和压力机施加压力完成模具上、下模精准对合，大型模具采用此方案因本身模具自重更有利于零件成形，辅助采用合模销，可快速实现新型导滑板更换或返修，降低模具加工难度。
5.本发明提供了如下方案：
6.一种可实现热成形模具自找正的导滑板连接结构，包括：工装上模1、上导滑板2、工装下模3、下导滑板4、合模销5、螺钉6。热成形模四个侧面(这里称为“前-后-左-右”四侧面)各分别设置导滑板，一般按对称位置设置。
7.其工作原理可描述为，上导滑板2、下导滑板4配合v形面配置，因配合面呈角度，所以需要考虑摩擦自锁缺欠，对导滑板进行摩擦自锁力学分析：
8.上导滑板2配合面对称，受压应力设为f；配合面夹角设为2α，根据受力分解得知：
9.r＝fsinα(力f和力n的夹角为配合面夹角的一半，及α)
10.摩擦力m＝fμ(μ为最大静摩擦系数)
11.d＝mcosα
12.当r＞d时可避免自锁，r＝fsinα＞d＝mcosα＝fμcosα，得tanα＞μ。
13.静摩擦系数μ与材料性质和接触面的物理状态有关，包含粗糙度、温度、适度等，结合现场加工情况试验得知配合面夹角2α角度合理范围值100
°
～140
°
。
14.工装上模1和工装下模3设计配合面根据不同产品结构特点选择压制成型面，配合
导滑板安装位置，保证工装合模过程中四个方向的上导滑板2、下导滑板4同一时间进入配合导向行程范围内。
15.工装下模3型面非工作面加工2-φ50h7孔，孔位按对角线方向设置，用于加工完成后装配合模销5。工装上模1合模对应位置加工2-φ52孔。
16.工装下模3装配合模销5后，完成与工装上模1对合，对合后用螺钉6分别固定上导滑板2和下导滑板4，保证导滑配合面紧贴，上导滑板2和下导滑板4在工装“前-后-左-右”四个侧面按对称位置分别安装。
17.合模过程中，工装前、后侧面导滑板起到上、下模横向限位功能，即“左-右”方向可实现精准定位合模；工装左、右侧面导滑板起到上、下模纵向限位功能，即“前-后”方向可实现精准定位合模，最终“前-后-左-右”四个侧面导滑板实现上、下模精准定位合模，即实现模具自找正功能。
18.本发明提供了一种可实现热成形模自找正的新型连接结构，该方案采用上、下导滑板v形面配合、工装四个方向导滑板配合，可实现工装的精准定位，有效避免成型侧向力对于工装的影响，最终确保零件的高精度成形。该方案加工简单，合模销的设计可避免由于工装原有导滑定位基准磨损造成无法返修现象，返修方案简单快捷，适合大批量零件加工。
附图说明
19.图1是本发明的连接结构等轴视图结构示意图。
20.图2是本发明的连接结构俯视图结构示意图。
21.图3是本发明的上导滑板的结构示意图和受力分析图。
22.图4是本发明的下导滑板的结构示意图。
23.图5是本发明的合模销的结构示意图。
24.图6是本发明的螺钉的结构示意图。
25.图中：1工装上模；2上导滑板；3工装下模；4下导滑板；5合模销；6螺钉。
具体实施方式
26.下面将结合本发明中的新型热成形模连接结构实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细、完整地阐述。
27.本实施例所提供的新型热成形模具导滑板连接结构设计，其实施操作流程如下：
28.1、热成形模放置于热成形机平台上，用螺栓-压板结构或者dogbone将工装上模1连接固定于机床上平台，工装下模2与下平台不固定，预留高温状态下足够的活动自由度。
29.2、开启模具，拆除合模销5，模具随机床升温到达成形温度后，工装上模1随机床上平台下移，模具上导滑板2、下导滑板4的v形配合面接触，完成模具合模。
30.3、模具完成零件压制后，降至室温，安装合模销5，工装合模封存。
31.4、使用过程中造成工装导滑板磨损，可直接拆除导滑板，单独重新精加工v形配合面，后重新按螺钉安装，省略了此类模具复杂的返修过程(包含不限于数控测量、机械加工、装配研磨等)。因生产线工装使用频次多，承担任务量大，实际生产线可提前新制导滑板用于工装备件，当发现工装使用磨损后直接更换，避免长周期的工装返修，极大地提高了热成形模具的有效利用率。


技术特征：
1.一种可实现热成形模具自找正的导滑板连接结构，其特征在于，包括：工装上模(1)、上导滑板(2)、工装下模(3)、下导滑板(4)、合模销(5)、螺钉(6)；热成形模具四个侧面各分别设置上导滑板(2)和下导滑板(4)，按对称位置设置，四个侧面这里称为“前-后-左-右”侧面；所述的上导滑板(2)、下导滑板(4)与热成形模具的v形面配合配置，因配合面呈角度，所以需要考虑摩擦自锁缺欠，对导滑板进行摩擦自锁力学分析：上导滑板(2)配合面对称，受压应力设为f、n；配合面夹角设为2α，根据受力分解得知：r＝fsinα摩擦力m＝fμd＝mcosαμ为最大静摩擦系数；当r＞d时可避免自锁，r＝fsinα＞d＝mcosα＝fμcosα，得tanα＞μ；最大静摩擦系数μ与材料性质和接触面的物理状态有关，包含粗糙度、温度、适度，结合现场加工情况试验得知配合面夹角2α角度合理范围值100
°
～140
°
；工装上模(1)和工装下模(3)设计配合面根据不同产品结构特点选择压制成型面，配合导滑板安装位置，保证工装合模过程中“前-后-左-右”四个方向的上导滑板(2)、下导滑板(4)同一时间进入配合导向行程范围内；工装下模(3)型面非工作面加工2-φ50h7孔，孔位按对角线方向设置，用于加工完成后装配合模销(5)；工装上模(1)合模对应位置加工2-φ52孔；工装下模(3)装配合模销(5)后，完成与工装上模(1)对合，对合后用螺钉(6)分别固定上导滑板(2)和下导滑板(4)，保证导滑配合面紧贴，上导滑板(2)和下导滑板(4)在工装“前-后-左-右”四个侧面按对称位置分别安装；合模过程中，工装前、后侧面导滑板起到上、下模横向限位功能，即“左-右”方向可实现精准定位合模；工装左、右侧面导滑板起到上、下模纵向限位功能，即“前-后”方向可实现精准定位合模，最终“前-后-左-右”四个侧面导滑板实现上、下模精准定位合模，即实现模具自找正功能。

技术总结
本发明属于航空用金属零件成形的制造领域，涉及一种可实现热成形模具自找正的导滑板连接结构。主要包括工装上模、上导滑板、工装下模、下导滑板、合模销、螺钉。本发明提供了一种可实现热成形模自找正的新型连接结构，该方案采用上、下导滑板V形面配合、工装四个方向导滑板配合，可实现工装的精准定位，有效避免成型侧向力对于工装的影响，最终确保零件的高精度成形。该方案加工简单，合模销的设计可避免由于工装原有导滑定位基准磨损造成无法返修现象，返修方案简单快捷，适合大批量零件加工。适合大批量零件加工。适合大批量零件加工。


技术研发人员：吴晗 付和国 谢洪志 黄振宁 李明
受保护的技术使用者：沈阳飞机工业（集团）有限公司
技术研发日：2022.04.29
技术公布日：2022/9/2