[发明专利]动模压应力分解成形法及体积弹簧和U形螺栓复合弯曲模

说明书

所属领域

本发明主要涉及冲压领域的一种成形法及一种压缩弹簧和一种弯曲模具，特别是指一种可控动模压应力无间隙分解成形法及一种大负荷小体积可调压力的体积弹簧和一种U形螺栓可调回弹一次成形的复合弯曲模具。体积弹簧由于其负荷大体积小还可用于机械、设备、车载、桥梁、建筑等行业的减震弹簧。

背景技术

目前在冲压领域对于冲压弯曲产品，回弹是弯曲成形的常见现象，也是弯曲件生产中不易解决的棘手问题。这一点在所有关于冲压工艺与模具设计的专业类书籍中都有解决回弹弯曲成形的方法，尤其对于U形弯曲的论述更为详尽，但对于采用大型锻坯弯曲成形的U形螺栓，如由于其锻坯厚度的大公差带1～2mm，弯曲模具的凸凹模间隙大不能一次成形解决其回弹，间隙小容易挤死撑裂模具，以上方法也很难使模具复合，只能在加热后，采用专用设备弯曲成形，如1980-03期《锻压设备与制造技术》中的全液压骑马螺栓压弯机，专利号是200720025761.8(存权)平推式U形螺栓成形机等，不仅增加了加热工序，而且每次也都是单件生产，生产效率低下，不能满足大批量生产的需求，因此许多生产U形螺栓的单位(如中国重汽)希望制造一种高效冷压一次成型的U形螺栓复合弯曲模具，替代专用设备适应U形螺栓生产的规模化。面对生产单位的需求和弯曲成形方法的不足，需另辟蹊径，满足既能适应冷压下U形螺栓锻坯厚度的大公差带，又能解决其弯曲回弹一次成形、复合的条件，于是采用了一种新的成形法，在此成形法下，需要一种既能适应压缩/回弹时，承载/克服大负荷的弯曲力，又能适应便于模具复合的小体积的压缩弹簧，于是高压气弹簧以其体积较小、负荷较大作为模具复合弯曲的首选，但仍不能满足对负荷大、体积小的压缩弹簧的要求，这里的要求也是指在弹性限度内对大应力小应变的需求，符合弹簧的基本原理，只不过是传统意义的弹簧主要突出的是应变，弱化了应力，应用非常广泛，而突出应力的弹簧应变很小，应用非常少，如液压油、水及橡胶在其压缩性中的应力和应变量比较接近，其应变在宏观应用中被忽略，然而在微观实践中却是直观存在的，于是采用了一种新的压缩弹簧，从而为完成一种新的高效冷压一次成型的U形螺栓复合弯模具创造了条件，经检索未发现有类似的成形方法和类似的产品可以借鉴参考。

发明内容

本发明的目的在于针对冷压下现有成形法难以使U型螺栓所用锻坯一次成形的不足和针对现有压缩弹簧的负荷小/体积大使模具不易于弯曲/复合的不足，提出的技术方案一是提供一种动模压应力分解成形法，二是提供一种体积弹簧，三是提供一种U形螺栓复合弯曲模具。

本发明的之一是在现有成形模结构的基础上，改变现有的刚性固定式的凸模与凹模结构，与新的柔性伸缩式的凸模与凹模结构相结合，采用了三种成形模结构的成形方法，第一种是动凸模与凹模的成形模结构的成形方法，其中凹模是现有刚性固定式凹模的简称，新的动凸模是现有凸模的局部或全部对应分开并导向、限位连接后，与内侧固定设置的压缩弹簧连接并伸缩，成为动态压应力伸缩式凸模的简称；第二种是凸模与动凹模的成形模结构的成形方法，其中凸模是现有刚性固定式凸模的简称，新的动凹模是现有凹模的局部或全部对应分开并导向、限位连接后，与外侧固定设置的压缩弹簧连接并伸缩，成为动态压应力伸缩式凹模的简称；第三种是动凸模与动凹模的成形模结构的成形方法，其中动凸模与动凹模是现有凸模与凹模中的局部、是错位或间隔分布的；压缩弹簧为既能在被动压缩时承载所需的大负荷的成形力，又能在主动回弹时克服所需的一定成形力的可调压力的压缩弹簧。

现有凸模、凹模的局部或全部对应分开为滑块、滚轮、导柱式结构或现有凸模、凹模的局部或全部对应分开后通过附加结构设置成滑块、滚轮、导柱式的复合结构；现有凸模、凹模的局部或全部对应分开后的导向、限位连接分别为：导向连接为外置式导向包圈、导板、导向槽、导向棱柱形孔、导向圆柱形孔式的结构或内置式棱柱形、圆柱形的导柱、导套结构，限位连接为限位块、限位柱、限位螺钉、限位台、限位槽式的结构；现有凸模分开后的内侧、现有凹模分开后的外侧为刚性固定式的基体，该基体与压缩弹簧固定相连；压缩弹簧与现有凸模分开后的内侧壁、现有凹模分开后的外侧壁为接触式或固定式的连接并伸缩。

装配模具时，在现有凸模、凹模位置的基础上，将动凸模通过调整压缩弹簧向外位移、将动凹模通过调整压缩弹簧向内位移，位移量为一定正值，形成对坯件的不同方向的预压状态，此垂直状态下，形成的凸凹模间隙范围为所需的小于料厚到0值再到一定的负值；在现有凸模、凹模位置的基础上，动凸模的里侧壁、动凹模的外侧壁与基体之间留有一定的间隙，该间隙为大于或等于0值。