一種汽車覆蓋件樣件預成形模具的快速製造方法及模具的製作方法
2023-06-04 18:39:26 2
專利名稱：一種汽車覆蓋件樣件預成形模具的快速製造方法及模具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種成形模具的製造方法，具體為一種汽車覆蓋件樣件預成形模具的快速製造方法。
背景技術：
汽車覆蓋件(簡稱覆蓋件)是指構成汽車車身或駕駛室、覆蓋發動機和底盤的異形體表面和內部的汽車零件。汽車覆蓋件既是外觀裝飾性的零件，又是封閉薄殼狀的受力零件。具體地說，汽車覆蓋件包括引擎蓋板，車頂蓋，左、右車側圍，前、後車門，前、後、左、右翼子板，行禮箱蓋板，發動機前支撐板，發動機前裙板，前圍上蓋板，後圍板，後圍上蓋板，前裙板，前框架，前翼子板，車輪擋泥板、後翼子板、後圍板、行李倉蓋，後圍上蓋板、頂蓋、前圍側板、前圍板、前圍上蓋板、前擋泥板、發動機罩等。覆蓋件表面上任何微小的缺陷都會在塗漆後引起光線的漫反射而損壞外形的美觀，因此覆蓋件表面不允許有波紋、皺摺、邊緣拉痕和其他破壞表面美感的缺陷。 覆蓋件的製造是汽車車身製造的關鍵環節。汽車新式車型或概念車在前期研發過程中，要求的汽車覆蓋件為單件或小批量的樣件。覆蓋件類型種類多，模具數量要求多，且傳統衝壓模具製造調試周期較長，成本高昂， 從時間成本和經濟成本上考慮樣件都不宜再採用傳統衝壓模具工藝進行生產。申請人通過對汽車覆蓋件的成形特點進行研究，開發出適合汽車覆蓋件樣件快速成形的一種汽車覆蓋件加工方法，該方法由預成形和精整成形兩個工步結合完成，首先採用基於混凝土澆築方法所得的模具成形獲得預成形件，然後再採用單點漸進成形獲得精整成形件，使得精整成形件精度滿足要求(該成形方法申請人同時申請了專利進行保護)。從而汽車新型車身或概念車在前期研發過程中，既節約了經濟成本，也縮短了時間周期，快速經濟的得到汽車覆蓋件樣件。故從時間成本和經濟成本考慮，有必要重新設計一種專門適應於汽車覆蓋件樣件預成形工藝的模具。
發明內容
針對上述現有技術不足，本發明要解決的技術問題是怎樣提供一種模具製造成本低且快速的汽車覆蓋件樣件預成形模具快速製造方法及模具，使該方法製得的模具具備結構簡單，加工便捷，加工受力平穩等特點，特別適合用於汽車覆蓋件樣件生產。為了解決上述技術問題，本發明中採用了如下的技術方案
一種汽車覆蓋件樣件預成形模具的快速製造方法，其特徵在於，所述汽車覆蓋件樣件預成形模具包括的凹模、凸模和壓邊圈中至少一種採用混凝土澆築的製造方法製得。本技術方案中，將汽車覆蓋件樣件預成形模具中的凹模、凸模和壓邊圈採用混凝土澆築製得，是因為經申請人研究發現，對於小批量的概念車覆蓋件樣件成形，模具只需成形小批量的樣件，無需頻繁地重複加工，故對模具在強度方面的設計要求可以降低。同時， 由於汽車覆蓋件樣件預成形工藝中，只需要初步獲得覆蓋件樣件的預成形形狀，對工件成形精度要求不高，故對模具自身在強度、精度和性能等方面的要求同樣較低，故採用混凝土澆築出的模具已經能夠滿足成形要求。這樣和採用傳統模具相比，本發明的模具就大大降低了模具製造成本和開發及製造的時間；特別適合用於單件或小批量的汽車覆蓋件樣件生產。作為進一步優化，所述方法採用的混凝土澆築材料由水泥混合物、粗骨料、細骨料和水混合得到(優選配比為1 :2 2. 4 0. 6)，所述水泥混合物由高強度的矽酸鹽水泥加入摻合料等得到(優選為加入摻合料矽粉及外加劑早強劑，其中矽粉、水泥、早強劑、早強減水劑質量比優選為7:90:2:1 ；早強劑和早強減水劑配置成溶液充分溶解後，優選採用滯水法的摻加方法加入)；粗骨料的最大粒徑不大於25mm，針片狀顆粒含量不大於5. 0%，含泥量不大於0. 5%，泥塊含量不大於0. 2% ；細骨料粒徑在3. Γ3. 7mm之間，含泥量不大於2. 0%，泥塊含量不大於0. 5% ；混凝土養護天數3天。這樣優化澆築方式後得到的混凝土模具，其硬度、強度和加工性能均能夠很好地滿足汽車覆蓋件樣件預成形模具的成形性能要求。同時，本澆築方法中採用的各種材料，均為現有常規材料的組合，各種澆築方法、摻合方式也為澆築領域常規技術，故工藝成本比較便宜，降低了模具製造成本。上述方法製得的汽車覆蓋件樣件預成形模具，可以採用如下進一步優化結構，包括位於下方的所述凹模，依次對應設置於所述凹模上方的所述壓邊圈、彈性墊圈和所述凸模，所述壓邊圈和彈性墊圈套設在凸模向下的凸起部分之外，凸模的凸起部分上方的兩側各具有一個向下方延伸的限位板，限位板下方具有一個豎向設置的限位槽，所述壓邊圈對應限位板的兩側各具有一個橫向設置的限位螺栓，限位螺栓外端可滑動地卡接在限位板的限位槽內，凸模下壓到極限位置時限位螺栓限位於限位槽的上端，此時凸模下表與凹模型腔之間形成工件成形型腔。這樣，對模具結構優化後，模具在使用時，待成形的板料置於凹模上面位於凹模與壓邊圈之間，凸模在壓力機作用下下壓，凸模通過彈性墊圈對壓邊圈施力使板料周邊被壓緊；凸模繼續下壓，彈性墊圈受力壓縮，凸模向下的凸起部分的下端接觸板料向下施力並迫使其產生變形，當凸模下壓到極限位置時，得到預成形的板料零件。其中，設置的限位板用於對凸模下壓行程限位，保證凸模下壓到位恰好得到預成形的形變量，避免凸模下壓過深而增大模具負荷。同時設置的彈性墊圈使其受力平穩，凸模下壓平緩，增強凸模下壓的穩定性，避免模具負荷過大造成損壞；其次彈性墊圈在凸模下壓過程中還用於力的傳遞，使得凸模的壓力傳遞到壓邊圈上，使壓邊圈壓住板料的周邊，使成形過程更穩定；彈性墊圈還有一個作用是在凸模收回的過程中，彈性墊圈通過壓邊圈給板料施加一個向下的力，方便板料從凸模上脫模，板料不會出現卡在凸模上向上運動的情況，使整個加工過程流暢而有序。所以，採用本結構的模具在加工過程中，受力平穩、均勻而緩慢，特別適合混凝土製造的強度的模具的使用，進一步保證模具使用穩定性並延長了模具使用壽命。作為模具結構的進一步優化，所述凸模上方的兩側還豎向固定設置有導套，導套可滑動地套接在豎向設置且固定於凹模的導柱上。這樣，凸模下壓和收回均靠導套與導柱的配合導向，保證合模準確且進一步增加了模具穩定性和可靠性，使其適合混凝土模具的使用。作為模具結構的另一優化，所述彈性墊圈採用聚氨酯材料製得。具有成本便宜，彈性好，傳力緩慢均勻，利於加工等優點，更加利於混凝土模具的使用。作為模具結構的進一步優化，所述凹模的型腔底部還具有頂料機構，所述頂料機構包括位於凹模的型腔底部的頂料板，位於頂料板下方的頂杆，頂杆可滑動地向下穿出凹模並用於與壓力設備相連。所述壓力設備優選為液壓缸或氣缸。這樣，凸模收回後，頂杆在壓力設備作用下向上頂起，便於板料脫模。作為再一步的優化，所述凹模、壓邊圈和凸模在澆築時，先採用木材經過數控加工製得汽車覆蓋件樣件預成形零件形狀，再圍繞該木材零件分別採用木板圍成凹模、壓邊圈和凸模的澆築型框，混凝土澆築型框內壁刷塗脫模劑，然後採用混凝土澆築得到凹模、壓邊圈和凸模的粗糙模具，再對粗糙模具的表面進行打磨處理得到凹模、壓邊圈和凸模的模具； 澆築時在凸模上方的內部橫向設置有兩根鋼筋，所述限位板的上端穿在兩根鋼筋的兩端上再與凸模澆築為一體，所述壓邊圈對應限位板的兩側設置有兩個帶內螺紋的圓筒，該圓筒與壓邊圈澆築為一體，所述限位螺栓靠螺紋旋接在該圓筒內；導柱與凹模澆築一體，導套與凸模澆築一體。這樣優化後，得到的模具經過打磨處理後，表面光滑，能夠滿足成形模具的要求， 同時，澆築時，將限位板上端和圓筒與相應模具件澆築為一體，其連接可靠，一體性好，利於力的傳遞。同時澆築於凸模上方內部的兩根鋼筋，可以用於抵消凸模下壓到極限位置時對限位板產生的下壓力，避免限位板從凸模上脫離損壞；同時鋼筋可以起到加強筋的作用，增加了凸模上表面的強度，凸模上表面是與壓力機相連的受力處，此處強度加強後就進一步降低了凸模破損的可能，延長了凸模使用壽命。導柱與凹模澆築一體，導套與凸模澆築一體，製造更加方便快捷。綜上所述，本發明專門針對汽車覆蓋件樣件預成形件要求而設計，具有方法簡單， 加工便捷，利於實施等優點；本方法製得的模具具有加工受力平穩，模具製造簡單方便而成本低的優點。
圖1是本發明的結構示意圖。圖2是圖1左視方向的剖視圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明的模具結構作進一步的詳細說明。具體實施時，如圖1和圖2所示一種汽車覆蓋件樣件預成形模具，模具採用汽車覆蓋件樣件預成形模具的快速製造方法製得，其結構包括位於下方的凹模1，依次對應設置於凹模1上方的壓邊圈2、彈性墊圈3和凸模4，所述壓邊圈2和彈性墊圈3套設在凸模4 向下的凸起部分之外，凸模4的凸起部分上方的兩側各具有一個向下方延伸的限位板5，限位板5下方具有一個豎向設置的限位槽6，所述壓邊圈2對應限位板5的兩側各具有一個橫向設置的限位螺栓7，限位螺栓7外端可滑動地卡接在限位板5的限位槽6內，凸模4下壓到極限位置時限位螺栓7限位於限位槽6的上端，此時凸模下表與凹模型腔之間形成工件成形型腔。所述凸模4上方的兩側還豎向固定設置有導套8，導套8可滑動地套接在豎向設置且固定於凹模1的導柱9上。所述彈性墊圈3採用聚氨酯材料製得。所述凹模1的型腔底部還具有頂料機構，所述頂料機構包括位於凹模1的型腔底部的頂料板10，位於頂料板10下方的頂杆11，頂杆11可滑動地向下穿出凹模1並用於與壓力設備相連。所述壓力設備優選為液壓缸或氣缸。本模具製造時採用汽車覆蓋件樣件預成形模具的快速製造方法製得，具體地說，所述凹模1、壓邊圈2和凸模4均採用混凝土澆築製得。所述方法採用的混凝土澆築材料由水泥混合物、粗骨料、細骨料和水混合得到(優選配比為1 :2 2. 4 0. 6)， 所述水泥混合物由高強度的矽酸鹽水泥加入摻合料等得到(優選為加入摻合料矽粉及外加劑早強劑，其中矽粉、水泥、早強劑、早強減水劑質量比優選為7:90:2:1 ；早強劑和早強減水劑配置成溶液充分溶解後，優選採用滯水法的摻加方法加入)；粗骨料的最大粒徑不大於 25mm,針片狀顆粒含量不大於5. 0%，含泥量不大於0. 5%，泥塊含量不大於0. 2% ；細骨料粒徑在3. Γ3. 7mm之間，含泥量不大於2. 0%，泥塊含量不大於0. 5% ；混凝土養護天數3天。所述凹模1、壓邊圈2和凸模4在澆築時，先採用木材經過數控加工製得汽車覆蓋件樣件預成形零件形狀，再圍繞該木材零件分別採用木板圍成凹模、壓邊圈和凸模的澆築型框，混凝土澆築型框內壁刷塗脫模劑，然後採用混凝土澆築得到凹模、壓邊圈和凸模的粗糙模具，再對粗糙模具的表面進行打磨處理得到凹模、壓邊圈和凸模的模具；澆築時在凸模上方的內部橫向設置有兩根鋼筋13，所述限位板5的上端穿在兩根鋼筋13的兩端上再與凸模4澆築為一體，所述壓邊圈2對應限位板5的兩側設置有兩個帶內螺紋的圓筒14，該圓筒14與壓邊圈 2澆築為一體，所述限位螺栓7靠螺紋旋接在該圓筒14內；所述導柱9與凹模澆築一體，導套8與凸模澆築一體。
權利要求
1.一種汽車覆蓋件樣件預成形模具的快速製造方法，其特徵在於，所述汽車覆蓋件樣件預成形模具包括的凹模、凸模和壓邊圈中至少一種採用混凝土澆築的製造方法製得。
2.如權利要求1所述的汽車覆蓋件樣件預成形模具的快速製造方法，其特徵在於，所述方法採用的混凝土澆築材料由水泥混合物、粗骨料、細骨料和水混合得到，所述水泥混合物由高強度的矽酸鹽水泥加入摻合料等得到；粗骨料的最大粒徑不大於25mm，針片狀顆粒含量不大於5. 0%，含泥量不大於0. 5%，泥塊含量不大於0. 2% ；細骨料粒徑在3. Γ3. 7mm之間，含泥量不大於2. 0%，泥塊含量不大於0. 5% ；混凝土養護天數3天。
3.如權利要求1或2所述方法製得的汽車覆蓋件樣件預成形模具，其特徵在於，包括位於下方的所述凹模，依次對應設置於所述凹模上方的所述壓邊圈、彈性墊圈和所述凸模，所述壓邊圈和彈性墊圈套設在凸模向下的凸起部分之外，凸模的凸起部分上方的兩側各具有一個向下方延伸的限位板，限位板下方具有一個豎向設置的限位槽，所述壓邊圈對應限位板的兩側各具有一個橫向設置的限位螺栓，限位螺栓外端可滑動地卡接在限位板的限位槽內，凸模下壓到極限位置時限位螺栓限位於限位槽的上端，此時凸模下表與凹模型腔之間形成工件成形型腔。
4.如權利要求3所述的汽車覆蓋件樣件預成形模具，其特徵在於，所述凸模上方的兩側還豎向固定設置有導套，導套可滑動地套接在豎向設置且固定於凹模的導柱上。
5.如權利要求3所述的汽車覆蓋件樣件預成形模具，其特徵在於，所述彈性墊圈採用聚氨酯材料製得。
6.如權利要求3所述的汽車覆蓋件樣件預成形模具，其特徵在於，所述凹模的型腔底部還具有頂料機構，所述頂料機構包括位於凹模的型腔底部的頂料板，位於頂料板下方的頂杆，頂杆可滑動地向下穿出凹模並用於與壓力設備相連，所述壓力設備優選為液壓缸或氣缸。
7.如權利要求4所述的汽車覆蓋件樣件預成形模具，其特徵在於，所述凹模、壓邊圈和凸模在澆築時，先採用木材經過數控加工製得汽車覆蓋件樣件預成形零件形狀，再圍繞該木材零件分別採用木板圍成凹模、壓邊圈和凸模的澆築型框，混凝土澆築型框內壁刷塗脫模劑，然後採用混凝土澆築得到凹模、壓邊圈和凸模的粗糙模具，再對粗糙模具的表面進行打磨處理得到凹模、壓邊圈和凸模的模具；澆築時在凸模上方的內部橫向設置有兩根鋼筋， 所述限位板的上端穿在兩根鋼筋的兩端上再與凸模澆築為一體，所述壓邊圈對應限位板的兩側設置有兩個帶內螺紋的圓筒，該圓筒與壓邊圈澆築為一體，所述限位螺栓靠螺紋旋接在該圓筒內；導柱與凹模澆築一體，導套與凸模澆築一體。
全文摘要
本發明公開了一種汽車覆蓋件樣件預成形模具的快速製造方法及模具，方法的特徵在於，所述汽車覆蓋件樣件預成形模具包括的凹模、凸模和壓邊圈中至少一種採用混凝土澆築的快速製造方法製得。本發明的汽車覆蓋件樣件預成形模具的快速製造方法，專門針對汽車覆蓋件樣件預成形件的要求設計，具有模具製造快速、簡單方便而成本低的優點。
文檔編號B28B1/14GK102501297SQ201110376060
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者丁嶽, 馮國衛, 史慧欣, 吳葉紅, 周杰, 田飛, 郭強強, 齊文濤 申請人:重慶大學, 重慶傑信模具股份有限公司