一种金属波纹箔片冲压成型方法及其冲压成型模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉金属材料成型技术领域，尤其涉及一种金属波纹箔片冲压成型方法及其冲压成型模具。
【背景技术】
[0002]金属波纹箔片是一种波纹形状的箔材，在航空航天、国防装备、轨道交通、汽车散热等领域有着广泛的应用。如半正六边形波纹箔片叠加成的金属蜂窝具有密度小、刚度低、抗冲击能力强以及压缩变形可控等优点，可作为缓冲吸能材料广泛应用于轨道交通安全、航空航天着陆缓冲等；同时短节距、高振幅的波纹箔片叠加而成的结构具有散热强的特点，可作为散热片材料广泛应用于汽车、空调等散热环境中。
[0003]现有的金属波纹箔片成型方法主要有齿轮滚压成型法及冲压模具成型法。滚压成型法难以加工出短节距、高振幅、高强度金属材料的波纹片，且波纹片两边对称性差、齿顶面圆弧过大、弯角过度圆弧过大等缺点。而传统冲压成型出的波纹箔片受材料力学性能影响，对于低延展率材料，经常出现回弹、材料变薄拉裂、波纹片整体弯曲等现象，从而影响成型后的尺寸及力学性能。
[0004]因此，现有技术还有待发展。
【发明内容】
[0005]鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种金属波纹箔片冲压成型方法及其冲压成型模具，旨在解决现有金属波纹箔片成型方法成型后的波纹箔片尺寸及力学性能不佳、难以实现高振幅成型、节距短、高折弯比的问题。
[0006]为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案:
一种金属波纹箔片冲压成型模具，包括上齿条模及下齿条模，其中，所述上齿条模包括上成型齿座、设置在上成型齿座上的上成型齿以及可相对上成型齿座移动的上整形齿条；所述上成型齿座通过限位组件与所述上整形齿条连接，以限制所述上整形齿条仅具有沿合模方向移动的自由度；所述下齿条模包括下成型齿座、下成型齿以及下整形齿条，连接及结构位置关系与上齿条模相同；所述上成型齿与下成型齿为非对称设置；通过上整形齿条及下整形齿条在合模过程中的不对称运动，配合相应的成型齿以形成分段冲压行程；所述分段冲压行程包括:冲压料带向一侧弯折的第一冲压行程以及冲压料带向另一侧弯折的第二冲压行程。
[0007]所述的冲压成型模具，其中，所述上整形齿条包括伸出所述上成型齿座的第一运动状态以及回缩入所述上成型齿座的第二运动状态；所述下整形齿条包括伸出所述下成型齿座的第三运动状态以及回缩入所述下成型齿座的第四运动状态；所述第一及第三运动状态分别为所述上整形齿条及下整形齿条在一个冲压行程中的初始状态。
[0008]所述的冲压成型模具，其中，所述上整形齿条通过第一弹性件与所述上齿条模的主体弹性连接以形成所述第一及第二运动状态；所述下整形齿条通过第二弹性件与所述下齿条模的主体弹性连接以形成所述第三及第四运动状态。
[0009]所述的冲压成型模具，其中，所述限位组件包括上或下成形齿座中设置的限制上或下整形齿条沿合模方向移动的凹槽以及设置在上或下成型齿座前端面及后端面的侧压板。
[0010]所述的冲压成型模具，其中，所述上或下成型齿设置在上或下成型齿座的一端；所述上或下成型齿座的另一端为台阶，台阶上设置有固定连接的压紧条；所述上或下整形齿条设置有与所述压紧条相适配的台阶面以限制上或下整形齿条的移动距离。
[0011]所述的冲压成型模具，其中，所述上整形齿条及下整形齿条依据冲压材料特性，设置有预定数量的整形齿。
[0012]所述的冲压成型模具，其中，所述上整形齿条及下整形齿条内均设置有用于防止带料现象的卸料机构；所述卸料机构包括卸料顶针以及连接卸料顶针与上或下整形齿条的顶针弹簧；所述卸料顶针设置在所述上或下整形齿条的整形齿间。
[0013]所述的冲压成型模具，其中，所述上整形齿条及下整形齿条上设置有用于控制上齿条模及下齿条模合模时的间隙的限高柱。
[0014]所述的冲压成型模具，其中，所述上齿条模及下齿条模均设置有在冲压行程中导向及定位的导向定位机构。
[0015]—种金属波纹箔片冲压成型方法，其中，所述方法包括:
使用如上所述的冲压成型模具，冲压料带向一侧弯折；
冲压料带向另一侧弯折以完成一个波纹的冲压成型；
通过上整形齿条及下整形齿条，在后续波纹冲压成型过程中，对已成型波纹进行多次整形。
[0016]有益效果:本发明提供的一种金属波纹箔片冲压成型方法及其冲压成型模具，将原有的一次波纹冲压成型变为分段冲压，首先冲压一侧，然后冲压另一侧。通过这种间歇式、渐进成型的方式，有效的解决了金属箔材材料冲压成型易断裂、易弯曲、难以实现金属箔片高振幅成型、节距短、高折弯比等问题，尤其对低延伸率金属箔材材料的冲压成型，极大的提高了其成型精度及速度，且成型出的波纹箔片尺寸一致性良好，力学性能稳定。
【附图说明】
[0017]图1为本发明具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的合模状态的结构示意图。
[0018]图2为本发明具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的结构示意图。
[0019]图3为本发明具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的上下整形齿条将料带压紧的示意图。
[0020]图4为本发明具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的右侧齿折弯的示意图。
[0021]图5为本发明具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的左侧齿折弯的示意图。
[0022]图6为本发明具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的上模部分运动至上止点的示意图。
[0023]图7为本发明具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的平面顶面成型齿的齿形角度α为90°的示意图。
[0024]图8为本发明具体实施例的金属波纹箔片冲压成型模具的圆弧顶面成型齿的齿形角度α为90°的示意图。
【具体实施方式】
[0025]本发明提供一种金属波纹箔片冲压成型方法及其冲压成型模具。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0026]如图1所示，为本发明具体实施例的一种金属波纹箔片冲压成型模具。
[0027]所示冲压成型模具包括:上齿条模10及下齿条模20。
[0028]其中，如图2及图3所示，所述上齿条模10包括上成型齿座100、设置在上成型齿座上的上成型齿110以及可相对上成型齿座移动的上整形齿条300。所述上成型齿座100通过限位组件与所述上整形齿条300连接，以限制所述上整形齿条仅具有沿合模方向移动的自由度。所述合模方向具体是指上齿条模10及下齿条模20之间进行合模冲压时的移动方向，在本实施例中为上下垂直方向。
[0029]所述上/下成型齿座与上/下成型齿可以为一体成型，也可以为可拆卸连接或者其他固定连接方式。
[0030]相对应地，所述下齿条模20包括下成型齿座200、设置在下成型齿座上的下成型齿210以及下整形齿条400。其连接及结构位置关系与上齿条模相同。亦即，所述下成型齿座200通过限位组件与所述下整形齿条300连接，以限制所述下整形齿条仅具有沿合模方向移动的自由度。
[0031]所述上成型齿110与下成型齿210为非对称设置。亦即，如图3所示，一个设置在相对靠外的外侧，一个设置在更为接近模具内部的内侧。
[0032]通过上述交错设置的上成型齿及下成型齿，配合上整形齿条300及下整形齿条400在合模过程中的不对称运动可以形成一个分段式的冲压行程。所述分段冲压行程包括:冲压料带向一侧弯折的第一冲压行程以及冲压料带向另一侧弯折的第二冲压行程。所述上整形齿条及下整形齿条之间的不对称运动具体是指上整形齿条与下整形齿条之间是否伸出相应成型齿座的运动状态，可以通过现有任何合适的机械结构予以实现，例如通过设置弹力不同的压缩弹簧、不同的气缸等等。
[0033]在此，以下成型齿在外侧为例进行说明:
进入第一冲压行程时，上整形齿条300在上成型齿座100内，然后由上成型齿与下整形齿条最外侧的整形齿配合，冲压料带向一侧弯折以形成一半的波纹。
[0034]然后，进入第二冲压行程，下整形齿条400回缩至下成型齿座内，由下成型齿与上成型齿配合，冲压料带向另一侧弯折以形成一个完整的波纹。然后，不断重复上述两个冲压行程，即可实现金属波纹箔片的冲压成型。
[0035]上述冲压成型模具，将传统的波纹一次冲压成型分解为前后两侧先后成型，很好地解决了金属塑性变形时材料流动的问题，不易出现波纹箔片材料变薄甚至拉裂现象，降低了对波纹箔片的力学性能的影响，大大地改善了低延伸率的薄金属材料成型为短节距、高振幅的波纹箔片的成型效果。
[0036]具体的，所述上整形齿条300包括伸出所述上成型齿座的第一运动状态以及回缩入所述上成型齿座的第二运动状态。相对应地，所述下整形齿条400则包括伸出所述下成型齿座的第三运动状态以及回缩入所述下成型齿座的第四运动状态。
[0037]所述第一及第三运动状态分别为所述上整形齿条及下整形齿条在一个冲压行程中的初始状态。所述初始状态具体为在上整形齿条与下整形齿条未受外力作用下的状态。
[0038]在本发明的具体实施例中，如图2所示，所述上整形齿条300通过第一弹性件500与所述上齿条模的主体弹性连接以形成所述第一及第二运动状态。所述下整形齿条400通过第二弹性件600与所述下齿条模的主体弹性连接以形成所述第三及第四运动状态。所述弹性件可以为压缩弹簧或者其他实现相同功能的弹性件，例如气弹簧等。
[0039]由于初始状态为上/下整形齿条伸出成型齿座的状态。由此，一方面，在上/下成型齿冲压成型前，上及下整形齿条已经首先压紧待成型的料带，从而起到良好的导向作用并进而有效的提高了成型齿冲压成型的位置精度。
[0040]另一方面，在整个冲压合模过程中，由于上及下整形齿条可以对已成型的波纹进行压紧，