一种柔性复合结构模具

本发明公开了一种柔性复合结构模具，属于机械模具。

背景技术：

1、模具加工是材料成形的重要方法之一，具有材料利用率高、能耗低、生产效率高等优点；近年来，随着汽车、航空航天、现代建筑等行业的快速发展，我国模具制造规模逐渐增大。虽然现在模具行业的发展情况良好，但随着个性化产品需求的增加，关于模具制造的相关技术势必向着生产工艺简单、成本较低的方向发展。如今大量科研人员广泛探索和尝试新材料、新结构以低成本制造高性能模具，缩短制造时间同时提高模具质量。然而，目前纵观学术和工业领域，关于模具制造工艺的新型相关技术依旧匮乏。

2、关于模具制造的发展方向主要有以下几个方面：提高模具对不同成形加工的适应能力、模具轻量化、降低模具制造成本。目前主流模具制造仍是通过磨床进行加工，由于加工成模具的板材本身体积较大，增加了模具加工的工作量，且当需求的曲面较为复杂时，模具加工效率低下，一个模具只能适应确定曲面形状零件的加工成形，因此模具对不同零件加工成形的适应能力需要得到提高；模具制造向信息化、数字化、自动化方向发展的新趋势要求模具实现轻量化，以适应自动化机器的承载能力；此外，如何利用模具降低整个材料加工过程的成本也是模具制造的重要发展方向。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种柔性复合结构模具，其目的在于使用模具基座、支撑杆和可拆卸工作模面相结合的复合式结构来提高模具变形的灵活性；减少不同曲面零件的设计、制造、调试成本；提高曲面零件的成形加工效率，实现模具轻量化；降低模具制造成本。

2、本发明所要解决的问题是由以下技术方案实现的：

3、一种柔性复合结构模具，包括模具底座总成，所述模具底座总成包括相互扣合模具底座和支撑机构导向套固定板，所述模具底座内均匀垂直设置若干个有模面支撑机构，若干个所述模面支撑机构的执行端穿出支撑机构导向套固定板与工作模面底部配合定位。

4、优选的是，所述支撑机构导向套固定板的边沿处设置有连接围板将若干个模面支撑机构包围。

5、优选的是，所述模面支撑机构通过支撑杆定位套与支撑机构导向套固定板配合限位。

6、优选的是，所述模面支撑机构包括一端设置在模具底座底部的步进电机，所述步进电机的主轴通过联轴器与高度调节螺杆一端连接，所述高度调节螺杆外侧通过螺纹连接有模面支撑套筒，所述模面支撑套筒通过榫卯结构与工作模面底部配合。

7、优选的是，所述模面支撑套筒包括通过h型连接套连接的上部模面支撑套筒和与高度调节螺杆配合的下部模面支撑套筒。

8、优选的是，所述榫卯结构包括设置在模面支撑套筒内且一端穿出的钳卯结构，所述工作模面底部设有与钳卯结构配合的球榫连接部，所述钳卯结构包括嵌套在上部模面支撑套筒一端开孔处的复位弹性件，所述复位弹性件内穿设有l型卯钳爪，所述l型钳卯爪一端设有至少三片弧形钳爪与球榫连接部配合，另一端设有圆环能在上部模面支撑套筒内滑动，所述弧形卯爪与圆环之间的圆柱筒上套设有抓紧弹簧，所述抓紧弹簧设置在上部模面支撑套筒内且在复位弹性件和圆环之间，所述上部模面支撑套筒内还依次设置有侧偏复位垫和密封滑块，所述侧偏复位垫与圆环配合，所述密封滑块与h型连接套顶部形成环形空腔，所述上部模面支撑套筒侧面设有与环形空腔相连通的钳卯双向阀，一端为大径在外端的锥面的钳卯杆依次穿过l型卯钳爪、侧偏复位垫和密封滑块与h型连接套的中间隔片与卡簧配合定位。

9、优选的是，所述榫卯结构包括设置在模面支撑套筒内且一端穿出的钳榫结构，所述钳榫结构包括嵌套在上部模面支撑套筒一端开孔处的l型钳榫爪，所述l型钳榫爪一端设有至少三个弧形嵌条与设置在工作模面底部的环形卯套筒配合，所述l型钳榫爪的另一端为环状部件设置在上部模面支撑套筒内与h型连接套顶端配合，所述l型钳榫爪内部穿入阶梯圆柱，所述阶梯圆柱的小径端穿过h型连接套的中间隔片与圆柱垫圈螺纹连接，所述阶梯圆柱的小径端上套设有解锁弹簧，所述解锁弹簧与中间隔片和圆柱垫圈配合，所述阶梯圆柱的大径端底部与h型连接套顶部形成环形空腔，所述上部模面支撑套筒侧面设有与环形空腔相连通的钳榫双向阀。

10、优选的是，所述模具底座的底部四角处分别设有模具定位槽，四周设有通风孔槽。

11、本发明相对于现有而言具有的有益效果：

12、本发明公开了一种柔性复合结构模具，采用模面支撑机构和多点成形曲面件的结合，减少了模具加工的工作量，提高了模具加工效率。使用厚度较小的工作模面、中空的基座和阵列排布的支撑杆使得模具质量与有效体积比降低，实现了模具的轻量化。工作模面通过模面支撑机构连接在基座上，赋予了工作模面可拆卸性，实现了模具基座的重复利用，降低了模具的制造成本。模面支撑机构与工作模面使用相同材料，消除了热膨胀系数不匹配带来的模具精度问题。

技术特征：

1.一种柔性复合结构模具，其特征在于，包括模具底座总成(100)，所述模具底座总成(100)包括相互扣合模具底座(120)和支撑机构导向套固定板(140)，所述模具底座(120)内均匀垂直设置若干个有模面支撑机构(200)，若干个所述模面支撑机构(200)的执行端穿出支撑机构导向套固定板(140)与工作模面(400)底部配合定位。

2.根据权利要求1所述的一种柔性复合结构模具，其特征在于，所述支撑机构导向套固定板(140)的边沿处设置有连接围板(300)将若干个模面支撑机构(200)包围。

3.根据权利要求1所述的一种柔性复合结构模具，其特征在于，所述模面支撑机构(200)通过支撑杆定位套(110)与支撑机构导向套固定板(140)配合限位。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种柔性复合结构模具，其特征在于，所述模面支撑机构(200)包括一端设置在模具底座(120)底部的步进电机(201)，所述步进电机(201)的主轴通过联轴器(202)与高度调节螺杆(203)一端连接，所述高度调节螺杆(203)外侧通过螺纹连接有模面支撑套筒，所述模面支撑套筒通过榫卯结构与工作模面(400)底部配合。

5.根据权利要求4所述的一种柔性复合结构模具，其特征在于，所述模面支撑套筒包括通过h型连接套(205)连接的上部模面支撑套筒(206)和与高度调节螺杆(203)配合的下部模面支撑套筒(204)。

6.根据权利要求5所述的一种柔性复合结构模具，其特征在于，所述榫卯结构包括设置在模面支撑套筒内且一端穿出的钳卯结构，所述工作模面(400)底部设有与钳卯结构配合的球榫连接部(401)，所述钳卯结构包括嵌套在上部模面支撑套筒(206)一端开孔处的复位弹性件(207)，所述复位弹性件(207)内穿设有l型卯钳爪(208)，所述l型钳卯爪(208)一端设有至少三片弧形钳爪与球榫连接部(401)配合，另一端设有圆环能在上部模面支撑套筒(206)内滑动，所述弧形卯爪与圆环之间的圆柱筒上套设有抓紧弹簧(211)，所述抓紧弹簧(211)设置在上部模面支撑套筒(206)内且在复位弹性件(207)和圆环之间，所述上部模面支撑套筒(206)内还依次设置有侧偏复位垫(212)和密封滑块(215)，所述侧偏复位垫(212)与圆环配合，所述密封滑块(209)与h型连接套(205)顶部形成环形空腔，所述上部模面支撑套筒(206)侧面设有与环形空腔相连通的钳卯双向阀(213)，一端为大径在外端的锥面的钳卯杆(214)依次穿过l型卯钳爪(208)、侧偏复位垫(212)和密封滑块(215)与h型连接套(205)的中间隔片与卡簧(2141)配合定位。

7.根据权利要求5所述的一种柔性复合结构模具，其特征在于，所述榫卯结构包括设置在模面支撑套筒内且一端穿出的钳榫结构，所述钳榫结构包括嵌套在上部模面支撑套筒(206)一端开孔处的l型钳榫爪(209)，所述l型钳榫爪(209)一端设有至少三个弧形嵌条(2091)与设置在工作模面(400)底部的环形卯套筒(402)配合，所述l型钳榫爪(209)的另一端为环状部件设置在上部模面支撑套筒(206)内与h型连接套(205)顶端配合，所述l型钳榫爪(209)内部穿入阶梯圆柱(217)，所述阶梯圆柱(217)的小径端穿过h型连接套(205)的中间隔片与圆柱垫圈(2171)螺纹连接，所述阶梯圆柱(217)的小径端上套设有解锁弹簧(210)，所述解锁弹簧(210)与中间隔片和圆柱垫圈(2171)配合，所述阶梯圆柱(217)的大径端底部与h型连接套(205)顶部形成环形空腔，所述上部模面支撑套筒(206)侧面设有与环形空腔相连通的钳榫双向阀(216)。

8.根据权利要求6或7所述的一种柔性复合结构模具，其特征在于，所述模具底座(120)的底部四角处分别设有模具定位槽(130)，四周设有通风孔槽。

技术总结
本发明公开了一种柔性复合结构模具，属于机械模具技术领域，包括:包括模具底座总成，所述模具底座总成包括相互扣合模具底座和支撑机构导向套固定板，所述模具底座内均匀垂直设置若干个有模面支撑机构，若干个所述模面支撑机构的执行端穿出支撑机构导向套固定板与工作模面底部配合定位。本发明公开了一种柔性复合结构模具，采用模面支撑机构和多点成形曲面件的结合，减少了模具加工的工作量，提高了模具加工效率。使用厚度较小的工作模面、中空的基座和阵列排布的支撑杆使得模具质量与有效体积比降低，实现了模具的轻量化。工作模面通过模面支撑机构连接在基座上，赋予了工作模面可拆卸性，实现了模具基座的重复利用，降低了模具的制造成本。

技术研发人员：付文智,付迪
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/29