本發(fā)明涉及模具設(shè)計(jì)與加工，具體是指一種球面板一次成型模具及其制作方法。

背景技術(shù)：

1、船舶的駕駛室平臺為了美觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在平臺轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)成流線型結(jié)構(gòu)。這種平臺轉(zhuǎn)角利用雙曲度球面體呈流線型封頭。為便于加工，技術(shù)中心將封頭曲面板單獨(dú)作為零件，板厚6mm，零件加工后可視作八分之一或十六分之一的空心球面，俗稱“西瓜皮”。此類雙曲度零件車間一般先用油壓機(jī)加工一個曲面，然后利用水火彎板完成另一個曲面的曲度。此方案雖然可完成加工但也存在以下問題：

2、1.球面體零件數(shù)量多，以常規(guī)加工方式工序繁瑣，需多人配合，工作效率極低。

3、2.水火彎板的零件質(zhì)量與工人技能水平相關(guān)，無法確保統(tǒng)一性、準(zhǔn)確性。

4、3.部分零件尺寸較小，水火彎板無法完全收縮到位，其外觀質(zhì)量較差。

5、鑒于以上，有必要提出一種球面板一次成型模具及其制作方法來解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，而提供一種球面板一次成型模具及其制作方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種球面板一次成型模具，包括底模具、頂模具，底模具的上部設(shè)有凹模，頂模具的下部設(shè)有與凹模相配合的凸模，所述凹模的上表面為凹球面，凸模的下表面為凸球面；所述底模具的側(cè)邊棱由上向下呈發(fā)散狀設(shè)置，使底模具的下部形成擴(kuò)大的底部支撐。

3、進(jìn)一步的，所述底模具、頂模具合模時(shí)形成上小下大的三棱凸臺狀結(jié)構(gòu)，并且頂模具的上端面與底模具的下端面相平行。

4、進(jìn)一步的，所述底模具、頂模具內(nèi)部均設(shè)有由圍板構(gòu)成中空的內(nèi)腔，所述底模具的內(nèi)腔中設(shè)有底模骨架，頂模具的內(nèi)腔中設(shè)有頂模骨架。

5、進(jìn)一步的，所述底模骨架、頂模骨架均設(shè)有縱向龍骨板、橫向肋骨板，橫向肋骨板所在平面與縱向龍骨板平面相垂直。

6、進(jìn)一步的，所述縱向龍骨板設(shè)有一條，縱向龍骨板兩側(cè)的圍板為腰側(cè)板，剩下的一側(cè)圍板為底側(cè)板，縱向龍骨板與腰側(cè)板交匯處的龍骨邊棱凸出于兩個側(cè)腰板的腰板邊棱設(shè)計(jì)。

7、進(jìn)一步的，所述縱向龍骨板與橫向肋骨板上均預(yù)設(shè)有插槽，縱向龍骨板與橫向肋骨板的插槽開口相對并插入使縱向龍骨板與橫向肋骨板形成交錯插接式預(yù)固定。

8、進(jìn)一步的，所述腰側(cè)板與橫向肋骨板相連接位置沿焊接方向設(shè)有多段式腰孔，所述橫向肋板兩側(cè)與腰側(cè)板相貼合的棱邊焊接設(shè)有焊接輔助板，焊接輔助板與多段式腰孔的連線相重合。

9、一種球面板一次成型模具的其制作方法，

10、a，底模具的制備：

11、a1，將底模具的各板材零件按設(shè)計(jì)圖下料；

12、a2，底模骨架制作，將縱向龍骨板的各個插槽依次插入一個橫向肋骨板，插入時(shí)需測量并矯正縱向龍骨板與橫向肋骨板的垂直度，然后沿縱向龍骨板與縱向肋骨板的交接位置進(jìn)行滿焊固定；

13、a3，底模骨架焊接在下底板上，將呈“豐”字狀焊接定位好的縱向龍骨板、橫向肋骨板的底邊焊接在下底板上，利用橫向肋骨板之間的間隔使底模骨架與下底板間形成滿焊固定；

14、a4，底側(cè)板的焊接，將底側(cè)板的底邊與下底板的兩端對齊，并使底側(cè)板傾斜與縱向肋骨板的龍骨邊棱相靠接，對齊后點(diǎn)焊預(yù)固定，然后將底側(cè)板與下底板相接處滿焊固定，龍骨邊棱與底側(cè)板相接處滿焊固定；

15、a5，焊接輔助板的焊接，將兩側(cè)的腰側(cè)板預(yù)安裝，即腰側(cè)板的底邊兩端與下底板的兩端部對齊并使腰側(cè)板傾斜靠向橫向肋骨板上，并在腰側(cè)板與橫向肋骨板之間夾持塞入焊接輔助板，焊接輔助板呈長條狀并沿橫向肋骨板的側(cè)邊設(shè)置；將各橫向肋骨板對應(yīng)的焊接輔助板夾持預(yù)定位，并調(diào)整焊接輔助板的方向，使焊接輔助板貼合在腰側(cè)板上并覆蓋住多段式腰孔，而焊接輔助板的另一側(cè)與橫向肋骨板形成定位夾角，并使橫向肋骨板位于焊接輔助板的中線位置，完成上述預(yù)定位后，從內(nèi)側(cè)將橫向肋骨板與焊接輔助板進(jìn)行點(diǎn)焊預(yù)固定，然后將腰側(cè)板拆下，再對各個橫向肋骨板與焊接輔助板進(jìn)行滿焊定位；

16、a6，凹球面的焊接，凹球面組裝在底模骨架上，使凹球面的三個頂點(diǎn)與縱向龍骨板、底側(cè)板形成的三個端點(diǎn)相重合即完成定位，點(diǎn)焊固定后，從橫向肋骨板之間的間隔處對底模骨架與凹球面的所有連接縫處進(jìn)行滿焊固定；

17、a7，腰側(cè)板的焊接，將腰側(cè)板再次安裝到底模具的兩側(cè)，從外側(cè)將腰側(cè)板四周分別于凹球面、底側(cè)板、龍骨邊棱、下底板之間的接縫進(jìn)行滿焊，利用多段式腰孔與焊接輔助板從外側(cè)進(jìn)行滿焊固定。

18、進(jìn)一步的，b，頂模具的制備：

19、b1，將頂模具的各板材零件按設(shè)計(jì)圖下料；

20、b2，頂模骨架制作，將縱向龍骨板的各個插槽依次插入一個橫向肋骨板，插入時(shí)需測量并矯正縱向龍骨板與橫向肋骨板的垂直度，然后沿縱向龍骨板與縱向肋骨板的交接位置進(jìn)行滿焊固定；

21、b3，頂模骨架焊接在頂面板上，將呈“豐”字狀焊接定位好的縱向龍骨板、橫向肋骨板的頂邊焊接在頂面板上，利用橫向肋骨板之間的間隔使頂模骨架與頂面板間形成滿焊固定；

22、b4，底側(cè)板的焊接，將底側(cè)板的底邊與頂面板的兩端對齊，并使底側(cè)板傾斜與縱向肋骨板的龍骨邊棱相靠接，對齊后點(diǎn)焊預(yù)固定，然后將底側(cè)板與頂面板相接處滿焊固定，龍骨邊棱與底側(cè)板相接處滿焊固定；

23、b5，焊接輔助板的焊接，將兩側(cè)的腰側(cè)板預(yù)安裝，即腰側(cè)板的頂邊兩端與頂面板的兩端部對齊并使腰側(cè)板傾斜靠向橫向肋骨板上，并在腰側(cè)板與橫向肋骨板之間夾持塞入焊接輔助板，焊接輔助板呈長條狀并沿橫向肋骨板的側(cè)邊設(shè)置；將各橫向肋骨板對應(yīng)的焊接輔助板夾持預(yù)定位，并調(diào)整焊接輔助板的方向，使焊接輔助板貼合在腰側(cè)板上并覆蓋住多段式腰孔，而焊接輔助板的另一側(cè)與橫向肋骨板形成定位夾角，并使橫向肋骨板位于焊接輔助板的中線位置，完成上述預(yù)定位后，從內(nèi)側(cè)將橫向肋骨板與焊接輔助板進(jìn)行點(diǎn)焊預(yù)固定，然后將腰側(cè)板拆下，再對各個橫向肋骨板與焊接輔助板進(jìn)行滿焊定位；

24、b6，凸球面的焊接，凸球面組裝在頂模骨架上，使凸球面的三個頂點(diǎn)與縱向龍骨板、底側(cè)板形成的三個端點(diǎn)相重合即完成定位，點(diǎn)焊固定后，從橫向肋骨板之間的間隔處對頂模骨架與凹球面的所有連接縫處進(jìn)行滿焊固定；

25、b7，腰側(cè)板的焊接，將腰側(cè)板再次安裝到頂模具的兩側(cè)，從外側(cè)將腰側(cè)板四周分別于凸球面、底側(cè)板、龍骨邊棱、頂面板之間的接縫進(jìn)行滿焊，利用多段式腰孔與焊接輔助板從外側(cè)進(jìn)行滿焊固定。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：發(fā)明一種球面板一次成型模具的設(shè)計(jì)、加工模與油壓機(jī)的連接設(shè)計(jì)順利解決了球面殼體零件的一次性加工成型難題，取得了較好的成效：

27、1.零件加工正值高溫天氣，利用加工壓模避免了水火彎板，極大改善了施工環(huán)境。

28、2.一次成型的壓模，平均加工時(shí)間僅需1分鐘，較大提高了生產(chǎn)效率。

29、3.加工后的零件球面光順美觀，質(zhì)量較好。

30、4.節(jié)省了外協(xié)的高成本，為降本增效奠定了基礎(chǔ)。

技術(shù)特征：

1.一種球面板一次成型模具，包括底模具（1）、頂模具（2），其特征在于，底模具（1）的上部設(shè)有凹模（3），頂模具（2）的下部設(shè)有與凹模（3）相配合的凸模（4），所述凹模（3）的上表面為凹球面（5），凸模（4）的下表面為凸球面（6）；所述底模具（1）的側(cè)邊棱由上向下呈發(fā)散狀設(shè)置，使底模具（1）的下部形成擴(kuò)大的底部支撐。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球面板一次成型模具，其特征在于，所述底模具（1）、頂模具（2）合模時(shí)形成上小下大的三棱凸臺狀結(jié)構(gòu)，并且頂模具（2）的上端面與底模具（1）的下端面相平行。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球面板一次成型模具，其特征在于，所述底模具（1）、頂模具（2）內(nèi)部均設(shè)有由圍板構(gòu)成中空的內(nèi)腔，所述底模具（1）的內(nèi)腔中設(shè)有底模骨架（7），頂模具（2）的內(nèi)腔中設(shè)有頂模骨架（8）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種球面板一次成型模具，其特征在于，所述底模骨架（7）、頂模骨架（8）均設(shè)有縱向龍骨板（9）、橫向肋骨板（10），橫向肋骨板（10）所在平面與縱向龍骨板（9）平面相垂直。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種球面板一次成型模具，其特征在于，所述縱向龍骨板（9）設(shè)有一條，縱向龍骨板（9）兩側(cè)的圍板為腰側(cè)板（11），剩下的一側(cè)圍板為底側(cè)板（12），縱向龍骨板（9）與腰側(cè)板（11）交匯處的龍骨邊棱（13）凸出于兩個側(cè)腰板的腰板邊棱（14）設(shè)計(jì)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種球面板一次成型模具，其特征在于，所述縱向龍骨板（9）與橫向肋骨板（10）上均預(yù)設(shè)有插槽（15），縱向龍骨板（9）與橫向肋骨板（10）的插槽（15）開口相對并插入使縱向龍骨板（9）與橫向肋骨板（10）形成交錯插接式預(yù)固定。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種球面板一次成型模具，其特征在于，所述腰側(cè)板（11）與橫向肋骨板（10）相連接位置沿焊接方向設(shè)有多段式腰孔（16），所述橫向肋板兩側(cè)與腰側(cè)板（11）相貼合的棱邊焊接設(shè)有焊接輔助板（17），焊接輔助板（17）與多段式腰孔（16）的連線相重合。

8.一種球面板一次成型模具的其制作方法，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種球面板一次成型模具的其制作方法，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種球面板一次成型模具及其制作方法包括底模具、頂模具，底模具的上部設(shè)有凹模，頂模具的下部設(shè)有與凹模相配合的凸模，所述凹模的上表面為凹球面，凸模的下表面為凸球面；所述底模具的側(cè)邊棱由上向下呈發(fā)散狀設(shè)置，使底模具的下部形成擴(kuò)大的底部支撐。發(fā)明一種球面板一次成型模具的設(shè)計(jì)、加工模與油壓機(jī)的連接設(shè)計(jì)順利解決了球面殼體零件的一次性加工成型難題，取得了較好的成效：1.零件加工正值高溫天氣，利用加工壓模避免了水火彎板，極大改善了施工環(huán)境。2.一次成型的壓模，平均加工時(shí)間僅需1分鐘，較大提高了生產(chǎn)效率。3.加工后的零件球面光順美觀，質(zhì)量較好。4.節(jié)省了外協(xié)的高成本，為降本增效奠定了基礎(chǔ)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉曉棟,陳利兵,蘇東方,徐焓權(quán)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中船澄西船舶修造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9