荫罩成型模具 【技术领域】
本发明涉及显像管制造业，特别涉及一种用于彩色显像管内荫罩成型的拉伸模具。
背景技术
彩色显像管的荫罩成型模具是将平板型的多孔网状薄板，其厚度为0.20mm～0.30mm，拉伸成具有所要求的多项式曲面的形状，多项式曲面一般以二元4～6次项公式表示。荫罩在成型过程中要求把荫罩从平板形状拉伸成复杂曲面形状，同时要求曲面光滑、无凹凸变形，拉伸后要定位于该曲面。在拉伸过程中，碗状小孔的变形要足够小，不影响光线透过。然而现有的荫罩成型模具还没有达到所规定的要求，由于材料发生过度塑性变形会使小孔发生大变形。
【发明内容】
本发明的任务是提供一种改进的荫罩成型模具，它解决了现有荫罩成型模具没有达到所规定的要求并因材料过度塑性变形而使小孔发生大变形的问题。
本发明的技术方案如下：
一种荫罩成型模具，它包括模具固定用模架，曲面成型用冲头，以及荫罩脱模用脱料板，它还包括材料张紧用压边圈，压边圈包括下压边圈和上压边圈，压边圈为中间空心地框形结构，平板荫罩定位于下压边圈上，上压边圈下降并压在下压边圈上，使平板荫罩固定于上压边圈与下压边圈之间，形成弯曲形状，并逐渐紧贴于冲头曲面上形成多项式曲面，进而被压紧，然后松开压边圈，荫罩即成型。
所述压边圈的成型工作面包含水平工作面和竖直侧面，其中水平工作面与冲头曲面形成的多项式曲面上截取一条圆弧曲线abe，得到e、A、C、d四点，再得到压边圈上直线型截面线eA、Cd，以类似方法得到长轴和短轴上数条直线型截面线，最后将这些截面线用自由曲面造型法作成一个工作曲面。
本发明的荫罩成型模具是将平板荫罩定位于下压边圈上，然后使上压边圈下降并压在下压边圈上，同时施加足够大的压力，这样就会使平板荫罩被固定于上下压边圈之间，并形成一定的弯曲形状；然后冲头向下移动，使荫罩渐渐地紧贴于冲头曲面上形成与冲头一样的多项式曲面，同时荫罩曲面部分被紧压于冲头与脱料板之间，待荫罩完全紧贴于冲头之上被压紧后，压边圈才会松开。冲头与脱料板松开后，荫罩曲面发生微量回弹即达到设计所要求的曲面形状。
本发明的压边圈的水平工作表面的曲面满足荫罩成型时完全紧贴于冲头曲面上，且应力均匀，不会由于材料发生过度的塑性变形而使小孔发生大变形。本发明的方法对于同类型模具的设计提供了技术支持和指导，具有实用性和便捷性。本发明的成型模具特别用于由铁镍合金材料制作的荫罩的加热成型。
【附图说明】
图1是本发明的一种荫罩成型模具的结构示意图。
图2是图1模具中的压边圈结构及其水平工作曲面求得的示意图。
图3是图1模具的水平工作曲面求得的示意图。
【具体实施方式】
参看图1至图3，本发明的一种荫罩成型模具包括模具固定用模架1，曲面成型用冲头2，荫罩脱模用脱料板3，以及材料张紧用压边圈4。压边圈4包括下压边圈41和上压边圈42，如图2所示，上、下压边圈42、41均为中间空心的框形结构。
图1中的标号表示：11为下底板，12为上底板，13为导柱，14为上部导向柱，15为油缸，16为导套，17为弹簧，18为下部导向柱，19为顶杆孔。
平板荫罩定位于下压边圈上41，上压边圈42下降并压在下压边圈41上，使平板荫罩固定于上压边圈42与下压边圈41之间，形成弯曲形状，并逐渐紧贴于冲头2曲面上形成多项式曲面，进而被压紧，然后松开压边圈4，荫罩即成型。
压边圈4的成型工作面包含水平工作面和竖直侧面，其中水平工作面与冲头曲面形成的多项式曲面7上截取一条圆弧曲线abc，得到e、A、C、d四点，再得到压边圈4上直线型截面线eA、Cd，以类似方法得到长轴5和短轴6上数条直线型截面线，最后将这些截面线用自由曲面造型法作成一个工作曲面。
具体地说，特别是结合图2和图3对下压边圈41的水平工作曲面进行详细说明。脱料板3的工作曲面与冲头曲面完全一样，是一个曲面框，其中点e、A、e’、A’、C、d、C’、d’、f、f’位于压边圈4上，a、c是脱料板3上点，B、b是虚的点。
如图2所示，工作曲面是在冲头曲面形成的多项式曲面上截取一条曲线，在该曲线上取最低点B，曲面向下凸，再在B点上方取一点b，Bb＝0.5mm～3mm；在压边圈水平工作面上取a、c两点，得到圆弧曲线abe，然后得到e、A、C、d四点，再得到压边圈上直线形截面线eA、Cd，以类似方法得到长轴和短轴上数条直线形截面线，最后将这些截面线用自由曲面造型法作成一个工作曲面。
也就是说，在多项式曲面7即冲头曲面上截取一条曲线，在该曲线上取最低点B，曲面向下凸，再在B点上方取一点b，Bb＝0.5mm～3mm；在脱料板3最边缘取两点a、c，同时a、c两点属于多项式曲面上的点；连接a、b、c三点，画成圆弧曲线，得到一条新的曲线；延长该曲线与压边圈4最外端相交得到e、d两点，这样就有了曲线ed。压边圈4的长、宽等于平板荫罩的长、宽。考虑到直线方式有利于材料的流动，连接a、e和c、d，得到两条直线ae和cd。设计时脱料板3的结束点就是压边圈4的起始点。加工时切削掉所需的间隙量就可得到A、C点。直线eA、dC就是压边圈4工作面上横截得到的直线。
如图3所示，用图2同样的方法可以得到曲线ff’，在曲线ff’上任取一点b’，然后用图2同样的方法可以得到直线e’A’、d’C’，以此类推，可在压边圈4的长轴5和短轴6上得到数条直线，将这些直线连接起来就可得到压边圈4的四个边的曲面。然后用自由曲面造型中圆滑过渡的原理得出四个角的曲面，把这些曲面光滑连接起来，最终就可求得压边圈4的水平工作曲面。
根据试验得知，当Bb值小于0.5mm时，荫罩在包裹于冲头时由于荫罩的初始状态弯曲太厉害，没有完全紧贴在冲头上，成型出来的荫罩曲面会有凹凸不平的变形。当Bb值大于3mm时，由于荫罩的初始状态弯曲不够平，在拉伸成型时塑性变形过度，使得碗状小孔发生大变形，影响了光线透过。对于曲面不同弯曲程度的荫罩，以及外形尺寸不一样的荫罩，Bb值可以在0.5mm～3mm之间变动。
为了保证上、下压边圈在工作时能紧紧压住荫罩，使荫罩在曲面拉伸成型时不发生材料流动，上压边圈的水平工作曲面也采用了下压边圈同样的曲面。换言之，其水平工作曲面也是用上述方法求得。