本發(fā)明屬于沖壓金屬，具體為一種超導(dǎo)腔半腔精密沖壓自動脫模模具。

背景技術(shù)：

1、粒子加速器是利用電磁場加速帶電粒子的真空實驗裝置，應(yīng)用領(lǐng)域包括先進光源、粒子對撞機、工業(yè)加速器、醫(yī)療加速器等領(lǐng)域。粒子加速器不僅在材料科學(xué)、核科學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域提供了重要的研究手段，還在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域如同位素生產(chǎn)、輻射醫(yī)療、工業(yè)輻照等領(lǐng)域發(fā)揮著獨特的作用。射頻超導(dǎo)技術(shù)是現(xiàn)代粒子加速器的先進技術(shù)，通過天線或波導(dǎo)耦合外部射頻功率，在金屬超導(dǎo)體空腔內(nèi)激發(fā)電磁場，帶電粒子以合適的相位進入電磁場與其相互作用，粒子的能量就會提高。與常溫加速器相比，射頻超導(dǎo)加速器使用超導(dǎo)體作為加速腔材料，能夠降低加速腔的射頻損耗以及運行成本，提高能量利用率。超導(dǎo)腔材料一般使用純鈮，鈮超導(dǎo)腔需要浸泡在液氦中，并配備低溫泵組，液氦杜瓦等低溫系統(tǒng)設(shè)備來穩(wěn)定運行。

2、射頻超導(dǎo)加速器在近50年內(nèi)得到廣泛關(guān)注和發(fā)展，在國內(nèi)外的大型粒子對撞機、同步輻射光源、自由電子激光裝置等各種類型的加速器中得到應(yīng)用。1.3ghz?9cell超導(dǎo)腔作為直線加速器的核心部件，是全世界加速器中使用數(shù)量最多、應(yīng)用最廣的超導(dǎo)腔，也是國內(nèi)外高重復(fù)頻率自由電子激光裝置和未來高能物理對撞機(如環(huán)形正負電子對撞機cepc、國際直線對撞機ilc)的主要腔型。隨著我國多個粒子加速器大科學(xué)裝置開工建設(shè)，未來5年，將需要1000支1.3ghz?9cell超導(dǎo)腔。

3、1.3ghz?9cell超導(dǎo)腔主要包括9個加速胞和兩個束管組件，每個加速胞由兩個半腔組成，每支超導(dǎo)腔共18個半腔；超導(dǎo)腔還包括與端腔組件焊接的純鈦氦槽等。超導(dǎo)腔采用高純鈮材經(jīng)沖壓拉伸、機械加工和電子束焊接的方法制造。常規(guī)半腔沖壓需經(jīng)過上料→壓緊壓板→沖壓→翻孔→松開壓板→翻轉(zhuǎn)→退模→清理模具，共8個步驟。主要是因為在半腔赤道和iris處應(yīng)力較大、赤道壁厚，因此在退模時半腔毛坯件會停留在凹模的模具內(nèi)，從而需要人工進行翻轉(zhuǎn)和退模的操作；進一步導(dǎo)致了常規(guī)半腔沖壓效率低、勞動強度大，需4人完成沖壓操作，一臺壓機每天(8小時工作)可沖壓12-15個半腔。隨著9cell腔需求的增加，半腔沖壓成為批量制造的瓶頸之一。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種超導(dǎo)腔半腔精密沖壓自動脫模模具，解決了半腔沖壓效率低下和精度不高的技術(shù)，技術(shù)方案包括：沖頭連接板、沖頭、u型板、滾珠導(dǎo)柱、上板、下板、沖壓凸模、沖壓凹模組件、沖壓壓板、滾珠銅套、滾珠導(dǎo)套、凹模外沿件、凹模退模件、凹模底板和模具彈簧，其中沖頭與沖頭連接板固定，沖頭的下端突出部設(shè)置于u型板的u型槽內(nèi)，u型板的下沿和上板通過螺栓固接，沖頭的下端突出部夾緊固定在u型板和上板之間；與沖頭同軸的沖壓凸模固定在上板的下端；

2、凹模外沿件固定在下板的中央，四根滾珠導(dǎo)柱分別固定在下板四個角的上方，每根滾珠導(dǎo)柱的上部均通過一組滾珠銅套和滾珠導(dǎo)套分別與上板滑動連接；

3、沖壓凸模正對凹模外沿件的凹模外部、凹模退模件的凹模中部和凹模底板的中央開口；凹模外部、凹模中部和中央開口共同構(gòu)成凹模的輪廓，凹模外沿件、凹模退模件和凹模底板在半腔沖壓過程中同沖壓凸模和沖壓壓板一起與鈮板接觸；

4、凹模外沿件和凹模底板的通過圓周均布的凹模安裝螺栓固定，凹模外沿件和凹模底板之間圍成一個可以容納凹模退模件上下移動的空間，凹模退模件和之間設(shè)有用于提供向上復(fù)位的模具彈簧；凹模外沿件上端設(shè)有凹模外部，凹模退模件的上端中央設(shè)有凹模中部，凹模底板的中央設(shè)有中央開口，凹模退模件的下端面與凹模底板接觸連接。

5、所述凹模中部的外側(cè)處于凹模輪廓的截面的大圓弧段上。

6、所述凹模退模件邊緣的中部一體固接有凹模限位擋板，凹模限位擋板提供凹模退模件向上約束，凹模限位擋板的側(cè)壁和凹模中部的側(cè)壁一同提供對凹模退模件滑動方向的約束；凹模退模件上下移動的行程大于8mm，所述半腔的軸向長度小于60mm。

7、所述凹模中部的內(nèi)側(cè)處于橢圓圓弧段外側(cè)的切點處。

8、凹模安裝螺栓所提供的總固定力是模具彈簧總最大行程壓力的1.3倍，凹模外沿件的沉頭孔深度不小于標準沉頭的1.5倍。

9、所述自動脫模模具還包括：壓機上工作平臺、壓機下工作平臺、下平臺壓板、中板、導(dǎo)柱限位、模具壓簧和模具壓簧，其中壓機上工作平臺與沖頭連接板固定，下板通過下平臺壓板固定在壓機下工作平臺上，每根滾珠導(dǎo)柱的中部均通過一組滾珠銅套和滾珠導(dǎo)套分別與中板滑動連接，滾珠導(dǎo)柱的上端固定有導(dǎo)柱限位；模具壓簧安裝在上板和中板之間以提供向上復(fù)位的彈力，沖壓壓板固定在中板的下端，模具壓簧安裝在中板和下板之間以提供向上復(fù)位的彈力。

10、所述中板為外方內(nèi)圓，中間圓直徑比沖壓凸模外徑大1mm。

11、本發(fā)明還提供了一種超導(dǎo)腔半腔精密沖壓自動脫模模具的安裝方法，技術(shù)方案包括：

12、步驟1、凹模外沿件、凹模退模件、凹模底板和模具彈簧現(xiàn)將裝配、螺栓固定成為沖壓凹模組件；

13、步驟2、沖壓凹模組件與下板裝配螺栓固定；

14、步驟3、下板與滾珠導(dǎo)柱裝配固定；

15、步驟4、中板與沖壓壓板裝配固定，再安裝滾珠導(dǎo)套；

16、步驟5、將模具壓簧放入下板凹槽中，然后將中板與滾珠導(dǎo)柱裝配，中板、下板之間用支撐板連接支撐；

17、步驟6、上板和滾珠導(dǎo)套裝配固定，再與u型板安裝固定；

18、步驟7、將模具壓簧壓簧放入中板的凹槽中，再把上板裝配到滾珠導(dǎo)柱上；

19、步驟8、沖頭和沖頭連接板安裝固定后，再與壓機上工作平臺螺栓連接；

20、步驟9、壓機上工作平臺臺面緩慢下降到合適為止，將u型板推入沖頭臺階；

21、步驟10、下板、下平臺壓板、壓機下工作平臺用螺栓連接固定。

22、本發(fā)明還提供了一種超導(dǎo)腔半腔精密沖壓自動脫模模具的使用方法，技術(shù)方案包括：

23、步驟21、鈮板雙面刷潤滑油后，放入凹模凹槽中；

24、步驟22、壓機上工作平臺向下動作，通過沖頭和上板傳遞壓力，沖壓壓板壓緊鈮板；

25、步驟23、沖壓凸模繼續(xù)向下動作，鈮板逐漸成型；當(dāng)鈮板下端被壓到凹模退模件的區(qū)域后，凹模退模件逐漸下移；并最終凹模退模件被壓至最下端，且鈮板與凹模外部、凹模中部和中央開口共同構(gòu)成的凹模壓緊，調(diào)整壓力到120t；

26、步驟24、鈮板完成成型后，保壓；

27、步驟25、保壓結(jié)束后，壓機上工作臺開始向上運動，凹模退模件同步頂出，完成半腔退模；

28、步驟26、壓機上工作臺向上移動到設(shè)定上限位停止；

29、步驟27、手動拿出半腔，檢查表面。

30、在步驟27之后，進行組裝，包括：

31、步驟a：半腔精加工：將沖壓后的半腔放入加工工裝中固定，按半腔圖紙尺寸，車削去除赤道和iris端面多余的部分，制成半腔成品；

32、步驟b：半腔成品測量/測試：用三坐標測量機或激光掃描儀，測量半腔成品直徑、高度、同軸度、平行度和曲面輪廓度尺寸和形位公差。

33、步驟c：兩個半腔成品的赤道端固定組成一個加速腔胞。

34、本發(fā)明的有益效果在于：

35、1.本發(fā)明設(shè)計制造一套自動脫模模具，實現(xiàn)自動壓料、自動退模，只需上料→沖壓→下料3個步驟即可完成沖壓，實現(xiàn)自動壓料、自動脫模功能，每天(8小時工作)可完成60-80件半腔沖壓，解決了半腔沖壓后無法自動脫模和半腔精密沖壓的技術(shù)問題，提高了半腔批量沖壓效率和沖壓精度。

36、2.自動頂出采用模具彈簧結(jié)構(gòu)，凸模退模與半腔頂出同步完成，減小了模具頂出對半腔輪廓度的影響；同時設(shè)置適當(dāng)形狀的凹模退模件，使得退摸后的半腔輪廓度偏差符合設(shè)計要求。

37、3.無需手動脫模從而將每臺壓機的操作人員減少至最少一人，勞動強度低，生產(chǎn)成本大大降低。