[发明专利]液压成形用的余料扩展和捕获设备及方法

说明书

技术领域

【001】本发明涉及在液压成形过程中在液压成形零件上打孔。

背景技术

【002】液压成形被用于制造零件，是由于其能够整体成形中空管、梁或其他具有复杂形状的部件，而若采用其他方法，这些复杂形状的零件就不得不通过若干段来制造和/或弯曲成形。将薄壁毛胚插入到与所要制造的零件外部紧密匹配的模腔中。然后，用液压流体给管子加压以使其扩展成模腔的形状。如果还需要加工，给完成的零件泄压并取出。

【003】液压成形允许成形有凹度的复杂形状，而采用标准固态模压是很难或者不可能的。液压成形的零件经常能被制成具有更高的刚度重量比，并且以比传统冲压或冲压和焊接零件具有更低的单位成本。

【004】在最终零件的壁上经常需要各种孔或者开口。它们可在事后被钻或者切割，但是也可能需要将打孔过程并入到液压成形过程本身中。打孔过程的并入有利于减少零件制造的总步骤数目，并且可有其他好处，例如：降低次品率、减少废料、收紧公差等等。

发明内容

【005】提供了一种适合液压成形应用的在具有足够薄的壁的零件上打孔的设备。该设备包括上模和下模，它们形成了放置毛胚零件的模腔。上模和下模包括腔，它们一起限定了与零件垂直的交叉通道。交叉通道容纳并导引角度冲头(angular punch)，角度冲头用来在冲压穿过零件和模腔时在零件上打孔。角度冲头具有细长体，细长体的一端有切割面，另一端用于致动冲头并使之前进穿过零件。在冲头的打孔端，角度切割面被设置成使得在零件上打孔时所产生的余料(slug)扩展或者扩张。扩展或者扩张导致余料具有比冲头的横截面面积大的面积。在工件的相对壁上打孔产生第二余料后，冲头前进穿过余料捕获区域。由于余料捕获区域比扩展后的余料小，当冲头撤回其起始位置时，余料被敲离切割面并从系统丢弃或者移除。

【006】也提供了一种适合液压成形应用的在具有足够薄的壁的零件上打孔的方法。第一步，在模腔中提供工件。随后向工件施加液压压力，使得其扩展以填满模腔。然后冲头冲压穿过工件，这在工件上打出孔并从工件产生余料。当余料从工件脱离，随着材料的松弛余料进行扩展；这个扩展使得余料的直径大于冲头的直径。之后余料通过具有比余料直径更小的横截面的余料捕获区域。余料穿过余料捕获区域后，冲头往复运动回到其初始位置。当冲头的面撤回离开余料捕获区域时，余料太宽以致于不能跟随冲头返回穿过，这样余料就被从冲头上剥落。

【007】从下面对实施本发明的最佳方式的详细描述中并结合附图，上述特征和优点以及本发明的其他特征和优点是显而易见的。

附图说明

【008】图1是余料扩展和捕获设备的实施例的局部示意性剖视图；

【009】图2是图1所示的冲头的一部分的侧视图；

【010】图3-9一起展示了图1的余料扩展和捕获设备的工作情况，图3示出了在工件中附加液压压力，这使工件壁的未受支撑部分发生弯曲；

【011】图4示出了冲头前进进入到工件的第一壁中，角度面开始分离第一余料；

【012】图5示出了分离后的第一余料运动到工件的内部并从角度面上松开；

【013】图6示出了第一余料和冲头冲击工件的第二壁；

【014】图7示出了第一和第二余料运动通过镶套内部的渐缩锥形部分时被压缩；

【015】图8示出了当工件失去液压压力，扩展后的第一和第二余料被余料捕获区域从角度面上剥落；以及

【016】图9示出了当冲头往复运动时，第一和第二余料落下并通过排出滑道排出系统。

具体实施方式

【017】参照附图，其中相同的标记号对应于几幅图中相同或相似的元件，图1中示出了余料扩展和捕获设备10的实施例的示意性剖视图。3个模部分——第一或者上模部分14、第二或者模具镶套(button die)部分32、以及第三或者下模部分12——形成了模腔16，薄壁工件18被置于其中。

【018】本领域技术人员将认识到，模腔16几乎可以是任何形状或尺寸。模腔的内表面作为凹模，其具有所期望的最终零件的形状。可使用很多不同的薄壁起始零件18，只要它们适合液压成形为所期望的最终零件形状。如在本申请中所使用的，术语“壁”应该被广泛解读成足以囊括甚至是具有一般的、相对的壁的圆柱管的两侧。本领域技术人员还将认识到，落入权利要求范围内的余料扩展和捕获设备不必完全如附图中所示地定向，术语诸如“上”、“下”、“在...之上”等等，仅用于描述在这些附图中的方向。