[发明专利]可减小充液拉深压边力的装置及方法有效
申请号: | 201110171454.1 | 申请日: | 2011-06-23 |
公开(公告)号: | CN102248057A | 公开(公告)日: | 2011-11-23 |
发明(设计)人: | 徐永超;苑世剑 | 申请(专利权)人: | 哈尔滨工业大学 |
主分类号: | B21D26/031 | 分类号: | B21D26/031;B21D26/021;B21D22/22 |
代理公司: | 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 | 代理人: | 杨立超 |
地址: | 150001 黑龙*** | 国省代码: | 黑龙江;23 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 减小 充液拉深压边力 装置 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种用于减小压边力的充液拉深装置及方法。
背景技术
板材充液拉深是利用流体代替传统凹模传递载荷进行成形的新技术,适合铝、镁、高强钢等低塑性材料、具有复杂形状板材零件的成形。目前,在汽车、航天、厨房器具等多个领域有广泛应用。板材充液拉深工作过程为:首先,通过压边圈施加压边力将板材坯料压紧,随后向充液室充入流体介质,当流体压力满足要求后,凸模带动板材坯料一起运动,并在流体的共同作用下成形为预定形状的零件。由于拉深过程中的流体压力作用及摩擦保持效果,使得充液拉深技术可以提高零件的形状尺寸精度,提高板材成形极限。对于充液拉深技术,能否成形合格零件的关键为流体压力和压边力设置是否合适,较小的压边力和较大的流体压力可有效提高零件的高径比。由于拉深过程中,流体在坯料法兰区下表面形成压力分布,法兰区流体压力和压边力存在力学平衡关系,流体压力越高所需的压边力越大,较大的压边力导致法兰区上表面与压边圈之间摩擦阻力增加,不利于法兰的变形流动。另外,对于较大的成形件,流体作用于法兰区的面积较大,为平衡法兰区下表面的流体压力所需的压边力也较高,充液拉深的设备压边力往往不能满足大吨位的要求。为了提高成形极限,避免充液拉深成形对设备吨位的过分依赖,降低能耗,需要一种减小压边力的方法及装置。
发明内容
对于现有的充液拉深模具结构,成形时要得到较大的流体压力,必须提供足够大的压边力,这样对设备提出更高的要求;本发明为了解决充液拉深中压边力和流体压力之间存在的矛盾,减少充液拉深过程中需要的压边力、提高成形极限,提出通过改变模具结构实现同样流体压力下减小所需压边力的装置及方法。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是:
本发明所述的可减小充液拉深压边力的装置包括凸模、压边圈和充液室,充液室的上端开口,凸模置于充液室的上方并与充液室的开口对应,压边圈位于充液室的上方用于固定板材坯料;充液室的上端面上设有液体引流通道,所述液体引流通道由充液室的上端面的入口直至贯穿充液室侧壁上的出口与大气连通(所述液体引流通道的入口在充液室的上端面上,所述液体引流通道的出口在充液室的外侧壁上,液体引流通道与充液室上的供凸模通过的内孔是相互独立的),充液室侧壁上设有液体注入孔。
利用上述装置对板材零件进行充液拉深的加工方法是按照以下步骤实现的:
a、首先从液体注入孔向充液室内注入液体,流体介质的液面与充液室的上表面持平;
b、然后在充液室的上表面放置板材坯料;
c、控制压边圈下行至与板材坯料相接触,与板材坯料接触后施加一定压边力;
d、通过液压系统从液体注入孔对充液室内的流体介质加压使其对板材坯料产生流体压力,凸模向下运动,带动板材坯料向充液室内运动进行拉深,流体介质从充液室上端面和板材坯料之间的间隙向坯料法兰区外缘散射流出,到达液体引流通道的入口时,流体通过液体引流通道流出充液室外,压力降低至零,避免向坯料法兰区外缘继续流动,使液体引流通道到坏料外缘之间的区域没有压力分布;直到坯料全部拉入充液室内,加工过程结束;
e、将流体压力卸压,然后控制凸模和压边圈上移,取出成形件即可。
本发明的有益效果是:
1、采用本发明所述模具对板材进行充液拉深成形,通过引流孔和引流槽引出流体介质,减小或消除法兰区流体压力分布的区域,能以较小的压边力得到预定的流体压力,降低坯料与压边圈之间的摩擦,从而降低变形坯料的拉应力,避免出现破裂缺陷,提高成形极限,改善零件壁厚分布的均匀性。
2、采用本发明所述模具进行充液拉深成形,在相同流体压力下,所需的压边力更小,因此可以降低对设备的要求,也就是采用相同设备,采用本发明所述模具能成形更大尺寸零件,流体压力可以更高。
3、采用本发明所述方法可对现有充液拉深模具进行改造,由于结构简单、机械加工量小,因此改造成本小、实现方便。
附图说明
图1本发明所述的可减小充液拉深压边力的装置的主视图(引流孔形)式,图2是图1中的充液室3的俯视图;图3本发明所述的可减小充液拉深压边力的装置的主视图(引流槽形式)式,图4是图3中的充液室3的俯视图;图5坯料法兰区流体压力分布示意图(图中Z表示坯料法兰区)。
具体实施方式
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