[发明专利]校准液压成型的管状部件

说明书

技术领域

本公开涉及在将液压成型的部件夹持在以目标形状保持该部件的工具中时使直流脉动通过该部件。

背景技术

使DC电流脉动通过以目标形状夹持到面上的金属板坯料以消除回弹的想法从对于与DC电流的叠加脉冲相结合地进行的拉伸试验的观察中获得。通过使DC电流脉动来提高由铝合金制成的金属板部件的可成型性的想法从该试验中获得。该构思在第7,516,640号美国专利S.Golovashchenko，A.Krause，J.Roth的“Method and apparatus for forming a blank as a portion of the blank receives pulses of direct current”（译为：用于在坯料的一部分接收直流脉冲时成型坯料的设备和方法）中公开。在分析应力-应变拉伸试验曲线时观察到，当电流通过坯料传播时应力减小。

申请人是第IPCOM000167243D号防御性公布，题目为“Calibration of shape distortion of stamped or heat treated parts by propagating pulses of DC current”（译为：通过传播DC电流的脉冲来校准冲压部件或热处理部件的变形）的防御性公布的作者。该防御性公布公开了冲压坯料在从冲压模具释放之后，通常由于回弹导致形状改变。通过使DC电流通过板形坯料传播，可修正板形坯料的形状。

车辆的减重要求导致更广泛地采用由超高强度钢和铝合金制成的部件。与补偿低碳钢中的回弹相比，这些材料中的回弹更难补偿。为了开发用于铝制金属板或高强度钢的补偿回弹的模具，在一些情况下可能需要10次或更多次模面再切割。

近来，开发了多种回弹补偿数学算法来计算模面几何尺寸。解决回弹问题的另一方法是在冲压循环结束时拉伸坯料以减小坯料内部的弯矩。然而，该方法限制了拉拔工艺的深度，其中，该深度本来就已经由超高强度钢和铝合金的不足的可成型性所限制。如果材料特性从卷到卷改变，或者如果在模具寿命期间由于模具磨损导致模具几何尺寸发生改变，则拉伸坯料后成型和算法的使用不会令人满意。

液压成型的构件不能像金属板部件那样拉伸以消除回弹。用于消除液压成型的管状部件中的回弹的主要方法是过度弯曲管以补偿回弹。然而，该方法受到由于材料含量、材料厚度及其他因素的变化导致的制造可变性的影响。

通过将由金属板冲压的坯料夹持到目标形状并使通过电容器的高压放电产生的脉冲电流传播通过夹持到金属板坯料的绝缘金属线圈来校准从金属板冲压的坯料的想法在第7,540,180号美国专利S.Golovashchenko，V.Dmitriev，P.Canfield，A.Krause，C.Maranville的“Apparatus for electromagnetic forming with durability and efficiency enhancements”（译为：用于耐用性和效率提高的电磁成型的设备）中体现。该构思还在第6届NUMISHEET国际会议（2005年，底特律）的会议记录的第284-285页S.Golovashchenko的“Springback calibration using pulsed electromagnetic field”（译为：使用脉冲式电磁场校准反弹）中被解释。

上面描述的所有工作的目标在于校准由金属板冲压的坯料。在上面的公布和专利中没有公开或解决与校准液压成型的铝制管状部件或高强度钢管状部件和消除液压成型的铝制管状部件或高强度钢管状部件中的应力相关的问题。

发明内容

提出的方案的一方面在于通过将液压成型的管状部件坯料夹持到其目标形状，然后施加电流的脉冲以消除坯料内的内部应力，从而校准该部件的形状。可在拉伸试验期间使用施加到样品的DC脉冲来实施该过程。坯料布置在包括上模具和下模具的校准模具内。校准模具可由导电率低的材料制造，或者该模具可具有导电率低的材料插入件，所述材料插入件装配在模具内面对坯料表面。坯料可通过局部插入件连接到电流源，所述局部插入件由导电性好的材料制造。当模具关闭时坯料夹持到其目标形状，通过导电插入件施加校准局部电脉冲。在坯料内的内部应力集中的区域，局部施加这些脉冲。在校准过程期间，夹持力防止模具打开。