[发明专利]拉深模和用于深拉工件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有顶模和底模的拉深模，其中顶模具有压紧夹具并且底模具有模板。本发明还涉及一种用于使用拉深模深拉工件的方法。

背景技术

深拉是板或片状金属的拉伸-压缩成型以形成空心体或预拉拔空心体变形以变成具有较小横截面。两者通常都发生在不期望改变片状金属厚度的情况下。可以通过使用深拉实现部件的圆形、椭圆形还有成角度的横截面。深拉部分的范围从具有大的拉拔深度的小部件(例如饮料罐)到具有不同的拉拔深度的大面积的部件(例如机动车辆的主体部分)。

在一般情况下，拉深模包括顶模和底模，顶模具有冲头和压紧夹具，底模具有模板。平坦片状金属板首先定位在模板上，顶模在模板上在底模的方向上移动。一旦顶模接触片状金属板，夹持力通过压紧夹具施加在板上，其中拉拔冲头从顶模移动到模底或者进一步向下进入模板并且将所述板形成例如杯形的深拉部分。

压紧夹具用于使片状金属板在形成过程中经受夹持力，从而阻止片状金属由于拉伸-压缩应力在片状金属板的压紧夹具和模板之间的区域中起皱。然而，夹持力被选择为使得不会妨碍材料在冲头的方向上的流动。

用于形成片状金属板的力从冲头传递到部件的底部，部件的底部被深拉成定位在拉拔环和压紧夹具之间的片状金属板的凸缘。片状金属板的材料从板或凸缘的边缘在模板或拉拔环的边缘之上流入，其中外圆周被减小。

当冲头已经到达其在模板内的限定位置时完成深拉过程和成形过程。其后，冲头和压紧夹具或者顶模返回到其原来位置。所形成的片状金属板的基部具有原始的板厚，其中杯壁已经被拉伸并且凸缘已经被压缩。

总之，在径向拉伸和切向压缩应力的作用下发生成形过程，其中压缩应力是由于过量材料引起，如果没有设置压紧夹具，所述过量材料本应该使凸缘弯曲。

由于越来越短的产品周期并且由于部件和装配在形状方面的增加的复杂性，目的在于提前大大消除在深拉的复杂的过程中的任何过程波动，从而在系列操作中将零件废品率保持在低水平，并且可以避免生产启动的长周期。

从能源的角度，进一步由于成本的原因，目的是形成薄壁片状金属板。

尽管各种类似的形成过程，在真正执行过程中产生问题，这些问题通常导致工具或模板的改进并且因而增加成本。由于增加的部件复杂性和较短的生产周期，还增加深拉部件的废品率。

例如特别是在模板具有复杂形状的情况下发生，当深拉片状金属板时产生的变形应力是如此之大，使得片状金属板的材料通过成形过程变薄，从而产生断裂或破裂。

在从薄壁片状金属板深拉复杂的部件方面的要求似乎存在于相反的方向。

发明内容

因此本发明基于如下目的：提供一种拉深模，其能够分别地影响板的材料同时变形/深拉或者其能够以可控的方式配置待变形板的流动特性。

本发明还基于如下目的：提供用于深拉板的方法，其能够在深拉过程中影响板的流动特性，并且通过降低废品部件尽量减少成本。

关于根据本发明的拉深模的上述目的通过权利要求1的特征来实现，并且关于用于深拉板的方法的目的通过权利要求9的特征来实现。

本发明的进一步的有利实施例是从属权利要求的主题。

本发明优选指导思想是：能够通过压力分布控制工件的凸缘进给，所述压力分布在形成过程中是能够调节的。

根据本发明的第一个方面，有利的是：拉深模包括顶模和底模，其中顶模有利地具有压紧夹具并且底模有利地具有模板。

工件或者板能够分别地在压紧夹具或模板的帮助下保持在位，用于深拉加工。由压紧夹具施加到模板并且由此施加到模板的夹持力被选择，使得保持在压紧夹具和模板之间的板的材料可以在成形过程中流入模板。板的被设置在压紧夹具和模板之间的区域也被称为凸缘，该凸缘在深拉过程中-如已经提到的-流入模板。凸缘或压紧夹具和模板之间的区域分别围绕整个板在圆周方向上延伸并且形成拉深模的边缘。

有利的是，至少一个装置被设置在压紧夹具和模板之间的部分中，使用所述至少一个装置能够在所述部分中改变压紧夹具和模板之间的距离。

通过改变距离，可以在至少一个部分中通过压紧夹具在板上并且因而还在模板上产生具有较小或较大强度的夹持力，由此板凸缘在模板中的进给是可控制的。逻辑地，还可以从模板开始的力产生在板上，并且然后产生在压紧夹具上。