[发明专利]一种用于拉深成形的润滑结构及供油控制系统和成形方法

说明书

本发明公开一种用于拉深成形的润滑结构及供油控制系统和成形方法，包括：在模具与板材接触的成形面上设置有若干均布的油槽和/或油孔，油槽和/或油孔与润滑油脉动液载控制系统相连通。有益效果在于：通过在拉深模具与金属板材的各个关键摩擦副之间设置油槽/油孔，使各个关键摩擦副在整个成形过程中均能够得到有效的润滑，降低有害摩擦，解决室温条件下高拉深比零件、形状复杂零件以及低塑性材料零件的拉深成形工艺问题。

技术领域

本发明涉及机械压力加工领域，特别是涉及一种用于拉深成形的润滑结构及供油控制系统和成形方法。

背景技术

金属板材拉深成形是利用金属板材的塑性，通过模具及外力作用，将被加工的板材制成零件的一种加工方法。与切削加工等方法相比，板材冲压成形能获得更高的材料利用率，产品质量稳定，易于实现自动化生产，因而拉深成形在国民经济中得到了极为广泛的应用。

传统的拉深工艺在成形形状复杂或拉深深度更大的零件时，需要多次拉深工序，导致模具成本大幅增加，也影响到拉深件的尺寸精度和表面粗糙度。板材拉深成形工艺过程的控制涉及到很多参数，通常包括模具的几何参数、毛坯的几何参数、板材的性能参数、润滑摩擦参数、成形装备的性能参数等。对板材在成形过程的控制，只有通过控制一些可变参数来保证或提高零件的质量，而这些可变参数中最可控的因素有：压边力及润滑条件的控制。因此，压边力和润滑条件对板材与压边圈、凹模之间的摩擦产生重要影响。

对凹模圆角、毛坯与其压边圈(凹模)之间进行良好的润滑可以降低摩擦力，降低拉深力，从而提高材料的极限变形程度，降低极限拉深系数，而且还能保护模具表面及工件表面不受刮伤，提高模具寿命和工件质量。因此，良好的润滑条件对于拉深工艺特别高拉深比、非对称性零件而言具有重要意义。

降低拉深过程中有害摩擦力的有效途径是减小摩擦系数，减小摩擦系数主要有两种方法：1)采用良好的润滑剂；2)采用主动润滑。采用高效润滑剂可以减少有害摩擦，控制材料的流动，最大限度发挥材料的成形性能，避免起皱。很多学者或企业对拉深润滑剂进行了深入研究，开发出很多新型润滑剂，这些研究均围绕如何形成良好润滑膜，减少冲压拉深中有害摩擦而进行的。减少摩擦系数的最有效方法是主动润滑，主动润滑在理论上能够使润滑区域强制形成润滑油膜，最大限度的降低摩擦系数，减少有害摩擦。主动润滑技术的理论在板材液压成形(充液拉深工艺)中已经得到了一定的实际应用，在降低摩擦、提升成形性能方面取得了一定的成效。但是，充液拉深成形工艺多年来的研究和工程实践更多针对筒形件等回转体工件，一般采用整体的液体压力控制，如径向主动加压充液拉深工艺中，只能对整个法兰外缘或整个法兰压边区域进行整体压力控制，无法实现对部分法兰区域或部分圆角区的局部压力控制，这样对于非回转体、非对称性工件的成形性能提升存在局限性。

充液拉深成形工艺由于采用的传力介质为液体，普通钢的液室压力一般在30MPa左右，不锈钢材料要达到50MPa以上，对于复杂特征零件的液体压力甚至达到80MPa以上的超高压，因此，在成形过程中对模具或装置的技术和装配要求非常高，而且对于成套装配的投入成本非常高，在现有传统工艺装置上进行改良或局部升级的可行性不高。另外，由于充液拉深工艺中的液体压力等级非常高，为了解决高压密封问题，一般会使坯料的某个表面与模具硬接触，主动润滑并不充分；另外，由于板材成形过程中的局部增厚，使得部分润滑区域出现润滑油液不连续现象，难以实现充分的主动润滑。

综上所述，本发明旨在解决传统拉深工艺中有害摩擦问题，通过有效的润滑形式，切实解决室温条件下高拉深比零件、形状复杂零件以及低塑性材料零件的拉深成形工艺问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于拉深成形的润滑结构及供油控制系统和成形方法，以解决上述现有技术中存在的问题，使拉深成形过程中，通过有效的润滑形式，降低传统拉深工艺中的有害摩擦，解决室温条件下高拉深比零件、形状复杂零件以及低塑性材料零件的拉深成形工艺问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：