[发明专利]一种模具压边圈装置及其应用方法

说明书

本发明公开了一种模具压边圈装置及其应用方法，包括：壳体、模具本体；模具本体包括凸模、凹模、磁流变弹性体压边圈、励磁线圈、线圈骨架、永磁体；励磁线圈缠绕于线圈骨架；永磁体固设于线圈骨架内；磁流变弹性体压边圈设于线圈骨架内，并与永磁体固结；磁流变弹性体压边圈的内侧设置凹模，凸模连接冲压机构，将板材冲压于凹模；励磁线圈通电后产生磁场；控制磁场大小，调节磁流变弹性体压边圈的刚性，以控制磁流变弹性体压边圈与板材之间压边力和间距的大小。本发明利用磁流变弹性体的材料特性，控制拉深成形中的压边力大小，防止工件在拉深成型中破裂，提高工件成型率，且不需要润滑，降低成本，结构紧凑，实用性强。

技术领域

本发明涉及拉深模具领域，尤其涉及一种模具压边圈装置及其应用方法。

背景技术

拉深成形是板材成型的一种重要方式，本申请发明人发现，在实施拉深成 形过程中，利用冲压机构冲压板材获取形状复杂的工件结构时，对固定板材边 缘的压边力控制有很高的要求，如果压边力太大容易导致工件拉裂，如果压边 力太小板材会发生翘曲起皱，因此，在凸凹模间设置压边圈可以应对工件边缘 起皱和工件拉裂两个问题。目前常用的压边装置主要有弹性和刚性两大类，弹 性压边圈包括弹簧压边装置和橡皮压边装置，弹性压边装置在控制压边力上无 法达到理想状态，刚性压边圈只能作用在双动力压力机上，不能用于单动力压 力机。因此，需要一种能够精确控制压边力大小且适用范围广的压边圈装置。

发明内容

本申请实施例通过提供一种模具压边圈装置，解决了现有技术的拉深成形 中无法精确控制压边力大小的问题，通过采用磁流变弹性体压边圈，通过改变 外加磁场的大小控制拉深成形过程中的磁流变弹性体压边圈对板材边缘的压 边力大小。

第一方面，本申请实施例提供了一种模具压边圈装置，包括：壳体、设于 壳体内的模具本体；所述模具本体包括凸模、凹模、磁流变弹性体压边圈、励 磁线圈、线圈骨架、永磁体。

所述励磁线圈缠绕于所述线圈骨架；所述永磁体固设于所述线圈骨架内； 所述磁流变弹性体压边圈设于所述线圈骨架内，并与所述永磁体固结；

所述磁流变弹性体压边圈的内侧设置所述凹模，所述凸模连接冲压机构， 将板材冲压于所述凹模；

所述励磁线圈通电后产生磁场；通过控制磁场大小，调节所述磁流变弹性 体压边圈的刚性，以控制所述磁流变弹性体压边圈与板材之间压边力和间距的 大小。

进一步地，所述壳体包括凸模壳体，所述凸模壳体活动套接所述凸模，用 于接触板材边缘，并将板材边缘压紧固定于所述磁流变弹性体压边圈上。

进一步地，所述磁流变弹性体压边圈采用天然橡胶作为基体材料。

进一步地，所述壳体包括凹模壳体，所述凹模壳体固定套接所述线圈骨架。

进一步地，所述凹模壳体采用磁导率相对较低的金属材料。

进一步地，所述线圈骨架采用磁导率相对较低的金属材料。

第二方面，本申请实施例提供了一种如第一方面所述的模具压边圈装置的 应用方法，所述方法包括：

S1：模具拉深工作开始时，将所述励磁线圈通电流，使所述线圈骨架内部 充满竖直方向的磁场，使得磁流变弹性体压边圈在磁场的作用下刚度增大，并 在竖直方向产生一定量的形变量；

S2：将板材放置于磁流变弹性体压边圈的上方，凸模在冲压机构的驱动力 下运动，凸模壳体接触板材，并与磁流变弹性体压边圈一起压紧固定板材的边 缘部分，凸模壳体到达位移最大点时停止运动；

S3：凸模在驱动力下继续运动，并在运动过程中，板材在凸模的拉压力的 作用下，内部发生塑性流动，导致板材产生形变。

进一步地，所述磁流变弹性体压边圈对板材的压边力随所述励磁线圈的电 流大小而变化。