[发明专利]一种降低大尺寸板材构件充液拉深力的装置及方法

摘要

一种降低大尺寸板材构件充液拉深力的装置及方法，涉及一种薄壁深腔曲面板材构件的成形装置及方法，以解决大尺寸板材构件充液拉深时液体介质反作用力大导致设备吨位大、能耗高的问题。该装置包括凸模、压边圈、凹模、液室和背压模，其中背压模的上表面为内凹曲面，曲面形状和上方凸模的对应部分曲面形状相同，背压模的侧壁可沿液室底部大通孔的侧壁上下滑动。当凸模向下运动至一定深度时，板坯的下表面与背压模的上表面接触并完全贴合，背压模随凸模同时夹持板坯同时向下运动，贴合处的板坯不受高压液体作用，只有背压模外侧环形区域内的板坯下表面受高压液体作用，由于减少了高压液体对凸模的作用面积，从而降低了充液拉深力。

主权项

一种降低大尺寸板材构件充液拉深力的方法，所述方法是基于降低大尺寸板材构件充液拉深力的装置来实现的，所述装置包括凸模(1)、凹模(2)、压边圈(3)、液室(4)和背压模(5)；凸模(1)与压边圈(3)同轴且凸模(1)可沿压边圈(3)的轴向通孔上下移动，凸模(1)被固定在双动压力机的主缸上，压边圈(3)位于凹模(2)的上方，压边圈(3)被固定在双动压力机的压边缸上用于板坯(6)压边，凹模(2)位于液室(4)的上端面上，凹模(2)与液室(4)之间固定连接，液室(4)被固定在双动压力机的工作台面上，液室(4)侧壁设有液体注入孔(4‑1)；背压模(5)的上表面为内凹曲面，曲面形状和上方凸模(1)的对应部分曲面形状相吻合，背压模(5)穿过液室底部大通孔，背压模(5)的上端位于凸模(1)正下方的液室内部，背压模的侧壁可沿液室底部大通孔的孔壁上下滑动，背压模(5)的底部具有连杆(5‑1)，连杆(5‑1)被固定在双动压力机的下顶出缸上，背压模(5)的内凹曲面直径按照公式计算，其中，D为凸模直径，H为总拉深深度，h为背压模上表面底部距离板材初始位置高度，h取0.3～0.5H；在凹模(2)和液室(4)之间、背压模的侧壁和液室底部大通孔的孔壁之间以及背压模内凹曲面的边缘分别设有至少一道环形密封圈，用于液体密封；其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：(1)从液体注入孔向液室内注入液体，液体介质的液面与凹模的上表面持平；(2)在凹模的上表面放置待成形板坯；(3)控制顶出缸带动背压模上行至距离板坯下表面一定距离h；(4)控制压边缸带动压边圈下行至与板坯相接触，与板坯接触后施加一定的压边力；(5)通过增压系统从液体注入孔向液室内的液体加压使其对板坯产生流体压力，同时凸模在主缸的带动下向下运动，带动板坯从凹模表面向液室内运动进行拉深，中心部分板坯在底部高压液体作用下与凸模底部表面贴合；(6)凸模向下运动至一定深度h时，板坯的下表面与背压模的上表面接触并完全贴合，与背压模贴合处的液体被完全排出，贴合处的板坯不受高压液体作用，只有背压模外侧环形区域内的板坯下表面受高压液体作用，以避免板材的开裂和起皱；(7)凸模继续向下运动，背压模随凸模同时夹持板坯向下运动，直至拉深深度H时成形结束。