CN101244439A - 一种机械-液压辅助反拉深模具的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械－液压辅助拉深成形模具的设计方法，该拉深成形工艺基于现有的机械－液压辅助拉深工艺成形为基础，在正拉深和反拉深时形成两个高压油腔，当板料进入这两个油腔时，能够有效的产生液力辅助作用，提高拉伸比；当反拉深凹模在反拉深凹模腔高液压力的作用下，与反拉深凸模产生相对运动，可以迅速完成反拉深工艺，这样可以合理的减小实际模具的高度，降低模具制造成本，提高经济效益。

Description

一种机械-液压辅助反拉深模具的设计方法

                        技术领域

本发明属于先进制造技术领域，具体涉及机械-液压辅助反拉深模具的设计方法，该方法以机械-液压拉深成形工艺和传统的反拉深工艺为基础，得到一种新的机械-液压辅助反拉深模具，以合理的减小实际模具的高度，降低模具制造成本，提高经济效益。

                        背景技术

板料液压拉深方法是液压成形技术(Hydraulic drawing technology)与传统拉深技术(Deep drawing technology)相结合的产物，利用液体全部或者部分代替普通拉深工艺中的凸模、凹模或压边圈的功能来实现零件的成形过程。特别是液压代替凹模的情况，在成形过程中能够在板料与凸模之间形成摩擦保持效应以及板料与凹模之间的流体润滑效应，能够较大的提高板料的拉深极限和零件的表面质量，同时如果凹模腔内液体压力足够高，那么成形零件的尺寸仅取决于凸模的几何参数，从而获得较高精度的成形零件。与普通拉深相比，液压拉深简化了模具结构，提高了零件的成形质量，由于液体的流动性，充液拉深可以用于成形形状比较复杂的零件，总之充液拉深成形的零件具有高拉深比、高尺寸精度、高表面质量和高柔性化的特点，其技术型和实用性很强，符合当今全球市场一体化进程中制造业向“高科技、精密化、柔性化、自动化和节能”方向发展的趋势和要求，应用前景广阔，具有较大的市场价值。

液压-机械拉深方法提高筒形件拉深比的原因在于：①筒壁被液体压力包紧在凸模上产生“摩擦保持效应”；②拉深初始阶段在压边圈内的液压“软凸模”有限反胀形或拉深使整个拉深过程分为两个阶段，而总的拉深比等于有限反拉深比乘以正拉深比，且后面的正拉深阶段处于液体润滑状态从而有效地提高板料拉深比。因而将液压辅助成形的方法引入到反拉深工艺中，可以改善反拉深工艺的成形条件，增加反拉变形程度。

                        发明内容

本发明的目的在于，本发明的主要目的在于设计一种机械-液压辅助反拉深模具，以期模具具有较大提高拉深比的作用，使得筒形件在正反拉过程中都能得到摩擦保持效益。

由于实现在拉深过程中实现摩擦保持效应需要高液压力，而能提供高液压力的液压系统的费用高，故次要目的就是合理的降低对外置液压系统的需求，减低对设备成本。

传统的反拉深模具相对较高，故本发明的第三个目的就是较好的降低模具的实际高度。

为了实现上述任务，本发明采用如下方案：

一种机械-液压反拉深成形模具的设计方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)以正拉深凹模为油缸缸盖，将一个上截面和下截面的面积比＞1的活塞安装于油缸内部作为增压活塞，设计出一个具有增压作用的液压油缸，其这个增压油缸与模具成为一体化；

(2)将反拉深凹模置于一个液压油腔内，反拉深凹模可以在这个油腔内可以上下移动，且当反拉深凹模的底部与油腔的底部接触时，反拉深模具的底部面积与反拉深凹模的在油腔顶部的截面积比＞1，当反拉深凹模的底部承受的液压力足够大时，反拉深凹模能够向上移动。

(3)板料、反拉深凹模或者正拉深凹模的侧壁以及其他零件组成反拉深凹模腔和正拉深凹模腔，这两个油腔都可以通过单向阀连接到外界油路上。当这两个油腔的油液受到压缩时，正拉深凹模的上限压力通过增压活塞来控制，反拉深油腔的压力由可移动的反拉深凹模控制。

上述方法设计的机械-液压辅助拉深成形模，其特征在于，该机械-液压辅助拉深成形模具包括：

一个环形活塞，该环形活塞上部正中间安装有正拉深凹模，在正拉深凹模中间形成反拉深凹模高压油腔，环形活塞底部中央的型腔装有密封环，环形活塞中间有通孔，该通孔将环形活塞底部中央型腔与反拉深凹模连通，在环形活塞上设有环形油腔，环形油腔内安装有带有顶盖的环形装置，环形装置通过支撑杆与放置有板料的压边装置连接；

压边装置上还放置有一个凹模，该凹模与正拉深凹模同心并安装在增压油缸缸壁内，压油缸缸壁上有增压油缸缸盖，凹模的中央放置有增压活塞；增压活塞中央形成正拉深凹模高压油腔，增压活塞与增压油缸缸盖形成增压油缸的油腔；

一个由顶板连接的二次拉深凸模，用于穿过增压油缸缸盖、增压活塞并将板料推入正拉深凹模的反拉深凹模高压油腔中；

密封环上方的腔体、环形油腔和正拉深凹模高压油腔分别与液压系统相连通。

本发明的方法设计的机械-液压辅助反拉深模具，在筒形件拉深成形过程中，使得板料在正拉深和反拉深过程中在筒壁产生摩擦保持效应，反拉深凹模从传统的固定式改为可移动模式，可以快速完成反拉深过程，提高拉深比。

                        附图说明

图1是本发明的机械液压拉深模具结构示意图；

图2是反拉深之正拉深在某一阶段模具部分示意图；

图3是反拉深之正拉深完成模具部分示意图；

图4是反拉深在某一阶段模具部分示意图；

图中的标号分别是：1、顶板；2、二次拉深凸模；3-1、增压油缸缸盖；3-2、增压油缸缸壁；3-3、增压活塞；4、模板；5、凹模；6、压边装置；7、正拉深凸模；8、支撑杆；9、环形装置顶盖；10、环形装置；11、环形活塞；12、增压油缸的油腔；13、正拉深凹模高压油腔；14、反拉深凹模高压油腔；15、环形油腔；16、板料；17、密封环。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

                      具体实施方式

本发明的机械-液压反拉深成形模具的设计方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)以正拉深凹模为油缸缸盖，将一个上截面和下截面的面积比＞1的活塞安装于油缸内部作为增压活塞，设计出一个具有增压作用的液压油缸，其这个增压油缸与模具成为一体化；

(2)将反拉深凹模置于一个液压油腔内，反拉深凹模可以在这个油腔内可以上下移动，且当反拉深凹模的底部与油腔的底部接触时，反拉深模具的底部面积与反拉深凹模的在油腔顶部的截面积比＞1，当反拉深凹模的底部承受的液压力足够大时，反拉深凹模能够向上移动。

(3)板料、反拉深凹模或者正拉深凹模的侧壁以及其他零件组成反拉深凹模腔和正拉深凹模腔，这两个油腔都可以通过单向阀连接到外界油路上。当这两个油腔的油液受到压缩时，正拉深凹模的上限压力通过增压活塞来控制，反拉深油腔的压力由可移动的反拉深凹模控制。

参见图1，图1是本发明设计的机械-液压拉深成形装置的结构示意图，

该机械-液压辅助拉深成形模具包括：

一个环形活塞11，该环形活塞11上部正中间安装有正拉深凹模7，在正拉深凹模7中间形成反拉深凹模高压油腔14，环形活塞11底部中央的型腔装有密封环17，环形活塞11中间有通孔，该通孔将环形活塞11底部中央型腔与反拉深凹模7连通，在环形活塞11上设有环形油腔15，环形油腔15内安装有带有顶盖9的环形装置10，环形装置10通过支撑杆8与放置有板料16的压边装置6连接；

压边装置6上还放置有一个凹模5，该凹模5与正拉深凹模7同心并安装在增压油缸缸壁3-2内，压油缸缸壁3-2上有增压油缸缸盖3-1，凹模5的中央放置有增压活塞3-3；增压活塞3-3中央形成正拉深凹模高压油腔13，增压活塞3-3与增压油缸缸盖3-1形成增压油缸的油腔12；

一个由顶板1连接的二次拉深凸模2，用于穿过增压油缸缸盖3-1、增压活塞3-3并将板料16推入正拉深凹模7的反拉深凹模高压油腔14中；

密封环17上方的腔体、环形油腔15和正拉深凹模高压油腔13分别与液压系统相连通。

正拉深凹模高压油腔13由增压活塞3-3、二次拉深凸模2、凹模5、板料16组成；

反拉深凹模凹模油腔由正拉深凸模7、环形装置10和板料16组成。

下面以该机械-液压辅助拉深成形模具在反拉深的操作流程，说明该机械-液压辅助拉深成形模具的具体成形过程：

1、合模后，将增压油缸之油腔12、正拉深凹模高压油腔13、反拉深凹模高压油腔14、环形油腔15分别充上预先设定的高压液压油；

2、如图2所示，在反拉深的第一步，模板4带动凹模5向下移动，增压油缸之油腔12中的液压油的压力迅速升高，当油压达到增压油缸的增压比时，增压活塞3-3向上移动，保持增压油缸之油腔12中的液体压力为一定值；

3、如图3所示，正拉深结束后显示的模具主要部件示意图；

4、正拉深完成之后，顶板带动二次拉深凸模2向下移动，带动板料进入反拉深凹模高压油腔14，反拉深凹模高压油腔14的压力迅速升高，当压力足够高时，反拉深凹模7向上移动，此时模具的部分组件示意图如图4所示，因此二次拉深凸模2与反拉深凹模7的相对运动，能够快捷完成反拉深过程。

Claims (2)

1、一种机械-液压辅助拉深成形模具的设计方法，其特征在于，具体包括下列步骤：

1)以正拉深凹模为油缸缸盖，将一个上截面和下截面的面积比＞1的活塞安装于油缸内部作为增压活塞，设计出一个与模具成为一体化且具有增压作用的液压油缸，实现在正拉深过程液力辅助作用；

2)将反拉深凹模置于一个液压油腔内，该反拉深凹模可以在这个油腔内上下移动，且当反拉深凹模的底部与油腔的底部接触时，反拉深模具的底部面积与反拉深凹模的在油腔顶部的截面积比＞1，当反拉深凹模的底部承受的液压力足够大时，反拉深凹模能够向上移动；

3)反拉深凹模高压油腔和正拉深凹高压油腔通过单向阀连接到外界油路上；当这两个油腔的油液受到压缩时，正拉深凹模高压油腔的上限压力通过增压活塞来控制，反拉深凹模高压油腔的压力由可移动的反拉深凹模控制。

2.权利要求1所述的机械-液压辅助拉深成形模具，其特征在于，该机械-液压辅助拉深成形模具包括：

一个环形活塞(11)，该环形活塞(11)上部正中间安装有正拉深凹模(7)，在正拉深凹模(7)中间形成反拉深凹模高压油腔(14)，环形活塞(11)底部中央的型腔装有密封环(17)，环形活塞(11)中间有通孔，该通孔将环形活塞(11)底部中央型腔与反拉深凹模(7)连通，在环形活塞(11)上设有环形油腔(15)，环形油腔(15)内安装有带有顶盖(9)的环形装置(10)，环形装置(10)通过支撑杆(8)与放置有板料(16)的压边装置(6)连接；

压边装置(6)上还放置有一个凹模(5)，该凹模(5)与正拉深凹模(7)同心并安装在增压油缸缸壁(3-2)内，压油缸缸壁(3-2)上有增压油缸缸盖(3-1)，凹模(5)的中央放置有增压活塞(3-3)；增压活塞(3-3)中央形成正拉深凹模高压油腔(13)，增压活塞(3-3)与增压油缸缸盖(3-1)形成增压油缸的油腔(12)；

一个由顶板(1)连接的二次拉深凸模(2)，用于穿过增压油缸缸盖(3-1)、增压活塞(3-3)并将板料(16)推入正拉深凹模(7)的反拉深凹模高压油腔(14)中；

密封环(17)上方的腔体、环形油腔(15)和正拉深凹模高压油腔(13)分别与液压系统相连通。

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