CN101500724A

CN101500724A - 具有紧固套环的区段式拉伸模

Info

Publication number: CN101500724A
Application number: CNA2007800280566A
Authority: CN
Inventors: 吕奈德
Original assignee: BEYONICS INTERNAT Ltd
Current assignee: BEYONICS INTERNAT Ltd
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2009-08-05
Also published as: SG139589A1; WO2008013507A1; TW200821060A; MY142671A

Abstract

本发明提供了一种片状金属拉伸模组件(100)。所述拉伸模组件(100)包括一个具有至少两个模具区段(134)的拉伸件(130)、通过预张力F将至少两个模衬固定在一起的套环(140)。在拉伸操作中，预张力F在拉伸件(130)的拉伸边缘R2处提供反作用于金属板(110)塑性变形的力。同时，在拉伸力超过预张力时，预张力允许模具区段(134)张开，因此降低模具裂开的频率。

Description

具有紧固套环的区段式拉伸模

技术领域

[0001]本发明涉及金属板拉伸模，特别涉及拉伸模组件，其中每个模具在紧固套环中分段分布，以避免模具破裂。

背景技术

[0002]通过深拉伸金属板可形成中空制品，该过程包括在压力机的作用下、使用冲模(或凸模)将金属板置入到拉伸件(或凹模)内。深拉伸通常是在连续步骤中通过一系列级进模进行的。

[0003]当设计每套级进模时，在拉伸件与冲模之间的间隙典型地是确定和固定的。因而必须控制金属板的厚度公差。如果金属板的厚度太薄，有可能导致起皱；如果金属板的厚度太厚，金属板有可能被撕裂，或级进模有可能破裂，之后压力机会出现更严重的问题。

[0004]此外，如果金属板的厚度超出公差，深拉伸制品有可能不满足由其功能所确定的尺寸要求。如果厚度公差比所确定的稍厚些，深拉伸制品可满足尺寸要求，但它有可能由于过度的拉伸应力出现拉伸条纹/划痕。这样制造的深拉伸制品有可能根据表面修饰而非尺寸要求而被作为不合格品。当在深拉伸期间在模具中出现过度拉伸应力时，总是会缩短模具寿命。

[0005]当制品具有多边形横截面时，与深拉伸有关的问题加剧。例如，图1为用于形成六角形中空制品的现有拉伸模10。在拉伸件上多角形的角部必然承受巨大的应力集中，拉伸模的角部容易破裂。如图1所示，裂缝15通常出现在多角形拉伸模10的角部，这通常是由于模具材料的疲劳造成的。由此需更换整个现有拉伸模，从而使更换成本增加。

[0006]由此可见，需要一种用于形成深拉伸模的简单而又稳健的方法，该方法可克服现有拉伸模的一些局限。

发明概述

[0007]下文给出简要概述，以能够基本理解本发明。本概述不是对本发明的广泛概括，也不旨在指出本发明的主要特征，而是以简化的形式提出本发明的一些发明构思，以引出下文的详细说明。

[0008]在一实施例中，本发明提供一种拉伸模组件。该拉伸模组件包括具有两个或更多个区段的拉伸件；以及套环，该套环可用于通过预张力将两个或更多个区段紧固在一起；其中，当拉伸力超过预张力时，预张力可使两个或更多个模具区段扩展。

[0009]在拉伸模组件的一实施例中，通过收缩产生预张力，从而通过热膨胀和收缩将套环安装在拉伸件上。在另一实施例中，预张力是通过使套环的断端之间的空隙变窄产生的。

[0010]在拉伸件的一实施例中，拉伸件具有多角形拉伸边缘，且在多角形的两个或更多个角部、将拉伸件划分为两个或更多个区段。在另一实施例中，拉伸件具有圆形拉伸边缘。

[0011]在套环的一实施例中，套环为多角形。在另一实施例中，套环大体上为圆形。套环优选具有比拉伸件更高的弹性，且可被调质。

[0012]在另一实施例中，本发明提供一种用于形成具有更低的模具破裂频率的拉伸模组件的方法。该方法包括形成具有两个或更多个区段的拉伸件；以及在套环中通过预张力将拉伸件的两个或更多个区段紧固。

附图说明

[0013]下文将结合附图、并通过本发明的非限制性实施例说明本发明，其中：

[0014]图1为一种用于拉伸六角形中空制品的现有拉伸模。

[0015]图2A为本发明的一实施例所述的拉伸模组件的平面图；以及图2B为该拉伸模组件沿B-B的剖视图。

[0016]图3A为图2A所示拉伸件的模衬成形件的平面图；以及图3B为图3A所示模衬沿C-C的剖视图。

[0017]图4A为图2A所示套环的平面图；以及图2B为图4A所示套环沿D-D的剖视图。

[0018]图5为本发明的第二个实施例所述的拉伸模组件的另一实施例。

[0019]图6为本发明的第三个实施例所述的本发明的另一实施例。

[0020]图7为本发明的第四个实施例所述的本发明的又一实施例。

具体实施方式

[0021]现在将结合附图，对本发明的一或多个具体而又可替代的实施例进行说明。然而，对本领域技术人员显而易见的是，本发明有可能无需这样的具体细节就可被实施。可不对一些细节作详细说明，以便不使本发明晦涩难懂。为便于参考，当提及附图中共同的相同或相似特征时，将在附图中各处使用共同的参考编号或连续编号。

[0022]图2A为本发明的第一个实施例所述的拉伸模组件100的平面图。图2B为除冲模108外安装在模座106中的拉伸模组件100沿B-B的剖视图。拉伸模组件100用于深拉伸金属板110，形成具有六角形形状的中空制品120。如图2A所示，拉伸模组件100由拉伸件130和套环140组成。

[0023]如图3A所示，在规则的六角形环132中形成的拉伸件130由六个模衬134组成。每个模衬134通过六角形的每个角部的径切面形成六角形环132的区段。六角形环132的每个外角部的半径为Rl。图3B为模衬134沿C-C的横截面。如图2B和3B所示，拉伸半径R2是在拉伸件130的上表面136上的拉伸边缘上形成的。此外，如图3A和3B所示，每个模衬134均具有横截面为矩形的细长突出物139，该突出物大体上沿六角形环132的外表面138的直部延伸。突出物139是连续的，且具有六角形环132的下表面。如图3B所示，每个模衬134的厚度为T。

[0024]每个模衬134均是由碳化铁制成的，例如采用由Fine Carbide生产的商品名为CD337的碳化铁制成。每个模衬134的表面均通过轮廓磨削具有约为5微米的粗糙度，以便将六个模衬134合并形成六角形环132。在形成六角形环132后，将六个模衬134组成一组进行整体磨削。此外，半径R2被抛光到粗糙度约为2微米。

[0025]图4A为套环140的平面图，图4B为套环140的横截面E-E。如图2A、4A和4B所示，套环140呈现六角形环141的形式。套环具有上表面142和下表面144。沿套环140的六角形内表面146形成凹槽148，该凹槽148与下表面144相邻。在上表面142上形成圆弧形阶梯149，这些阶梯149位于上表面142上的四个位置。每个圆弧形阶梯149的深度为D。套环140是由比拉伸件130更软和更有弹性的材料制成的。例如，套环140是由工具钢制成的，例如采用由Assab Steel生产的SW42制成，且被调质到Rockwell硬度为Re50。

[0026]在加工模衬134和套环140期间，控制六角形环141的内表面146的尺寸公差，以使六角形表面146与由六个模衬134形成的拉伸件的六角形表面138收缩配合。为组装拉伸模组件100，在热板上加热套环140至温度例如约为100℃，以使具有相向六角形表面的六角形表面146的距离被扩展约100微米。当套环140仍是热的时，套环的顶面142被置于平的基准面上，六个模衬134被插入到套环140内，且突出物139在凹槽148内。在使套环140和模衬134冷却通常至室温后，六角形表面146在拉伸件的六角形表面138上收缩，以形成在模衬134与套环140之间的收缩配合。模衬134在套环140中的这一收缩配合产生套环预张力F，从而将模衬134妥帖地紧固在拉伸模组件100中。

[0027]在使用中，拉伸模组件100在模座106内滑动配合。拉伸模组件100和模座106通过螺丝钉104和关联的模具叶状模槽102被紧固在一起，以使每个模具叶状模槽102的头部与在套环140上的圆弧形阶梯149啮合。拉伸模组件100相应位于压力机的压盘上。在深拉伸制品120期间，冲模108将金属板110置入到拉伸模组件100和拉伸件130的中空中心内。随着冲模108进入到拉伸模组件100内，使金属板110塑性经过拉伸件130的拉伸边缘R2。套环预张力F在拉伸边缘R2处提供反作用力，使制品120成形为具有所要求的尺寸公差的制品。在收回冲模108期间，在拉伸件130的每个模衬134上的突出物139与在套环140上的凹槽148啮合，以避免将拉伸件130随制品120和冲模108拉出。

[0028]在制造设备中，典型地以卷材形式供应金属板110。卷材金属板110在其厚度公差方面存在固有不一致的部分。当部分金属板的厚度超过在拉伸件130与冲模108之间的设计间隙时，拉伸边缘R2经受比其设计力更大的拉伸力。通过采用本发明，套环预张力F通过套环140的弹性膨胀可承受住更高的拉伸力。这只有对于由不连续的模衬134形成的拉伸件130才是可能的。如果拉伸件130是由固体块形成的，六角形拉伸表面的角部将承受巨大的应力；由于反复使用，应力集中可通过使拉伸件疲劳使其被破坏。这可通过在现有模具中遇到的过早模具破坏被证实，如图1所示。通过采用本发明，可使套环140在每个深拉伸操作期间弹性扩展，并仍在拉伸边缘R2处提供足够的反作用力，以形成制品120。本发明的优点是可延长拉伸模组件100的寿命。

[0029]本发明的另一个优点是可个别更换模衬134。由此无需更换整个拉伸件130，从而降低模衬134的更换成本。

[0030]图5为本发明的第二个实施例所述的另一个拉伸模组件200。拉伸模组件200具有轮廓为圆形的套环240，而不是在第一个实施例中的六角形环140。此外，如图5所示，拉伸模组件200具有由三个模衬234形成的拉伸件230。每个模衬234均采用在前述实施例中所述的两个相邻模衬134的轮廓和尺寸。在另一实施例中，有可能提供两个平行平面(如图5中虚线所示)，由此例如可相对于金属板110的进给方向确定拉伸制品120的方位。

[0031]图6为本发明的第三个实施例所述的另一个拉伸模组件300。如图6所示，拉伸模组件具有轮廓为圆形的套环340，但套环340是由两个大体上为半圆形的区段342a和342b形成的。两个半圆形套环区段342a和342b的端部在组装前由径向空隙S隔开。如图6所示，半圆形区段342a的每端均被反向钻孔，以容纳螺丝钉350，同时套环区段342b的对应端具有螺纹。在使用中，由螺丝钉350将大体上为半圆形的区段342a和342b的两端一同扭紧，以产生与形成拉伸件330的模衬334抗衡的套环预张力F。在这一实施例的另一种形式中，套环340由径向空隙S和一个螺丝钉350组成。在又一实施例中，套环340由三个或更多个区段组成。

[0032]图7为本发明的第四个实施例所述的又一个拉伸模组件400。如图7所示，套环440是由两个大体上为半圆形的区段440a和440b构成的，就像在第三个实施例中那样，但具有附加的周缘凹槽444。在周缘凹槽444内有螺丝钉和带式组件448。该螺丝钉和带式组件448具有螺丝钉450，螺丝钉450用于打开和关闭半圆形区段440a和440b。在这一实施例的另一种形式中，套环440是由单个套环组成的，但具有断端，从而在套环的断端之间存在空隙。在另一变化形式中，套环440是由具有断端的单套环和附加的一或多个部分径切面组成的，这些径切面位于周界内或外。这些部分径切面用于增加套环的弹性。在另一变化形式中，部分断口为非径向。在又一变化形式中，径切面通过套环的环，从而使套环由三个或更多个区段组成。

[0033]上述实施例也可能有其他变化形式。例如，对套环不使用经过硬化和回火调质的钢，而使用其他比拉伸件更具有弹性的材料，例如沉淀调质铝合金。

[0034]虽然已说明和例示具体实施例，应理解的是，可对本发明作许多改变、修正、变动及其综合处理，而无需偏离本发明的范围。例如，本发明不局限于六角形制品的深拉伸。本发明的原理可适用于将拉伸模成形为区段式拉伸模、并使用弹性套环将区段式模具部件紧固，甚至适用于圆形或环形制品的模具拉伸。

Claims

1.一种拉伸模组件，包括：

具有两个或更多个模具区段的拉伸件；以及

套环，由该套环可将所述两个或更多个模具区段在预张力的作用下紧固在一起；

其中，当拉伸力超过所述预张力时，所述预张力可使所述两个或更多个模具区段扩展。

2.根据权利要求1所述的拉伸模组件，其特征在于：通过热膨胀和收缩，使所述套环与所述拉伸件收缩配合，从而产生所述套环预张力。

3.根据权利要求1所述的拉伸模组件，其特征在于：所述套环预张力是通过使所述套环的断端之间的空隙变窄产生的。

4.根据权利要求3所述的拉伸模组件，其特征在于：可通过在一个断端内的螺丝钉和在相邻断端内的啮合螺纹，使所述空隙变窄。

5.根据权利要求3所述的拉伸模组件，其特征在于：可通过螺丝钉和带式组件使所述空隙变窄。

6.根据权利要求3-5中的任何一项所述的拉伸模组件，其特征在于：所述空隙包括两个或更多个隔开的空隙。

7.根据权利要求3-6中的任何一项所述的拉伸模组件，其特征在于：该拉伸模组件还包括在所述套环的内周界或外周界上的一或多个部分断口。

8.根据权利要求7所述的拉伸模组件，其特征在于：所述一或多个部分断口是径向的。

9.根据权利要求7所述的拉伸模组件，其特征在于：所述一或多个部分断口是非径向的。

10.根据权利要求1-9中的任何一项所述的拉伸模组件，其特征在于：所述拉伸件具有多角形拉伸边缘。

11.根据权利要求10所述的拉伸模组件，其特征在于：在所述多角形的两个或更多个角部划分为所述两个或更多个区段。

12.根据权利要求10或11所述的拉伸模组件，其特征在于：所述套环也呈多角形。

13.根据权利要求10或11所述的拉伸模组件，其特征在于：所述套环大体上呈圆形。

14.根据权利要求1-9中的任何一项所述的拉伸模组件，其特征在于：所述拉伸件具有圆形拉伸边缘。

15.根据权利要求14所述的拉伸模组件，其特征在于：所述套环大体上呈圆形。

16.根据权利要求1-15中的任何一项所述的拉伸模组件，其特征在于：所述套环具有比所述拉伸件更高的弹性。

17.根据权利要求16所述的拉伸模组件，其特征在于：所述套环经过硬化和回火处理。

18.一种用于形成具有更低的模具破裂频率的拉伸模组件的方法，该方法包括：

将拉伸件成形为具有两个或更多个模具区段的拉伸件；以及

在套环中通过预张力将所述拉伸件的所述两个或更多个模具区段紧固；

其中，所述预张力允许所述两个或更多个模具区段扩展，由此降低所述拉伸件的所述破裂频率。

19.根据要求18所述的方法，其特征在于：通过热膨胀和收缩，使所述套环与所述拉伸件收缩配合，从而产生所述预张力。

20.根据要求18所述的方法，其特征在于：所述预张力是通过使所述套环的断端之间的空隙变窄产生的。

21.根据权利要求18-20中的任何一项所述的方法，其特征在于：所述拉伸件具有多角形拉伸边缘。

22.根据要求21所述的方法，其特征在于：在所述多角形的两个或更多个角部，将所述拉伸件划分为所述两个或更多个区段。

23.根据权利要求21或22所述的方法，其特征在于：所述套环也呈多角形。

24.根据权利要求18-22中的任何一项所述的方法，其特征在于：所述套环呈圆形。

25.一种用于如权利要求1-24中的任何一项所述的拉伸模组件的制造方法。