CN101574771A - 冲压面板的脉冲电液校正方法和工具 - Google Patents
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Abstract
一种冲压面板的脉冲电液校正方法和工具,用于在电液成型工具中校正部分成型的金属部件。所述方法包括将部分成型的金属部件装载到模具的成型表面上。随后,所述部件被夹持到成型表面上并且所述部件被用高能脉冲冲击,以克服所述部件中的回弹效果。EHF校正工具包括冲压头,部件被夹具夹持到冲压头,同时电容性放电电路通过设置在工具中的电极放电。基于电容性放电电路通过电极放电,高能脉冲通过流体被施加以校正所述部件。
Description
技术领域
本发明涉及金属板材成型工艺和用于减小成型面板的回弹(spring-back)效果的工具。
背景技术
金属板材通常按照金属板材成型工艺形成,在金属板材成型工艺中,金属板材毛坯被拉深成初步形状,并且按照一系列步骤被冲压、卷边、成型和冲孔(pierced)。随着金属板材成型为期望的形状,作为在毛坯中发生的弯曲力矩的结果,发生回弹。在面板在金属板材模具中成型或者在其它金属板材成型工艺中成型之后,回弹使得面板部分地回复到先前的形状。
已经提出新类型的材料来制造具有更高强度和更轻重量的金属板材部件。特种钢和铝板材对于提供在很多应用中期望的高强度和轻重量来说是可用的。许多高强度和轻重量的金属在成型之后的回弹增大。
补偿回弹的一个方法是在模具设计工艺中预测回弹。可修改模具的形状以补偿回弹。
补偿回弹的另一方法是使成型的毛坯伸展以消除毛坯中的弯曲力矩。如果一个部件将被伸展以减小回弹,则拉深深度必须被限制为允许伸展(stretch)操作充分地补偿回弹。
回弹的程度可根据不同的卷料(coil)而改变。一些卷料仅具有有限的回弹,而即使相同等级或合金的另一些卷料可具有更大的回弹。回弹还在一定程度上还受到金属板材成型模具的磨损的影响。
通过以下总结的申请人的申请,可解决上述问题。
发明内容
根据本发明的一方面,提供了一种校正部分成型的金属部件的方法。通过术语“校正”,申请人表达了以下意思:部件被伸展或者被再冲击,以使得所述部分成型部件更加精密地对应于期望的部件构造。所述方法包括将所述部分成型的金属部件装载到模具的成型表面上的步骤。随后,所述部件被夹持到成型表面上,以使得所述部件的在与模具接合的表面的相反侧上的所述部件的暴露部分被暴露。所述部件的暴露部分被用高能脉冲冲击,以克服部件的回弹效果。
根据本发明的其它方面,所述装载步骤还可包括将所述部件装载到电液成型工具中。在所述冲击步骤中,电液成型脉冲被施加到面板上。
根据本发明的其它方面,在高能脉冲被施加到所述部件的暴露部分上的过程中,夹持步骤可通过与所述部件在隔开的位置接合的多个夹具执行。随着第二高能脉冲被施加到所述部件的新暴露部分上,所述夹具可被重新布置。另外,夹持步骤可通过网状夹具被执行,所述网状夹具具有孔或洞(void),高能脉冲通过所述孔或洞可被直接传输到所述部件的表面上。所述洞可通过形成蜂巢(honeycomb)的多个肋形成,或者通过其它网状结构形成。
根据本发明的其它方面,所述部分成型的金属部件可形成为回弹后的初步形状,由被限定在部件和模具的成型表面之间的缝隙限定轮廓。所述部件可朝着最终形状伸展,从而消除所述缝隙。
根据本发明的另一方面,提供了一种校正部分成型的金属部件的方法,其中,所述部件被弹性膜夹持到提供高能脉冲的工具上。具有成型表面的校正模具可插入到所述弹性膜中,从而弹性膜与所述部件的与校正模具接合的表面的相反侧接合。高能脉冲被提供到所述弹性膜并穿过弹性膜被提供到所述部件的所述相反侧,以消除所述部件中的应力。所述脉冲还可使所述部件在校正模具的成型表面上伸展,以克服所述部件内在的回弹效果。
根据本发明的其它方面,可提供与电液成型工具协作的所述弹性膜,电液成型工具具有容纳流体的室以及以隔开的位置布置在所述工具中的多个电极。电极可接收导致高能脉冲的电容性放电,所述高能脉冲被施加到弹性膜以及所述部件上,从而将所述部件校正到期望的形状。
根据本发明的其它方面,所述方法还可包括以下步骤:在金属毛坯作为在电液校正工具中的部分成型部件被进一步处理之前,将金属毛坯在电液成型操作中成型。弹性膜的形状可逐渐成为贴合所述部件的与模具接合的表面的相反侧的轮廓。
以下将参照附图,描述本发明的上述方面和其它特征。
附图说明
图1是电液成型工具(EHF)的示意截面图,被布置为用于成型的金属板材与该EHF一起被显示;
图2是在将所述毛坯形成到一侧(one sided)EHF模具的模具腔中之后的与图1相似的示意截面图;
图3是显示面板的示意图,显示了部件在拉深成型之后的所述面板的回弹,并且显示了用虚线画出的在回弹之前的所述部件;
图4是被设置为用于校正(calibrating)部分成型部件的EHF成型工具的示意截面图;
图5是显示部件和在校正过程中用于支持所述部件的两个夹具的透视图;
图6是显示部分成型部件的透视图,两个夹具固定到所述部分成型部件的一个表面上;
图7是显示在高能脉冲过程中,部分成型部件在EHF校正工具中的示意截面图;
图8是显示用放大的透视图显示的部分成型的面板以及弹性膜(elasticmembrane)的透视图;
图9是沿着图8的线9-9截取的弹性膜以及装配后的部分成型的面板的截面图;
图10是部分成型部件和可用在如图7中所示的EHF成型工具中的网状夹具的分解透视图;
图11是部分成型部件和可用于在校正过程中支持所述部件的几个夹具的分解透视图;
图12是部分成型部件和用于固定所述部件的多个夹具的透视图。
具体实施方式
参照图1,电液成型工具(EHF工具)10被显示为包括限定EHF室16的容器(vessel)12。一对电极18连接到电容性放电电路20并延伸到容器12中。毛坯支撑环22与EHF模具24协作以将金属板材毛坯26支撑在EHF工具10中。流体28被供应到容器12中。容器12充有流体28,以使得流体28与金属板材毛坯26接触。
参照图2,在金属板材毛坯26被形成为部分成型部件30之后的EHF工具10被显示。电容性放电电路20放电,使得电极18产生高能脉冲,以形成部件30。金属板材毛坯26被支持在毛坯支撑环22和EHF模具24之间。当工具10打开时,部件30具有使得部件30趋向于回弹的内部应力。
参照图3,部分成型部件30被显示,其中,受到回弹的部分32用实线显示。图3中的虚线显示受到回弹的部分32的期望形状。虽然本发明的描述是参照部分成型部件30在EHF工具中成型的,但是所述部件也可在传统金属板材成型流水线或包括用于将金属板材毛坯26成型为部分成型部件30的模具组的冲床(press)中被初步成型。
参照图4,EHF校正工具36被显示,所述EHF校正工具36在许多方面都与参照图1和图2描述的EHF工具10相似。EHF校正工具36包括冲压头(punch)38。部分成型部件30设置有夹具40。夹具在显示将夹具40装配到部分成型部件30上的图5和图6中被显示。再返回参照图4,夹具40的部件接合表面42与部分成型部件30接合。夹具40支持所述部件30与冲压头38的目标成型表面44接合。图4中的EHF校正工具36被显示为打开,并且冲压头38和目标成型表面44与部件30分离开。夹具40通过它们的部件接合表面42与部件30接合。EHF校正工具36的其它部件与EHF工具10的对应部件相似,并且用相同的标号来描述容器12、电极18和EHF室16。
参照图7,EHF校正工具36被显示为关闭,冲压头38与目标成型表面44与部分成型部件30接合。密封件46被提供以将毛坯支撑环22和部分成型部件30的外周凸缘48之间密封。箭头50被提供以显示当电极18从电路20(如前面参照图1和图2描述)接收电容性放电时产生的高能脉冲。箭头50表示通过液体(在图7中未显示)施加到部分成型部件30的脉冲或压力。压力脉冲缓解了在所述部分成型部件30中的应力,使得部件30几乎不倾向于回弹。
如果在部件30和目标成型表面44之间设置缝隙52,则部件30可通过脉冲而伸展。
参照图8和图9,部分成型部件30与弹性膜54一起被显示。弹性膜54优选地为用于支持所述部分成型部件30的聚亚安酯弹性体夹具,以在校正操作过程中支撑所述部件。高能脉冲通过液体传输到弹性膜54,弹性膜54依次将所述脉冲传递到部件30。
参照图10,显示了另一可选实施例,其中,部件30在EHF校正过程中被支撑在网状夹具(reticulated clamp)56上。所述网状夹具56具有限定多个开口62的多条纵向肋58和横向肋60。开口62从部件30延伸到容器中,从而高能脉冲可从液体28通过开口62传递并直接到达部件30。
参照图11和图12,显示了用于EHF校正工具36中的夹持结构的另一可选实施例。部分成型部件30可设置有端部夹持板64和中间夹持板66,所述端部夹持板64和中间夹持板66被构造为当所述夹具64和66装配到部件30上时将部件30保持为期望形状。夹具64和66在连续的EHF校正工具循环中可布置在部件30上的不同位置,使得部件30的被夹具64和66挡住的部分可通过将相似的夹具布置在部件30的其它位置来被校正。
虽然已经详细描述了实现本发明的最佳模式,但是熟悉本发明所属领域的人员应该认识到,实施由权利要求限定的本发明的各种可替代设计和实施例。
Claims (14)
1、一种校正部分成型金属部件的方法,包括:
将所述部件装载到模具的成型表面上;
用夹具将成型部件夹持到成型表面上,使得所述部件的在与模具接合的表面的相反侧的成型部件的暴露部分被暴露;
用高能脉冲冲击所述部件的暴露部分,以克服所述部件的回弹效果。
2、如权利要求1所述的方法,其中,装载步骤还包括:
将所述部件装载到具有填充了流体的室的电液成型工具中,
其中,所述冲击步骤通过施加至少一个电液成型脉冲形式的所述高能脉冲来执行,所述高能脉冲通过流体被传输到所述部件的暴露部分。
3、如权利要求1所述的方法,其中,冲击步骤在所述部件上的与模具的成型表面隔开的区域被执行,并且压力被施加到所述部件上以缓解所述部件上的应力。
4、如权利要求1所述的方法,其中,冲击步骤在所述部件上的与模具的成型表面隔开的区域被执行,并且所述部件被伸展以消除所述部件中的回弹。
5、如权利要求1所述的方法,其中,所述部分成型部件在所述装载步骤之前就在电液成型工具中成型。
6、如权利要求1所述的方法,其中,夹持步骤通过与所述部件在隔开的位置接合的多个夹具执行,并且高能脉冲被施加到所述部件的不与所述夹具接合的暴露部分上。
7、如权利要求6所述的方法,其中,通过在成型部件的先前被暴露的部分上重新布置夹具,以针对第二冲击步骤暴露新的暴露部分,从而用第二高能脉冲来执行第二夹持步骤。
8、如权利要求1所述的方法,其中,夹持步骤通过使用包括限定穿过夹具的主体的开口的肋的网状夹具执行,成型部件的暴露部分被暴露给高能脉冲。
9、如权利要求1所述的方法,其中,具有在回弹之后的初步形状的部分成型的金属部件由被限定在所述部件和模具的成型表面之间的缝隙限定轮廓,其中,所述缝隙允许所述部件朝着最终的部件形状伸展。
10、一种用于将部分成型部件形成为最终形状的电液成型工具,所述工具包括:
容器,容纳液体;
至少两个电极,可操作地连接到电容性放电电路;
一侧模具;
挡环,支撑所述部分成型部件;
至少一个夹具,装配到部分成型部件并且将所述部件支持到模具,其中,放电电路的电容性放电使得电极通过液体为所述部件提供高能脉冲,以克服所述部件中的回弹效果。
11、如权利要求10所述的工具,其中,高能脉冲被施加到所述部件的与模具的成型表面隔开的区域中,并且所述部件被伸展以消除所述部件中的回弹。
12、如权利要求10所述的工具,其中,多个夹具在分开的位置与所述部件接合,并且高能脉冲被施加到部件的不与所述夹具结合的暴露部分上。
13、如权利要求12所述的工具,其中,在所述高能脉冲被施加到所述部件的暴露部分上之后,所述夹具在所述部件上被重新布置,其中,所述夹具被重新布置在所述成型部件的先前被暴露的部分上,以针对第二高能脉冲暴露出新的暴露部分。
14、如权利要求10所述的工具,其中,所述夹具是网状夹具,所述网状夹具包括限定穿过夹具的主体的开口的肋,所述开口位于所述肋之间,成型部件的暴露部分通过所述开口被直接暴露给所述高能脉冲。
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