CN1024506C

CN1024506C - 使金属薄板坯成型以制造阴极射线管荫罩的方法和装置

Info

Publication number: CN1024506C
Application number: CN89107645A
Authority: CN
Inventors: 斯迈特·盖博尔里
Original assignee: Sollac SA
Current assignee: Sollac SA
Priority date: 1988-10-05
Filing date: 1989-10-05
Publication date: 1994-05-18
Anticipated expiration: 2004-10-05
Also published as: JPH02148641A; DE68906123D1; US5005396A; FI102793B; FI102793B1; CA2000059A1; ES2042037T3; FI894696A0; EP0367642B1; CN1041549A; KR900007024A; DE68906123T2; FI894696A; EP0367642A1

Abstract

本发明涉及使薄板坯成形，特别是在一压力机上制造阴极射线管荫罩的方法，根据该方法，夹紧件在一很小的宽度上夹住薄板坯的周边部分，通过一上支承板的作用，根据给定的曲度，使冲头和冲模变形，由此成形出薄板坯的中央部分，在夹紧件的有限区域内施加一机械力，使所述夹紧件的相对构件相互靠近，同时通过夹紧件相对冲头或冲模的运动，使薄板坯的周边区域沿冲头或冲模的侧壁延展，以获得最终卷起的边缘，本发明还涉及用此方法制造阴极射线管荫罩的装置。

Description

本发明涉及使金属薄板坯成形、特别是制造阴极射线管荫罩的方法和装置。

在传统的金属薄板坯成形方法中，薄板坯通过其中央部分被夹持住，然后该中央部分由冲头向上方或下方冲压，从而逐渐使板坯成形同时折出周边。在这种方法中，周边部分由于外侧周长减小而收缩，而中央部分则扩展了。为了防止形成折叠层，须增加夹紧板坯的压力。由于周向力的缘故，结果导致施加在中央部分上的张力的增加，因而使这一部分的金属延展了。

然而，在一些实际应用中是不允许由延展造成的变形出现的，特别是在用极薄和/或在微孔金属板制造阴极管荫罩的情况下，事实上，用极薄的金属板坯制造阴极射线管的荫罩是公知的。该板坯的中央部分有网状的微孔，这些微孔的位置和形状必须满足极其严格的要求。

至今为止，阴极射线管的荫罩是用传统的锻压工艺制造的，即用冲头和冲模锻压薄板坯的中央部分，对薄板坯的周边部分进行加热，使其到达易延展的温度，从而有利于变形，同时限制中央部分中张力的产生。

然而，加热有些缺点，它会产生氧化物，并且需要对薄板坯的中央部分进行酸洗和冷却。

此外，由于锻压过程中冲头的作用，考虑到金属的延展，必须将薄板坯上用化学腐蚀方法制出的微孔做成一特别的初始形状，使其在锻压后就可获得所需形状的微孔。

本发明的目的是提出一种使金属薄板坯成形的冷加工方法和装置，它可在一次操作中使中央部分弯成所需曲面并使薄板坯的周边部分弯折或升起，而不会造成网状微孔的变形，也避免了以前的工艺中加热的缺点。

周边成形所需的能量也不再是热能和机械能的综合，而只需机械能。

因此本发明是关于薄板坯的成形方法，特别是用压力机械制造阴极射线管荫罩的方法，其特征是：

-把金属薄板坯放置在一可变形的冲头和一可变形的冲模之间;

-用一周向夹紧件夹住薄板坯周边部分上很小的宽度，

-薄板坯的中央部分夹在可变形的冲头和冲模之间，

-使薄板坯的中轴线相对冲头冲模组件的中和轴位于一确定的位置上，通过一上支承板的作用，根据给定的曲度，使冲头和冲模变形，由此成形出薄板坯的中央部分，从而有可能至少在薄板坯上有限的区域内，产生可调的内应力，

-在夹紧件上的有限区域内施加一机械力，使所述夹紧件的相对构件相互靠近，从而在薄板坯周边部分上的一推力的导引下，在位于冲头和冲模及夹紧件之间的薄板坯的无约束部分产生可控的弯曲，并确保薄板坯的厚度和周长基本不变，

-同时通过夹紧件相对冲头或冲模的运动，使薄板坯的周边区域沿冲头或冲模的壁延展，以获得最终卷起的边缘。

本发明还涉及在一压力机上使薄板坯成形、特别是制造阴极射线管荫罩的装置，它包括一冲模和一冲头，其特征是冲模和冲头是由可变形的材料制成的，还包括一用于夹住薄板坯周边的构件，及向夹紧件的有限区域上施加一机械力的装置，以便使夹紧件的相对构件相互靠近，还有使夹紧件相对冲头或冲模移动的装置，以及沿着冲模或冲头的侧壁为控制弯曲和为延展薄板坯周边部分的辅助装置，以便获得最终卷起的边缘。

参照附图和举例对本发明的描述，可对本发明有更好的了解。其中：

图1是用于形成阴极射线管荫罩的金属薄板坯的透视图，

图2是成形后的荫罩前透视图，

图3是本发明装置的一剖视图，

图4是用于夹住薄板坯周边部分的工件以及为所述板坯的无约束部分的弯曲导向的装置的透视示意图，

图5至图11分别是形成荫罩的各个步骤的剖视图。

图1表示出一厚度很小的薄金属板坯1，阴极射线管的荫罩就由此板坯1形成。该薄板坯有一中央部分1a和一周边部分1b，中央部分1a上制有网状的微孔，周边部分1b上没有打孔。

带有网状微孔的荫罩的中央部分1a在荫罩成形后呈瓢曲状，而周边部分1b则向上升起，如图2所示。

图3所示的用于形成阴极射线管荫罩的装置包括一个下支承板10，其上设有一冲模底部件11。该冲模底部件11的中央有一凹模槽12。

在冲模底部件11的上方，所述装置包括有一可变形的冲模13，该冲模13通过其周边14放置在冲模底部件11上。

冲模13通过一销柱15与一锁固系统16联结，该锁固系统可由，比如千斤顶构成。

所述装置还包括一可变形的冲头17，该冲头17由一中间支承板18支撑，而中间支承板18通过小立柱20由上支承板19支撑，所述小立柱20可滑动地装置在上支承板中。在所述的两支承板18和19之间还装有压簧21。

冲模13和冲头17由可变形的材料制成，冲头17的下表面上有一周边压条22，压条22用于防止薄板坯在成形过程中向外侧滑动。

此外，上支承板19还装有偏压板23，偏压板23通过开口24穿过支承板18。

每一偏压板23在下端都有若干个特殊的轮廓23a、23b、23c。

中间支承板18和冲头17的垂直行程由装在下支承板10上的立柱25限制。

围绕冲模13和冲头17，在两部件分界面上有一周向夹紧件30，该夹紧件30以一较小的宽度夹住薄板坯1的周边部分1b。夹紧件30由比如复合材料制成，它包括一上夹爪31和一下夹爪32，这些夹爪均是框形的，如图4示。

上夹爪31通过螺钉34固定在一台板33上，螺钉34安紧在上夹爪31上的长孔35中，从而可允许所述夹爪相对台板33侧向位移。台板33通过小立柱36支撑在中间支承板18上，立柱36可滑动地安装在所述支承板18中。在台板33和中间支承板18之间装有压簧37。

最后，上夹爪31有一倾斜的侧面31a，该侧面31a与偏压板23上的倾斜面23c配合，从而在有限的区域内，向夹紧件30施加一侧向机械力。

下夹爪32一方面包括一导向销子38，销子38可穿过上夹爪31上的孔39，另一方面还包括一些柱栓40，柱栓40均匀地分布在夹爪32的周边上，用于使薄板坯1定位。当夹紧件闭合后，柱栓40伸进上夹爪31中的孔41中。

下夹爪32由一框架42支撑，框架42放置在逆偏压板43上，而逆偏压板43支撑在下支承板10上，框架42有一外倾斜面42a。

每一逆偏压板43的上表面有一第一斜面43a，该斜面43a与偏压板23的斜面23a配合，其第二斜面43b与框架42上的斜面42a配合，而第三斜面43c则与辅助装置50配合，以便引导弯曲变形。这将在下面的描述中谈及。

在冲模底部件11和每一逆偏压件43之间装有弹簧44。

用于引导弯曲的辅助装置可以包括一可变形的周边叠层板50，它插在冲模13和下夹爪32之间，以便向同一方向，以均匀的方式引引导薄板坯1的无约束部分1b的弯曲。

叠层板50是一由比如复合材料制造的弹性叠片。

根据图示的本发明的一个实施例，叠层板50的第一部分50a靠在一围绕冲模底部件11的框形支架51上。支承架51有一垂直壁板51a和一水平底板51b，壁板51a与冲模底部件11的外壁接触，水平底部51b与壁板51a的一个边缘连接并与其成直角。底板51b的下表面51c是倾斜的，其倾角与逆偏压板43上的斜面43c的倾角相同。

叠层板50的第二部分50b靠在一推板52上，推板52由一垂直板形成，推板52的底端放置在支架51的底板51b上。在壁板51a和板52之间装有一弹簧53，以便使所述的板分开而分别靠在冲模底部件11的外壁和下夹爪32的内侧壁上。

在图示的实施例中，所示出的叠层板50位于薄板坯1的下方，这样薄板坯的边缘将被升起，然而显而易见的是也可以想象一个对称的构形，即将叠层板放置在板坯的上方，这样在叠层板下降时就会使板坯边缘向下弯折。

薄板坯1的成形过程如下：

首先，将薄板坯1放置在冲模13上，使其周边的一小部分宽度部分搁置在下夹爪32上并使薄板坯1位于由柱栓40界定的区域内。

通过一作用在上支承板19上的一压力机的滑块的运动（图未示），装置的上面部分降下，从而使冲头17压在薄板坯1上，并闭合夹紧件30，将所述板坯的周边部分的一小宽度部分夹在夹爪31和32之间（见图5）。导向销子38和柱栓40则分别伸进上夹爪31的孔39和41中。

仍然是通过压力机滑块的作用，由支承板18和19使可变形的冲头17和冲模13挠曲，从而使薄板坯1的中央部分形成所需的曲度。这一位置由底部中心的千斤顶16保持（见图6）。压条22用于防止薄板坯的滑动。

通过台板33上的压簧37的作用，上夹爪31被压在下夹爪32上，下夹爪32由框架42和逆偏压板43保持在位。这样薄板坯1的周边部分就被夹住了。

在中央部分的这一成形过程中，薄板坯的实际中轴线应以冲头17和冲模13构成的组件的中和轴线为基准作调整，从而有可能至少在所述薄板坯的有限区域内产生一可调节的内应力，以消除任何由外界因素，比如热膨胀以及由声响、磁场和其它因素产生的振动，产生的应力。

因此，通过对薄板坯相对冲头17和冲模13组件的中和轴线位置的调整，就有可能至少在薄板坯的有限区域内，根据所成形部分的实际用途，产生内压应力或内拉应力。

此外，变形是以构成薄板坯的金属的中轴线为基准进行的，从而可确保变形度均匀，并且不会危及薄板坯中间部分的微孔的精确度。

在形成曲面的这一过程中，叠层板50的顶端作用在薄板坯周边部分1b的下方（见图6）。

在这一成形过程后期，位于冲头17和夹紧件30之间的薄板坯的无约束部分1b在控制状态下弯曲。

为达到这一目的，当中间支承板18靠在立柱25上，同时夹紧件30通过弹簧37的作用夹住薄板坯1的周边部分1b时，在夹紧件30的夹爪31和32的局部区域上施加一沿箭头F1的机械力（见图7至9）。

这一机械力是通过降下由上支承板19支撑的偏压板23而获得的，偏压板降下时，其上的斜面23c与上夹爪31上的斜面31a接触，其作用是使夹紧件30的相对臂相互靠近（见图7至9）。

此外，施加在夹紧件30的每一相对的臂上的这一机械力还有一个作用，这一作用就是通过柱栓40在薄板坯的周边部分上产生一推力，这一推力作用完全不同于传统的锻压成形工艺，在传统的锻压成形工艺中，变形是通过冲头下方的板坯施加的张力完成的。

这样，夹紧件30相对的臂相互靠近的运动引起薄板坯1的无约束部分1b可控地挠曲。这一围绕薄板坯的中轴线发生的引导挠曲使得薄板坯周边部分的变形与材料的流动对应，从而使板坯以及其周边的厚度保持基本不变。

在向夹紧件30施加这一机械力过程中，夹爪31和32的相对臂发生了变形，如图8所示。薄板坯1的边缘被柱栓40推动。

这一机械力同时使叠层板50的两部分50a和50b相互靠近，如箭头F₂所示，叠层板50同时还向上方移动，如箭头F₃所示（见图7和8）。

叠层板50的这一向上和靠近的组合运动具有引导位于冲头冲模组件和夹紧件30之间的薄板坯1的无约束部分1b弯曲的作用。

由于压力机中滑块的作用，上支承板19和偏压板23继续向下移动，使偏压板23的斜面23a与逆偏压板43上的斜面43a接触。夹紧件30和叠层板50由偏压板23的侧壁保持在相互靠紧的位置，如图9和10所示。

本发明方法的下一个步骤（见图10和11）包括扩展薄板坯1的边缘1b，这一过程是通过使夹紧件30和叠层板50分别沿箭头F₄和F₅的方向上移而进行的。

为达到这一目的，上支承板19和偏压板23须继续向下运动。

偏压板23通过斜面23a和43a，克服弹簧44的阻力使逆偏压板43横向移动。逆偏压板43沿箭头F₆的这一横向移动通过偏压板的斜面43b和框架42的斜面42a使夹紧件30沿箭头F₄上移，同时通过逆偏压板向斜面43c和支架51的斜面51c使叠层板50沿箭头F₅上移。

斜面43b的斜度比斜面43c的斜度大，因此，夹紧件30的上升速度比叠层板50的要大。

在完成边缘成形的最后步骤里，薄板坯1的无约束部分1b的末端由于叠层板50的上升被压靠在冲头17的侧壁上。

为达到这一目的，上支承板19和偏压板23继续向下移动，以便使逆偏压板43继续横移。框架42越过逆偏压板43的斜面43b而到达上表面43d，这样夹紧件30便停止了上移。然而叠层板50则继续上移，使得薄板坯1的无约束部分1b的末端靠在冲头17的侧壁上（见图11）。

然后将上支承板19提起，使偏压板23、中间支承板18、冲头17和上夹爪31上升，从而使装置开启。

由于弹簧44和53的作用，逆偏压板43、下夹爪32和叠层板50回到其原始位置。

千斤顶16则保持在底部死点不动，以防止冲模13上移而造成已成形的薄板坯1变形。

最后，用适当的装置将薄板坯边缘的末端整平。

Claims

1、在一压力机上使金属薄板坯(1)成形，特别是制造阴极射线管荫罩的方法，其特征是包括下列步骤：

将薄板坯(1)放置在一可变形的冲头(17)和可变形冲模(13)之间；

在一很小的宽度上夹持住薄板坯的周边部分；

夹住薄板坯(1)的中央部分；

根据给定的曲度，使薄板坯(1)的中轴线相对冲头(17)和冲模(13)组件的中和轴位于一确定的位置上成形薄板坯(1)的中央部分，从而有可能至少在薄板坯(1)上有限的区域内产生可调的内应力；

向薄板坯(1)周边部分施加一推力，在此推力导引下进行可控的弯曲，同时保持薄板坯的厚度和周长基本不变；

使薄板坯(1)的周边部分(1b)延展从而获得最终卷起的边缘。

2、如权利要求1所述的方法，其特征是在薄板坯（1）的周边部分（1b）弯曲时，对该周边部分的变形进行引导。

3、在一压力机上使薄板坯（1）成形，特别是制造阴极射线管荫罩的装置，它包括一冲模（13）和通过一中间支承板（18）支撑在一上支承板（19）上的一冲头，其特征是冲模（13）和冲头（17）是由可变形的材料制成的，该装置还包括一用于夹住薄板坯（1）周边的夹紧件（30），向夹紧件（30）的有限区域施加一机械力的装置，以便使夹紧件（30）的相对构件相互靠近，使夹紧件（30）相对冲头（17）和冲模（13）组件移动的装置（23，42，43），以及沿冲头（17）或冲模（13）的侧壁控制弯曲和延展薄板坯（1）周边部分的辅助装置（50），以获得最终卷起的边缘。

4、如权利要求3所述的装置，其特征是用于夹住薄板坯（1）周边的夹紧件（30）是框形。

5、如权利要求3或4所述的装置，其特征是用于周边夹紧的夹紧件（30）包括支撑在中间支承板（18）上的一上夹爪（31）和一下夹爪（32）。

6、如权利要求5所述的装置，其特征是上夹爪（31）的外周区上边缘有一斜面（31a）。

7、如权利要求3所述的装置，其特征是向夹紧件（30）的有限区域施加一机械力的装置包括支撑在上支承板（10）上的偏压板（23）。

8、如权利要求7所述的装置，其特征是偏压板（23）有一下端斜面（23a）和一带有斜面（23c）的部分（23b），斜面（23c）与夹爪（31）的斜面（31a）配合。

9、如权利要求7所述的装置，其特征是使夹紧件（30）垂直移动的装置包括一与偏压板（23）配合的逆偏压板（43），以及一放置在逆偏压板（43）和夹紧件（30）之间的框架（42）。

10、如权利要求9所述的装置，其特征是逆偏压板（43）沿垂直于偏压板（23）的运动方向移动。

11、如权利要求9或10所述的装置，其特征是逆偏压板（43）的上壁有若干个不同斜度且方向不同的斜面（43a，43b，43c）。

12、如权利要求9所述的装置，其特征是框架（42）的外周边缘有一斜面（42a），该斜面（42a）的斜度与逆偏压板（43）上的斜面（43b）的斜度相同。

13、如权利要求3所述的装置，其特征是控制薄板坯（1）周边部分（1b）弯曲的辅助装置包括一周向的可变形叠层板（50）。

14、如权利要求13所述的装置，其特征是周向的可变形叠形板（50）是一弹性构件，其第一部分（50a）靠在冲头（17）的冲模（13）组件上，而其第二部分（50b）则靠在夹紧件（30）上。

15、如权利要求14所述的装置，其特征是叠层板（50）的第一部分（50a）搁置在一框形支架（51）上。

16、如权利要求15所述的装置，其特征是支架（51）包括一垂直壁板（51a）和一水平底板（51b），水平底板（51b）与垂直壁板（51a）的一边缘连接且与垂直壁板成直角。

17、如权利要求16所述的装置，其特征是底板（51b）有一下表面（51c），其斜度与逆偏压板（43）的斜面（43c）的斜度大致相同。

18、如权利要求1所述的装置，其特征是叠层板（50）的第二部分（50b）搁置在由一垂直板形成的推板（52）上，推板（52）的底端放置在支架（51）的底板（51b）上。

19、如权利要求18所述的装置，其特征是在支架（51）的壁板（51a）和推板（52）之间装有一弹簧（53）。

20、如权利要求3所述的装置，其特征是还包括在冲模的底部死点将其锁住的位置（15、16）。