CN104822471A - 拉深模和用于深拉工件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有顶模和底模(2、3)的拉深模(1)，其中，顶模(2)具有压紧夹具(2a)并且底模(3)具有模板(3a)，并且其中至少一个装置(6)被设置在凸缘区域中，使用该装置可以部分地或局部地改变压紧夹具(2a)和模板(3a)之间的距离。本发明还涉及一种使用拉深模(1)用于深拉工件(4)的方法，其中工件(4)被插入顶模和底模(2、3)之间并且通过闭合顶模和底模(2、3)被深拉，并且其中至少一个致动器(8)被控制以在深拉过程中产生夹持力。本质上，提出的本发明通过形成过程中可调的压力分布来控制工件(4)在工具(1)中的凸缘进给。通过在压紧夹具(2a)和模板(3a)之间的选定的位置处选择性地增加凸缘进给中的力，可以控制在深拉过程中材料进入模板(3a)的流动。使用此控制，能够减轻在具有高变形工作的区域上的负载，使得在成品部件中这些点处的断裂或裂缝可以被防止。这涉及到通过产生夹持力增加在模板(3a)和板(4)之间或者在板(4)和压紧夹具(2a)之间的摩擦，其结果是材料被快速地保持并且防止在该位置处流动。

Description

拉深模和用于深拉工件的方法

技术领域

本发明涉及一种具有顶模和底模的拉深模，其中顶模具有压紧夹具并且底模具有模板。本发明还涉及一种用于使用拉深模深拉工件的方法。

背景技术

深拉是板或片状金属的拉伸-压缩成型以形成空心体或预拉拔空心体变形以变成具有较小横截面。两者通常都发生在不期望改变片状金属厚度的情况下。可以通过使用深拉实现部件的圆形、椭圆形还有成角度的横截面。深拉部分的范围从具有大的拉拔深度的小部件(例如饮料罐)到具有不同的拉拔深度的大面积的部件(例如机动车辆的主体部分)。

在一般情况下，拉深模包括顶模和底模，顶模具有冲头和压紧夹具，底模具有模板。平坦片状金属板首先定位在模板上，顶模在模板上在底模的方向上移动。一旦顶模接触片状金属板，夹持力通过压紧夹具施加在板上，其中拉拔冲头从顶模移动到模底或者进一步向下进入模板并且将所述板形成例如杯形的深拉部分。

压紧夹具用于使片状金属板在形成过程中经受夹持力，从而阻止片状金属由于拉伸-压缩应力在片状金属板的压紧夹具和模板之间的区域中起皱。然而，夹持力被选择为使得不会妨碍材料在冲头的方向上的流动。

用于形成片状金属板的力从冲头传递到部件的底部，部件的底部被深拉成定位在拉拔环和压紧夹具之间的片状金属板的凸缘。片状金属板的材料从板或凸缘的边缘在模板或拉拔环的边缘之上流入，其中外圆周被减小。

当冲头已经到达其在模板内的限定位置时完成深拉过程和成形过程。其后，冲头和压紧夹具或者顶模返回到其原来位置。所形成的片状金属板的基部具有原始的板厚，其中杯壁已经被拉伸并且凸缘已经被压缩。

总之，在径向拉伸和切向压缩应力的作用下发生成形过程，其中压缩应力是由于过量材料引起，如果没有设置压紧夹具，所述过量材料本应该使凸缘弯曲。

由于越来越短的产品周期并且由于部件和装配在形状方面的增加的复杂性，目的在于提前大大消除在深拉的复杂的过程中的任何过程波动，从而在系列操作中将零件废品率保持在低水平，并且可以避免生产启动的长周期。

从能源的角度，进一步由于成本的原因，目的是形成薄壁片状金属板。

尽管各种类似的形成过程，在真正执行过程中产生问题，这些问题通常导致工具或模板的改进并且因而增加成本。由于增加的部件复杂性和较短的生产周期，还增加深拉部件的废品率。

例如特别是在模板具有复杂形状的情况下发生，当深拉片状金属板时产生的变形应力是如此之大，使得片状金属板的材料通过成形过程变薄，从而产生断裂或破裂。

在从薄壁片状金属板深拉复杂的部件方面的要求似乎存在于相反的方向。

发明内容

因此本发明基于如下目的：提供一种拉深模，其能够分别地影响板的材料同时变形/深拉或者其能够以可控的方式配置待变形板的流动特性。

本发明还基于如下目的：提供用于深拉板的方法，其能够在深拉过程中影响板的流动特性，并且通过降低废品部件尽量减少成本。

关于根据本发明的拉深模的上述目的通过权利要求1的特征来实现，并且关于用于深拉板的方法的目的通过权利要求9的特征来实现。

本发明的进一步的有利实施例是从属权利要求的主题。

本发明优选指导思想是：能够通过压力分布控制工件的凸缘进给，所述压力分布在形成过程中是能够调节的。

根据本发明的第一个方面，有利的是：拉深模包括顶模和底模，其中顶模有利地具有压紧夹具并且底模有利地具有模板。

工件或者板能够分别地在压紧夹具或模板的帮助下保持在位，用于深拉加工。由压紧夹具施加到模板并且由此施加到模板的夹持力被选择，使得保持在压紧夹具和模板之间的板的材料可以在成形过程中流入模板。板的被设置在压紧夹具和模板之间的区域也被称为凸缘，该凸缘在深拉过程中-如已经提到的-流入模板。凸缘或压紧夹具和模板之间的区域分别围绕整个板在圆周方向上延伸并且形成拉深模的边缘。

有利的是，至少一个装置被设置在压紧夹具和模板之间的部分中，使用所述至少一个装置能够在所述部分中改变压紧夹具和模板之间的距离。

通过改变距离，可以在至少一个部分中通过压紧夹具在板上并且因而还在模板上产生具有较小或较大强度的夹持力，由此板凸缘在模板中的进给是可控制的。逻辑地，还可以从模板开始的力产生在板上，并且然后产生在压紧夹具上。

换句话说，在形成过程中，在至少一个部分中的在板上的压力可以通过压紧夹具和/或模板的可调节的力产生或者减少，并且改变经受较多或较小压力的部分中的流动特性。因此，位于围绕至少一个部分的板的区域的流动特性也因而被影响。因为同时，例如，是在至少一个部分中，通过较大夹持力来防止或阻碍流动，更多的材料必须从围绕区域流动。因此，在深拉过程，板的流动特性可以通过至少一个装置的巧妙布置被控制。

由于在至少一个部分中的距离的变化，一方面，夹持力是变化的，但是本质上，板和顶模或者压紧夹具之间以及在板和底模之间或模板之间的摩擦力分别也是变化的。

所述至少一个部分有利的是限定在压紧夹具和模板之间的区域的部分/部件。因此，该部分夹紧板或防止在拉拔零件上形成皱纹。

进一步的优势在于，至少一个装置设置在顶模和/或底模内。在闭合拉深模时，板尚未变形，由此在被专门地施加之前，没有额外的力作用在板上。

对于能够设置在顶模和/或底模内的至少一个装置，如果顶模和/或底模具有底座，这是有利的。至少一个装置可以在该底座中以刚性配合(positive-fit)、压配合和/或刚性牢固配合(positive substance-fit)的方式保持在底模和/或顶模中。由此，在至少一个装置故障的情况下，容易替换故障装置且用新的装置代替或者修理故障装置和重新连接到模。

至少一个装置与顶模和/或底模之间的刚性配合连接例如可以通过燕尾连接、齿轮联轴器、榫舌和凹槽连接或导向键(feather key)来实现。例如，通过螺钉连接和/或通过弹簧夹，刚性配合连接是可能的。刚性牢固配合连接可以通过焊接、熔接和/或胶合来实现。

对于底座有利的是通过顶模和/或底模的表面形成。至少一个装置可以由此使用被插入到该表面或顶模或底模的上述类型的连接件。

当然也有可能是，至少一个装置被布置在各自的模中。也就是说，有利的是，至少一个装置靠近地布置在压紧夹具和/或模板的表面的下方。至少一个装置优选地靠近待形成板靠在其上的顶模和/或底模的侧面或表面的旁边。

以这种方式，至少一个装置不接触板，但是可以变形底模或顶模的面向板的表面，从而附加的夹持力产生在板上。

因此，力可以间接地施加到板，其中一个或几个中间元件可以设置在板和至少一个装置之间，诸如在底模或顶模的部分中。

进一步有利的是，至少一个装置的表面在相同水平面上连接到顶模或底模的表面。在此上下文中，相同水平面意味着，各自模的表面和至少一个装置的表面之间没有差异，即可以实现平面表面，并且两者之间分别地没有高度差。换言之，至少一个装置的表面与底模或顶模的表面形成用于板的共同平面。以这种方式，至少一个装置与板直接接触。

这确保用于装置的维护和更换的良好的可访问性。最大的力因而可以进一步地被应用到板的至少一个装置被设置在其中的部分。因此，施加到板的力可以通过至少一个装置直接地施加，没有因摩擦产生的损失。这增加了，例如，这种布置的能量效率。

术语“内(within)”在下文中可以被理解为，至少一个装置被设置在顶模或底模内，使得至少一个装置直接地或间接地接触板。

至少一个装置的连接顶模或底模的区域有利地在与顶模或底模相同的水平面处。在相同水平面处的含义如同上面已经描述，其中优选地，所述连接区域和从至少一个装置到拉深模的过渡或反之亦然的过程连续地形成。这种配置是有利的，例如，对于接合器的连接区域。

但是，接合器的摆动区域可以具有任何形状，例如凹形和/或凸曲形。接合器的摆动区域的表面的其他形状或轮廓当然也可以想到，如锯齿形轮廓。

优选地，至少一个装置在完成部件中其中和/或附近可以预期裂纹/断裂或其它损害的位置中被设置在顶模和/或底模中。以这种方式，可以有利地影响板的材料的流动特性。

至少一个装置可以是任何形状的，例如矩形、正方形、椭圆形、圆形和/或多边形形状。有可能的是，至少一个装置相对于压紧夹具和/或模板被纵向和/或横向地设置。即，至少一个装置的任何形状可以被设置成在顶模和/或底模中具有任何方位。

由此，能够具有在对角线蛇形、波浪状、蜿蜒形和/或锯齿的形式延伸的至少一个装置。已经显示为有利的是，将至少一个装置以星形形状或周向地连接在顶模和/或底模中的凸缘的区域中。至少一个装置可以被设置在压紧夹具和模板之间的整个区域，也就是说，在整个凸缘区域。材料流入在深拉过程中可以以此方式被最佳地控制。

正是以这种方式，还可能在选定的区域(截面地)或者在至少一个部分中改变在压紧夹具和板模之间的力。因此，板或其材料分别地可以通过降低在压紧夹具和模板之间的距离来防止流动，并且与具有减小的距离的区域相邻的连接区域可以被鼓励以增加流动。实际上，工件或板的流动特性在深拉过程中可以由此在某些位置处被控制，即单独地用于选定的部分。

此外，在至少一个装置被设置在其中的至少一个部分中的夹持力可在深拉过程中进行调节和改变。其结果是，夹持力能够在不同的阶段中或在冲头的不同位置处被控制，使得例如，在深拉操作的开始处，没有额外的夹持力由至少一个装置产生。此外，负载可以大约在至少一个部分上在整个过程中的中间段被释放，以使材料在模板内的确定区域中更好流动，而在结束时，在变形度在最高处时，流动特性可以通过附加的夹持力来控制或改变到例如较少材料从至少一个部分流动的程度。相应地，在凸缘进给中的流动的过程，即在压紧夹具和模板之间，从而被影响，使得在深拉期间具有高成形负荷的凸缘区域可以释放负载，使得可以预防诸如断裂的产品故障产生在完全形成的部件中。

如果可以在靠近高负载变形区域的区域中改变在压紧夹具和模板之间的距离是特别优选的。还可以以这种方式避免材料从具有高变形工作的区域流动，使得因此，更多的材料保持在高成形负载的点处，从而它们被释放负荷。

换句话说，改变在压紧夹具和模板之间的距离或改变在至少一个部分中的夹持力，分别地防止板的材料流动或者鼓励流动从而使材料从其他区域流动，高负载区域由此可以减轻负载。

通过改变压紧夹具和板模之间的距离，到选定区域或在压紧夹具和盘模之间的部分中的夹持力或压力/在选定区域中的夹持力或压力因此被部分地改变。

至少一个装置优选地包括至少一个致动器。至少一个致动器被方便地配置为压电致动器。压电致动器是用于两个变换方向的机电变换器，即用于延长和缩短距离，同时他们在这样做时产生力。操作模式在专门的文献中被充分描述。在足够刚性连接到在制造设施中的作用部位的情况下，可以在与过程相关的方向上产生力，具有由施加的电压或电荷所产生的相对小的延伸。

进一步有利的是，在拉深模中产生夹持力的至少一个装置包括基板、接合器和至少一个致动器，其中至少一个致动器被设置在接合器和基板之间。

关于基板，有利的是，其由模块组成。假设压电致动器被用于至少一个致动器，这是有利的，因为压电致动器在其成形制造步骤之后经受极化，用于启动机电性质。致动器然后在极化后具有不同的长度。对于能够从基板传递到接合器的几个致动器的均匀的力，有必要根据长度和扩展性通过按类分布来选择压电致动器。

对于尽可能多地使用各种类，优选的是在带状模块上设置一类致动器。基板从其被组装的单个模块或带分别地有利地连接到彼此。以刚性配合、压配合和/或刚性牢固配合的方式有利地实现连接。

例如，为了容易地更换有缺陷的致动器，有利地是，模块或带被分别地用螺栓固定到其它模块或带。螺栓连接带状基板是实现装置维修的实用和简单的解决方案，因为只有具有缺陷的致动器的模块必须更换，从而节约成本。

由于具有致动器布置在其上的模块的基板的上述实施例，不平坦表面可能形成在基板的背向致动器的侧面上。

因此优选地，至少在此侧找平由模块组成的基板，以产生均匀的、平面的、水平表面。有利的是，平面接触表面用于分别地支撑在拉深模或底模或顶模中。可以在组装的带状模块被组装以形成基板以后实现这种表面，例如，通过加工底面，即背向致动器的侧面。有利的是，选择金属切削过程用于这种机械加工，诸如表面铣和/或表面研磨。

通过产生平面平行的接触面用于支撑在深拉工具中，作为一种替代的解决方案，可以避免在压电致动器之上的研磨。这是有问题的，特别地是由于用于防止机械应力的努力，并且还由于污染的风险。

进一步还可能的是，通过使用高强度浇铸化合物找平来产生连接以形成带状基板的模块的共同平面下侧。

当然，代替可分开或者模块化配置的基板，还可以使用一体地形成的基板。

关于分别地在至少一个装置内或在接合器和基板之间的至少一个致动器的布置，有利的是，连续地设置多个致动器。

有利地，多个致动器在基板上设置在至少一行和/或至少一列中。在这种设置的辅助下，至少一个装置可以根据需要的情况在底部和/或顶模内被精确地调节并定位。可以由此以简单的方式来实现至少一个装置的任何形状。

由不同的致动器产生的多个独立的力可以通过使用接合器被结合，由此可以补偿所产生的力的差异。单个致动器的故障或功率减少可以由此也得到补偿。此外，接合器可以结合单个致动器的力并且作为总力传递。

接合器和基板的布置能够以简单的方式完成以形成保护壳，在接合器和基板之间至少一个致动器被连接。至少一个致动器可以被保护免受油和油脂的损害，其在深拉过程中有利地影响在压紧夹具和冲头之间的摩擦。作为结果，在它们被设计为压电致动器时，可以避免在致动器的电气连接中的短路。

为了防止至少一个装置受到诸如油或油脂的影响，有利地，接合器、基板和框架封装至少一个致动器。因此，可以产生上述保护壳。优选地，框架被设置在接合器和基板之间以形成壳体或外壳。

接合器优选地具有至少一个挠性铰链。有利的是，柔性铰链设置在接合器的紧固区域和摆动区域之间，其中这两个区域相对于彼此可移动。正是以这种方式，可以配置耐磨接头，其传送致动器的力而不会损失。此外，这种柔性铰链需要低的维护且耐用。

接合器或其连接区域分别地有利地固定柔性铰链，克服横向或侧向运动，而同时，在横向或侧向方向上提供可移动性。

柔性铰链不是传统接头，其中其移动性代替地基于弹性力学。使用这样的铰链，通过定位在相比较具有更高的抗弯刚度的两个相邻区域之间的降低弯曲刚性的区域来提供该功能，其中所有三个部分彼此连接，并且通常由统一材料制成。用于运动区域或摆动区域的引导件可以同时通过使用这种柔性铰链来实现。有利地，用于这个功能的进一步的部件可以被省略，并且从而消除了对于引导件的维修的需要，例如，润滑油。

由于挠性铰链可以远离和朝向至少一个致动器移动的这一事实，有利的是，至少一个装置包括至少一个止动件。理想的是，这个止动件设置在接合器和基板之间的最小距离，以便获得用于至少一个致动器的有效的过载保护。力能够以这种方式在至少一个致动器的方向被有效地支撑，从而确保至少一个致动器的耐久性。当使用压电致动器时，通过使用挠性铰链，基本上均匀的机械最小预负载可以应用到压电致动器。通过压电致动器直接力传递可以以这种方式来保证。

框架和/或基板理想地包括至少一个止动件。有利地，对于至少一个止动件的特定实施例，框架包括肩部，接合器的摆动区域靠着所述肩部支撑，而没有使至少一个致动器受到任何机械损伤。

此外，有利的是，基板包括至少一个止动。其可以专门地配置为类似于至少一个致动器，但表现出更大的刚性，以防止至少一个致动器过载。止动件的组合当然是可能的，即至少一个止动件被设置在框架和在基板上的至少一个止动件上。

优选地，至少一个装置的夹持力是可控的。以这种方式，可以调节由至少一个装置以连续可改变的方式所产生的力。板或板的凸缘区域的流入从而可以被调节，从而能够避免在变形板中的所谓断裂或裂纹。可以被调节当前意味着，至少一个装置可以既产生额外的夹持力，而且还可以减少压紧夹具或顶模的到板的夹持力。

通过使用至少一个装置或者其至少一个致动器，在采用压电致动器时，还可能使来自压电致动器的夹持力不仅作用在板上，而且还同时检测夹持力，并且从而得出在拉深模内选择位置处的流动特性的结论。

进一步有利的是，每个致动器具有串联电阻，其防止快速放电，并且优选地串联连接至致动器。如果缺陷致动器从供电到每个致动器的电力供给线断开，这是进一步有利的。

有利地，还在正在进行的深拉处理中满足足够可用性的要求，在于每一个单独致动器通过足够大小的串联电阻被保护，克服过快速放电，并且在于，这个串联电阻进一步定尺寸和构造为使得其优选地用作所谓的安全电阻并且可靠地分离有缺陷的致动器与电源线。

此外，优选的是，这种电阻尺寸很小，因此对于由于电的致动的动态的控制行为具有较小影响，并且由控制引起的充电和放电电流不触发安全功能。由于功率损耗是更复杂的，通过电子手段保护单个致动器，例如电流限制和管理，用于降低电流。

如果串联电阻是紧凑设置在至少一个装置内的原因，那么优选地，通过在绝缘方面提供适宜的配置，在故障可能分散在相邻压电致动器上的情况下，防止电阻器和故障致动器热粒子通过。

这个绝缘任务有利地通过吸收材料执行，其同时可以理想地吸收水分。

进一步优选的是为了在单个致动器的故障的情况下确保至少一个装置的连续操作。因为至少一个受控装置存储大量电能，由于每个压电致动器还代表待充电的电容，在至少一个装置内的单独的压电致动器的简单的、直接并联连接确实对于物理原因是没有意义的。

因此优选地，并联互连串联连接至少一个致动器和一个串联电阻的布置与进一步的布置，特别地还具有至少一个致动器和串联电阻。这意味着，任何数量布置被并联连接，其中每个装置优选地包括至少一个致动器和串联电阻，并且其中至少一个致动器和串联电阻便利串联连接。

进一步有利地，如果控制装置可以是功率受限的，至少用于自我保护。故障压电致动器通常短路，由此从直接地并联地电连接的致动器排出到故障致动器的总电荷促进和加速进一步短路。由于电流限制或由于控制单元的容量限制，在短路的情况下，所有致动器的电压非常迅速地断开，其因此导致由电压峰值引起的机械负载产生在压电致动器中，其超出所允许的极限。因此，这可以减少致动器的寿命。在致动器的机械预负荷的情况下，其是技术应用保持相对低的原因，并且观察到顺序的机械的和电气损坏的连锁反应。

用于确保至少一个装置的充分可用的另一个有利的措施是分割成的官能组，使得当一组致动器的电源发生故障时，操作组完全地或在合理降低的情况下承接驱动力的损失。

各个力由上述接合器总合成整个力支撑这一点。这种布置的简单示例是若干行的致动器的平行排列，其中每一行通过专用电源单元供电。这种配置对于如下结果也是有利的：可能由于较小的结构体积传送各自部分电力的电源单元，使用固定布线被放置在插入工具中或靠近拉深模。这实现引导到工具或到至少一个装置的电缆的最小化。此外，电源单元可以由此被分散地布置，并且优选地在它们的能量回收方面被相互连接。

有利的是使用具有接收电和电-机械地转换的致动器能量的能力的电源单元。

由于至少一个装置并且还有拉深模可以包含多个致动器(至少一个致动器)，有利地的连接和互连在拉深模中分配到不同动作位置的供电单元的全部或部分。这具有的优势在于，在一个动作位置中从机电转换过程中产生的能量可以被分配到电源单元用于其他动作的位置，由此可以减少缓冲功率峰值的努力。

在本发明的第二个方面中，优选地旨在提供一种使用拉深模用于深拉工件的方法，包含以下步骤：

在一个方法步骤中，板被优选地插入在顶模和底模之间。待深拉的工件或板可以定位在包括顶模和底模的拉深模内。

在进一步的步骤中，有利的是通过闭合顶模和底模来深拉板。平坦工件或平板以这种方式三维地变形。

在进一步的步骤中，在深拉过程有利地通过至少一个致动器引入夹持力，特别地通过压电致动器。可以以这种方式控制流入模板的材料，由此，高变形工作的区域可以选择性地释放负荷。因为，由于分别地在压紧夹具和模板之间或在凸缘区域中的摩擦增大，板的材料的流动在具有所产生的夹持力的点处被局部地延迟，使得来自其它位置的材料必须流入。通过引入夹持力，也有可能影响致动器或致动器根据冲头的位置和/或变形的程度所产生的夹持力。

当然，也可以附加地减少摩擦。这可以例如通过减小在凸缘区域中的夹持力来做到。这可以因此增强板的材料的更快的流动。

更有利的是，在顶模和底模之间的至少一部分中产生夹持力。不同的力因此可以施加到不同区域，从而可以在至少一个部分处和在至少一个部分的周围，在深拉过程中影响流动特性。

至少一个装置被优选地设置在压紧夹具和模板之间或在顶模和底模之间的至少一个部分处，并且优选包括至少一个致动器，并且改变在至少一个部分中的压紧夹具和模板之间的距离。可以通过至少一个装置以这种方式容易地产生不同的夹持力。

另外有利的是，至少一个致动器的夹持力在深拉过程中被控制。所施加的力的检测和调节因而是可能的，除了施加的可能的夹持力，特别是在使用压电致动器时。因此，夹持力可以分别地被控制或调节地改变。换句话说，有可能在深拉过程的持续时间期间改变至少一个致动器或至少一个装置，使得所产生的不同量值的夹持力可以实现在顶模的冲头的不同位置处。

还有利的是，在深拉过程中进行控制至少一个致动器的夹持力。在控制中，致动器也可以用作传感器，以使夹持力能够根据冲头的位置和/或变形的程度而被影响。

基本上，至少一个装置能够以受控的方式进行操作，即优选地在没有用于板的进给的测量系统的情况下。当然，至少一个装置可以以受控和/或调节的方式操作。

该装置和/或拉深模有利地包括至少一个测量系统，用于测量板运动。这使得进给过程的反应或调节成为可能。

全部用于拉深模的形成和用于深拉工件的方法的以上描述的特征可以彼此自由地组合。该装置的特征也可以与提出的拉深模和提出的方法相结合。

有利的是使用金属作为用于所提到的板的材料，特别地是金属板，或适于深拉加工的所有类型的塑料。

附图说明

使用结合相关附图的实施例来更详细地描述本发明。如下示意性表示

图1示出了根据第一实施例的拉深模的剖视图，和

图2示出了根据第二实施例的拉深模的横向剖视图。

具体实施方式

图1在截面侧视图中示出了拉深模1，拉深模1包括顶模2和底模3，顶模2包括压紧夹具2a，使设置在顶模2和底模3之间的片状金属板经受夹持力。

底模3包括模板3a，在模板3a中设置用于装置6的底座5，其中该装置可以在拉深模1中产生和改变额外的夹持力。底座5在底模3中，选择规格和尺寸使得该装置6可以容纳在其中。底座的深度对应于装置6的高度，使得底模3的表面3b在相同水平上连接到装置6的表面6a。这意味着，装置的表面6a和底模的表面3b一起形成相同表面的平坦面。

装置6以压配合方式容纳在底座5中，使得只有沿着装置的高度的运动是可能的。其它的连接技术当然也是可能的，虽然保持装置6在其位置处，该连接技术确实允许沿着装置6的高度改变/移动。除了压配合，刚性配合和/或刚性牢固配合连接也是可能的。

在图示实施例中的装置6包括基板7，压电致动器8设置在基板7上。压电致动器与基板7成直角延伸，其中压电致动器一端设置在基板7上且另一端设置在接合器9上。接合器9通过框架10支撑在基板7上。基板7、框架10和接合器9一起形成壳体，压电致动器8被封装在该壳体中。封装或装入壳体中具有的优势在于，装置6使其压电致动器8避免受到来自例如油、油脂或灰尘的损害。

接合器9包括紧固区域9a和摆动区域9b中。挠性铰链11定位在所述两个区域之间。这允许紧固区域和摆动区域之间的相对运动。

挠性铰链11不是传统的接头；移动性是使用挠性铰链而不是基于弹性静力学原理。柔性铰链的功能是通过降低抗弯刚度区域来确保的，所述降低抗弯刚度区域使两个相邻的较高抗弯刚度区域彼此连接。换言之，这也显示在图1中，挠性铰链是当前在图中示出的接合器9的构成部分中横截面变窄部分。

由于压电致动器包括压电陶瓷且还具有与陶瓷相似的断裂行为这样的事实，装置6额外地包括两个止动件12a和12b，限制接合器9的可动区域9b在基板7的方向中的运动。由此，能够防止压电致动器机械超负荷。

一个止动件12a形成为框架10上的肩部。接合器9的下侧可以搁置在所述肩部上，而不在基板的方向进一步压缩压电致动器。

这同样适用于止动件12b，止动件12b形成类似于压电致动器8，但是由与框架10或基板7相似的材料制成，所以止动件12b也可以防止接合器9的可动区域9b在基板7的方向上的运动。可以以这种方式设置在接合器和基板之间的最小距离。

接合器9或紧固区域9a以压配合的方式经由框架10连接到基板7。这可以例如通过螺栓连接来实现。诸如焊接的其它类型的连接当然也是可能的。

装置6还包括形成为类似于杯形的模插入件14，并且力转移表面13、接合器9、框架10和基板7接收在模插入件14凹陷中。

力流是通过使用这种配置产生的，其开始于发生器(压电致动器)，作用在接合器9上或者作用在其摆动区域9B上，然后作用在力转移表面13。

通过将致动器8支撑在基板7上，摆动区域9b和力转移表面13向上移动。力流进一步从力转移表面13朝向模插入件14流动，所述模插入件14由此从底座5突起。所产生的力或力流分别地由此将模插入件14压靠着片状金属薄4。因此，片状金属薄4分别地在装置6的区域或在模插入件14的区域中使用比装置6没有设置在其中的向下夹2a和模板3a之间的区域高的力按压压紧夹具2a。

在特定位置处产生附加力的优点在于控制凸缘进入模板的进给或流入，所述特定位置在压紧夹具2和模板3a之间或在分别定位在拉环和压紧夹具之间的工件或片状金属板的凸缘中。

换句话说，由于压紧夹具2a的力在形成过程中在其中设置装置6的部分中能够改变，可以施加在片状金属板4上的压力改变经受压力的部分中的片状金属材料的流动特性。增加压力以产生增加摩擦水平的方式影响流动特性，特别是在片状金属板4和顶模2或压紧夹具2a之间并且还在片状金属薄4和底模3或模板3a之间的区域。

围绕所述部分定位的片状金属板4的区域的流动特性因而当然也被影响。因为，虽然在一个区域中，流动通过较高夹持力被防止，更多的物质从其它围绕区域流动。因此，在深拉过程中，片状金属板4或其材料的流动特性可以通过装置6的巧妙布置来控制。

图1还显示，在模插入件14内的底座5具有能够使装置6被完全地容纳在其中的深度。在本实施例中，模插入件14甚至被构造成使得其高度精确地对应于底座5的高度。

力转移表面13因此用作配合件，以将座板7、框架10、接合器9和力转移表面13的正确高度改变到模插入件14的杯状的精确深度。

在模插入件14不具有底座5的精确深度的情况下，可以通过使用力转移表面13使装置6的高度适于底座5的深度，即从底座5的底部朝向底座5的上边缘的距离。由此可以产生底模3的表面3b和装置6的表面6a之间的平面表面，或表面6a和表面3b能够分别地以这种方式在相同水平处进行连接。

压电致动器8被连接到控制器(未示出)，其允许致动器膨胀或收缩。

在压电致动器8的致动用于膨胀(即伸长)的情况下，力作用在接合器9的可移动区域9b，由此，可移动区域9b与基板7间隔开。由于接合器9和基板7之间的间距增加，附加夹持力通过力转移表面13传递在模插入件14上，附加夹持力在其延伸区域中按压片状金属板4分别地靠着顶模2或者靠着压紧夹具2a。以这种方式，片状金属板4在深拉过程中使用较大力分别地保持在压紧夹具2a和装置6或模插入件14之间，由此可以操纵通过冲头(未示出)引起的材料进入模板模的流动。因而能够缓解具有较高变形工作的区域。

装置6有利地用于本安排在这样的区域的附近。特别优选地，至少两个这样的装置被设置成邻近于具有增加的变形工作区域，特别地定位在角部区域处。可以以这种方式防止在拉深模中所谓的断裂。

图1还显示，压电致动器8被连续地设置。在图1的特定视图中，示出致动器8布置在一行中。而且，压电致动器8定位在图示致动器8之后，使得整体地，在基板7上出现成多行和多列的压电致动器8。

图2示出了本发明的进一步的实施例，其与先前在图1中呈现的实施例类似，区别在于基板7由各种模块15构成，即是模块化的。

用于模块化结构的起点是压电致动器8在偏振完成用于启动机电性质的必要的制造步骤以后没有表现出一致的长度。在成行和列的布置中，根据长度选择压电致动器和将它们分类，对于力的均匀分布可能是必要的。

这意味着，对于许多种类的使用，建议在带状基板的模块上使用一个种类(即具有相同长度和相同的可膨胀性)的致动器产生成行的致动器，并且装配它，如图2中所示，以形成基板7。

形成基板7的单独的模块15被彼此连接，使得单独的模块15以压配合的方式连接，例如用螺栓(未示出)。

带状模块的螺栓连接是可行的解决方案，并且效果在于全部致动器8均匀地抵靠着接合器9。组装的带状模块15的下面的随后结果在于，接触表面16平面平行于压电致动器的连接平面，用于支撑在拉深模1中。在压电致动器8之上研磨作为替代的解决方案是有问题的，特别是由于努力防止机械应力，并且还由于受污染的风险。

如图2所示，连接模块15-如已经提到的-具有不同高度轮廓，这是由于压电致动器8的不同的长度。为了在装置6的下侧仍然获得平面表面，能够通过使用铣刀或者研磨机加工机模块15和基板7的不平整底面，使得沿着所指示的接触表面16产生平面。

根据本发明的用于产生接合的带状基板的共同平面下侧的进一步的选择是通过使用高强度的浇铸化合物(未示出)找平。在连接单个模块以形成基板7之后，基板被插入模中，浇铸化合物被引导进入模中以产生平面接触表面。

在描述的这两种情况中，装置6包括模插入件14、力转移表面13、接合器9、框架10和基板7，从而由压电致动器8或产生的夹持力产生的距离分别地直接传递到金属板板4。

但是也有可能是，该装置仅仅包括接合器9、框架10和基板7。然而，产生的夹持力然后通过力转移表面13和模插入件14间接地传递到片状金属板4。

本发明涉及一种具有顶模和底模的拉深模，其中，顶模具有压紧夹具并且底模具有模板，并且其中至少一个装置被设置在凸缘区域中，使用该装置可以部分地或局部地改变在压紧夹具和模板之间的距离。

本发明还涉及一种使用拉深模用于深拉工件的方法，其中工件被插入顶模和底模之间且通过闭合顶模和底模被深拉，并且其中至少一个致动器被控制以在深拉过程中产生夹持力。

本质上，提出的本发明通过在形成过程是可调的压力分布控制工件在工具中的凸缘进给。通过选择性地在压紧夹具和模板之间的选定的位置处增加凸缘进给中的力，可以控制在深拉过程中材料进入模板的流动。使用此控制，能够减轻在具有高变形工作的区域上的负载，使得在成品部件中这些点处的断裂或裂缝可以被防止。这涉及到通过产生夹持力增加模板和板之间或者板与压紧夹具之间的摩擦，其结果是材料被快速地保持并且和防止在该位置处流动。

本发明涉及一种具有顶模和底模的拉深模，其中，顶模具有压紧夹具并且底模具有模板，并且其中至少一个装置被设置在凸缘区域中，使用该装置可以部分地或局部地改变在压紧夹具和模板之间的距离。

本发明还涉及一种使用拉深模用于深拉工件的方法，其中工件被插入顶模和底模之间且通过闭合顶模和底模被深拉，并且其中至少一个致动器被控制以在深拉过程中产生夹持力。

本质上，提出的本发明通过在形成过程是可调的压力分布控制工件在工具中的凸缘进给。通过选择性地在压紧夹具和模板之间的选定的位置处增加凸缘进给中的力，可以控制在深拉过程中材料进入模板的流动。使用此控制，能够减轻在具有高变形工作的区域上的负载，使得在成品部件中这些点处的断裂或裂缝可以被防止。这涉及到通过产生夹持力增加模板和板之间或者板与压紧夹具之间的摩擦，其结果是材料被快速地保持并且和防止在该位置处流动。

Claims (12)

1.一种拉深模(1)，具有顶模(2)和底模(3)，其中，所述顶模具有压紧夹具(2a)并且所述底模具有模板(3a)，

其特征在于

至少一个装置(6)被设置在所述压紧夹具(2a)和所述模板(3a)之间的至少一个部分中，使用所述至少一个装置(6)能够在所述至少一个部分中改变所述压紧夹具和所述模板之间的距离。

2.根据权利要求1所述的拉深模，其特征在于：所述顶模(2)和/或所述底模(3)包括底座(5)，所述至少一个装置(6)以刚性配合、压配合和/或刚性牢固配合的方式被保持在所述底座(5)中。

3.根据权利要求1或2所述的拉深模，其特征在于：所述至少一个装置(6)被设置在所述顶模(2)和/或所述底模(3)内。

4.根据前述权利要求1至3的至少一项所述的拉深模，其特征在于：所述至少一个装置(6)包括至少一个致动器(8)，特别是压电致动器。

5.一种装置，特别是根据前述权利要求1至4中的至少一项所述的装置，其中，所述装置(6)在拉深模(1)中产生夹持力，所述装置(6)包括：

-基板(7)，

-接合器(9)，和

-至少一个致动器(8)，

-其中所述至少一个致动器(8)被设置在所述接合器(9)和所述基板(7)之间，和

-其中所述夹持力能够被控制。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述接合器(9)特别是在所述接合器(9)的紧固区域(9a)和摆动区域(9b)之间包括至少一个挠性铰链(11)，其中所述紧固区域(9a)和所述摆动区域(9b)能够相对于彼此移动。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于：所述至少一个装置(6)包括至少一个止动件(12A，12B)，所述至少一个止动件(12A，12B)设定接合器(9)和基板(7)之间的最小距离。

8.根据前述权利要求5至7中至少一项所述的装置，其特征在于：所述基板(7)由模块(5)组成。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述模块(5)形成带状形状，并且优选地能够彼此连接。

10.根据前述权利要求5至9中的至少一项所述的装置，其特征在于：每个致动器(8)都包括防止快速放电的串联电阻，和/或有缺陷的致动器(8)从供电到每个致动器(8)的供给线断开连接。

11.一种用于使用拉深模深拉工件的方法，特别是使用根据权利要求1至10中的至少一项的装置(6)或拉深模(1)，

a.其中所述工件(4)插入在所述顶模(2)和所述底模(3)之间，

b.其中通过闭合所述顶模(2)和所述底模(3)，板(4)被深拉，

其特征在于

c在所述深拉过程中，通过至少一个致动器(8)在所述顶模(2)和所述底模(3)之间的至少一个部分中引入夹持力。

12.根据权利要求11所述的方法，其中至少一个装置(6)被设置在所述顶模(2)和所述底模(3)之间的至少一个部分中，所述至少一个装置(6)包括所述至少一个致动器(8)，并且在所述至少一个部分中改变所述顶模(2)和所述底模(3)之间的距离。