CN105377470A

CN105377470A - 成型压机

Info

Publication number: CN105377470A
Application number: CN201480023603.1A
Authority: CN
Inventors: D·O·斯塔茨; M·朱里奇
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2034-03-06
Also published as: CN105377470B; US10377103B2; WO2014149822A8; US20160263853A1; US20140260498A1; JP6415529B2; DE112014001453T5; US9387529B2; JP2016510698A; WO2014149822A1

Abstract

拉伸压机包括可朝工件移动的滑架和可移动地固定至所述滑架的上模。所述上模可相对于所述滑架移动以拉伸所述工件。还公开了一种用于拉伸金属件的方法。

Description

成型压机

背景技术

诸如铝的一些金属与钢相比不易在传统成型压机上成型。将铝深拉伸以形成深拉伸件(如车门内板)也会产生许多挑战。一些汽车制造商的生产线具有四个以上压制阶段，一些包括两个拉伸阶段，这可提高形成深拉伸铝件的能力。然而，增加压制阶段会造成制造这些深拉伸件需要额外的资本成本以及更多的时间和能源。

发明内容

根据上述情况，提供了一种新型拉伸压机。这种拉伸压机包括滑架和上模。滑架可朝工件移动。上模可移动地固定至滑架。上模可相对于滑架移动以拉伸工件。

用于拉伸金属件的方法包括朝定位于下模上的工件移动滑架和可操作地连接到滑架的上模。该方法还包括相对于滑架移动上模以拉伸工件。

拉伸压机的另一个非限制性例子包括下模、压边圈、可移动机体和滑架。压边圈用于支承定位于下模上的工件。滑架可移动地固定至机体并定位于下模和机体之间。压边圈从滑架延伸，且滑架可在机体和下模之间移动以选择性地定位压边圈。

拉伸压机的另一个非限制性例子包括第一可移动滑架、上模、下模、压边圈、可移动机体和第二滑架。上模可移动地固定至滑架。压边圈用于支承定位于下模上的工件。第二滑架可移动地固定至机体并定位于下模和机体之间。压边圈从第二滑架延伸，且第二滑架可在机体和下模之间移动以选择性地定位压边圈。

拉伸金属件的方法的另一个非限制性例子包括提供滑架和可移动地固定到滑架的上模；朝定位于下模和压边圈上的工件移动滑架；将工件与上模接合；相对于滑架移动上模并使用上模拉伸工件；以及使压边圈从工件脱离。

拉伸压机的另一个非限制性例子包括上模、第一驱动机构和第二驱动机构。第一驱动机构可操作地连接到上模以移动上模，从而将工件拉伸第一深度。第二驱动机构可操作地连接到上模以移动上模，从而拉伸工件至第二深度。

拉伸金属件的方法的另一个非限制性例子包括通过第一驱动机构朝定位于下模上的工件移动上模；以及通过第二驱动机构移动上模以拉伸工件。

拉伸压机的另一个例子包括机架、第一驱动机构、缓冲滑块、缓冲板、下模、压边圈和第二驱动机构。第一驱动机构与机架连接。缓冲滑块可移动地与机架连接并可操作地与第一驱动机构连接。缓冲滑块由第一驱动机构驱动，使得可相对于机架沿第一方向移动第一距离。第二驱动机构固定到缓冲滑块以便随其移动，并且可操作地连接到缓冲板。缓冲板定位于下模和缓冲滑块之间。压边圈连接至缓冲板并与其间隔开。第二驱动机构允许压边圈沿第一方向移动第二距离。第二距离短于第一距离。

附图说明

图1为拉伸压机的示意图。

图2为图1中拉伸压机的第一驱动机构的透视图。

图3为示出用于拉伸金属件的方法的流程图。

图4至图6为用于拉伸金属件的方法中不同阶段的拉伸压机的示意图。

图7为示出在拉伸压制操作过程中图1的拉伸压机的上模移动和压边圈移动的曲线图。

具体实施方式

图1示意性地示出用于由金属或金属合金片材(在下文中称为工件W)形成深拉伸件的拉伸压机10。拉伸压机10包括机架12(示意性示出)。机架12可与传统拉伸压机中的机架类似。

拉伸压机10包括连接至机架12的第一驱动机构14。第一滑架16(在下文中称为滑块16)可移动地与机架12连接并且可操作地与第一驱动机构14连接。滑块16由第一驱动机构14驱动，使得可相对于机架12沿第一(在图1中为向下)方向移动第一距离d₁。所示实施例中的第一驱动机构14是偏心驱动机构，而第一距离d₁，即滑块16可相对于机架12移动的距离，是第一驱动机构14的偏心量e的函数。第一驱动机构14作为一种偏心驱动机构，允许滑块16相对于机架相对快速地移动，这对拉伸压机10的生产效率是有利的。然而应当理解，第一驱动机构14可以是任何驱动机构，且不限于偏心驱动机构。在如图2所示的非限制性例子中，第一驱动机构14包括多个伺服电机(下文中为“第一驱动机构伺服电机”)20，这些伺服电机通过齿轮系24和偏心环26可操作地与连杆22连接。第一驱动机构14可与传统拉伸压机中的传统偏心驱动机构类似。

再次参照图1，拉伸压机10还包括上模30。上模30可与传统拉伸压机中使用的传统上模类似。上模30可移动地固定至滑块16。在一个非限制性例子中，上模装配板32定位于上模30与滑块16之间。在所示实施例中，上模30装配至上模装配板32，装配板32装配至滑块16。拉伸压机10还包括第二驱动机构34，其固定至滑块16以便随其移动，并且第二驱动机构34还可操作地连接到上模30以使上模30从滑块16沿第一(向下)方向延伸第二距离d₂。在一个实施例中，第二距离Id₂短于或小于第一距离d₁。

在一个非限制性例子中，第二驱动机构34包括多个伺服主轴36(其中两个在图1中示出)，分别与滑块16连接以便随其移动。换句话讲，第二驱动机构34固定到滑块16，使得当滑块16移动时，第二驱动机构34也移动。每个伺服主轴36均包括与主轴40连接的伺服电机(下文中为“第二驱动机构伺服电机”)38，其中主轴40与主轴螺母42配合。第二驱动机构34还可称为伺服主轴驱动机构。每个伺服主轴36通过上模装配板32可操作地连接到上模30，以从滑块16延伸上模30。如图所示，滑块16包括腔体50(所示实施例中给出了多个腔体50)。每个伺服主轴36，或至少第二驱动机构伺服电机38接纳于各自的腔体50中。伺服电机36可装配在滑块16外，在空隙允许的情况下操作大于滑块尺寸的上模装配板。作为另外一种选择，可将每个伺服主轴36装配至滑块16的顶部附近，从而在滑块16内移动与上模30连接的结构体。可通过使第二驱动机构伺服电机36相对于主轴螺母42驱动主轴40，或反过来相对于主轴40驱动主轴螺母42，来操作伺服主轴。每个主轴40与上模装配板32连接并可在对应的伺服电机38相应地启动时从腔体50延伸。如下文所详述，第二驱动机构34可被配置为相对于滑块16使上模30脉动。该脉动移动可以大于约15Hz的频率进行。在一个实施例中，上模可在约50Hz下脉动。

在一个实施例中，拉伸压机10包括下模60、可移动机体62(在下文中称为“缓冲滑块62”)、滑架64、压边圈66和滑架驱动机构68。拉伸压机10还包括工作台70。销轴72将压边圈66连接到滑架64。提供多个销轴72以将压边圈66连接到滑架64。

下模60可与传统拉伸压机中的下模类似。在所示实施例中，下模60包括开口80，销轴72穿过该开口延伸以将压边圈66与滑架64连接。

如图所示，缓冲滑块62通常可为盒形的。能源回收机构包括但不限于液压缸82(两个液压缸示于图1，并且可提供多个液压缸)，并且位于缓冲滑块62下方。液压缸82可为电动操作的，以吸收一部分由上模30施加至压边圈66的力。这个力从压边圈转移至缓冲滑块62，以使得缓冲滑块62朝液压缸82移动，从而压缩液压缸82。与液压缸82连接的液压管路84将流体转移至能源再生系统(未示出)，该能源再生系统可提高拉伸压机10的效率。当泵运行以提供压力时，向下推压液压缸82迫使液压流体沿流体流动方向的反方向穿过液压泵。这将向后运行泵电机，将其变为发电机。液压缸82提供通过模销轴72传递到压边圈66再到滑块16的阻力，这使得该力在上模30和压边圈66之间夹持工件W。在整个冲程中都可控制这个力。

滑架64定位于下模60和缓冲滑块62之间。在一个非限制性例子中，滑架64包括销轴板86和缓冲板88。销轴板86设置在缓冲板88的顶部。销轴72与销轴板86连接，且从其延伸，并随缓冲板88移动。包括开口92(销轴72穿过其延伸)的工作台70进一步限制滑架64的向上行进。然而，滑架64可使用其他配置。例如，滑架64可为单个集成件，或可包括两个以上部件。滑架64可随缓冲滑块62移动，例如对于偏心驱动机构正相对于下模60向下移动滑块16和上模30的初级拉伸操作而言。滑架64也可相对于缓冲滑块62移动，诸如在上模30借助与滑块16和上模30连接的第二驱动机构34正相对于滑块16和下模60进一步向下移动的次级拉伸操作中。

在另一个实施例中，拉伸压机10包括机架12、下模60、可移动机体62(在下文中称为“缓冲滑块62”)、销轴板86、缓冲板88、压边圈66和缓冲板驱动机构68。拉伸压机10还包括工作台70。多个销轴72将压边圈66连接到销轴板86，该销轴板可操作地连接到缓冲板88。

压边圈66连接至滑架64并与其间隔开。压边圈66和将压边圈66连接至滑架64的销轴72可与已知的压边圈和已知的销轴类似。

在另一个实施例中，滑架驱动机构68被固定到缓冲滑块62以便随其移动。在图示实施例中，滑架驱动机构68包括多个类似于上述伺服主轴36的伺服主轴98。因此，每个伺服主轴98包括伺服电机100、主轴102和主轴螺母104。伺服电机100可相对于主轴螺母104驱动主轴102，反之亦然，也可相对于主轴102驱动主轴螺母104。缓冲滑块62包括一个腔体106(或多个腔体，以容纳每个伺服主轴98)，滑架驱动机构68的相应伺服电机100定位于腔体106内。主轴102从缓冲滑块62延伸以连接滑架64，并且每个伺服电机100被配置为提供滑架64相对于缓冲滑块62的脉动移动。伺服主轴98可装配在缓冲滑块62外；操作大于缓冲滑块尺寸的销轴板86和缓冲板88。作为另外一种选择，可将每个伺服主轴98装配至缓冲滑块62的底部附近，从而在缓冲滑块62内移动与压边圈66连接的结构体。

现在将根据本发明的一个实施例来描述拉伸压机10的操作。更具体地讲，将描述用于拉伸金属件的方法。尽管将参照上述拉伸压机10描述该方法，但以下所述并且权利要求中也提到的方法可用于其他拉伸压机。

参照图3所示的实施例，拉伸金属件的方法包括，在120处，使用第一(偏心)驱动机构14(图1)朝定位于下模60(图1)上的工件W移动滑块16(图1)和上模30(图1)。相较于使用类似于伺服主轴36和98的伺服主轴来移动滑块16，偏心驱动机构14具有较快的循环时间并可为拉伸件提供较高的表面质量。

在122处，该方法还包括将工件W与上模30接合(参见图4)。在124处，该方法还包括仍使用第一驱动机构14进一步朝下模60移动滑块16和上模30。上模30的这种向下移动使得与下模60相邻的压边圈66向下移动，以及与压边圈66连接的缓冲滑块62向下移动(参见图5)。如以上所讨论，液压缸82可控制压边圈66上的力。滑块16和上模30持续向下移动直至滑块16已移动第一距离d₁，该距离基于第一驱动机构14的偏心量e。滑块18能够移动整个距离d₁，但滑块16可移动该距离的任意部分。仅整个距离d₁由偏心驱动器14限制。

滑块16移动了第一距离d₁后，用于拉伸金属件的方法还包括，在126处，使用第二驱动机构34相对于滑块16和下模60移动上模30，其中第二驱动机构与滑块16连接以随其移动。如上所述，第二驱动机构34可操作地与上模30连接以允许上模30相对于滑块16进行相对移动。拉伸金属件的方法还包括，在128处，相对于下模60降低压边圈66。在一个实施例中，可使用滑架驱动机构68降低压边圈66，其中滑架驱动机构68是可操作地与压边圈66连接并设置在缓冲滑块62内的伺服主轴驱动机构98。在使用与滑块16连接的第二驱动机构34相对于滑块16和下模60进一步向下移动上模30后，降低压边圈66。

滑块16中的第二驱动机构34和缓冲滑块62中的滑架驱动机构68每者均可脉动，以允许工件W实现更深的拉伸。第二驱动机构34的主轴40和滑架驱动机构68的主轴102随每次脉动调整。例如，参照图7，通过曲线140示出了上模30的移动，通过曲线142示出了压边圈66的移动。上模30在正由第二驱动机构34驱动时，相对于滑块16向下移动。压边圈66还相对于下模60向下移动。然后上模30的向下移动(例如，步骤126)停止(参见曲线140的140a部分)。上模30停止向下移动后，通过滑架驱动机构68继续向下拉伸压边圈66，以便释放工件W(步骤128)，以允许金属向内流动以降低撕裂的可能性，并允许更深的拉伸。压边圈66退出(即被向下拉伸)后，滑架驱动机构68向上移动滑架64(参见142a部分)以将压边圈66与工件W重新接合。然后将上模30和压边圈66进一步向下驱动。上模30由第二驱动机构34驱动(重复步骤126)。压边圈66由滑架驱动机构68驱动。然后上模30的进一步向下移动再次停止，接着通过滑架驱动机构68再次向下拉伸压边圈66。可根据需要多次重复图3中的步骤126和128，以形成所需的深拉伸工件W。这些移动可以是脉动的形式，其频率可大于15Hz。在另一个非限制例子中，频率可为约50Hz。已发现，该频率可为铝的成型压制提供理想的结果。工件被成型为所需形状后，可向上移动滑块16和上模30。

上文具体描述了用于拉伸金属件的拉伸压机和方法。然而，对于阅读和理解了前面的详细描述的人来说，可以进行修改和更改。因此，本发明不仅限于上述实施例。相反，本发明由所附权利要求书及其等同物限定。应当理解，各种以上公开的以及其他的特征和功能或其替代形式或变型形式均可有利地结合到许多其他不同的系统或应用中。另外，随后可由本领域技术人员作出各种当前未预见或意料之外的替代形式、修改形式、变型形式或其中的改进，本文旨在将这些涵盖于以下权利要求书的范围内。

Claims

1.一种拉伸压机，包括：

滑架，所述滑架可朝工件移动；以及

上模，所述上模可移动地固定到所述滑架，所述上模可相对于所述滑架移动以拉伸所述工件。

2.根据权利要求1所述的拉伸压机，还包括可操作地连接到所述滑架的第一驱动机构和可操作地连接到所述上模的第二驱动机构，所述第一驱动机构包括第一驱动机构伺服电机、齿轮系、偏心环和连杆，所述第二驱动机构包括与主轴连接的第二驱动机构伺服电机，所述主轴与主轴螺母配合。

3.根据权利要求1所述的拉伸压机，还包括可操作地连接到所述滑架以移动所述滑架的第一驱动机构，以及固定到所述滑架并且可操作地连接到所述上模以移动所述上模的第二驱动机构。

4.根据权利要求3所述的拉伸压机，其中所述滑架在其中限定腔室，并且所述第二驱动机构至少部分地定位于所述腔室内。

5.根据权利要求1所述的拉伸压机，还包括可操作地连接到所述滑架以移动所述滑架的第一驱动机构，以及固定到滑架并可操作地连接到所述上模以移动所述上模的第二驱动机构，其中所述第二驱动机构包括电机和由所述驱动器直接驱动的主轴，其中所述主轴围绕与所述上模的移动方向平行的轴旋转。

6.根据权利要求5所述的拉伸压机，还包括固定到所述上模的主轴螺母，其中所述第二驱动机构的所述电机固定到所述滑架，并且所述主轴可旋转地固定到所述主轴螺母。

7.根据权利要求3所述的拉伸压机，其中所述第二驱动机构被配置为提供所述上模相对于所述滑架的脉动移动。

8.根据权利要求1所述的拉伸压机，还包括可操作地连接到所述滑架从而在第一频率下移动所述上模的第一驱动机构，以及可操作地连接到所述上模从而在大于所述第一频率的第二频率下移动所述上模的第二驱动机构。

9.根据权利要求5所述的拉伸压机，其中所述第二驱动机构能够在至少15Hz的频率下移动所述上模。

10.根据权利要求1所述的拉伸压机，其中所述滑架可移动地将所述上模定位于第一工件接合位置，并且所述上模可从所述第一工件接合位置延伸远离所述滑架到达第二工件接合位置。

11.一种用于拉伸金属件的方法，包括：

朝定位于下模上的工件移动滑架和可操作地连接到所述滑架上的上模；以及

相对于所述滑架移动所述上模以拉伸所述工件。

12.根据权利要求11所述的方法，其中移动所述滑架以将所述上模与所述工件接合。

13.根据权利要求11所述的方法，还包括在所述上模接合所述工件后移动所述滑架以将所述工件拉伸第一深度。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述上模从所述滑架延伸以将所述工件拉伸第二深度，其中所述第二深度大于所述第一深度。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述滑架使所述上模移动第一距离，并且所述上模相对于所述滑架移动第二距离，所述第二距离短于所述第一距离。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一驱动机构是偏心驱动机构。

17.一种下部拉伸压机组件，包括：

下模；

压边圈，所述压边圈用于支承工件，所述工件定位于所述下模上；

可移动机体；以及

滑架，所述滑架可移动地固定到所述机体并定位于所述下模和所述机体之间，其中所述压边圈从所述滑架延伸，并且所述滑架可在所述机体和所述下模之间移动以选择性地定位所述压边圈。

18.根据权利要求17所述的拉伸压机，还包括滑架驱动机构，所述滑架驱动机构包括固定到所述机体的电机和可操作地连接到所述滑架以在所述机体和所述下模之间移动所述滑架从而选择性地定位所述压边圈的主轴。

19.根据权利要求17所述的拉伸压机，还包括滑架驱动机构，所述滑架驱动机构被配置为提供所述滑架相对于所述机体的脉动移动。

20.根据权利要求17所述的拉伸压机，其中还包括上模，并且所述可移动机体朝所述下模和所述上模中的一者偏置。

21.根据权利要求20所述的拉伸压机，其中还包括液压缸，其中所述可移动机体通过液压缸偏置。

22.一种拉伸压机，包括：

第一可移动滑架；

上模，所述上模可移动地固定至所述滑架；

下模；

可移动机体；以及

第二滑架，所述第二滑架可移动地固定到所述机体并定位于所述下模和所述机体之间，其中所述压边圈从所述第二滑架延伸，并且所述第二滑架可在所述机体和所述下模之间移动以选择性地定位所述压边圈。

23.根据权利要求22所述的拉伸压机，其中所述第一滑架能够使所述上模移动第一距离，并且所述上模能够相对于所述滑架移动第二距离，所述第二距离短于所述第一距离。

24.根据权利要求22所述的拉伸压机，还包括可操作地连接到所述第一滑架以移动所述第一滑架的第一驱动机构，以及固定到所述第一滑架并且可操作地连接到所述上模以移动所述上模的第二驱动机构。

25.根据权利要求24所述的拉伸压机，其中所述第一滑架在其中限定腔室，并且所述第二驱动机构至少部分地定位于所述腔室内。

26.根据权利要求22所述的拉伸压机，还包括可操作地连接到所述第一滑架以移动所述第一滑架的第一驱动机构，以及可操作地连接到所述上模以相对于所述滑架移动所述上模的第二驱动机构，其中所述第二驱动机构包括固定到所述第一滑架的电机、由所述电机直接驱动的驱动器、以及连接到所述驱动器的主轴和主轴螺母中的一者，其中所述主轴和主轴螺母中的一者以及所述驱动器围绕与所述上模的移动方向平行的轴旋转。

27.根据权利要求22所述的拉伸压机，还包括可操作地连接到所述第一滑架从而在第一频率下移动所述上模的第一驱动机构，以及可操作地连接到所述上模从而在大于所述第一频率的第二频率下移动所述上模的第二驱动机构。

28.根据权利要求22所述的拉伸压机，其中所述第一滑架可移动以将所述上模定位于第一工件接合位置，并且所述上模可相对于所述滑架移动至第二工件接合位置。

29.根据权利要求22所述的拉伸压机，其中所述可移动机体朝所述上模偏置。

30.根据权利要求29所述的拉伸压机，还包括液压缸，其中所述可移动机体通过所述液压缸偏置。

31.一种用于拉伸金属件的方法，包括：

提供滑架和可移动地固定到所述滑架的上模；

朝定位于下模和压边圈上的工件移动所述滑架；

将所述工件与所述上模接合；

相对于所述滑架移动所述上模并使用所述上模拉伸所述工件；

使所述压边圈从所述工件脱离。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述压边圈从可移动地固定到可移动机体的第二滑架延伸，所述第二滑架定位于所述下模和所述机体之间。

33.根据权利要求32所述的方法，其中驱动机构固定到所述机体并且可操作地连接到所述第二滑架以移动所述第二滑架和所述压边圈。

34.根据权利要求32所述的方法，还包括朝所述上模偏置所述可移动机体。

35.根据权利要求34所述的方法，其中偏置所述可移动机体还包括使用液压缸偏置所述可移动机体。

36.根据权利要求31所述的方法，还包括在所述上模接合所述工件后移动所述滑架以将所述工件拉伸第一深度。

37.根据权利要求36所述的方法，其中所述上模相对于所述滑架移动以将所述工件拉伸第二深度，其中所述第二深度大于所述第一深度。

38.根据权利要求31所述的方法，其中所述滑架使所述上模移动第一距离，并且所述上模相对于所述滑架移动第二距离，所述第二距离短于所述第一距离。

39.根据权利要求31所述的方法，其中第一驱动机构可操作地连接到所述滑架从而在第一频率下移动所述上模，并且第二驱动机构可操作地连接到所述上模从而在大于所述第一频率的第二频率下移动所述上模。

40.一种拉伸压机，包括：

上模；

第一驱动机构，所述第一驱动机构可操作地连接到所述上模以移动所述上模，从而将工件拉伸第一深度；以及

第二驱动机构，所述第二驱动机构可操作地连接到所述上模以移动所述上模，从而拉伸所述工件至第二深度。

41.根据权利要求40所述的拉伸压机，其中所述第一驱动机构在第一频率下移动所述上模，并且所述第二驱动机构在大于所述第一频率的第二频率下移动所述上模。

42.根据权利要求40所述的拉伸压机，其中所述第二驱动机构在至少15Hz的频率下移动所述上模。

43.一种用于拉伸金属件的方法，包括：

使用第一驱动机构朝定位于下模上的工件移动上模；以及

使用第二驱动机构移动所述上模以拉伸所述工件。

44.根据权利要求43所述的方法，还包括使用所述第一驱动机构移动所述上模以将所述工件与所述上模接合。

45.根据权利要求44所述的方法，还包括使用所述第一驱动机构移动所述上模以将所述工件拉伸第一深度。

46.根据权利要求45所述的方法，其中使用所述第二驱动机构移动所述上模以将所述工件拉伸第二深度。

47.根据权利要求46所述的方法，其中所述第二深度大于所述第一深度。

48.根据权利要求43所述的方法，其中所述第一驱动机构使所述上模移动第一距离，并且所述第二驱动机构使所述上模移动第二距离，所述第二距离短于所述第一距离。

49.根据权利要求43所述的方法，其中所述第一驱动机构在第一频率下移动所述上模，并且所述第二驱动机构在大于所述第一频率的第二频率下移动所述上模。