CN1056641A - 液压成型薄板的装置和方法 - Google Patents

Abstract

适用于双动压床供薄板成型的配套装置，有基座 和往复运动内、外滑块，基模装到压床和专用件装在 基模上。基模有上模床装于外滑块，贮槽装在基座， 该槽装着由内滑块驱动的液压缸以向专用配件供高 压流体。专用配件有上下配合模连到上模座和基座， 并在启开和闭合位间运动。上模借外滑块移到闭合 位，坯料包绕下模，坯料夹在上下模间，其周边被上模 印腔压边夹紧，外滑块停而内滑块下移，接合并驱动 液压缸，将液体压入坯料与下模间，拉伸坯料使之成 型。

Description

本申请是美国专利申请No.443，112（于1989年11月29日申请）的序列申请。本发明属于薄板成形领域，特别是涉及一种将薄板成形为诸如汽车护板、车门、车盖等类似的零部件的装置和方法。

在高生产量的灶具、仪表、汽车制造业，以及中、低生产量的航空、航天和加工业中，金属板材可以由各种不同的冲模成形，冲模的类型和尺寸取决于特定零部件的形状和用途。用于成形这些各种各样的零件的工艺是传统的拉延工艺。在一个拉伸模中，横过一个接合面将坯料拉伸，使金属流过该接合面并成为一个零件，但不利的是，在整个零件中产生变化的和不均匀的应力，而导致局部展宽，这会产生严重的回弹和保持原形状的问题，这特别是对于大的零部件而言将

几乎不可能预测将要产生的回弹量。克服回弹或形状保持问题的一般作法是放大零部件（超过所需的形状变形），但找出这个合适的放大比例（程度）需要进行许多昂贵的试验和误差尝试。在拉伸过程中，由于要放大坯料尺寸，以补充流过接合面的金属和保证由非均匀加工硬化而产生的变化部分的强度，因此也存在着显著的材料浪费。

在本人的美国专利申请No：4，576，030中，描述了一种工艺过程，其中薄板可以百分之百地在相互作用的阳模和阴模之间拉伸成形，这是通过设置一对相对的压边来完成的，其中至少一个压边带有若干相隔开的压条，当压边闭合时，压条沿薄板的周边咬入薄板中，这使得薄板均匀并百分之百地拉伸成形，从而使形状的保持达到高的质量，减少冲击流线和拉伸流线的数量，减少废料，并增加整个部件的强度。

另一个提高成形零件质量的工艺过程是液压成形，即在成形过程中对坯料的一侧供给高压液，其优点是增加了通用性，最终的零件具有好的光洁度，并减少模具维修的费用。

虽然所有这些改进相继提高了零件的质量，并拓宽了产品设计的范围，但冲模、支承机构和硬设备（机器）变得更加庞大、繁多和昂贵。此外，竞争的市场要求不断改进和设计美观新颖的产品。每种新的产品要求新的零件，而新的零件则需要用新的模具、支承机构和设备去生产。反复设计和试验新产品会带来明显的经济负担，除此之外，一个零件从构思到生产需要花费数年的时间，这对潜在的技术（发明）是一个不利的因素。

人们所期望的是这样一种板材成形装置，它将液压成形的有利的方面与百分之百拉伸成形的优点结合起来;它可以生产更精确接近要求的零件，减少设计原型（如果不省去的话）和试验过程;该装置比现存的设备更易于改装并且更便宜，而且适于在通常的、标准尺寸的压床中使用。

一般说来，本发明是一个自封闭的拉伸液压成形冲模装置，它适合在一个标准双动式压床内使用，并适于成形各种不同的薄板零件。

一个标准双动式压床，包括一个基座和垂直往复的主、副滑块，装有一个基模、一个复合下模座、贮液槽和液压缸装置，所述的基模包括一个安装到外滑块上的模座，所述复合下模座和贮液槽装在基座之上，液压缸装置连接到下模座上。两个液压缸装置的每一个包括一个向上伸展的活塞杆，该活塞杆通过压床内滑块的向下的冲程而被啮合和推压。专用配件用于成形特定的零件，它包括竖直对齐安装在相应的上、下模座上的上、下配合膜，该上模限定着一个朝下的零件模印腔，下模具有一个向上伸展的接合面。作为坯料或卷材而供入的薄板放在下模之上并在那儿由坯料定位器支承，当主滑块下移（并借此而使上模下移）到闭合位置时，薄板沿着下模的接合面被压叠，薄板（坯料）夹在上、下模之间，从而其周边由安装在上模和下模中的一对对齐的夹持压边紧紧夹住，然后，外滑块静止，而内滑块向下运动，啮合并驱动液压缸装置的向上延伸的活塞杆，从而压迫液压流体经过下模座和下膜中的通道进入被夹持的坯料与下模之间的区域，坯料则被100%地拉伸成形进入上模的零件模印腔中。

在成形操作的最后，内滑块和外滑块均升起，液压缸装置的活塞杆也由它们内部自身的气垫簧顶起。当外滑块上移并提起上模时，封闭在已成形的零件和下模之间的高压流体全部环绕外模溢出，并导入在复合下模座和贮液槽中的朝上的开口空腔内，贮液槽作为液压缸装置的液池。本装置就这样自给液体并进行液流循环。

当要用本发明的装置成形不同的零部件时，用具特定接合面形状和零件模印腔的所期望的专用配件代替上述专用配件（也就是上模和下模），装置的其余部分仍予保留并考虑使用多年，与不同的专用配件配合成形各种不同的板件。

在本发明的另一个实施例中，复合下模座和贮液模以及下模由一个安装在压床基座上的贮液槽和一个装在该贮液槽之内的下模所取代，该下模具有一个通道，用于在液压缸装置和下模的上表面之间进行液体流通。每个液压缸装置包括一对分立的液压缸机构和一对在上述每一对液压缸机构之间竖直叠置的气垫簧，这一对液压缸机构和气垫簧由一个共同的顶块装配，并作为一个部件垂直往复运动，所述的顶块用于同压床的内滑块相配合。

本发明的一个目的是提供一种成形薄板的改进的装置。

本发明的另一个目的是提供一种成形薄板的装置，该装置在成形各种不同的零件时具有更大的通用性，从而降低了重新制造模具的费用和时间。

本发明的再一个目的是提供一种基本自给的液压成形薄板的装置。

本发明的其它目的和优点将从下述对优选实施例的描述中体现出来。

附图1是根据本发明的优选实施例的液压成形薄（钢）板装置部分剖视的侧视图，该装置适于同传统的双动式压床相配合。

图2是图1的液压成形薄板装置部分剖视的正视图。

图3是图1液压成形薄板装置下半部的顶视图，该装置包括下模座16、液压缸装置17和18以及下模25。

图4是图1装置的液压缸装置中的一个液压缸装置的部分剖视的侧视图。

图5是图2所示装置的沿图3的5-5线及箭头方向的上模和下模51、25的剖视图，其中上、下模处于闭合装置。

图6是图2所示装置的上、下模51和25沿图3中的6-6线及箭头方向的剖视图，上模和下模处于闭合位置。

图7是一个短距坯料定位器66的透视图。

图8是由图6放大的端部定位器68的不完全剖视图。

图9是图3装置的侧面，顶杆67沿9-9线在箭头所示方向的不完全剖视图。

图10是图2所示装置的夹紧压边75和支承压边61的放大的部分剖视图。

图11是图10放大的表示夹紧压条的结构特性的部分剖视图。

图12是本发明另一个实施例的液压成形薄板装置部分剖视的正视图，该装置适于与传统的双动式压床相配合。

图13是图12所示装置的液压缸装置之一的部分剖视的侧视图。

为了帮助理解本发明的原理，将参照附图对给出的实施例予以说明，并使用特定的术语，但很明显，它并没有限定本发明的范围，所述装置的这种变换和进一步的改型以及要改虑的本发明原理的进一步应用，对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

参照图1、图2和图3，其中所示的本发明最佳实施例中的液压成形薄板装置10，该装置适于同传统的双动式压床相配合。这类压床通常包括一个外滑块11（一般称作外坯缘压牢器），该滑块具有矩形管形状并且其装配（方式）能够实现垂直往复运动。一个形状类似的内滑块12也以类似的方式安装，以能够在外滑块11的内部实现垂直往复运动。滑块11和12借助其上部的分立的联动装置（未示出）各自独立地上下运动。

本发明实施例的装置10包括“基模”和“特定配件”。基模包括设备的主要部件部分，即基模所包括的那些部件是要长时间使用的，以制造大量不同的零部件。另一方面，特定配件则包括用于实际成形零件的可更换的附件。特定配件是由装配在基模内部并由基模控制的部件组成的，这些部件在要成形不同的零件时随时更换。

“坯料”一词是指置于上下模51和25之间并要依据本发明予以成形的薄（钢）板部分，坯料可以是单件的薄板（图1和图3中的80），也可以是如在一连续冲模中的薄板卷材的一部分。

基模

将基模固定到一个标准的双动式压床上，该基模通常包括上模座15、下模座与储液器16、液压缸装置17和18。上模座15固定安装在外滑块11上，二者作为一个整体运动。上模座15要足够窄，以能够在液压缸装置17和18之间（图2）垂直上下运动，并且它要足够长，以能够与滑块11的相对的端壁14（图1）配合连接。下模座16设置在底板19上，该底板夹紧在压床的基座或台面上。下模座16限定了一个底座24和若干个环绕底座24的向上敞开的空腔20。底座24用于承受在其上部的特定配件的下模25。所有的空腔20借助各个沟槽21和内部通道相连通，以在空腔间提供完全的液流传递，这样，空腔20就作为一个用于液压缸装置17和18的单独的储液槽或池。设置有适当的排出口（未示出），用以加注空腔20中的液体。在发明实施例中所用的液体为95%的水，剩余的5%为防锈、防腐及用于润滑的添加剂。这种液体称为高水基液体，它在经济上是有利的。

参照图1-4，液压缸装置17和18是相同的，下面有关液压缸装置18的描述将同样适用于液压缸装置17。液压缸装置18一般包括下缸盖26、缸体27、筒形活塞杆28和伸出部分29。装置18设在底板19之上并借助下缸盖26的耳子32牢固地连接到下模座16上。一个过滤装置30连接到下缸盖26上并与之液流相通。一个供给及回收液体的软管31从过滤装置30向上引出，然后横跨走向，再向下进入相邻的空腔20。当活塞38向下冲程时，高压液体被从缸体27中导出，经过排出口33a和在下模座16中的水平通道34及垂直通道35到达底座24的开口36中。如果下模25在底座24上被合适地定位，则可使下模25中的一条垂直通道57与开口36对准相通，从而将高压液流经过模子25的上表面62而导出。一个适当的液体控制阀（未示出）在口33a内控制着缸体27与通道34之间的液流。缸体27通过供流/回流口33b、过滤装置30以及供流/回流软管31也与空腔20相通。在口33b中的适当的液体控制阀（未示出）控制着缸体27与腔体20之间的液流。

参照图4，本发明实施例的液压缸装置18适于12英寸的冲程，5，875加仑的容量，但这些参数可以随总装置10的尺寸和能力而变化。筒式活塞杆28的下端刚性地连接在活塞38上，并从缸体27向上伸展，穿过缸盖37中的孔37a。缸盖37中的通道37b的一端与孔37a相通，另一端与流体管线37c相连。管线37c与排出口33a相通，以在活塞杆28和孔37a之间提供少量的液体润滑。一对气垫簧39、40串行设置，以使活塞38在向上的位置保持偏压。设有气垫簧39和40的密封，以防止流体的泄漏，该密封一般不设计成防止外部高压液体向内渗漏的形式。因此，通过在中空活塞杆28内设置密封来使气垫簧39和40与缸体27中产生的高压液隔绝。一个衬套41紧密刚性地安装在活塞杆28底端的内面。一根杆柱42固定在缸体27的底端并向上伸展穿过衬套41再进入中空的活塞杆28中。气垫簧39、40和青铜隔板44在杆42和活塞杆28的顶盖43之间串行同轴叠放，顶盖43紧固到活塞杆28的顶部。隔板44在杆28内可伸缩滑动，其上具有一对相对的凹槽45。它们用于在轴向容纳和固定气垫簧39、40的端部。簧39和40、隔板44以及杆42的尺寸的确定应当是这样的，即当活塞38处于上限位置时它们将处于轻微地受压的状态。簧39和40是在商业上合算的气垫簧，并且每个簧具有6英寸的行程。在衬套41和杆42之间的一个适当的密封件46、顶盖43、衬套41以及杆42连同活塞杆28构成了密封腔，该密封腔将簧39、40与缸体27中的高压液隔离，而活塞38、活塞杆28和衬套41则可沿杆42垂直地往复伸缩。

伸出部分29从顶盖43向上伸出，它由一个可以穿过中心通孔48的螺栓47固定到顶盖43上。如图1、2所示，装置17、18特别是它们的伸出部分29，与相应的内滑块12的相对的侧壁49对齐。当内滑块12下压时，侧壁49接触并压推伸出部29，从而启动液压缸装置17和18。当下缸盖26上的阀门适当关闭时，装置17和18通过内滑块12的向下的运动所产生的驱动作用将迫使液流从缸体27穿过通道34、35，再向上经过相应的通道57。这在下面进行了确定。

专用配件

基模是本发明的支架和输入变换装置，而专用配件则包括用于成形所需零件的可更换的附件。在本实施例中，专用配件包括下罩模25和上模51、下模25支承在底座24之上并借助相应的横键52保持在所希望的水平线方向。上模51以通常的方式固定在上模座15的底部，并且象下模25一样，上模51在几个位置（50）相应地横向键固到模座15上。因而每当外滑块11和上模座15向下冲压并使上模51落在下模25上的时候，模子51和25就固定在准确的水平方向。一对垫块53固定在上模51的每个角上，以保证模子51和25在闭合时完全对齐，每个垫块53在其下部朝向内面的部分具有青铜抗磨板54，该抗磨板与下模25的外侧面接触并沿该表面装配。

下模25的4个角中的每个角构成一个凹槽55（图1和图3），止动块56置于每个凹槽55之中，每个止动块56的尺寸和安装应当使上压边75和下压边61之间具有约等于要成形坯料的厚度一半的距离，以防止它们接触。这样，当上模51向下冲压并且在模子51和25之间置有坯料时，止动块56将不接触上模51的相应的面朝下的表面，但是如果模51向下冲压而在模子51和25之间没有坯料，则上模51朝下的表面将与止动块56接触，以防止模子51和25接触，更重要的是防止夹紧压边75的压条133、134、135（图10）与支承压边61相接触。

下模25限定着一对垂直（上下）延伸的通道57，当下模25经横键52在底座24上适当调准时，通道57与开口36对齐相通。通道57向上开口，经过下模25的上接合面62。如图3所示，下模25还包括一对长距坯料定位器65、一对相对的短距坯料定位器66、一对相对的弹簧加载的侧面顶杆67和一个弹簧加载的端部定位器68。

现在参照图3、图5和图6，结合面62在垂直于纵向中心线70的平面内的横截面（沿着中心线70）基本恒定。结合面62的这个横截面（如图2和图5所示）包括中心斜面外侧的外水平平面63和在顶部82处相交的平面64。支承压边61固定到下模25中相应形状的槽72内，并布置成在顶视图（图3）中为矩形的形状，该形状对应于最终成形的薄板零件的顶视图的形状。压边61环绕模腔，并限定了模腔的下表面73。

上模51具有一个朝下的模配合表面74（图2和图5），该表面与结合面62相配合。若干夹紧边75固定安装在上模51的辅助型槽76中，夹紧压边75和支承压边61竖直对齐并具有相对的表面，该表面用于夹紧在其之间的板料，其夹紧方式已在本人的专利US4，576，030中作了完整的描述。在上模51之内和夹紧压边75所环绕的范围内是一个凹槽或腔体78，它确定了所需零件的压印模。

为了将板料放入装置10，上模51和垫块53要处于升高的敞开的位置，该位置大约在下模25之上2至4英尺处。这样可使板料80从前面（在图1和图6中是从左面）水平地滑到下模25上。板料80被导引到加载位置并在此分别由长距和短距坯料定位器65、66支承（如图3和图5的剖视图所示）。长距定位器65每个包括一个细长的带有一个上端部分的圆（横）截面杆，所述的上端部分经磨削形成弧形的导向面81。当定位器65装在下模25上时，它们的导向面基本上在任何位置与顶边82垂直等距。在下模25中的圆孔83和支承压边61中的对齐的弧形切口84确定了一个辅助的型腔，以较好地安放每个长距定位器65的下部。定位器65每个均由卡箍85牢固定位，长箍85的定位应分别参照下膜25的槽口86、87和定位器65，然后它由适当的螺栓88固定到模子25上。上模51中的一个圆孔91同夹紧压边75中的一个相应的弧形切口92一起确定了一个向上伸展的空腔，当上模51闭合到下膜25上时，相应的长距定位器65的上部伸入到所述的空腔中。

参照图5和图7，两个短距定位器66每个包括一个细长的圆（横）截面杆，同每个长距定位器65一样，该杆的下部安装在下模25中的一个辅助型孔中并在此由一个定位器卡箍93固定。定位器66的上段部分经磨削，形成一个平的向内的导向面94。定位器66也具有一个被垂直于表面94而切削形成的向下伸展的中心槽95。一个肘节或活动翻板96由穿过定位器66而伸展的轴销97枢轴式安装在槽95内。翻板96具有一个斜鼻部分98、一个压紧面99和一个止动面101。如图5所示，翻板96是静止的并处于闭锁位置，此时，止动面101与槽95的底部102相接触，从而防止翻板96从上述位置沿顺时针方向转动。可以对由导向面94向外伸展的斜鼻98的部分施加一个向下的力，使翻板96从图5中所示的位置沿逆时针方向转动，这个力将通过降下坯料80的右侧边缘103并靠在斜鼻98上来施加，这样斜鼻98使翻板96绕轴销97逆时针转动，并使得边缘103经过斜鼻98下降。当边缘103通过鼻部98和压紧面99时，由于翻板96的重心位于轴销97的右侧（如图5所示），翻板96将顺时针转回到它的锁定位置。这样一旦坯料80的边缘103位于翻板96的压紧面99的下面，就阻止了边缘103的升起以及阻止了坯料80绕边缘82逆时针的转动。

参见图3、图6和图8，下模25在其后端部具有一个竖直延伸的孔106，它可滑动地容纳垂直往复运动的端部定位器68。端部定位器68一般包括一个细长的带有一个上端部的圆（横）截面杆，所述的上端部磨削成一个平的坯料啮合面110和一个凸缘112。孔106位于模25中，刚好处于支承压边61的下面并位于顶边82的下面。凹槽111切入支承压边61并具有一个平导向面113。凹槽111与孔106对齐，导向面113用于与定位器68的面110滑动啮合。一个盘簧114不同支承压边61一起装入相应的槽72内，而是首先放入孔106中，随后是定位器68，然后支承压边61与孔106以及与和面110相邻的面113对齐固定在带凹槽111的槽72内。定位器68可以克服弹簧114的弹力而下压入孔106内。定位器68也可以通过表面110沿导向面113的滑动而在孔106内向上运动，直到凸缘112在115处碰到支承边61的底部为止，这是定位器68运动的上限，在这点，定位器68的顶116在顶边82之上延伸大约1.25英寸。操作中，当上模51升到下模25之上时，定位器68处于其伸出的位置（如图1所示），当上模51合到下模25上时，夹紧压边75与定位器68的顶部116接触并简单地将定位器68向下推入其在孔106中的存储位置中。从存储位置到完全伸开的位置，定位器68所具有的行程S₁大约为1.25英寸。

参照图3、图6和图9，对于每个侧面顶杆67，下模25上具有一个垂直伸展的，用于滑动安装作垂直往复运动的顶杆67的孔119，该孔位于向着下模25后部大约三分之二距离的位置。顶杆67的下部120的直径大约等于孔119的直径并大于顶杆67上部121的直径，从而形成环形的止动凸缘122。相应的支承压边61具有一个弧形切口123，它垂直地与孔119对齐并且具有大约与顶杆67上部121的半径相等的曲率半径。弹簧124置于顶杆67和孔119的底部125之间，以恒久地向上推动顶杆67。孔119和切口123位于下模25和支承压边61中，从而一旦坯料夹紧在压边61和75之间（这在下面给予了描述），坯料80就将叠盖在顶杆67的顶端126的部分127上（如图9所示）。侧顶杆67的行程S₂限定在下述两个位置之间，即图9中所示的当顶部126与外部水平平面63相齐时的存储位置和当上模51从下模25抬起时的伸展位置（未示出），一个弹簧124向上推动顶杆67直至凸缘122与支承压边61的底端128相接触。

如图10所示，三个形状类似、平行且细长的突起或压条133、134、135被设置在夹紧压边75上并从该处垂直向下伸展。

压条133、134、135的形状设计和成形应当使它们能够以这样一种方式刺入或咬入板料80中，即一部分金属将被压入压条间的空隙中，从而增加了压条之间区域中的金属的厚度。如果这样，则由压边61和75施加的几乎全部的力都集中到压条之间的区域。从而在零件拉伸成形时，坯料80可以被夹住而不打滑。

图11更详细地表示了两个相邻压条134、135的结构。每个压条一般具有矩形的横断面并且有一对相当尖的边缘表面，当板料被夹在压边61和75之间时该边缘表面起咬合作用。但很明显，压条的尺寸形状和间隔可以根据模子的尺寸、构成压条的材料和板料等因素而有所变化。下述的尺寸要求具有特殊意义。压条的高度E最好大约是板料80的厚度B的四分之一，压条的宽度C最好约为其高度的1-2倍。压条沿整个长度隔开距离D，D大约为0.1875到0.375英寸。相邻压条之间的压条高度E分别小于内、外压条133、135的外侧高度A2%到3%。在本优选的实施例中，高度E比高度A少0.002英寸。已经发现，相邻压条间的表面138的这种高度差别能显著提高压条夹紧板料的稳定性。这导致增加了限制在压条之间的材料的局部压紧或压缩。

在本实施例中，板件成形装置10将0.030英寸厚的板料80液压拉伸成形为一个一般形式的车门。夹紧压边75和其压条由AISID2工具钢构成，它们具有RC60-62的硬度，其高度A为0.0077英寸，高度E为0.0075英寸，宽度C为0.010英寸，相隔距离D为0.250英寸。每个压条的根部打成圆角，其半径R约在E和E/2之间。支承压边61由AISID2工具钢构成，它具有硬度RC58-60。

如图3所示，支承压边61完全环绕模腔并给它限定了下部表面73。夹紧压边75位于支承压边61的正上方，完全环绕零件压印模腔78，该模腔的外部轮廓（线）以136表示。当坯料80夹紧在上模51和其夹紧压边75与下模25和其支承压边61之间时，由坯料80和下模25的膜腔下表面73构成了一个完全密封的空腔，该空腔由支承压边61限界。

装置10的操作过程可描述如下：

在图1所示的打开位置，内滑块12在上位，远离伸出部29，而伸出部29依靠内气垫簧39和40也处在上位。外滑块11、模座15和上膜51也都处于上位，位于下膜25之上相距几英尺的距离处（上模51在下模25之上比图1所示的位置更靠上）。将一个矩形的板料80置于下模25的顶部，特别是置于边缘82上，且在定位器65和66之间，然后在此对其进行操纵直到右面边缘103（图5）位于翻板96的压紧面99之下。在上模51位于离开下模25的位置时，端部定位器68和侧顶杆67靠其各自的弹簧从其空腔向上延伸。坯料80向着下模25的后部放置，直到坯料80的前边139与端部定位器68的平面110相接触，这时，虽然侧顶杆67充分地向上延伸，但其延伸高度还不足以超过外水平平面63去接触原始的平板坯料80的下部。现在，坯料80在下模25的顶部适当加载时的位置如图1及图3和图5所示。

当对坯料80适当加压时，外滑块11向下运动，并带动上模51向着坯料80和下模25运动并顶靠在其上。上模51的下侧140（图2）首先接触坯料80。由于坯料80的相对的侧面被翻板96的压紧面99限制而不能升起，因而使得坯料80在凸边82处围绕下模25叠起。外滑块11和上模51继续向下，接触并围绕下模25叠起坯料80的其余部分，直到夹紧压边75和支承压边61夹住其间的坯料80的边缘。当上模51压下靠在下模25上时，压条133、134、135咬入坯料80中并将一定量的金属挤入压条间的空隙中，从而沿周边将坯料80紧紧夹住。最后，外滑块11保压，内滑块12向下运动，其侧壁49接触并压下液压缸装置17和18的伸出部29，在下盖26中的阀借助通道34与缸体27液流连接并关闭通向供流/回流管线31的通道，这样，液压流体从缸体27、经通道34、35和57压入被夹紧的坯料80与模腔下部表面73之间的区域。坯料80被充分夹紧在夹紧压边75和支承压边61之间，液流根本不能从坯料80和支承压边61之间漏出，高压液就将坯料80拉伸成形，压入上模51的零件印模腔78中。过剩的流体由在供流/回流口33b中的预置压力释放阀（未示出）经软管31排入腔体20中。

将坯料80完全成形进入零件印模型腔78中所需要的液体压力取决于坯料80的性能、厚度和型腔78的不同部分的最小曲率半径。因此，每当更换专用配件或坯料80的特性发生改变时，所需的液压压力将变化，因此在下盖26中的压力释放阀在必要时也要进行调节，以适应每一次不同的成形作业。

在完成液压成形作业后，内滑块12向上移动并离开液压缸装置17和18，液压缸装置17、18的内部气垫簧39、40则使其活塞杆28伸延至上位，下盖26中的阀关闭通道34并借助其供流/回流软管31与缸体27液力相连，从而使得借助气垫簧39和40而产生的活塞杆28的上冲程从空腔20中吸取新的液体到缸体27中，以进行下一次液压成形作业。

当内滑块12升起时，外滑块11也升起，从已成形的坯料80和下模25处提起上模51。侧顶杆67和端部定位器68由其相应的弹簧向上弹起。位于横向中心线141（图3）右边的侧顶杆67从下模25上顶起刚成形的坯料142（图5）的后端或其引导端并高出上伸的端部定位器68，已成形的坯料142可立即被用手工或用一个机械装置从装置10的后部移走。

装置10装有自动循环液压传动装置，当上模51被提起而离开下模25时，液压流体将全部沿下模25周围溢出。挡板143装在下模25的两侧，以将溢出的流体引导到模座16的底端，返入空腔20中。向上伸展的U形护罩144和145安装在模座16顶部的相对端部上，以进一步地容纳溢出液并将其引入相应的空腔20中。

当希望用装置10成形不同的零件时，本发明中所需更换的全部部件是专用配件-半模51和25，而在现有技术中，则需更换压机机架中模具的所有附件，而其中的装置-庞大的多元零件的重量则常常达100，000磅以上。本发明中的两个模子51和25相对较小，总重约10，000磅，这和现有技术相比，在经济和逻辑上均有显著的进步。

当有时考虑用本实施例来形成单一件薄板80时，本发明还可设想在一个卷材进给装置（一个连续冲模）中成形薄板，这样一种装置在其后部或出口侧将具有一个切割装置，该切割装置将在下冲程中切下已成形的零件。板料将在与顶边82垂直的方向供入，液压缸装置则将位于左端和右端（如图1中的装置10所显示的），下模座16连其空腔也将作相应的变化，以提供再循环的流体运行。

参见图12，其中示出了本发明的一个变换的实施例中的液压成形薄板装置210。

基模

在如图12所示的装置210的优选的结构形式中，基模仍固定到一个标准的双动式压床上，但这里它通常包括上模座215，储液槽216和液压缸装置217和218。上模座215固定安装在外滑块211上并与之一起在液压缸装置217和218之间垂直往复运动。储液槽216安装在与压床的基底或底座紧固的底板219上，并具有一个中间底板224，该底板向外伸展并过渡到竖直的侧壁222，从而使得槽216作为液压缸装置217和218的贮液槽或池。底板224用于承受在其上部的专用配件的下模225。

参照图12和图13，液压缸装置217和218是相同的，以下对液压缸装置218的描述将同等地适用于装置217和218。液压缸装置218一般包括两个液压缸机构226和227以及一对串行设置的气垫簧239、240，液压缸机构226、227每个包括一个下缸盖228、一个缸体229和一个活塞杆230，两个液压缸机构226、227均安装在底板224和下模225上，一个顶杆装置、液流回流装置和阀装置适当地安装在下盖228之内并与其相通，以提供与上面所描述的对图1-4中的液压缸装置17、18所进行的操作相类似的操作。

在本实施例中下模225限定了一个水平通道234和一个相通的竖直通道235，其中后者向上朝着下模225的表面236开通，一条适宜的导管237从下缸盖228伸向下模225，并在水平通道234和其各自的一对液压缸机构226、227之间提供液力连接。一对竖直叠置的气垫簧239、240安装在液压缸机构226和227之间，下气垫簧239的底部242合适地通过一个底座241固定到底板224上，底座241装在底板224上并具有如定位螺栓一样的一般机构，以将气垫簧239紧固在其上。下气垫簧239的活塞杆243的上端和上气垫簧240的底端244通过一个隔板245也固定在一起而作为一个整体部件运动，隔板245装有如一个或多个定位螺栓类的一般的部件，以将活塞243和底端244紧固在其上。一个共同的顶块248横跨并安装在活塞杆230和上部气垫簧240的活塞杆249之上，它用于同内滑块212的底部247相配合（图12）。顶块248同活塞杆230、249相互刚性连接而作为一个整体部件运动，这种连接是通过适当的机构-如穿过顶块248的通孔251而伸入活塞杆230、249顶部的螺栓250来实现的。在本实施例中，仅用一个螺栓250将活塞杆249固定到顶块248上，同时，至少要用4个螺栓250将每个活塞杆230连接到顶块248上。

在本实施例中，上模座215安装在外滑块211的底部254并大致与图2所示的上模座15相同，只是该上模215具有较大的竖向尺寸。如图1所示，上模座15横跨外滑块11的相对的侧壁14，并当外滑块11向下推移时在其中部承受来自下模25的向上的巨大阻力。通过增大上模座215竖直方向的尺寸，增加了它的强度和抗弯性能，从而可通过外滑块211而施加更大的力，并因此可用装置210成形更大和更复杂的零件。

专用配件

上模252与图1和图2中的上模51相同并且固定在上模座215的底端，下模225直接装在底板224之上并通过适当的横键253而与其对齐定位在所期望的水平方向上。如上所述，下模225中具有水平和竖直的连接通道234和235，用于同管道237一起在液压缸装置217、218的下盖228和下模225的朝上的表面236之间提供液力连接。

操作中，装置210执行同图1、图2的装置10相同的动作，外滑块向下运动，把在上模252和下模225之间定位的坯料（未示出）夹紧。当外滑块211停止移动时，内滑块212向下运动并压迫顶块248和活塞杆230、249下移，从而迫使液压流体从缸体229经下盖228中的阀、管道237、通道234和235而进入夹紧的坯料与限定于上模252的下表面255中的模腔（未示出）之间的区域。在内滑块212的上行程中，气垫簧239、240向上推动顶块248，从而向上提起活塞杆230并使液压缸机构226、227复位，从上下模252和225之间释放或泄出的液体落入贮液槽216中并在需要时经适当的阀口（未示出）被抽吸入下盖228中。

同图1、图2所示的实施例一样，图12的装置210也可用于成形各种不同的零件，其中只需简单地更换上下模252和225，而不必改变整个压床的主要结构。

虽然在附图及以上的叙述中对发明进行了详细的说明和描述，但这些描述应视为例证性的，并不因此而限制本发明的特征。显然，所图示和描述的仅仅是优选的实施例，而包括在本发明精神之内的所有变化和改进也要求得到保护。

Claims (32)

1、一种成形薄板并适于在一个双动式压床中使用的自给装置，它具有一个基座和垂直往复运动的内、外滑块，其特征在于该装置还包括：

一个可安装到压床上的基模，它包括可安装到外滑块上的上模座和可与一个下模接通的液压装置，该液压装置可由内滑块机械式驱动并用于向专用配件提供高压液体；

专用配件，它包括可在开启和闭合位置之间移动的上模和下模，所述的上模可更换地安装在所述的上模座上并有一个朝下的模配合面，该配合面确定了一个零件模印型腔，所述的下模可更换地安装在基座上并具有一个朝上的在下面与模配合面对齐的接合面，所述的下模包括第一通道装置，它用于从所说的液压装置向所说的接合面输送高压液体；

所述的上模和下模用于承接并夹紧在模配合面和接合面之间的坯料。

2、根据权利要求1所述的用于成形薄板的自给装置，其特征在于，它还包括夹紧装置，当所述的上模和下模处于闭合位置时，该夹紧装置牢固夹紧并固定压住定位于所述上下模之间的板料的周边。

3、根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的夹紧装置包括一个夹紧压边，该压边具有至少两个向外伸出的压条，所述的至少两个压条确定了零件模印型腔的边界，并且当所述的上、下膜处于闭合位置时该压条用于咬入坯料的周边。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的夹紧压边是若干个钢质夹紧条板，每个条板上具有至少两个压条，所述的钢质夹紧条板从头到尾由所述的上模卡住，以使得所述钢质夹紧条板的压条基本连续地环绕零件模印腔。

5、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的夹紧压边安装在所述的上模中，并且本装置进一步包括一个安装在所述下模中的支承压边，当所述的上、下模处于闭合位置时，该支承压边与所述的夹紧压边从下面对齐。

6、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在所述的至少两个压条的相邻压条之间测得的压条的第一高度比从所述的至少两个压条的外侧测得的压条的第二高度大约小2%-3%。

7、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在所述的至少两个压条的相邻压条之间测得的压条的第一高度比从所述的至少两个压条的外侧测得的压条的第二高度大约小0.002英寸。

8、根据权利要求3所述的装置，其特征在于具有三个向外伸展的压条。

9、根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的液压装置至少包括一个液压缸装置，该液压缸装置具有一个被内滑块的向下行程推压的往复活塞杆。

10、根据权利要求9所述的装置，其特征在于所述的液压装置包括一个可安装在基座上的贮液槽，它用于收集从所述模子中溢出的流体，所述的贮液槽对所述的至少一个液压缸装置提供液体，并且所述的下模装在所述的槽内。

11、根据权利要求10所述的装置，其特征在于具有两个液压缸装置，它们位于下模座的相对侧。

12、根据权利要求11的装置，其特征在于所述的两个液压缸装置每个包括2个液压缸机构，并包括弹簧装置，它抵抗内滑块的向下的运动并用于将液压缸机构的活塞杆顶起复位。

13、根据权利要求11的装置，其特征在于它还包括夹紧装置，当所述的上、下模处于闭合位置时，该夹紧装置牢固夹紧和稳固压住定位于所述上、下模之间的板料的周边。

14、根据权利要求13的装置，其特征在于所述的夹紧装置包括一个夹紧压边，它至少具有两个向外伸出的压条，该压条确定了零件模印腔的边界，并且当所述的上、下模处于闭合位置时，该压条用于咬入坯料的周边。

15、一种用于成形薄板的自给装置，其特征是它包括：

一个具有基座和具有作垂直往复运动的内、外滑块的压床;

一个固定在所述外滑块上的上模座;

一个可更换地安装在所述基座上的下模;

一个上模，它限定着一个零件模印腔，并且可更换地固定到所述的上模座上，所述的上模在上方具有一个开启位置和一个闭合位置，在开启位置上模被所述的外滑块提起离开所述的下模，在闭合位置上模被所述的外滑块压向所述的下模，当所述的上模在闭合位置时，上模和下模用于夹紧其间的板料;

液压装置，它由所述的内滑块机械式驱动，用于向所述的下模与夹在所述上下模之间的坯料之间的区域供给高压液体，以将坯料成形入零件模印腔内。

16、根据权利要求15的装置，其特征在于所述的内滑块具有往复的向上和向下的冲程，所述的液压装置包括至少一个液压缸装置，该液压缸装置具有一个活塞杆，它与所述的内滑块配合，并且该活塞杆在其至少一个上下冲程中由所述的内滑块驱动。

17、根据权利要求16的装置，其特征在于所述的活塞杆向上伸展并在下面对准所述的副滑块，但并不与之相连，该副滑块用于在其向下的冲程中压下所述的活塞杆。

18、根据权利要求16的装置，其特征在于有两个上面所说的至少一个液压缸装置，这两个液压缸装置位于所述下模的相对的侧面上，所述的下模具有第一通道装置，它用于从所述的两液压缸机构向所述的区域输送高压液体。

19、根据权利要求18的装置，其特征在于所述的液压装置还包括一个安装在所述基座上的贮液槽，所述的两个液压缸装置位于所述的槽内并安装在其上部，所述的下模在两液压缸装置之间定位于所述的槽内。

20、根据权利要求19的装置，其特征在于所述的贮液槽用于收集从所述模子中溢出的液体，并用于向所述的两液压缸装置提供液流。

21、根据权利要求15的装置，其特征在于所述的下模限定着一个朝上伸展的接合面，当所述的上模向下朝下模移动并顶住位于所述上下模之间的薄板时，薄板可沿上述接合面被压叠并预成形。

22、根据权利要求19的装置，其特征在于所述的两个液压缸装置每个包括两个液压缸机构，还包括弹簧装置，该弹簧装置用于顶起所述的缸体机构的活塞杆而使之复位。

23、根据权利要求22的装置，其特征在于每个液压缸装置具有一个共同的顶块，该顶块同两相应缸体机构的活塞杆以及相应的弹簧装置相连，从而一起作为一个整体机构垂直上下运动，所述的顶块由内滑块啮合和推压。

24、一种用于成形薄板的方法，它包括如下步骤：

提供一个压床，该压床具有一个基座、垂直上下往复运动的内、外滑块和一个基模，该基模包括一个固定在所述外滑块上的上模座和液压装置，该液压装置由所述内滑块驱动，用于向模子中提供高压液体;

提供专用配件，它包括可在开启位置与闭合位置之间相对运动的上、下配合模，该上模限定着一个零件模印腔，下模具有一个朝上的接合面和用于从所述液压装置向所述接合面输送高压液体的第一通道装置;

将所述上模可更换地安装到所述上模座上;

将所述下模可更换地安装在所述基座之上;

将薄板定位于所述的上模和下模之间;

向下驱动所述的外滑块，从而使所述的上模朝着所述的下模向下移动并顶住板料，直到该板料在所述的上模和下模之间被牢固夹紧;

通过向下移动所述的内滑块而将薄板成形，内滑块借此而驱动所述的液压缸装置并压迫液压进入所述下模和板料之间的区域。

25、根据权利要求24的薄板成形方法，其特征在于定位的步骤包括使薄板成为一个薄板坯料。

26、根据权利要求24的薄板成形方法，其特征在于，所述的提供一个压床的步骤包括：所述的内滑块具有往复的上、下冲程，所述的液压装置包括至少一个液压缸装置，该液压缸装置具有一个活塞杆，它用于在所述内滑块的至少一个上、下冲程中与所述的内滑块相啮合并由之驱动。

27、根据权利要求26的薄板成形方法，其特征在于，所述的提供一个压床的步骤包括：所述的活塞杆朝着所述的内滑块向上伸展，并且该活塞杆在下面与内滑块对齐但不与之相连，该内滑块用于在其下冲程中推压所述的活塞杆。

28、根据权利要求27的薄板成形方法，其特征在于，所述的提供一个压床的步骤包括：所述的液压装置具有一个安装在所述基座之上的贮液槽，它用于收集从所述的模子中溢出的液体，所述的贮液槽向所述的至少一个液压缸装置提供液体。

29、根据权利要求28的薄板成形方法，其特征在于，所述的提供压床的步骤包括：所述的至少一个液压缸装置为两个，它们均与所述的贮液槽相装配。

30、根据权利要求29的薄板成形方法，其特征在于，所述的提供一个压床的步骤包括：所述两个液压缸装置每个包括两个液压缸机构，还包括弹簧装置，该弹簧装置用于提起所述液压缸机构的活塞杆而使之复位。

31、根据权利要求30的薄板成形方法，其特征在于，提供一个压床的步骤包括：每个液压缸装置具有一个共同的顶块，该顶块同两液压缸机构的各活塞杆及各弹簧装置相连，它们一起作为一个部件垂直往复运动，上述顶块与内滑块啮合并由其驱动。

32、根据权利要求24的薄板成形方法，其特征在于，提供专用配件的步骤包括：所述的下模具有一个向上伸展的接合面，当所述的上模朝所述下模向下移动并顶住定位于所述上、下模之间的薄板时，薄板可以沿所述的接合面被压叠和预成形。

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