CN107206456A - 电液成形装置的腔室 - Google Patents

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Abstract

电液成形装置(2)包括具有罐内壁(18)的罐(6)，模具(10)、第一电极(11)和第二电极(12)放置在所述罐内壁内。自由的第一反射器(14)放在罐(6)中，并包围模具(10)、第一电极(11)和第二电极(12)。

Description

电液成形装置的腔室
技术领域
本发明涉及到电液成形装置的腔室。
背景技术
电液成形装置越来越多地用于机械部件的生产。实际上，该成形技术可以获得外形相当复杂的部件，与此同时控制生产成本。例如，汽车工业和航空航天工业使用这种技术。
液压成形工艺是通过变形进行制造的工艺。该工艺能使厚度相当薄的金属件发生塑性变形。为了实现如此变形，使用一种流体，在对所述流体加压时，所述流体能使所述件在模具上变形。多种技术用于对流体加压。
其中所用的一种工艺是电液成形工艺。该工艺以在储存在罐中的流体中放电的原理为基础。电能的释放量产生在流体中传播的压力波，使机械部件能够对着模具塑性变形。为此目的，定位于流体中的电极适合释放储存在储能电容器中的电荷。
与没有盖子的罐相比，封闭外壳的使用改善了部件的成形。把压力波限制在封闭外壳内，反射波有助于使部件成形。
编号为6，591，649的美国专利公开了一种电液成形装置，该电液成形装置包括罐、工件以及一组电极，所述罐大致呈椭圆形，并且由模具封闭，所述电极耦接到适合产生压力波的电能储存装置。该相对高能量的压力波冲击工件以及电液成形装置的罐。在生产阶段，如此反复冲击会导致罐过早磨损，以及电液成形装置某些部分焊接失效的问题。
文件US2010/0154502公开了快速生产药用盒的方法以及装置。通过在外壳内容纳的液体中形成压力波来实现这些盒的快速成形。模具以及待成形的工件放在外壳内的压力波的路径中，压力波强制把工件压成模具的轮廓。
为了提高罐的使用寿命，采用能够抵抗这种冲击的高密度材料，例如，厚度相当厚的金属合金。但是，厚壁的使用结果是明显增加罐的质量，特别是对于大尺寸的罐而言，更是如此。
为了降低该质量，可以在壁外面安装加强筋，以增加其刚度，同时降低其厚度。但是，该技术方案达不到满意效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种电液成形装置，该电液成形装置包括罐，与现有技术的装置相比，所述罐的可靠性有所提高，与此同时降低了罐的质量，并保持较高的成形效率。此外，本发明将有利地提供制造成本受控制的电液成形装置。
为此目的，本发明提出一种电液成形装置，该电液成形装置包括具有罐内壁的罐，模具、第一电极和第二电极放置在所述罐内壁内。根据本发明，自由的第一反射器放在罐中，并包围模具、第一电极和第二电极。
反射器是自由的，因为所述反射器没有刚性地连接到罐和/或固定到罐的元件。反射器安装在罐中，从而能够相对于罐移动。当然，所述移动必须加以限制和控制。因为有第一反射器，所以罐经受的来自于压力波的应力较小，所述压力波是由第一电极和第二电极之间的电弧触发的。实际上，压力波多半由第一反射器反射，由此减小罐内壁上的应力。
为了使压力波均匀分布，例如，第一反射器的形状为圆柱形。例如，该圆柱形的横截面取决于待成形的部件。在一个变体实施例中，该第一反射器为环状圆柱形。
根据一个实施例，第一反射器的位置相对于模具是同心的，所述模具的形状大体上与待成形的部件的形状相对应。
为了更好地抵抗压力波并因此更好地保护罐，第一反射器最好由金属或金属合金构成。
在一个变体实施例中，第二反射器最好大体平行于盖子设置，在第一电极与所述盖子之间。因此提高了根据本发明的装置的惯性。
为了提高装置性能，例如，第二反射器呈圆盘形，以便在第一反射器呈环状圆柱形的情况下，更好地限制压力波。第二反射器连接到盖子，例如，通过阻尼器形式的连接装置进行连接。因此，第二反射器可以至少按照一个自由度相对于盖子移动。
在一个示例性实施例中，由一空间将罐内壁与第一反射器的反射器外壁隔开，并且填充有与罐所填充的相同的流体，所以在成形过程中，罐较少地接触压力波。
附图说明
通过以下参考附图所作的说明，本发明的特征和优点将更加显而易见，在附图中：
图1是根据本发明的电液成形装置的简要横截面示意图，
图2是本发明另一个实施例的局部示意图，以及
图3是根据另一个实施例的电液成形装置的局部透视图。
具体实施方式
图1显示了包括框架4、罐6、模具10、第一电极11、第二电极12以及第一反射器14的电液成形装置2。
框架4适合支撑罐6，并将其保持在底座16上，例如，所述底座16可由金属或混凝土制成。框架4可由金属或铝合金制成，例如，硬化钢。
罐6适合接收并容纳流体8，在我们的实例中，所述流体是水。最好，罐6是具有指定高度的圆柱形，并具有垂直对称轴A-A'(图1)。还可以具有罐内壁18以及罐底20。最好，所述罐由厚度约为5cm(1cm＝0.01m)的金属制成。
盖子30位于罐6上，并通过适当的固紧装置(各图中未显示)固定，以便在执行成形工艺过程中把盖子30保持在罐6上。而且，在罐6的边缘与盖子30的边缘之间采用密封装置32。
模具10最好以罐6的垂直对称轴A-A'为中心。所述模具具有固定到模具支架22的型腔24，例如，通过螺丝来固定。此外，模具10包括耦接到泵吸装置(在图中不可见)的内部管路27，所述泵吸装置使之能够在待成形的部件26下获得理想的真空。因此，在使待成形的部件26成形的过程中，没有对抗部件变形的反作用(其由待成形的部件26与模具型腔24之间存在的空气所致)。固紧装置28的位置面对模具10并且把待成形的部件26保持在理想的位置。
第一电极11和第二电极12位于罐6中，最好在垂直对称轴A-A'上。所述第一电极11和第二电极12适合在流体8中至少产生一个电弧。第一电极11和第二电极12由可调整的极间空间隔开(图1)。
通过固定到盖子30的杆29(图1)把第一电极11和第二电极12保持在罐6中。杆29的长度可以调整，使之能够控制模具10和第二电极12之间的距离。
在第一电极11和第二电极12之间产生电弧能够在流体8中形成压力波，称为直接压力波，从而使待成形的部件26变形。直接压力波相对于极间空间(在图1中用实线箭头表示)同心地传播。
第一反射器14位于罐6中，并且最好呈圆柱形。其直径适合包围模具10以及第一电极11和第二电极12。第一反射器14具有反射器内壁34和反射器外壁36。第一反射器14可以在罐6内自由移动，并且可以按照至少一个自由度使其以受控的方式在罐中移动。此外，所述第一反射器必须足够刚性，以抵抗压力波并反射压力波。例如，所述第一反射器由金属或金属合金制成，例如，其厚度约为3cm。
第一反射器14的直径使得罐内壁18与第一反射器14的反射器外壁36之间存在空间38(图1)。在图1和图2的示例性实施例中，该空间38容纳与罐6中所容纳的流体相同的流体8。因此，罐内壁18在成形过程中经受较小的应力，使之能够减小其厚度。
在这个实施例中，可以利用位于罐内壁18和反射器外壁36之间的垫片(各图中未显示)把第一反射器14保持在罐6中。通过固位装置(各图中未显示)使所述垫片位于第一反射器14的下部和/或上部。因此，在使待成形部件26成形的过程之前、期间及之后，垫片使之能够把第一反射器14保持在最优位置。
在一个优选实施例中，第一反射器14的直径比容纳待成形的部件26的模具10的直径大得多。因此，把压力波发送到与待成形的部件26的表面相对应的工作面，优化成形工艺。利用这样的第一反射器14使之能够把在成形过程中暴露于压力波的罐底20的暴露量减少到最少，尤其是罐内壁18与罐底20之间的连接区域，因此提高罐6的使用寿命。
此外，除了直接压力波之外，称为间接压力波的压力波也被施加到待成形的部件26的表面。间接压力波来自于在反射器内壁34和盖子30上产生的一部分直接压力波的反射。因此，这样增加了把压力施加到待成形的部件26的时间，改善了成形工艺。
图2的实施例采用与图1中公开的几何结构相同的几何结构。在这个变体中，为了减少压力波在罐6上的冲击，把充满压缩空气的气垫45放置在罐内壁18与反射器外壁36之间的空间38中。例如，由合成材料制成的气垫45呈复曲面形状(图2)，并且可以沿着第一反射器14的高度定位于任何地方。
还可以采用多个气垫。例如，可以利用分别位于第一反射器14上部和第一反射器14下部的两个气垫45来减小压力波在罐6上的冲击，与此同时把第一反射器14保持在最优位置，如图2所示。
在图2的实施例中，还可以注意到第二个圆盘形的反射器15的存在，其直径适应于第一反射器14的直径。该第二反射器15大体上封闭第一反射器14的顶部，而且也浸入罐6中(图2)。第二反射器15位于第一电极11和盖子30之间。所述第二反射器与盖子30隔开，并且大体上平行于盖子。所述第二反射器相对于罐6按照至少一个自由度自由移动。有利的是，所述第二反射器能够增加第一反射器14的惯性。
第二反射器15和盖子30之间的空间充满来自罐6的流体8，但是也可以具有加压气垫。因此提高了装置对压力波的阻尼或吸收。
最好通过适当的连接装置44把第二反射器15连接到盖子30，例如，所述连接装置为气动减震器或弹性体减震器。在一个示例性实施例中，可将其沿着盖子30的整个外围设置。
在图3所示的另一个实施例中，用可以加压的空气填充罐内壁18与反射器外壁36之间的空间38。在这个示范的实施例中，由合成材料制成的圆形包层可以在指定压力下储存空气，并因此在(圆形包层中容纳的)空气与罐6中容纳的水之间提供密封。因为与水相比，空气的变形能力较大，所以，压力波向罐6的传递得到衰减。因此，罐6经受较小的应力，使之能够减小罐6的厚度，并因此降低其质量。
为了保护底座16免受由压力波产生的可能振动，可将支架42(图3)放置在罐6与框架4之间。最好沿着罐6的外围放置所述支架。支架42的厚度以及所采用的材料适合在成形过程中把力从罐6分配到框架4上。
本发明因此提出一种具有位于罐中的至少一个反射器的电液成形装置，使之能够减少压力波对罐的冲击，并因此延长其使用寿命。而且，罐中存在至少一个反射器使之能够减小罐的厚度，并因此降低其质量。
本发明不仅限于上文通过非限制性实例的方式所述的实施例以及图中所示的形状和所提及的其它变体，还涉及到本领域技术人员可理解并在下列权利要求范围之内的任何实施例。

Claims (9)

1.电液成形装置(2)，其包括具有罐内壁(18)的罐(6)，模具(10)、第一电极(11)和第二电极(12)放置在所述罐内壁内，
其特征在于，自由的第一反射器(14)放在所述罐(6)中，并包围所述模具(10)、所述第一电极(11)和所述第二电极(12)。
2.根据权利要求1所述的电液成形装置(2)，其特征在于，所述第一反射器(14)的形状为圆柱形。
3.根据权利要求2所述的电液成形装置(2)，其特征在于，所述第一反射器(14)呈环状圆柱形。
4.根据权利要求1至3所述的电液成形装置(2)，其特征在于，所述第一反射器(14)相对于所述模具(10)同心地定位。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电液成形装置(2)，其特征在于，所述第一反射器(14)由金属或金属合金构成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电液成形装置(2)，其特征在于，第二反射器(15)大体平行于盖子(30)设置，在所述第一电极(11)与所述盖子(30)之间。
7.根据权利要求3和6所述的电液成形装置(2)，其特征在于，所述第二反射器(15)呈圆盘形。
8.根据权利要求6或7所述的电液成形装置(2)，其特征在于，所述第二反射器(15)通过阻尼器形式的连接装置连接到所述盖子。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电液成形装置(2)，其特征在于，空间(38)将所述罐内壁(18)与所述第一反射器(14)的反射器外壁(36)隔开，并且填充有与所述罐(6)所填充的相同的流体(8)。
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