CN1079305C - 液压拉深装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一在压型机上拉制金属薄板成形零件的液压拉深装置，它创制一液压拉深装置，在工件的形状和质量方面的工作参数不同的情况下，可用以紧张可重复拉深。本发明的特征在于，用来对工件进行拉深的夹持力分布在一外作用轮圈和一内作用轮圈上，外作用轮圈接受以液压方式来自板坯夹持缸的一可调基本载荷并作用到工具底板上，而内轮圈的作用点压紧/成形柱栓作用在板坯夹持板上，并可分别单独或成组地有目的地调节后进行加载。

Description

液压拉深装置

本发明涉及在压型机上拉制薄板成形件的一种液压拉深装置。

根据DE-OS 44 35 069，已知有一种液压拉深装置。这一发明的任务依据是：将压型机同流体弹性拉制设备合在一起进行设计，做到能够在不必花费昂贵的费用情况下，适当地改装现有的采用沿用至今的常规拉深成型技术的工具设备，以使这类较陈旧的工具设备能按照在现代计算机数字控制下的在力作用场中分解的多点装置的要求运行。

根据DE 44 35 069的发明的基本优点在于，常规的单作用压型机工具设备不需要经过烦琐和昂贵的适应性改造就能用于一种在计算机数字控制的多点力控制下的过程引导拉深成型。没有得到解决的是工件板坯的不同的流动特性问题，例如，在制作双洗涤槽时，因其中每个槽的几何形状不同，譬如槽的间距、深度、半径和板厚不同，以及工件材料质量不同，这就是说，必须按过去已知的方式，在关键性的连续作业的正常范围内，在坯件夹持板下或拉模环下垫以碎纸片。特别是在新工具设备试车时，这需要耗费很多时间，而且仅在一定条件下是可重复生产的。

本发明所依据的任务是创制一种液压拉深装置，用这种设备在工件的形状和质量方面有极不相同的工作参数时，如材料特性、滑脂或滑油润滑、温度等等，可进行可重复的拉深，而无须进行不断的手工修正，例如通过垫碎纸片进行修正。

为实现上述目的，本发明提供了在压型机上拉制金属薄板成型零件用的液压拉深装置，配有一与液压缸对置支撑的板坯夹持板以及用液压压力缸在拉制方向上拉动的拉制阳模，一布置在板坯夹持板下方的工具底板，以及带有若干短冲程缸按照拉模环轮廓线进行多点控制的多点装置，其中，推杆在向下运动到快要与工件接触之前可被固定住，与工件之间有一缝隙间距Δs，可使压型机机架处于不闭合的刚性固定状态，而靠液压动作的短冲程缸则跨越缝隙间距Δs，并借助板坯夹持板把工件推向拉模环，其特征在于，拉深工件的夹持力分布在一外作用轮圈和一内作用轮圈上，其中外作用轮圈接受以液压方式来自板坯夹持缸的一可调的基本载荷，并作用到工件底板上，而内作用轮圈的作用点藉由压紧/成形柱栓作用在板坯夹持板上，并且可以分别单独或成组地有目的地调节后进行加载。

通过根据本发明的解决办法，可以在不要碎纸片垫底的情况下实现工件板坯的可重复拉制。达到简单而又可重复拉制的办法在于，利用可调节的板坯夹持力的基本载荷分量将外作用轮圈送到工具底板上方板坯夹持板上，就是说，压紧柱栓不是作用在板坯夹持板上，而是作用在工具底板的平面上。而内作用轮圈则相反，可以有目的地单一或成组地控制作用点或作用面与拉模环的几何形状相适应。控制过程中，可以通过使作用力高度集中于关键位置，例如集中于一双洗涤槽的腹板范围内，减缓板坯材料的进入，并通过适当调整沿拉模环轮廓线液压板坯夹持缸内的力分布图形控制板坯材料的进入。

根据本发明经过改进的多点系统的优点在于，把板坯夹持功能分为两个不同的功能级。一液压圈作为基本载荷(外作用轮圈)作用在工具底板上，该底板布置在原来的板坯夹持板之下，同时使该基本载荷在一可调节的均匀的板坯夹持力作用下作用在整个板坯上。作为对这一功能级的补充，在拉模环半径附近还有不同的成组组合的缸(内作用轮圈)直接作用在板坯夹持器上。这些缸精确地控制着成型区附近关键范围内材料的流动。为此，以优越的方式为板坯夹持缸提供一个较大作用面积，以便利用不同造型的压紧柱栓达到最佳作用点。于是，根据需要产生了用于制造工件系列零件的多点装置，为适应其它的工件系列，利用现有的电气和液压压型机控制调节设备，它可以整个地或部分地进行置换。只要使推杆到工件的距离达到Δs，一单独的多点装置的布置可保证重复传递指定的板坯夹持力。这样规定推杆在导入大的偏心载荷时还可保证在可重复的工作条件下而不会倾倒。偏心载荷力矩对推杆的影响很小。尤其是，在拉制过程中板坯夹持力的分布不会因推杆的倾倒而发生变化。

本发明由一液压压型机、一板坯夹持功能多点装置和作为拉深阳模传动装置的挠性成型元件构成，根据本发明的多点控制系统的当前发展阶段，为复杂零件的可重复拉深过程提供了可能性。基于把板坯夹持功能与推杆功能分开来的原则，多点装置与零件几何形状相匹配，成型元件的定位可以保证作用力同心导入，因而使过程的稳定性得到改善。压型机采用计算机控制可使复杂的参数调整的操作简单化。结果，缩短了调整的时间，同废品率下降的情况一样，材料消耗减少到最小。特别是在优质钢厨房洗涤槽成型方面的应用，证实了工艺控制方面的改进。

本发明的其它特征和优点，详见附属的权利要求和根据图纸对一实施例的说明。

图纸中：

图1是配有根据本发明的拉深装置的压型机的正视图，

图2是根据图1放大比例的带拉制工具的多点装置，

图3a是根据图1的多点控制装置和图3b的A-A截面，

图3b是板坯夹持缸内、外作用轮圈及矩形轮廓线零件的布置平面图，

图4a是布置在板坯夹持缸工作面中间位置的一圆形压紧柱栓的构成平面图，

图4b是布置在板坯夹持缸工作面中间位置的一矩形压紧柱栓的构成平面图，

图4c是布置在板坯夹持缸工作面外侧中间位置的一圆形压紧柱栓的构成平面图，

图4d是布置在板坯夹持缸工作面外侧中间位置的一矩形压紧柱栓的构成平面图，

图5a是带有并列布置的可转换模块化条的一多点装置的构成图，

图5b是带有在通用托板上任意布置的可转换模块化条的一多点装置的另一构成图，

图5c是带有在通用托板上任意布置的不同模块结构形式的一多点装置的另一构成图，

图6a是拉制行程过程中的压力分布图形，

图6b是参数的屏幕显示，

图7a是一双洗涤槽内作用轮圈的工具底板与插入的压紧柱栓和短冲程柱塞位置，

图7b是一单洗涤槽内作用轮圈的工具底板与插入的压紧柱栓和短冲程柱塞位置，

图8a是成型缸在台面板上的布置透视图，

图8b是可移式成型缸及其在台面板导槽上的拉深柱塞平面图，

图8c是根据图8b台面板上带拉深柱塞的两个成型缸的布置图。

图1中所示为一压型机1中根据本发明的拉深装置，处于拉深过程开始前的关闭状态，没有板坯19。在这种状态下，压型机1承担一夹持或工具夹紧装置的功能。这就是说，闭合缸2通过液压方式使推杆3和中间板4的自重及拉模环8在张开和闭合运动过程中作垂直运动的功能。在闭合位置，在拉深成形过程中出现的成形作用力和板坯夹持力(作业作用力)在静态经过定距块21被吸收。在一定情况下，在下闭合位置，可以使用液压控制的机械锁闭装置取代定距块21，使出现的作用力在压型机框架7的台面结构与推杆3之间被截获。

图2中所示为放大了的拉制工具和多点装置12的详图。其中，工具的下半部分由元件拉制阳模9、板坯夹持板10、工具底板11、压紧柱栓5和成形柱栓20构成。多点装置12包括板坯夹持缸13(结构形式为短冲程缸)和短冲程柱塞14。同常规的结构形式一样，拉模环8与中间板4固定连接，并且可同推杆一起抬升和下落。

可置换多点装置12的短冲程柱塞14被设计成能适用于零配件相似但尺寸不同的一个产品系列。实施时最重要的问题是处理产品形状(例如拉模环8为矩形)与缸位置之间的关系，以便在压力和拉力范围内能以最有效的方式控制材料流程。与常规的单作用和双作用压型机相比较，采用仅有几毫米安装冲程的短冲程原则，其优点在于，在根据工件几何形状放置执行机构方面有更多的灵活性。与改进的液压系统动态性能相结合，可以做到这一点，并能实现复杂的板坯夹持力分布图形的程序化，准确地满足拉制过程的每一阶段所必需的要求。

板坯夹持缸13的夹持力分布在一外作用轮圈25和一内作用轮圈26中，其中，外作用轮圈25利用基本载荷压紧柱栓6，以一个可调节的保持不变的基本载荷作用在工具底板11上；而内作用轮圈26的作用点则经过压紧柱栓5和成形柱栓20，通过工具底板11上相应成形的开口作用在板坯夹持板10上，并且可分别单独地或成组地在有目的地控制下加载。在图3a和3b中，作用轮圈25和26经过分界线30(粗虚线)分隔后被清晰地显现出来。在狭窄的网屏区内，板坯夹持缸13把短冲程柱塞14围在与被拉制工件相应的拉模环轮廓线18的周围。台面板15(参见图8a和8b)在工作面的中间区域特设一切口，布置成型缸/柱塞16/17的壳体23的导槽24。根据拉制阳模9的几何形状，可以相应地安排许多液压成型柱塞17。

这样把可移动的液压缸单元布置成拉伸传动机构安排在压型机的下横梁内可承担不同几何形状的零件的拉制功能。通过把拉制功能与多点装置12分离，只要多点装置12可进行置换并适应成型缸/柱塞16/17的位置，压型机1就能容易地适应不同的产品类别。

一拉深过程的功能变换经过如下：打开压型机1，平整的板坯19被放置到板坯夹持板10和下降了的拉制阳模9上。然后，经过迅速的闭合运动之后，推杆3靠液压或机械作用沿导轨22下降，一直降到在工件19之上一约为0.5 mm到5 mm的小缝隙Δs处。这时，推杆3受定距块21支撑，此时经过调整的推杆的作用力必须超过全部有效的作业作用力。如若不然，推杆也可以经过一机械/液压定位装置实现固定。在图1中示出了缝隙间距s，它等于板坯19的板厚加缝隙Δs。由于推杆3卡住时到工件19有一缝隙Δs，因此，即使在发生很迅速的闭合运动时，也不会造成对工件19的动力碰撞冲击。由此也就不需要耗费过多的常规拉制缓冲板的预加速过程。在固定或卡住推杆3之后，用液压起动板坯夹持缸13和短冲程柱塞14。板坯夹持板10在液压作用下相对于缝隙间距Δs被抬高，这样工件19就被压向拉模环8。如果在液压作用下超过了缝隙Δs，并达到了板坯夹持缸13或缸群的额定值，拉制冲程的拉制阳模运动立即开始。在拉深冲程过程中，板坯夹持缸13或缸群中的压力在计算机控制下随拉伸、压缩成型范围内不同的材料流动(例如在压缩成型范围内由于材料集中合流使材料变厚，以及边框凸缘处材料变厚)相应地发生变化。压紧柱栓5和成形柱栓20与各自的拉伸、压缩成型范围相对应，并沿洗涤槽几何形状的拉模环轮廓线18布置。

如图3和图4所示，短冲程柱塞14有相当高的工作面，因而压紧柱栓5或成形柱栓20也可以与拉模环几何形状或拉制阳模周边相对应地偏心布置在板坯夹持缸13内的短冲程柱塞14的工作面上。为此。当然必须根据压紧柱栓5和成形柱栓20的形状配制工具底板11。成形柱栓20可以相应地配合工件形状或拉模环轮廓线18。图5a、5b和5c以及图7a和7b表明了如何通过压紧柱栓5和成形柱栓20在板坯夹持缸13的工作面的不同应用保证与一零件系列的类似工件相匹配的可能性，其中，多点装置12可由许多可置换模块化条27组合而成，因而可用来制造尺寸不同的各种工件。图5a、5b和5c分别用正视图和侧视图示出了用可置换条27或可置换模块28和28’组成的一工具底板11的构造，可置换条或模块可对应一零件系列的工件固定在托板29上。

图6a表示拉制行程过程中的压力分布图形，图6b表示工件系列如何能通过把工件参数输入计算机和可编程图形在监视器上表示和展开。

在图6b中，表示拉制一个具有不同尺寸槽的双洗涤槽时的起动值(单位KN)，它是作为在监视器上显示的一个例子。此外，从下表中左边也可以反映出有关参数情况。

推杆向下快速行程	达到多点起动值	达到拉制行程
			推杆定距	成型元件c起动	卸载
达到推杆的压力	成型元件A/B起动	推杆向上快速行程

Claims (7)

1.在压型机上拉制金属薄板成型零件用的液压拉深装置，配有一与液压缸对置支撑的板坯夹持板以及用液压压力缸在拉制方向上拉动的拉制阳模，一布置在板坯夹持板下方的工具底板，以及带有若干短冲程缸按照拉模环轮廓线进行多点控制的多点装置(12)，其中，推杆在向下运动到快要与工件接触之前可被固定住，与工件之间有一缝隙间距Δs，可使压型机机架处于不闭合的刚性固定状态，而靠液压动作的短冲程缸则跨越缝隙间距Δs，并借助板坯夹持板把工件推向拉模环，其特征在于，拉深工件(19)的夹持力分布在一外作用轮圈(25)和一内作用轮圈(26)上，其中外作用轮圈(25)接受以液压方式来自板坯夹持缸(13)的一可调的基本载荷，并作用到工件底板上，而内作用轮圈(26)的作用点藉由压紧/成形柱栓(5；20)作用在板坯夹持板(10)上，并且可以分别单独或成组地有目的地调节后进行加载。

2.根据专利权要求1的液压拉深装置，其特征在于，短冲程柱塞(14)具有相当大的工作面，足以保证来自工具底板(11)的压紧/成形柱栓(5或20)能同心或偏心地布置在其工作面上。

3.根据专利权要求1或2的液压拉深装置，其特征在于，通过压紧/成形柱栓(5，20)在柱塞工作面上的不同的布置，可以适应以零件系列的类似工件。

4.根据专利权要求1的液压拉深装置，其特征在于，多点装置(12)由两个或多个可置换模块(27，28或28’)组成，通过不同的组合适合于制造不同的工件。

5.根据专利权要求1的液压拉深装置，其特征在于，通过把工具参数(力分布图形，板坯夹持器)输入一计算机，可实现板坯夹持和成型操作的图形显示和存储有关工具的数据组。

6.根据专利权要求1的液压拉深装置，其特征在于，一个或多个成型缸(16)与其壳体(23)一起作为一个整体布置在台面板(15)的导槽(24)内，是可移动的和可置换的。

7.根据专利权要求1的液压拉深装置，其特征在于，内作用轮圈(26)的压紧/成形柱栓(5；20)是根据从属的拉模环轮廓线(18)设计和加工成型的。

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