CN108160824A - 一种电场作用下无凸缘圆筒件拉深模 - Google Patents

Abstract

一种电场作用下无凸缘圆筒件拉深模，其主要是：上模座与下模座之间通过由模架导套和模架导柱构成的导向机构相连。上模座与模柄、凹模垫板及拉深凹模构成模具上模，并在拉深凹模外套有一个环形正电极；下模座与其上方的拉深凸模、凸模固定板、压边圈及弹簧构成模具下模，同时拉深凸模内设有若干圆柱形负电极，以保证工作时与正电极构成回路。本发明利用电流流经毛坯所产生的焦耳电阻热直接对坯料本身加热，然后通过加压装置对毛坯施加一定的压力，使得坯料在变形过程中内部温度分布非常均匀，从而改善产品质量。此外，本发明结构简单、成形效率高、耗能少、产品质量稳定。

Description

一种电场作用下无凸缘圆筒件拉深模

技术领域

本发明涉及一种冲压模具，特别是电场作用下的拉深模具。

背景技术

拉深是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。它是冲压基本工序之一。可以加工旋转体零件，还可加工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件。拉深零件的尺寸，可从直径几mm至2～3m，厚度为0.2～300mm。它在汽车、拖拉机、飞机、钟表、电器、仪表、轻工和民用产品中，均有广泛应用。

在实际拉深成形过程中，会出现拉裂、残余应力等现象，其结果会在不同程度上影响工件表面质量、强度、韧性以及使用寿命等性能。圆筒件在拉深过程中板料变薄剧烈，若径向拉应力大于板料的抗拉强度，便会在变薄处产生拉裂，在一般的冲压成形过程中，采用适当的拉深比和压边力、增加凸模表面的粗糙度可在一定程度上减弱拉裂的程度；另一方面，拉深后的圆筒中留有大量残余应力，这种残余应力会使筒壁由于应力腐蚀而开裂，该现象是由于板料不均匀塑性变形而引起的，若使板料变薄，便可大大减少残余应力，不过与之前所述的现象自相矛盾，形成技术上的难题。如何解决拉深圆筒件产品质量的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可解决圆筒件在拉深过程中出现的拉裂、残余应力的现象，提高产品的表面质量、力学性能以及使用寿命的电场作用下无凸缘圆筒件拉深模。本发明采用倒装式拉深模结构。

本发明主要包括：上模座，下模座，导向机构，拉深凸模，拉深凹模，压边圈，正负电极和弹簧。其中，板式上模座与下模座之间设有导向机构，该导向机构的圆筒形模架导套上端固定在上模座对应的通孔内，下端与模架导柱上部套接，模架导柱下端固定在下模座对应的通孔内，使模架导套能够沿模架导柱进行轴向滑动，以保证上模座能够垂直运动。上模座上端面中部设槽孔，其内置有中空阶梯圆柱形模柄，其大直径部分的通孔与上模座中部槽孔的上的螺孔对应并通过紧固件相连，模柄的作用是使拉深凹模在压力机上有一个比较准确的位置。在上模座的下面设有凹模垫板，以防止在工作过程中上模座受力过大而被破坏，所述凹模垫板为圆环形板，在其板面上设有若干通孔，这些通孔上面与上模座中部槽孔外的通孔对应，下面与拉深凹模周壁内的带螺纹竖直螺孔相对应，并由设在上模座、凹模垫板及拉深凹模内的紧固件将三者相连。所述拉深凹模中心通孔呈阶梯形，大孔在上小孔在下，该拉深凹模中心通孔内设有阶梯圆柱形顶件器，其大直径与凹模大孔及凹模垫板中心通孔直径相同，其小直径与凹模小孔直径相同，所述顶件器大直径部分置于凹模上部大孔内且上表面与置于模柄中空腔内的打杆下端接触，用于顶出被加工好的工件；顶件器小直径部分置于凹模下部小孔内，该小孔在合模时与拉深凸模相配合。另在拉深凹模底部外凸的边沿上面套有一个内径与拉深凹模上部外径对应的环形正电极，该正电极上表面设有外接电源火线的正极接线柱。在拉深凹模下面设有与其对应的拉深凸模，拉深凸模主体呈圆柱形，底部设连接用的外凸边沿，拉深凸模上端面与周面圆滑过渡，凸模内设与其同轴线的中心通孔，又在凸模中部设过轴线的4-6个径向通孔，每个通孔内各置有一个外设绝缘套的横置负电极，绝缘套用于隔绝负电极与凸模内表面，保证在变形剧烈时才有电流流过，以达到高效、节约能源的目的，且绝缘套与负电极采用过盈配合，负电极外端面(朝向凸模筒壁)与凸模周面平齐，以保证在工作过程凹模内表面与负电极外端面接触，所述横置负电极内端面均与设在中心通孔内的竖置负电极顶部相连，该竖置负电极外部也设绝缘套，下端设有位于拉深凸模外的负极接线柱。所述拉深凸模顶部套有与拉深凹模下端面对应的压边圈，其中心设有与拉深凸模外轮廓相配合的模孔，同时，压边圈中心通孔上端面设有同轴的凹槽即定位凹槽，其与板料毛坯等直径且等厚度，以起到定位作用；该压边圈最好采用弹性压边圈，在压边圈下端面设四个开口朝下的盲孔，每个盲孔内置有一个弹簧的上端，弹簧下端置于凸模固定板，对应的阶梯形通孔内，该凸模固定板中心设有与拉深凸模外凸边沿对应的大孔朝下的阶梯通孔，用于凸模定位。凸模固定板下端面置于下模座上，其阶梯形通孔与下模座上的螺孔对应，穿过下模座通孔及凸模固定板阶梯通孔及弹簧的紧固件上端置于压边圈的槽孔内。另在下模座与负极接线柱对应的位置上设有竖直的通孔，同时在下模座侧面设有与所述通孔相通的圆孔，用于零线与负接线柱相连。

本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明是利用电流流经毛坯所产生的焦耳电阻热直接对坯料本身加热，并使其温度保持在成形温度范围内，然后通过加压装置对毛坯施加一定的压力，使其在模具中发生塑性变形，使得坯料内部温度分布非常均匀，从而有利于坯料的塑性变形，改善产品质量；同时可有效地减少传统拉深成形过程中所出现的拉裂、残余应力等缺陷。此外，本发明的拉深装置还具备结构简单、成形效率高、耗能少、产品质量稳定等特点。

附图说明

图1为本发明立体示意图；

图2为本发明主视剖面示意图；

图3为本发明负电极立体示意图；

图4为本发明模柄的立体示意图；

图5为本发明上模座的立体示意图；

图6为本发明凹模垫板的立体示意图；

图7为本发明顶件器的立体示意图；

图8为本发明拉深凹模的立体示意图；

图9为本发明模架导柱的立体示意图；

图10为本发明模架导套的立体示意图；

图11为本发明正电极的立体示意图；

图12为本发明压边圈半剖立体示意图；

图13为本发明拉深凸模半剖立体示意图；

图14为本发明凸模固定板的立体示意图；

图15为本发明下模座的立体示意图；

图中：1.打杆，2.模柄，3.上模座，4.凹模垫板，5.顶件器，6.拉深凹模，7-1.正电极，7-2.正极接线柱，8-1.压边圈，8-2.弹簧，9.凸模固定板，10-1.负电极，10-2.绝缘套，10-3.负极接线柱，11.拉深凸模，12.下模座，13-1.模架导柱，13-2.模架导套。

具体实施方式

以下结合附图对发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在图1和图2所示的电场作用下的无凸缘圆筒件拉深模示意图中，板式上模座3与下模座12之间设有导向机构，该导向机构的圆筒形模架导套13-2，如图10所示，上端固定在上模座对应的通孔内，下端与模架导柱13-1，如图9所示，上部套接，模架导柱下端固定在下模座对应的通孔内。上模座3如图5所示，上端面中部设槽孔，其内置有中空阶梯圆柱形模柄2，如图4所示，其大直径部分的通孔与上模座中部槽孔的上的螺孔对应并通过紧固件相连。在上模座3的下面设有凹模垫板4，如图6所示，所述凹模垫板4为圆环形板，在其板面上设有若干通孔，这些通孔上面与上模座中部槽孔外的通孔对应，下面与拉深凹模周壁内的带螺纹竖直螺孔相对应，并由设在上模座、凹模垫板及拉深凹模内的紧固件将三者相连。所述拉深凹模6如图8所示，中心通孔呈阶梯形，大孔在上小孔在下，该拉深凹模中心通孔内设有阶梯圆柱形顶件器5，如图7所示，其大直径与凹模大孔及凹模垫板中心通孔直径相同，其小直径与凹模小孔直径相同，所述顶件器大直径部分置于凹模上部大孔内且上表面与置于模柄中空腔内的打杆1下端接触；顶件器5小直径部分置于凹模下部小孔内，该小孔在合模时与拉深凸模11相配合。另在拉深凹模6底部外凸的边沿上面套有一个内径与拉深凹模上部外径对应的环形正电极7-1，如图11所示，该正电极7-1上表面设有外接电源火线的正极接线柱7-2。在拉深凹模下面设有与其对应的拉深凸模11，如图13所示，拉深凸模主体呈圆柱形，底部设连接用的外凸边沿，拉深凸模上端面与周面圆滑过渡，凸模内设与其同轴线的中心通孔，又在凸模中部设过轴线的5个径向通孔，每个通孔内各置有一个外设绝缘套10-2的横置负电极10-1，负电极外端面(朝向凸模筒壁)与凸模周面平齐，所述横置负电极内端面均与设在中心通孔内的竖置负电极顶部相连，如图3所示，该竖置负电极外部也设绝缘套，下端设有位于拉深凸模外的负极接线柱10-3.所述拉深凸模顶部套有与拉深凹模下端面对应的压边圈8-1，如图12所示，其中心设有与拉深凸模11外轮廓相配合的模孔，同时，压边圈8-1中心通孔上端面设有同轴的凹槽即定位凹槽，其与板料毛坯等直径且等厚度；该压边圈最好采用弹性压边圈，在压边圈下端面设四个开口朝下的盲孔，每个盲孔内置有一个弹簧8-2的上端，弹簧下端置于凸模固定板9，如图14所示，对应的阶梯形通孔内，该凸模固定板9中心设有与拉深凸模外凸边沿对应的大孔朝下的阶梯通孔。凸模固定板下端面置于下模座上，如图15所示，其阶梯形通孔与下模座上的螺孔对应，穿过下模座通孔及凸模固定板阶梯通孔及弹簧的紧固件上端置于压边圈的槽孔内。另在下模座与负极接线柱对应的位置上设有竖直的通孔，同时在下模座侧面设有与所述通孔相通的圆孔。

本发明的工作过程大致如下：模具起始处于开模状态，装在普通压力机上。外接接线柱正极7-2的电源火线与外接接线柱负极10-3的电源零线处于开启状态。人工将板料毛坯放在压边圈8的定位凹槽内。拉深凹模随着压力机下行，模架导套13-2沿模架导柱13-1轴向滑动，当拉深凹模6下表面与压边圈8-1上表面接触时，进入拉深状态。弹簧8-2随着压边圈8-1继续往下压，拉深凸模11逐渐进入到拉深凹模6内，板料毛坯进而与拉深凸模11内的负电极10-1接触。此时构成电回路，电流由正电极7-1流经板料毛坯，最后经负电极10-2流出。直至拉深凸模11全部进入拉深凹模内，所得制件为无凸缘圆筒形件。拉深完成后，拉深凹模回升，若制件留在凹模6内，由顶件器5将制件推出凹模；若制件留在凸模11上，由弹簧8-2通过压边圈8-1将制件从凸模11上卸下。如此进行下一次拉深工作。

Claims (3)

1.一种电场作用下无凸缘圆筒件拉深模，其特征在于：板式上模座与下模座之间设有导向机构，该导向机构的圆筒形模架导套上端固定在上模座对应的通孔内，下端与模架导柱上部套接，模架导柱下端固定在下模座对应的通孔内，上模座上端面中部设槽孔，其内置有中空阶梯圆柱形模柄，其大直径部分的通孔与上模座中部槽孔的上的螺孔对应并通过紧固件相连，在上模座的下面设有凹模垫板，所述凹模垫板为圆环形板，在其板面上设有若干通孔，这些通孔上面与上模座中部槽孔外的通孔对应，下面与拉伸凹模周壁内的带螺纹竖直螺孔相对应，并由设在上模座、凹模垫板及拉伸凹模内的紧固件将三者相连，所述拉伸凹模中心通孔呈阶梯形，大孔在上小孔在下，该拉伸凹模中心通孔内设有阶梯圆柱形顶件器，其大直径与凹模大孔及凹模垫板中心通孔直径相同，其小直径与凹模小孔直径相同，所述顶件器大直径部分置于凹模上部大孔内且上表面与置于模柄中空腔内的打杆下端接触，顶件器小直径部分置于凹模下部小孔内，该小孔在合模时与拉伸凸模相配合，另在拉伸凹模底部外凸的边沿上面套有一个内径与拉伸凹模上部外径对应的环形正电极，该正电极上表面设有外接电源火线的正极接线柱，在拉伸凹模下面设有与其对应的拉伸凸模，拉伸凸模主体呈圆柱形，底部设连接用的外凸边沿，拉伸凸模上端面与周面圆滑过渡，凸模内设与其同轴线的中心通孔，又在凸模中部设过轴线的4-6个径向通孔，每个通孔内各置有一个外设绝缘套的横置负电极，负电极朝向凸模筒壁外端面与凸模周面平齐，所述横置负电极内端面均与设在中心通孔内的竖置负电极顶部相连，该竖置负电极外部也设绝缘套，下端设有位于拉伸凸模外的负极接线柱，所述拉伸凸模顶部套有与拉伸凹模下端面对应的压边圈，其中心设有与拉伸凸模外轮廓相配合的模孔，同时，压边圈中心通孔上端面设有同轴的凹槽即定位凹槽，其与板料毛坯等直径且等厚度，在压边圈下端面设四个开口朝下的盲孔，每个盲孔内置有一个弹簧的上端，弹簧下端置于凸模固定板，对应的阶梯形通孔内，该凸模固定板中心设有与拉伸凸模外凸边沿对应的大孔朝下的阶梯通孔，凸模固定板下端面置于下模座上，其阶梯形通孔与下模座上的螺孔对应，穿过下模座通孔及凸模固定板阶梯通孔及弹簧的紧固件上端置于压边圈的槽孔内。

2.根据权利要求1所述的电场作用下无凸缘圆筒件拉深模，其特征在于：在下模座与负极接线柱对应的位置上设有竖直的通孔，同时在下模座侧面设有与所述通孔相通的圆孔。

3.根据权利要求1或2所述的电场作用下无凸缘圆筒件拉深模，其特征在于：压边圈采用弹性压边圈。