CN110038949A - 一种金属薄板复杂曲面成型装置 - Google Patents
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Abstract
一种金属薄板复杂曲面成型装置由可置换式凹模、凹模凸缘减摩板、凹模固定装置、注油板、高压油供给系统、模具压紧装置、多级密封圈、挡油圈、背压调节器组成；可置换式凹模内嵌于凹模固定装置，可置换式凹模和凹模固定装置上端平齐，凹模凸缘减摩板置于可置换式凹模和凹模固定装置之上，凹模凸缘减摩板开有中心孔和可置换式凹模的内腔组合形成金属薄板复杂曲面的凹模型腔；在凹模型腔底部开设有阻尼孔，阻尼孔与背压调节器相连，背压调节器可调节薄板曲面成型时的背压；金属薄板置于凹模凸缘减摩板和注油板之间，但金属薄板在工作状态时不与注油板接触，在注油板与金属薄板之间的密封采用多级密封圈来实现，让密封圈产生一定的泄流量，让其产生一定的阻尼作用，那密封圈之间形成的环形槽油压，由外至里各环形槽的油压形成阶跃变化。
Description
技术领域
本发明涉及到金属塑性成形装置，尤其涉及到一种金属薄板复杂曲面成型装置。
背景技术
目前，采用冲压技术成型金属薄板曲面类零件，具有生产效率高、生产成本低等优点，尤其适合大批量薄板类零件的生产。由于冲压模具的加工精度要求较高，以及模具的材质与耐久度要求较高，因此，对于小批量金属复杂曲面薄板类零件的生产，为其单独设计并制造冲压作业的模具，这无论从生产成本还是从生产效率方面来看，均不是一个较好的选择。
采用常规模具拉深薄板复杂曲面时，由于模具与金属薄板之间的摩擦，导致金属薄板的塑性受到一定限制，因而，一些深凹坑或复杂曲面类薄板零件，受单道次成形极限的限制，需要多套冲压模具，并采用中间退火以恢复塑性，导致模具成本更加高昂。假若，通过传统的钣金工制作这类复杂曲面薄板零件，对工人技术能力要求高、劳动强度大、效率低、生产质量的稳定性较差。
针对以上问题，邓斌等人提出一种金属薄板成型模具，采用间隙成型法，可降低模具制造难度与成本（CN 101885023 A），对模具的尺寸精度要求降低，但由于凸模未能充分保证贴合金属薄板，因此其仅适用于一些特殊曲面的形状， 特别是一些曲面有突变的情况就无法生产。
发明内容
本发明目的在于提供一种金属薄板复杂曲面成型装置，解决使用传统冲压成型方式不适用于小批量金属薄板复杂曲面件的成型生产，手工制作周期长、精度低的问题。
上述金属薄板复杂曲面成型零件的特征为，
1）金属薄板的厚度不大于3毫米；
2）加工薄板的材质为金属但不限于钢铁、铜及铜合金、铝及铝合金。
为解决上述技术问题，其装置特征在于，薄板复杂曲面成型装置由可置换式凹模、凹模凸缘减摩板、凹模固定装置、注油板、高压油供给系统、模具压紧装置、多级密封圈、挡油圈、背压调节器组成；
所述可置换式凹模内嵌于凹模固定装置，可置换式凹模和凹模固定装置上端平齐；
所述凹模凸缘减摩板采用石墨制成、或涂抹适用于高压用的润滑剂的钢板制成，凹模凸缘减摩板置于可置换式凹模和凹模固定装置之上，凹模凸缘减摩板开有中心孔和可置换式凹模的内腔组合形成金属薄板复杂曲面的凹模型腔；
所述金属薄板置于凹模凸缘减摩板和注油板之间，但金属薄板在工作状态时不与注油板直接接触，在注油板与金属薄板之间的密封采用多级密封圈来实现，让密封圈产生一定的泄露量，让其产生一定的压力降，那密封圈之间形成的环形槽油压，由外至里各环形槽的油压形成阶跃变化，其油压对于金属薄板拉深来说其相当于由外至里逐级压力增大无摩擦的压边圈，压边圈的压力由外至里形成阶跃台阶，这与薄板成型时凸缘由外至里板变厚的趋势逐渐增大，里圈需要更大的压边力，而这种设计完美的吻合这种压边力的需要；
所述背压调节器包含比例控制阀、连接管、安全装置、阻尼调节装置，通过连接管与阻尼孔相连，通过比例控制阀使凹模型腔的背压与高压油供给系统保持恒定的比例；
所述凹模型腔底部开设有阻尼孔，阻尼孔与背压调节器相连，背压调节器可调节金属薄板曲面成型时的背压，以增强凹模与金属薄板之间的润滑和增大金属薄板成形的静水压力，以最大可能提高金属薄板的成形极限。
本发明的优点在于：
1.由于采用高压油压成型，没有凸模与薄板之间的摩擦，因而可极大的提升金属薄板的塑性，薄板的成型能力提高；
2. 凹模底部开有阻尼孔与背压调节器相连，通过调整背压的大小，既可可保证金属薄板与凹模之间的润滑， 又可增大金属成型时的静水压力，从而提高了金属薄板的塑性，也能提高制品的表面质量；
3. 金属薄板坯料与注油板之间的密封采用多级密封圈，多级密封圈由里至外，其密封圈的之间的油压逐渐减小，两密封圈之间的油压相当于一个压边圈的作用，使压边圈的压力由里至外形成下降的梯度，与拉深起皱的趋势吻合，从而减小起皱可能以提高拉深件的表面质量；
4.由于采用石墨材质制成、或涂抹适用于高压用的润滑剂的钢板制成的凹模凸缘减摩板，使金属薄板与凹模凸缘部分的摩擦减小，最大限度的增大金属薄板成型能力，提高了制品的表面质量；
5.采用了可置换式凹模结构，可把尺寸相近的凹模加工成外径尺寸相同，最大程度的降低了模具制作成本；
6.采用拼合式凹模结构时，本发明同样适用于口窄大肚曲面类零件的成型；
7.采用挡油圈，可防止随薄板拉深的进行，由于金属薄板被拉深进入凹模，使多级密封圈外围的密封圈压缩量突然减小产生较大的泄漏量。
附图说明
图1为本发明结构示意图。 （1）为高压油供给系统，包含油泵、流量调节器、压力调节器、安全装置、与注油板的连接管；（2）为模具压紧装置；（3）为注油板，采用高强钢制造；（4）为多级密封圈，采用橡胶、聚四氟乙烯、硅胶等材质；（5）为挡油圈，采用橡胶、聚四氟乙烯、硅胶等材质；（6）为金属薄板坯料；（7）为凹模凸缘减摩板，采用石墨板或涂抹适用于高压润滑剂的钢板；（8）为凹模固定装置，其与可置换式凹模之间采用过盈配合，采用钢铁制成；（9）为可置换式凹模，采用结构材料或模具材料制成；（10）为阻尼孔；（11）为背压调节器；（12）为凹模成型型腔。
具体实施方式
一种金属薄板深孔拉深成型装置
本装置的结构如图1所示。（1）为高压油供给系统，包含柱塞泵、节流阀、安全阀、溢流阀、高压油管；（2）为模具压紧装置，模具压紧装置与模具之间连接采用机械方式，液压压力机提供压紧力；（3）为注油板，采用低合金高强钢制造；（4）为多级密封圈，采用O形密封圈，密封圈材质采用高密度ABS；（5）为挡油圈，采用橡胶材质；（6）为金属薄板坯料；（7）为凹模凸缘减摩板，采用石墨板；（8）为凹模固定装置，其与可置换式凹模之间采用过盈配合，采用钢铁制成；（9）为可置换式凹模，采用碳素工具钢制成；（10）为阻尼孔；（11）为背压调节器，包含电液比例控制阀、高压橡胶管、安全阀、小流量调节阀；（12）为凹模成型型腔。
Claims (3)
1.一种金属薄板复杂曲面成型装置，其特征在于，成型装置由可置换式凹模、凹模凸缘减摩板、凹模固定装置、注油板、高压油供给系统、模具压紧装置、多级密封圈、挡油圈、背压调节器组成；
所述金属薄板复杂曲面成型的特征为，
1）金属薄板的厚度不大于3毫米；
2）加工薄板的材质为金属但不限于钢铁、铜及铜合金、铝及铝合金；
所述可置换式凹模内嵌于凹模固定装置；
所述凹模凸缘减摩板置于可置换式凹模和凹模固定装置之上，凹模凸缘减摩板和可置换式凹模的内腔组合形成金属薄板复杂曲面的凹模型腔；
所述背压调节器通过阻尼孔与凹模型腔相连，调节凹模型腔的压力。
2.权利要求1所述金属薄板置于凹模凸缘减摩板和注油板之间，在注油板与金属薄板之间的密封采用多级密封圈来实现，工作状态时密封圈产生一定的泄露量，让其产生一定的压力降，那由外至里各密封圈之间环形槽的油压形成阶跃变化，其环形槽油压对于金属薄板拉深来说相当于由外至里压力逐级增大的无摩擦压边圈。
3.权利要求1所述的凹模凸缘减摩板采用石墨或钢铁表面涂抹适于高压润滑的润滑剂。
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