CN112170648B - 一种双层筒形零件正反拉深成形模具和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双层筒形零件正反拉深成形模具和方法。该模具下端有凸模和凹模,凹模上有拉深槽,模具上端有背压冲头和凸环,凸环外套有压边圈。正反拉深成形时,将板材放置在模具上,开始时凸模上端与压边圈底端齐平,将板材置于凸模与凸环之间,凸环静止不动,底部凸模上行拉深板材向凸环内流动,板材在背压冲头背压力、凸环向下的压力与凸模向上的压力作用下逐步包覆凸模,当凸模上升至指定行程后开始下降,这时凸环下行拉深板材,在模具内各部件的压力作用下,包覆凸模部位的板材厚度基本不变,而压边圈下面的板材继续补料直至板材与凹模贴模,成形终止。本发明节省了模具,缩短了工件的加工工序,提高了生产效率。

Description

一种双层筒形零件正反拉深成形模具和方法
技术领域
本发明涉及金属板材技术领域,更具体地说,涉及一种双层筒形零件正反拉深成形模具和方法。
背景技术
在汽车、电子、航空等领域中,所需加工的一些金属零件形状较为复杂,采用旋压工艺一次旋压成形较为困难,需要采用多套模具通过多道次加工成形,并且旋压工艺对工件表面质量要求比较高的零件加工有难度,可先采用冲压成形的方法制造出工件的毛坯。而采用普通冲压方法加工时无法完成对正反拉深结构的一次冲压成形,零件需要多副模具和工序才能成形,这样的加工方法加工成本较高,经济效益差。
目前制作曲面类零件或拉深系数较小、拉深变化程度大的零件所采用的正反拉深方法一般是先用直径稍大的凸模或凹模进行正拉深,冲压出直径稍大的筒形坯料,再用直径小的凸模或凹模对坯料进行反拉深,或者先冲孔再加工零件的外圆,这样的方法有的需要采用多套模具对工件进行拉深,有的对工件进行反拉深时,零件靠近正拉深凸模或凹膜倒角与筒壁的相切处的板材易发生破裂,并且对于对法兰边有要求的工件,不易加工。
发明内容
针对上述现有技术中的缺陷,本发明的目的在于提供一种结构简单、生产效率高的一种双层筒形零件正反拉深成形模具和方法,正反拉深成形方法利于抵消前次拉深残余应力,节省了模具,模具结构简单,提高了生产效率,有利于加工对于圆弧过渡处有尺寸要求的双层筒形零件,有利于避免板材起皱现象。
本发明提供了以下技术方案:
一种双层筒形零件正反拉深成形模具,所述模具包括:
上下相对设置且相互匹配的第二部分和第一部分,所述第一部分位于所述第二部分的下端,用于制作双层筒形零件的板材位于所述第一部分和所述第二部分的中间;
所述第一部分包括:固定在成形设备或模具固定装置的凸模和凹模;所述凸模为筒形,其直径与所述双层筒形零件的内径相同;所述凸模上端的形状为与所述双层筒形零件的底部结构相匹配的形状;所述凹模为具有第一中心通孔的环形零件,所述第一中心通孔的直径大于或等于所述凸模的外径,所述凹模套在所述凸模的外侧;所述凹模的第一中心通孔上设有与所述双层筒形零件相应部位尺寸相同的环形沟槽;
所述第二部分包括:固定在成形设备或模具固定装置的背压冲头和凸环;所述背压冲头为筒形,其下端为与所述凸模上端的形状相对应的凹形,且所述背压冲头下端垫有橡胶;所述背压冲头的直径为所述凸模的直径加上板料的厚度;所述凸环为具有第二中心通孔的筒形零件,第二中心通孔的直径大于所述凸模的外径,所述凸环套在所述背压冲头外侧;所述凸环下端的尺寸与所述双层筒形零件相应部位的尺寸相同;
所述凸环的外面套有压边圈;所述压边圈为具有第三中心通孔的环形零件,所述第三中心通孔的直径大于或等于所述凸环的外径;所述第三中心通孔的内径等于所述凸模的外径加上所述环形沟槽的宽度。
进一步地,所述模具用于制作带有法兰边的双层筒形零件。
进一步地,所述模具用于制作内外圆的圆弧过渡处有复杂尺寸要求的双层筒形零件。
进一步地,所述凸模上端为圆台形。
进一步地,所述凸模上端为圆台形,且所述圆台形端面中间有一球形凸起,所述球形凸起的尺寸与所述双层筒形零件相应部位的尺寸相同。
进一步地,所述凸模上端为圆台形,且所述圆台形断面中间有一圆锥台形凸起,所述圆锥台形凸起的尺寸与所述双层筒形零件相应部位的尺寸相同。
本发明还提供了一种利用上述双层筒形零件正反拉深成形模具的双层筒形零件正反拉深成形方法,所述方法包括:
使模具中的凸模的顶部与凹模的上表面齐平,凸环的底部、背压冲头的底部与压边圈的下表面齐平,将板材放置在压边圈与凹模中间;
将凹模顶部与压边圈压住板材边缘,保持凹模顶部与压边圈对板材施加预设强度的压力;
向凸模和背压冲头分别施加使凸模和背压冲头上行的外载力;凸环静止不动,凸模与背压冲头上行,凸模在外载力作用下上行拉深板材,板材沿着压边圈下表面向凸环内流动,背压冲头在外载力作用下对板材施加合适的背压力,板材在背压冲头背压力、凸环向下的压力与凸模向上的压力作用下逐步包覆凸模和逐步贴紧凸环内腔,当检测到凸模上升至设定的行程后,停止向凸模和背压冲头施加使凸模和背压冲头上行的外载力,凸模和背压冲头停止上行;
向凸模与背压冲头分别施加使凸模和背压冲头下行的外载力,凸模与背压冲头下行,同时,凸环也开始下行,凸环下行拉深板材,在这过程中,背压冲头始终对板材施加合适背压,在背压冲头的背压力与凸环内腔向内及凸模向外的压力作用下,包覆凸模部位的板材厚度基本保持不变,而压边圈下面的金属板材继续补料直至板材与凹模完全贴模,零件最终成形。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
先采用直径较小的凸模进行正拉深成形内圆,再采用内径较大凸环进行反拉深形成外圆,以及进行反拉深成形外圆时,凸模、背压冲头随凸环一起下行,这有利于零件内圆与外圆的圆弧过渡处的补料,有利于避免了双层筒形零件中靠近正拉深凸模倒角与筒壁的相切处的板材发生破裂,并且减少了前次拉深后产生的残余应力,提高成形极限,法兰边与内圆的板材同时补料,利于外圆的成形,有利于加工对于内外圆的圆弧过渡处有复杂尺寸要求或需要带有法兰边的双层筒形零件。在拉深过程中,在背压冲头的背压力与凸环内腔向内及凸模向外的压力作用下,包覆凸模部位的板材厚度基本保持不变,有效的抑制了板材的减薄,有利于避免板材起皱现象。并且,模具装置中的压边作用可以有效避免板材起皱。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中双层筒形零件正反拉深成形模具加工前主视剖面示意图;
图2为本发明实施例1中双层筒形零件正反拉深成形模具凸模上行结束后主视剖面示意图;
图3为本发明实施例1中双层筒形零件正反拉深成形模具加工完成后主视剖面示意图;
图4为本发明实施例1中加工完成后双层筒形零件主剖面示意图;
图5为本发明实施例2中双层筒形零件正反拉深成形模具加工前主视剖面示意图;
图6为本发明实施例2中双层筒形零件正反拉深成形模具凸模上行结束后主视剖面示意图;
图7为本发明实施例2中双层筒形零件正反拉深成形模具加工完成后主视剖面示意图;
图8为本发明实施例3中双层筒形零件正反拉深成形模具加工前主视剖面示意图;
图9为本发明实施例3中双层筒形零件正反拉深成形模具凸模上行结束后主视剖面示意图;
图10为本发明实施例3中双层筒形零件正反拉深成形模具加工完成后主视剖面示意图;
图中:1、背压冲头,2、凸环,3、压边圈,4、凹模,5、凸模,6、板材,7、橡胶,8、零件内圆,9、零件法兰边,10、零件外圆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的在于提供一种模具结构简单、生产效率高的一种双层筒形零件正反拉深成形模具和方法。
该模具包括:
上下相对设置且相互匹配的第二部分和第一部分,所述第一部分位于所述第二部分的下端,用于制作双层筒形零件的板材位于所述第一部分和所述第二部分的中间;
所述第一部分包括:固定在成形设备或模具固定装置的凸模和凹模;所述凸模为筒形,其直径与所述双层筒形零件的内径相同;所述凸模上端的形状为与所述双层筒形零件的底部结构相匹配的形状;所述凹模为具有第一中心通孔的环形零件,所述第一中心通孔的直径大于或等于所述凸模的外径,所述凹模套在所述凸模的外侧;所述凹模的第一中心通孔上设有与所述双层筒形零件相应部位尺寸相同的环形沟槽;
所述第二部分包括:固定在成形设备或模具固定装置的背压冲头和凸环;所述背压冲头为筒形,其下端为与所述凸模上端的形状相对应的凹形,且所述背压冲头下端垫有橡胶;背压冲头的直径为凸模的直径加上板料的厚度;
所述凸环为具有第二中心通孔的筒形零件,第二中心通孔的直径大于所述凸模的外径,所述凸环套在所述背压冲头外侧;所述凸环下端的尺寸与所述双层筒形零件相应部位的尺寸相同;
所述凸环的外面套有压边圈;所述压边圈为具有第三中心通孔的环形零件,所述第三中心通孔的直径大于或等于所述凸环的外径;所述第三中心通孔的内径等于所述凸模的外径加上所述环形沟槽的宽度。
其中,双层筒形零件的底部结构的形状可以有多种,如圆台形、带球形凸起的圆台形、圆锥台形凸起的圆台形等,相应地,凸模上端的形状可以为多种,如圆台形、带球形凸起的圆台形、圆锥台形凸起的圆台形等,背压冲头下端的形状为与凸模上端的形状相对应的凹形,也有多种。各种形状都在本发明的保护范围内。
利用上述双层筒形零件正反拉深成形模具的双层筒形零件正反拉深成形方法包括:
使模具中的凸模的顶部与凹模的上表面齐平,凸环的底部、背压冲头的底部与压边圈的下表面齐平,将板材放置在压边圈与凹模中间;
将凹模顶部与压边圈压住板材边缘,保持凹模顶部与压边圈对板材施加预设强度的压力;
向凸模和背压冲头分别施加使凸模和背压冲头上行的外载力;凸环静止不动,凸模与背压冲头上行,凸模在外载力作用下上行拉深板材,板材沿着压边圈下表面向凸环内流动,背压冲头在外载力作用下对板材施加合适的背压力,板材在背压冲头背压力、凸环向下的压力与凸模向上的压力作用下逐步包覆凸模和逐步贴紧凸环内腔,当检测到凸模上升至设定的行程后,停止向凸模和背压冲头施加使凸模和背压冲头上行的外载力,凸模和背压冲头停止上行;
向凸模与背压冲头分别施加使凸模和背压冲头下行的外载力,凸模与背压冲头下行,同时,凸环也开始下行,凸环下行拉深板材,在这过程中,背压冲头始终对板材施加合适背压,在背压冲头的背压力与凸环内腔向内及凸模向外的压力作用下,包覆凸模部位的板材厚度基本保持不变,而压边圈下面的金属板材继续补料直至板材与凹模完全贴模,零件最终成形。
实施例1
参见图1,其示出了本发明实施例1中双层筒形零件正反拉深成形模具加工前主视剖面示意图。该模具包括上下相对设置且相互匹配的第二部分和第一部分,第一部分位于第二部分的下方,用于制作双层筒形零件的板材6位于第一部分和第二部分的中间;
第一部分为模具的下端,包括:固定在成形设备或模具固定装置上的圆柱形凸模5和凹模4。凸模5为筒形,其上端的形状是圆台形,其直径与待制作的双层筒形零件的内径相同。凹模4为具有第一中心通孔的环形零件,第一中心通孔的直径大于或等于凸模5的外径,凹模4套在凸模5的外侧。在凹模4的第一中心通孔上设有环形沟槽,称为拉深槽,拉深槽的深度及宽度的具体尺寸与待制作的双层筒形零件的局部尺寸相同。
第二部分为模具的上端,包括:固定在成形设备或模具固定装置上的圆柱形背压冲头1和凸环2。背压冲头1也为筒形,其下端为与凸模5上端相对应的圆台形,且其下端垫有橡胶7。背压冲头1的直径为凸模5的直径加上板料的厚度。凸环2为具有第二中心通孔的筒形零件,第二中心通孔的直径大于或等于凸模5的外径,凸环2套在背压冲头1外侧;凸环2下端的尺寸与待制作的双层筒形零件的局部尺寸相同,下端尺寸的宽度与高度的具体数值根据板材6的材质与待制作的双层筒形零件的局部尺寸参数设计。
优选地,在凸环2的外面套有压边圈3,该压边圈3可以有效的防止板材6在拉深过程中发生褶皱,有利于板材6的补料,该压边圈3为具有第三中心通孔的环形零件,第三中心通孔的直径大于或等于凸环2的外径,第三中心通孔的直径等于凸模5外径加上凹模4拉深槽的宽度,在制造过程中,凹模4与压边圈3共同起到压边的作用。
基于实施例1提供的一种双层筒形零件正反拉深成形模具,可以进行双层筒形零件正反拉深成形。参见图1~图3,其示出了基于双层筒形零件正反拉深成形模具进行双层筒形零件正反拉深成形的具体过程。
首先,如图1所示,使模具中的凸模5顶部与凹模4的上表面齐平,凸环2底部、背压冲头1底部与压边圈3下表面齐平,将板材6放置在压边圈3与凹模4中间。将凹模4顶部与压边圈3压住板材6边缘,保持凹模4顶部与压边圈3对板材6施加的压力适中,在保证板材6能进行补料的同时,也不会产生褶皱。
然后,先采用直径较小的凸模5进行正拉深成形内圆,再采用内径较大凸环2进行反拉深成形外圆,如图2所示,液压机给凸模5和背压冲头1分别施加使其上行的外载力,凸环2静止不动,凸模5与背压冲头1上行,凸模5在外载力作用下上行拉深板材6。板材6沿着压边圈3下表面向凸环2内流动,背压冲头1在外载力作用下对板材6施加合适的背压力,板材6在背压冲头1背压力、凸环2向下的压力与凸模5向上的压力作用下逐步包覆凸模5和逐步贴紧凸环2内腔,当液压机中的行程传感器检测到凸模5上升至设定的行程后,液压机停止向凸模5施加向上的外载力,此时凸模5停止上行。
液压机对凸模5与背压冲头1施加下行的外载力,凸模5与背压冲头1下行,这时液压机也给凸环2施加下行的外载力,凸环2下行拉深板材6,在这过程中,背压冲头1始终对板材6施加合适背压,在背压冲头1的背压力与凸环2内腔向内及凸模5向外的压力作用下,包覆凸模部位的板材厚度基本保持不变,而压边圈3下面的金属板材6继续补料直至板材6与凹模4完全贴模,零件最终成形,如图3所示。参见图4,其示出了加工完成后双层筒形零件主剖面示意图,该双层筒形零件包括采用直径较小的凸模5进行正拉深成形的零件内圆8、采用内径较大凸环2进行反拉深成形的零件外圆10以及带有拉深槽的凹模4形成的零件法兰边9。
可以理解的是,在具体实施时,可以由液压机给凸模5、背压冲头1、凸环2施加外载力,也可以由其他任意可以施加外载力的设备给凸模5、背压冲头1、凸环2施加外载力,相应地,凸模5是否上升至设定的行程可以由行程传感器检测,也可以由其他任意能够检测出行程的设备检测,这些实施方式都在本发明的保护范围内。
实施例2
参见图5,其示出了本发明实施例2中双层筒形零件正反拉深成形模具加工前主视剖面示意图。该模具包括上下相对设置且相互匹配的第二部分和第一部分,第一部分位于第二部分的下方,用于制作双层筒形零件的板材6位于第一部分和第二部分的中间;
第一部分为模具的下端,包括:固定在成形设备或模具固定装置上的圆柱形凸模5和凹模4。凸模5为筒形,其上端的形状是圆台形,圆台形端面中间有一球形凸起,球形凸起的具体尺寸与所加工的零件相关,凸模5的直径与待制作的双层筒形零件的内径相同,凹模4为具有第一中心通孔的环形零件,第一中心通孔的直径大于或等于凸模5的外径,凹模4套在凸模5的外侧。在凹模4的第一中心通孔上设有环形沟槽,称为拉深槽,拉深槽的深度及宽度的具体尺寸与待制作的双层筒形零件的局部尺寸相同。
第二部分为模具的上端,包括:固定在成形设备或模具固定装置上的圆柱形背压冲头1和凸环2。背压冲头1也为筒形,其下端为与凸模5上端形状相对应的凹面,且其下端垫有橡胶7。背压冲头1的直径为凸模5的直径加上板料的厚度。凸环2为具有第二中心通孔的筒形零件,第二中心通孔的直径大于或等于凸模5的外径,凸环2套在背压冲头1外侧;凸环2下端的尺寸与待制作的双层筒形零件的局部尺寸相同,下端尺寸的宽度与高度的具体数值根据板材6的材质与待制作的双层筒形零件的局部尺寸参数设计。
优选地,在凸环2的外面套有压边圈3,该压边圈3可以有效的防止板材6在拉深过程中发生褶皱,有利于板材6的补料,该压边圈3为具有第三中心通孔的环形零件,第三中心通孔的直径大于或等于凸环2的外径,第三中心通孔的直径等于凸模5外径加上凹模4拉深槽的宽度,在制造过程中,凹模4与压边圈3共同起到压边的作用。
基于实施例2提供的一种双层筒形零件正反拉深成形模具,可以进行双层筒形零件正反拉深成形。参见图5~图7,其示出了基于双层筒形零件正反拉深成形模具进行双层筒形零件正反拉深成形的具体过程。
首先,如图5所示,使模具中的凸模5上端球形凸起顶部与凹模4的上表面齐平,凸环2底部、背压冲头1底部与压边圈3下表面齐平,将板材6放置在压边圈3与凹模4中间。将凹模4顶部与压边圈3压住板材6边缘,保持凹模4顶部与压边圈3对板材6施加的压力适中,在保证板材6能进行补料的同时,也不会产生褶皱。
然后,先采用直径较小的凸模5进行正拉深成形内圆,再采用内径较大凸环2进行反拉深成形外圆,如图6所示,液压机给凸模5和背压冲头1分别施加使凸模5和背压冲头1上行的外载力。凸环2静止不动,凸模5与背压冲头1上行,凸模5在外载力作用下上行拉深板材6。板材6沿着压边圈3下表面向凸环2内流动,背压冲头1在外载力作用下对板材6施加合适的背压力,板材6在背压冲头1背压力、凸环2向下的压力与凸模5向上的压力作用下逐步包覆凸模5和逐步贴紧凸环2内腔,当液压机中的行程传感器检测到凸模5上升至设定的行程后,液压机停止向凸模5施加向上的外载力,此时凸模5停止上行。
液压机对凸模5与背压冲头1施加下行的外载力,凸模5与背压冲头1下行,这时液压机也给凸环2施加下行的外载力,凸环2下行拉深板材6,在这过程中,背压冲头1始终对板材6施加合适背压,在背压冲头1的背压力与凸环2内腔向内及凸模5向外的压力作用下,包覆凸模部位的板材厚度基本保持不变,而压边圈3下面的金属板材6继续补料直至板材6与凹模4完全贴模,零件最终成形,如图7所示。
实施例3
参见图8,其示出了本发明实施例3中双层筒形零件正反拉深成形模具加工前主视剖面示意图。该模具包括上下相对设置且相互匹配的第二部分和第一部分,第一部分位于第二部分的下方,用于制作双层筒形零件的板材6位于第一部分和第二部分的中间;
第一部分为模具的下端,包括:固定在成形设备或模具固定装置上的圆柱形凸模5和凹模4。凸模5为筒形,其上端的形状是圆台形,圆台形端面中间有一圆锥台形凸起,圆锥台形凸起的具体尺寸与所加工的零件相关,凸模5直径与待制作的双层筒形零件的内径相同。凹模4为具有第一中心通孔的环形零件,第一中心通孔的直径大于或等于凸模5的外径,凹模4套在凸模5的外侧。在凹模4的第一中心通孔上设有环形沟槽,称为拉深槽,拉深槽的深度及宽度的具体尺寸与待制作的双层筒形零件的局部尺寸相同。
第二部分为模具的上端,包括:固定在成形设备或模具固定装置上的圆柱形背压冲头1和凸环2。背压冲头1也为筒形,其下端为与凸模5上端形状相对应的凹面,且其下端垫有橡胶7。背压冲头1的直径为凸模5的直径加上板料的厚度。凸环2为具有第二中心通孔的筒形零件,第二中心通孔的直径大于或等于凸模5的外径,凸环2套在背压冲头1外侧;凸环2下端的尺寸与待制作的双层筒形零件的局部尺寸相同,下端尺寸的宽度与高度的具体数值根据板材6的材质与待制作的双层筒形零件的局部尺寸参数设计。
优选地,在凸环2的外面套有压边圈3,该压边圈3可以有效的防止板材6在拉深过程中发生褶皱,有利于板材6的补料,该压边圈3为具有第三中心通孔的环形零件,第三中心通孔的直径大于或等于凸环2的外径,第三中心通孔的直径等于凸模5外径加上凹模4拉深槽的宽度,在制造过程中,凹模4与压边圈3共同起到压边的作用。
基于实施例3提供的一种双层筒形零件正反拉深成形模具,可以进行双层筒形零件正反拉深成形。参见图8~图10,其示出了基于双层筒形零件正反拉深成形模具进行双层筒形零件正反拉深成形的具体过程。
首先,如图8所示,使模具中的凸模5上端圆锥台形凸起的顶部与凹模4的上表面齐平,凸环2底部、背压冲头1底部与压边圈3下表面齐平,将板材6放置在压边圈3与凹模4中间。将凹模4顶部与压边圈3压住板材6边缘,保持凹模4顶部与压边圈3对板材6施加的压力适中,在保证板材6能进行补料的同时,也不会产生褶皱。
然后,先采用直径较小的凸模5进行正拉深成形内圆,再采用内径较大凸环2进行反拉深成形外圆,如图9所示,液压机给凸模5和背压冲头1分别施加使凸模5和背压冲头1上行的外载力。凸环2静止不动,凸模5与背压冲头1上行,凸模5在外载力作用下上行拉深板材6。板材6沿着压边圈3下表面向凸环2内流动,背压冲头1在外载力作用下对板材6施加合适的背压力,板材6在背压冲头1背压力、凸环2向下的压力与凸模5向上的压力作用下逐步包覆凸模5和逐步贴紧凸环2内腔,
当液压机中的行程传感器检测到凸模5上升至设定的行程后,液压机停止向凸模5施加向上的外载力,此时凸模5停止上行。
液压机对凸模5与背压冲头1施加下行的外载力,凸模5与背压冲头1下行,这时液压机也给凸环2施加下行的外载力,凸环2下行拉深板材6,在这过程中,背压冲头1始终对板材6施加合适背压,在背压冲头1的背压力与凸环2内腔向内及凸模5向外的压力作用下,包覆凸模部位的板材厚度基本保持不变,而压边圈3下面的金属板材6继续补料直至板材6与凹模4完全贴模,零件最终成形,如图10所示。
本发明实施例中的一种双层筒形零件正反拉深成形模具和成形方法,先采用直径较小的凸模进行正拉深成形内圆,再采用内径较大凸环进行反拉深形成外圆,以及进行反拉深成形外圆时,凸模、背压冲头随凸环一起下行,这有利于零件内圆与外圆的圆弧过渡处的补料,有利于避免了双层筒形零件中靠近正拉深凸模倒角与筒壁的相切处的板材发生破裂,并且减少了前次拉深后产生的残余应力,提高成形极限,法兰边与内圆的板材同时补料,利于外圆的成形,有利于加工对于内外圆的圆弧过渡处有复杂尺寸要求或需要带有法兰边的双层筒形零件。在拉深过程中,在背压冲头的背压力与凸环内腔向内及凸模向外的压力作用下,包覆凸模部位的板材厚度基本保持不变,有效的抑制了板材的减薄,有利于避免板材起皱现象。并且模具中的压边作用可以有效避免板材起皱。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种双层筒形零件正反拉深成形模具,其特征在于,所述模具包括:
上下相对设置且相互匹配的第二部分和第一部分,所述第一部分位于所述第二部分的下端,用于制作双层筒形零件的板材位于所述第一部分和所述第二部分的中间;
所述第一部分包括:固定在成形设备或模具固定装置的凸模和凹模;所述凸模为筒形,其直径与所述双层筒形零件的内径相同;所述凸模上端的形状为与所述双层筒形零件的底部结构相匹配的形状;所述凹模为具有第一中心通孔的环形零件,所述第一中心通孔的直径大于或等于所述凸模的外径,所述凹模套在所述凸模的外侧;所述凹模的第一中心通孔上设有与所述双层筒形零件相应部位尺寸相同的环形沟槽;
所述第二部分包括:固定在成形设备或模具固定装置的背压冲头和凸环;所述背压冲头为筒形,其下端为与所述凸模上端的形状相对应的凹形,且所述背压冲头下端垫有橡胶;所述背压冲头的直径为所述凸模的直径加上板料的厚度;所述凸环为具有第二中心通孔的筒形零件,第二中心通孔的直径大于所述凸模的外径,所述凸环套在所述背压冲头外侧;所述凸环下端的尺寸与所述双层筒形零件相应部位的尺寸相同;
所述凸环的外面套有压边圈;所述压边圈为具有第三中心通孔的环形零件,所述第三中心通孔的直径大于或等于所述凸环的外径;所述第三中心通孔的直径等于所述凸模的外径加上所述环形沟槽的宽度。
2.根据权利要求1所述的模具,其特征在于,所述模具用于制作带有法兰边的双层筒形零件。
3.根据权利要求1所述的模具,其特征在于,所述模具用于制作内外圆的圆弧过渡处有复杂尺寸要求的双层筒形零件。
4.根据权利要求1所述的模具,其特征在于,所述凸模上端为圆台形。
5.根据权利要求1所述的模具,其特征在于,所述凸模上端为圆台形,且所述圆台形端面中间有一球形凸起,所述球形凸起的尺寸与所述双层筒形零件相应部位的尺寸相同。
6.根据权利要求1所述的模具,其特征在于,所述凸模上端为圆台形,且所述圆台形断面中间有一圆锥台形凸起,所述圆锥台形凸起的尺寸与所述双层筒形零件相应部位的尺寸相同。
7.一种利用如权利要求1-6任一项所述的双层筒形零件正反拉深成形模具的双层筒形零件正反拉深成形方法,其特征在于,所述方法包括:
使模具中的凸模的顶部与凹模的上表面齐平,凸环的底部、背压冲头的底部与压边圈的下表面齐平,将板材放置在压边圈与凹模中间;
将凹模顶部与压边圈压住板材边缘,保持凹模顶部与压边圈对板材施加预设强度的压力;
向凸模和背压冲头分别施加使凸模和背压冲头上行的外载力;凸环静止不动,凸模与背压冲头上行,凸模在外载力作用下上行拉深板材,板材沿着压边圈下表面向凸环内流动,背压冲头在外载力作用下对板材施加合适的背压力,板材在背压冲头背压力、凸环向下的压力与凸模向上的压力作用下逐步包覆凸模和逐步贴紧凸环内腔,当检测到凸模上升至设定的行程后,停止向凸模和背压冲头施加使凸模和背压冲头上行的外载力,凸模和背压冲头停止上行;
向凸模与背压冲头分别施加使凸模和背压冲头下行的外载力,凸模与背压冲头下行,同时,凸环也开始下行,凸环下行拉深板材,在这过程中,背压冲头始终对板材施加合适背压,在背压冲头的背压力与凸环内腔向内及凸模向外的压力作用下,包覆凸模部位的板材厚度基本保持不变,而压边圈下面的金属板材继续补料直至板材与凹模完全贴模,零件最终成形。
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