CN112338033B - 一种电辅助反复拉深装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电辅助反复拉深装置，包括固定设置于横向压力机上的板料夹持装置、与压力机活塞杆连接的板料成型装置和固定设置于板料成型装置上的电流加热装置，所述板料夹持装置将板料垂直固定在板料成型装置上，所述电流加热装置密贴板料并产生焦耳电阻热对板料进行加热，本发明利用电流流经板料所产生的焦耳电阻热直接对板料本身加热，并使其温度保持在成形温度范围内，采用多个电极使板料在成形时温度稳定，凹模同时压住板料以防起皱，改善产品质量；解决筒型件底部在拉深过程中出现的难以拉深、破裂、有残余应力等问题，并提高板料成形极限。

Description

一种电辅助反复拉深装置
技术领域
本发明涉及冲压工艺及电子技术领域，尤其是一种电辅助反复拉深装置。
背景技术
拉深，也称拉延、拉伸、压延等，是指利用模具，将冲裁后得到的一定形状平板毛坯冲压成各种开口空心零件或将开口空心毛坯减小直径，增大高度的一种机械加工工艺。用拉深工艺可以制造成筒形、阶梯形、锥形、球形、盒型和其他不规则形状的薄壁零件。与翻边、胀形、扩口、缩口等其他冲压成形工艺配合，还能制造形状极为复杂的零件。因此在汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、电子等工业部门的生产过程中，拉深工艺占有相当重要的地位。
专利CN201510633335.1中公开的深筒形件拉深模具包括凹模、与凹模对应的凸模、套设在凸模上的压边圈,在凹模的底面以及与该底面相对应的压边圈的表面上,设有相互对应、配合的拉深槛结构；第一道次拉深时,产品不形成凸缘，可有效防止零件在第二道次拉深时口部起皱。反拉深时拉深槛结构，可以减少起皱和烧伤缺陷，同时有效减小压边力。然而筒形件拉深时底部出现的难以拉深、破裂、残余应力和如何提高板材成形极限等问题是生产中需要解决的。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种板材电场辅助反复拉深装置，既可以得到想要的筒形件，也可以反复拉深最后成形，提高板材的产品质量。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种电辅助反复拉深装置，包括固定设置于横向压力机上的板料夹持装置、与横向压力机活塞杆连接的板料成型装置和固定设置于板料成型装置上的电流加热装置，所述板料夹持装置将板料垂直固定在板料成型装置上，所述电流加热装置密贴板料并产生焦耳电阻热对板料进行加热。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述板料夹持装置包括固定设置于横向压力机上的挡料台，所述挡料台上固定设置有分别与横向压力机气压缸连接的第一夹持部和第二夹持部，所述压力机气压缸对第一夹持部和第二夹持部施加的压力相同且方向相反，所述第一夹持部和第二夹持部均呈L型且L型的内表面均设置有绝缘垫。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述板料成型装置包括分别与横向压力机活塞杆连接的第一凸模和第二凸模且第一凸模和第二凸模的外表面均设置有第一绝缘套，所述第一凸模和第二凸模的上侧间隙设置有第一凹模和第二凹模、下侧间隙设置有第三凹模和第四凹模，所述第一凹模和第二凹模分别与横向压缩机左端活塞杆和横向压缩机右端活塞杆连接且横向压缩机左端活塞杆和横向压缩机右端活塞杆对第一凹模和第二凹模施加的压力相同且方向相反，所述第三凹模和第四凹模分别与左右活塞杆连接且活塞杆对第三凹模和第四凹模施加的压力相同且方向相反，所述第一凹模、第二凹模、第三凹模和第四凹模靠近板料的端部均开设有电极放置孔，所述第一凹模、第二凹模、第三凹模和第四凹模的外表面均设置有第二绝缘套。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述电流加热装置包括第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极分别设置于第一凹模、第二凹模、第三凹模和第四凹模的电极放置孔内，所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极的外表面均设置有第三绝缘套，所述第一电极和第二电极均外接电源的火线，所述第三电极和第四电极均外接电源的零线。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述第一凸模和第二凸模与第一凹模和第二凹模之间的间隙取值范围为板料厚度的1-1.1倍，所述第一凸模和第二凸模与第三凹模和第四凹模之间的间隙取值范围为板料厚度的1-1.1倍。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
1、本发明通过设置板料夹持装置、板料成型装置和电流加热装置，结构加工简单、成形效率高，人工耗时少，产品质量稳定；
2、本发明利用电流流经板料所产生的焦耳电阻热直接对板料本身加热，并使其温度保持在成形温度范围内，采用多个电极使板料在成形时温度稳定，凹模同时压住板料以防起皱，改善产品质量；解决筒型件底部在拉深过程中出现的难以拉深、破裂、有残余应力等问题，并提高板料成形极限；
3、本发明具有绝缘性，保证电流经过板料，且不会对操作工人造成危险。
附图说明
图1为本发明拉深前的成形模具的示意图；
图2为本发明拉深后的示意图；
图3为本发明反向再次拉深后的示意图；
图4为本发明板材成形后开模示意图；
图5为本发明实施例的工件示意图；
图中：1、第一凸模；2、第一绝缘套；3、第一凹模；4、第二绝缘套； 5、第一电极；6、第三绝缘套； 7、第二电极；8、第二凹模；9、第二凸模； 10、第三凹模；11 、第三电极；12、第一夹持部；13、绝缘垫；14、挡料台；15、第二夹持部；16、第四电极；17、第四凹模。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
如图1所示，一种电辅助反复拉深装置，包括固定设置于横向压力机上的板料夹持装置、与压力机活塞杆连接的板料成型装置和固定设置于板料成型装置上的电流加热装置，所述板料夹持装置将板料垂直固定在板料成型装置上，所述电流加热装置密贴板料并产生焦耳电阻热对板料进行加热。
所述板料夹持装置包括固定设置于横向压力机上的挡料台14，所述挡料台上固定设置有分别横向压力机气压缸连接的第一夹持部12和第二夹持部15，所述气压缸对第一夹持部12和第二夹持部15施加的压力相同且方向相反，所述第一夹持部12和第二夹持部15均呈L型且L型的内表面均设置有绝缘垫13。
所述板料成型装置包括分别与横向压力机左端和右端的活塞杆连接的第一凸模1和第二凸模9且第一凸模1和第二凸模9的外表面均设置有第一绝缘套2，所述第一凸模1和第二凸模9的上侧间隙设置有第一凹模3和第二凹模8、下侧间隙设置有第三凹模10和第四凹模17，所述第一凸模1和第二凸模9与第一凹模3和第二凹模8之间的间隙取值范围为1到1.1倍的板料厚度、与第三凹模10和第四凹模17之间的间隙取值范围为1到1.1倍的板料厚度。所述第一凹模3和第二凹模8分别与横向压力机活塞杆连接且横向压力机活塞杆对第一凹模3和第二凹模8施加的压力相同且方向相反，所述第三凹模10和第四凹模17分别与活塞杆且活塞杆对第三凹模10和第四凹模17施加的压力相同且方向相反，所述第一凹模3、第二凹模8、第三凹模10和第四凹模17靠近板料的端部均开设有电极防止孔，所述第一凹模3、第二凹模8、第三凹模10和第四凹模17的外表面均设置有第二绝缘套4。
所述电流加热装置包括第一电极5、第二电极7、第三电极11和第四电极16，所述第一电极5、第二电极7、第三电极11和第四电极16分别设置于第一凹模3、第二凹模8、第三凹模10和第四凹模17的电极放置孔内，所述第一电极5、第二电极7、第三电极11和第四电极16的外表面均设置有第三绝缘套6，所述第一电极5和第二电极7均外接电源的火线，所述第三电极11和第四电极16均外接电源的零线。
具体实施方式：将板料垂直放置在由第一夹持部12和第二夹持部15构成的凹槽内，第一电极5和第二电极7外接电源火线，第三电极11和第四电极16外接电源零线，横向压力机气压缸同时施加相同且方向相反的压力，将板料夹紧，与此同时，第一凹模3和第二凹模8压住板料上端、第三凹模10和第四凹模17压住板料下端，活塞杆同时对第一凹模3和第二凹模8施加相同且方向相反的压力，活塞杆同时对第三凹模10和第四凹模17施加相同且方向相反的压力，防止板料起皱，电流从第一电极5和第二电极7流经板料并通过第三电极11和第四电极16形成回路，直接对板料本身加热，并使其温度保持在成形温度范围内。
如图2所示，横向压力机用不同大小的力推动第一凸模1和第二凸模9使得板料被拉深；
如图3所示，一次拉深完成后，横向压力机推动第一凸模1和第二凸模9的推力大小互换，使得板料反向再次拉深；
如图4所述，反向拉深完成后，断开电源后，将第一凸模1和第二凸模9分离，再将第一凹模3和第二凹模8分离、第三凹模10和第四凹模17分离，即可取出零件。
实施例1：
采用铝合金板料进行拉深时传统拉深和本发明电辅助反复拉深下工件不同位置的维氏硬度对比：
a位置为工件底部圆心处，传统工艺平均硬度为64.8HV1/15，电辅助反复拉深一次拉深工件硬度为67.2HV1/15，电辅助反复拉深二次拉深工件硬度为71.7HV1/15，b位置为工件底部平面区，传统工艺平均硬度为64.7 HV1/15，电辅助反复拉深一次拉深工件硬度为67.4HV1/15，电辅助反复拉深二次拉深工件硬度为71.8HV1/15，c位置为工件底面过渡圆角处，传统工艺平均硬度为68.4 HV1/15，电辅助反复拉深一次拉深工件硬度为70.5HV1/15，电辅助反复拉深二次拉深工件硬度为72.8HV1/15，d位置为工件侧壁处，传统工艺平均硬度为76.4 HV1/15，电辅助反复拉深一次拉深工件硬度为78.3HV1/15，电辅助反复拉深二次拉深工件硬度为79.6HV1/15，e位置为法兰与侧壁过渡圆角处，传统工艺平均硬度为73.7HV1/15，电辅助反复拉深一次拉深工件硬度为77.6HV1/15，电辅助反复拉深二次拉深工件硬度为81.7HV1/15，f位置为法兰顶端，传统工艺平均硬度为67.2HV1/15，电辅助反复拉深一次拉深工件硬度为71.6HV1/15，电辅助反复拉深二次拉深工件硬度为75.8HV1/15。
实施例2：
采用低碳钢板料进行拉深时传统拉深和电辅助反复拉深下工件不同位置的维氏硬度对比：
a位置为工件底部圆心处，传统工艺平均硬度为142.6HV1/15，电辅助反复拉深一次拉深工件硬度为146.5HV1/15，电辅助反复拉深二次拉深工件硬度为150.9HV1/15，b位置为工件底部平面区，传统工艺平均硬度为142.5 HV1/15，电辅助反复拉深一次拉深工件硬度为146.8HV1/15，电辅助反复拉深二次拉深工件硬度为151.3HV1/15，c位置为工件底面过渡圆角处，传统工艺平均硬度为147.3HV1/15，电辅助反复拉深一次拉深工件硬度为151.2HV1/15，电辅助反复拉深二次拉深工件硬度为154.3HV1/15，d位置为工件侧壁处，传统工艺平均硬度为154.4HV1/15，电辅助反复拉深一次拉深工件硬度为157.3HV1/15，电辅助反复拉深二次拉深工件硬度为160.4HV1/15，e位置为法兰与侧壁过渡圆角处，传统工艺平均硬度为152.2 HV1/15，电辅助反复拉深一次拉深工件硬度为158.6HV1/15，电辅助反复拉深二次拉深工件硬度为160.8HV1/15，f位置为法兰顶端，传统工艺平均硬度为146.5HV1/15，电辅助反复拉深一次拉深工件硬度为150.7HV1/15，电辅助反复拉深二次拉深工件硬度为153.8HV1/15。
综上所述，经过电辅助反复拉深成形后的工件不同位置的硬度都要大于传统工艺成形的工件。
本发明利用电流流经板料所产生的焦耳电阻热直接对板料本身加热，并使其温度保持在成形温度范围内，采用多个电极使板料在成形时温度稳定，凹模同时压住板料以防起皱，改善产品质量；解决筒型件底部在拉深过程中出现的难以拉深、破裂、有残余应力等问题，并提高板料成形极限。

Claims (2)

1.一种电辅助反复拉深装置，其特征在于：包括固定设置于横向压力机上的板料夹持装置、与横向压力机活塞杆连接的板料成型装置和固定设置于板料成型装置上的电流加热装置，所述板料夹持装置将板料垂直固定在板料成型装置上，所述电流加热装置密贴板料并产生焦耳电阻热对板料进行加热，所述板料夹持装置包括固定设置于横向压力机上的挡料台（14），所述挡料台上固定设置有分别与横向压力机气压缸连接的第一夹持部（12）和第二夹持部（15），所述横向压力机气压缸对第一夹持部（12）和第二夹持部（15）施加的压力相同且方向相反，所述第一夹持部（12）和第二夹持部（15）均呈L型且L型的内表面均设置有绝缘垫（13）；所述板料成型装置包括分别与横向压力机活塞杆连接的第一凸模（1）和第二凸模（9）且横向压力机用不同大小的力推动第一凸模（1）和第二凸模（9）使得板料被拉深，一次拉深完成后，横向压力机推动第一凸模（1）和第二凸模（9）的推力大小互换，使得板料反向再次拉深，第一凸模（1）和第二凸模（9）的外表面均设置有第一绝缘套（2），所述第一凸模（1）和第二凸模（9）的上侧间隙设置有第一凹模（3）和第二凹模（8）、下侧间隙设置有第三凹模（10）和第四凹模（17），所述第一凹模（3）和第二凹模（8）分别与横向压力机左端活塞杆和横向压力机右端活塞杆连接，所述横向压力机左端活塞杆和横向压力机右端活塞杆对第一凹模（3）和第二凹模（8）施加的压力相同且方向相反，所述第三凹模（10）和第四凹模（17）分别与横向压力机左端活塞杆和横向压力机右端活塞杆连接，所述横向压力机左端活塞杆和横向压力机右端活塞杆对第三凹模（10）和第四凹模（17）施加的压力相同且方向相反，所述第一凹模（3）、第二凹模（8）、第三凹模（10）和第四凹模（17）靠近板料的端部均开设有电极放置孔，所述第一凹模（3）、第二凹模（8）、第三凹模（10）和第四凹模（17）的外表面均设置有第二绝缘套（4）；所述电流加热装置包括第一电极（5）、第二电极（7）、第三电极（11）和第四电极（16），所述第一电极（5）、第二电极（7）、第三电极（11）和第四电极（16）分别设置于第一凹模（3）、第二凹模（8）、第三凹模（10）和第四凹模（17）的电极放置孔内，所述第一电极（5）、第二电极（7）、第三电极（11）和第四电极（16）的外表面均设置有第三绝缘套（6），所述第一电极（5）和第二电极（7）均外接电源的火线，所述第三电极（11）和第四电极（16）均外接电源的零线。
2.根据权利要求1所述的一种电辅助反复拉深装置，其特征在于：所述第一凸模（1）和第二凸模（9）与第一凹模（3）和第二凹模（8）之间的间隙取值范围为板料厚度的1-1.1倍，所述第一凸模（1）和第二凸模（9）与第三凹模（10）和第四凹模（17）之间的间隙取值范围为板料厚度的1-1.1倍。
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