CN1778487A - 一种低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法和装置，成型方法包括在上凸模与所要成形工件坯料之间设置模垫，所述模垫是压置在所要成形工件坯料边界处的至少两个等高度、等压力变形度的弹性压边垫块组，每个弹性压边垫块组由至少两块高度递减的弹性压边垫块，分别依次用于各步弯曲、拉深，实时地调整弹性压边垫块的高度和位置，使所述弹性压边垫块的压边力满足弯曲拉深的要求，最后取出弹性压边垫块，完成直接弯曲拉深成型。能降低模具的制作成本和准备周期，还能简化操作，提高成型效率，尤其是能有效地避免工件发生起皱和拉裂的现象，明显提高成品率，提高成品质量。本发明的成型方法和装置最适用于制造多品种、小批量的工业产品与样件。
Description
技术领域
本发明涉及配置于压力机上或与压力机有关的拉深用模垫，以及用弹性模垫的弯曲、拉深的无切削成型，尤其是涉及一种低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法和装置。
背景技术
低熔点合金成型模具是一种适用于制造多品种、小批量工业产品与样件用的简易模具，具有很高的经济价值。它是利用制模样件在低熔点液态合金中分型，凝固后使低熔点合金自然形成的单工序凹、凸模具，在配用的压力机上将金属薄板件坯料弯曲、拉深、成形。如果工件形状比较复杂，或者需要有较深的拉延变形，就极易发生起皱和拉裂的现象，经常出现成型缺陷，导致成品率下降。对于快速更换的低熔点合金模具来说，如果与现有的钢模具一样，配用专门设计的顶料、弹性压边辅助装置如压边圈，既增加模具的制作成本和准备周期，又使低熔点合金模具适用于制造多品种小批量工业产品与样件的特点不能得到充分的发挥，而且在现有的弹性压边装置中，压边力直接作用于所要成形的工件坯料上，压边力的变化是从小到大，即随着拉延深度的增加，弹簧、橡胶等弹性材料被压缩，压边力逐渐增大，不能满足压边力在弯曲拉深过程中必须由小到大、再由大到小变化的要求，不能有效地避免工件发生起皱和拉裂的现象，明显提高成品率。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是，提出一种低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法，这种成型方法能降低模具的制作成本和准备周期，还能简化操作，提高成型效率，有效地避免工件发生起皱和拉裂的现象，明显提高成品率。
本发明所要解决的另一个技术问题是，提出一种实施上述低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法的专用装置。
对于本发明的低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法来说，上述技术问题是这样加以解决的：
这种低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法，在压力机上进行，由样件熔铸形成的低熔点合金上凸模固定在与压力机的滑块连接成一体的上模架上，与低熔点合金熔箱为一体的下模架固定在压力机的工作台，低熔点合金下凹模熔铸形成在熔箱内，所要成形的工件坯料放置在下凹模开口处。
这种应用所述模垫于低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法的特点是：依次有以下步骤：
在上凸模与所要成形工件坯料之间设置模垫，所述模垫是压置在所要成形工件边界处的至少两个等高度、等压力变形度的弹性压边垫块组，每个弹性压边垫块组由至少两块高度递减的弹性压边垫块，分别依次用于各步弯曲、拉深，所述弹性压边垫块是压置在所要成形工件坯料在弯曲、拉深时最易起皱或开裂的部位的边界处，所述初始用的弹性压边垫块高度由所要成形工件的高度确定，其初始高度Hd与所要成形工件的高度Hg的关系式是Hd＝(1.5～2.0)Hg，依据所要成形工件的形状，在各步弯曲拉深时，所述弹性压边垫块对所要成形工件坯料边界的压置排布，都是形成压边圈状的排布，能够达到类似一般模具压边圈的效果；
再将固定在上模架上的上凸模随着压力机的滑块下降弯曲、拉深所要成形工件的坯料，当压边力达到影响正常冲压时，停止下降滑块，观察所要成形工件坯料的变形程度，并提升滑块，实时地调整弹性压边垫块的高度和位置，即调整弹性压边垫块的压边力，再继续下降滑块弯曲、拉深所要成形工件坯料，多次重复上述过程，在多步弯曲、拉深过程中的压边力由小到大、再由大到小变化，在多步弯曲、拉深后，所要成形工件坯料能实现最合理的拉伸变形；
在所要成形工件坯料基本成型时，再次提升滑块，取出弹性压边垫块，将滑块下降至上凸模、下凹模合模，完成直接弯曲、拉深成型，最后提升滑块，取出已成形工件。
对于本发明的应用所述模垫于低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法来说，上述技术问题是可以这样进一步加以解决的：
在设置模垫之前，先在上凸模、下凹模的工作表面涂刷冲压脱模剂，使用冲压脱模剂可以方便取出已成形工件。
所述弹性压边垫块可以是聚氨酯橡胶，聚氨酯橡胶具有高韧性、高弹性，俗称牛筋板。
所述冲压脱模剂可以是锌、铝合金经熔炼、球磨而成的银粉，它是一种浮型片状的金属粉末，是配制银粉漆的原料。使用银粉作为冲压脱模剂比其它脱模剂的效果更加显著。
所述冲压脱模剂也可以是纯铅球磨而成的铅粉。
所述冲压脱模剂还可以是硅酸盐类矿物滑石经精选净化、粉碎、干燥而成的滑石粉。
所述上凸模、下凹模设有方便取出已成形工件的1～3°拔模斜度。
对于本发明的实施低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法的专用装置来说，上述技术问题是这样加以解决的：
这种实施低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法的专用装置，包括压力机及其配用的低熔点合金模具，由样件熔铸形成的低熔点合金上凸模固定在与压力机的滑块连接成一体的上模架上，与低熔点合金熔箱为一体的下模架固定在压力机的工作台，低熔点合金下凹模熔铸形成在熔箱内，所要成形的工件坯料放置在下凹模开口处。
这种实施低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法的专用装置的特点是：
在所述上凸模与所要成形工件坯料之间设有模垫，所述模垫是压置在所要成形工件坯料边界处的至少两个等高度、等压力变形度的弹性压边垫块组，每个弹性压边垫块组由至少两块高度递减的弹性压边垫块，分别依次用于各步弯曲、拉深。在上凸模与所要成形工件坯料之间设置冲模垫层，可以使工件金属薄板件材料有更多的时间外延伸展，更好地控制工件金属薄板件材料在成型过程中的流动，在拉延件冲压成型，特别是深拉延件冲压成型中，能有效地避免工件发生起皱和拉裂的现象。由于所述弹性压边垫块的压边力只适用于浅弯曲、拉深的压边，这种压边力会随着所要成形工件的拉深深度的加大而增加，在弯曲、拉深过程中会与实际要求不相符，需要实时地调整弹性压边垫块的高度和位置，使所述弹性压边垫块的压边力满足正常弯曲、拉深的要求，即使弯曲、拉深过程中的压边力由小到大、再由大到小变化，在多步弯曲、拉深后，所要成形工件坯料能实现最合理的拉伸变形，明显提高成品率，提高成品质量。
对于本发明的实施低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法的专用装置来说，上述技术问题是可以这样进一步加以解决的：
所述弹性压边垫块是压置在所要成形工件坯料在弯曲、拉深时最易起皱或开裂的部位的边界处。
所述初始用的弹性压边垫块高度由所要成形工件的高度确定，其初始高度Hd与所要成形工件的高度Hg的关系式是Hd＝(1.5～2.0)Hg。
所述弹性压边垫块对所要成形工件坯料边界的压置排布，依据所要成形工件的形状，在各步弯曲拉深时，都是形成压边圈状的排布，能够达到类似一般模具压边圈的效果。
所述弹性压边垫块可以是聚氨酯橡胶，聚氨酯橡胶具有高韧性、高弹性，俗称牛筋板。
应用本发明的低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法，只需要在上、下模架上分别固定上凸模、下凹模，不必配用专门设计的顶料、压边辅助装置，能降低模具的制作成本和准备周期，还能简化操作，提高成型效率，尤其是能改善拉延变形的表面质量，可以使工件金属薄板件材料有更多的时间外延伸展，更好地控制工件金属薄板件材料在成型过程中的流动，在拉延件冲压成型，特别是深拉延件冲压成型中，能有效地避免工件发生起皱和拉裂的现象，明显提高成品率，提高成品质量。本发明的成型方法和装置最适用于制造多品种、小批量的工业产品与样件。
附图说明
下面对照附图并结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明成型装置的组成示意图。
图2是本发明成型方法的模具未合模状态示意图。
图3是本发明成型方法的模具合模状态示意图。
具体实施方式
如图1所示，本低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法在压力机上进行。预先将钣金制件模型，连同上模架1下降至熔箱4内，浸入熔化的低熔点合金液中，待冷却固化后，提升上模架1，取出钣金制件模型，即形成具有凹凸型面的上凸模2、下凹模6。在完成制造该品种的小批量工业产品或样件后，将上凸模2与下凹模6合模，接通电加热管7的电源可将低熔点合金熔化以便重新使用。
由样件熔铸形成的低熔点合金上凸模2固定在与压力机的滑块9连接成一体的上模架1上，与低熔点合金熔箱4为一体的下模架8固定在压力机的工作台10，低熔点合金下凹模6熔铸形成在熔箱4内，上凸模2、下凹模6设有方便取出已成形工件的2°拔模斜度，所要成形的工件坯料5放置在下凹模6开口处。
本具体实施方式的弯曲拉深成型方法，依次有以下步骤：
先在上凸模2、下凹模6的工作表面涂刷银粉冲压脱模剂，使用银粉作为冲压脱模剂比其它脱模剂的效果更加显著。
然后在上凸模2与所要成形工件坯料5之间设有模垫，所述模垫是压置在所要成形工件坯料5边界处的十二个等高度、等压力变形度的弹性压边垫块组，每个弹性压边垫块组由两块高度递减的弹性压边聚氨酯橡胶垫块3，分别依次用于三步弯曲、拉深，将弹性压边聚氨酯橡胶垫块3压置在所要成形工件在弯曲、拉深时最易起皱或开裂的部位的边界处，所述初始用的弹性压边聚氨酯橡胶垫块3高度由所要成形工件的高度确定，其初始高度Hd与所要成形工件的高度Hg的关系式是：Hd＝(1.5～2.0)Hg，依据所要成形工件的形状，在三步弯曲拉深时，所述弹性压边垫块3对所要成形工件边界的压置排布，都是形成压边圈状的排布，能够达到类似一般模具压边圈的效果。
如图2所示，再将固定在上模架1上的上凸模2随着压力机的滑块9下降弯曲、拉深所要成形工件的坯料5，当压边力达到影响正常冲压时，停止下降滑块9，观察所要成形工件坯料5的变形程度，并提升滑块9，实时地调整弹性压边聚氨酯橡胶垫块3的高度和位置，即调整弹性压边聚氨酯橡胶垫块3的压边力，再继续下降滑块弯曲、拉深所要成形工件坯料5，三次重复上述过程，在三步弯曲、拉深过程中的压边力由小到大、再由大到小变化，在三步弯曲、拉深后，所要成形工件坯料5能实现最合理的拉伸变形。
如图3所示，在所要成形工件坯料5基本成型时，再次提升滑块9，取出弹性压边聚氨酯橡胶垫块3，将滑块9下降至上凸模2、下凹模6合模，完成直接弯曲、拉深成型，最后提升滑块9，采用辅助工具凿子，取出已成形工件，注意不划伤已成形工件和模具表面。
图4示出了汽车后门内板工件成型中弹性压边聚氨酯橡胶垫块3的排布位置，其截面形状不限制。其中要冲压的汽车后门内板的高度Hg＝80mm，第一步将工件冲压深度为：30mm，弯曲拉深使用的弹性压边聚氨酯橡胶垫块3的初始高度Hd＝1.5Hg＝120mm，第二步将工件冲压深度为：20～30mm，弯曲拉深使用的弹性压边聚氨酯橡胶垫块3的高度Hd1＝60mm，其排布位置与第一步基本相同，第三步去除所有的弹性压边聚氨酯橡胶垫块3，将工件冲压成型。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法，在压力机上进行，由样件熔铸形成的低熔点合金上凸模固定在与压力机的滑块连接成一体的上模架上，与低熔点合金熔箱为一体的下模架固定在压力机的工作台，低熔点合金下凹模熔铸形成在熔箱内，所要成形的工件坯料放置在下凹模开口处，其特征在于：依次有以下步骤：
在上凸模与所要成形工件坯料之间设置模垫，所述模垫是压置在所要成形工件边界处的至少两个等高度、等压力变形度的弹性压边垫块组，每个弹性压边垫块组由至少两块高度递减的弹性压边垫块，分别依次用于各步弯曲、拉深，所述弹性压边垫块是压置在所要成形工件坯料在弯曲、拉深时最易起皱或开裂的部位的边界处，所述初始用的弹性压边垫块高度由所要成形工件的高度确定，其初始高度Hd与所要成形工件的高度Hg的关系式是：Hd＝(1.5～2.0)Hg，所述弹性压边垫块对所要成形工件坯料边界的压置排布，依据所要成形工件的形状，在各步弯曲拉深时，都是形成压边圈状的排布；
再将固定在上模架上的上凸模随着压力机的滑块下降弯曲、拉深所要成形工件的坯料，当压边力达到影响正常冲压时，停止下降滑块，观察所要成形工件坯料的变形程度，并提升滑块，实时地调整弹性压边垫块的高度和位置，即调整弹性压边垫块的压边力，再继续下降滑块弯曲、拉深所要成形工件坯料，多次重复上述过程，在多步弯曲、拉深过程中的压边力由小到大、再由大到小变化；
在所要成形工件坯料基本成型时，再次提升滑块，取出弹性压边垫块，将滑块下降至上凸模、下凹模合模，完成直接弯曲、拉深成型，最后提升滑块，取出已成形工件。
2.按照权利要求1所述的低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法，其特征在于：
在设置模垫之前，先在上凸模、下凹模的工作表面涂刷冲压脱模剂。
3.按照权利要求2或3所述的低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法，其特征在于：
所述弹性压边垫块是聚氨酯橡胶。
4.按照权利要求3所述的低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法，其特征在于：
所述冲压脱模剂是锌、铝合金经熔炼、球磨而成的银粉，纯铅球磨而成的铅粉，或者是硅酸盐类矿物滑石经精选净化、粉碎、干燥而成的滑石粉。
5.按照权利要求4所述的低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法，其特征在于：
所述上凸模、下凹模设有方便取出已成形工件的1～3°拔模斜度。
6.按照权利要求1所述的实施低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法的专用装置，包括压力机及其配用的低熔点合金模具，由样件熔铸形成的低熔点合金上凸模固定在与压力机的滑块连接成一体的上模架上，与低熔点合金熔箱为一体的下模架固定在压力机的工作台，低熔点合金下凹模熔铸形成在熔箱内，所要成形的工件坯料放置在下凹模开口处，其特征在于：
在所述上凸模与所要成形工件坯料之间设有模垫，所述模垫是压置在所要成形工件坯料边界处的至少两个等高度、等压力变形度的弹性压边垫块组，每个弹性压边垫块组由至少两块高度递减的弹性压边垫块，分别依次用于各步弯曲、拉深。
7.按照权利要求6所述的实施低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法的专用装置，其特征在于：
所述弹性压边垫块是压置在所要成形工件坯料在弯曲、拉深时最易起皱或开裂的部位的边界处。
8.按照权利要求6或7所述的实施低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法的专用装置，其特征在于：
所述初始用的弹性压边垫块高度由所要成形工件的高度确定，其初始高度Hd与所要成形工件的高度Hg的关系式是Hd＝(1.5～2.0)Hg。
9.按照权利要求8所述的实施低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法的专用装置，其特征在于：
所述弹性压边垫块对所要成形工件坯料边界的压置排布，在各步弯曲拉深时，都是形成压边圈状的排布。
10.按照权利要求9所述的实施低熔点合金模具的弯曲拉深成型方法的专用装置，其特征在于：
所述弹性压边垫块是聚氨酯橡胶。
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