CN213997486U - 一种用于汽车车身零件的液压成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于汽车车身零件的液压成型装置，属于液压成型技术领域。本实用新型的液压成型装置包括第一外模具、芯模、第二外模具和补料气管，其中，第一外模具上设有安装腔；芯模套设在安装腔内，芯模上设有第一成型腔和第一排气孔；第二外模具位于第一外模具的上方并能与第一外模具可拆卸连接，第二外模具上设有第二成型腔和注液孔；补料气管与第一排气孔相连通。芯模作为凹模固定，通过补料气管通入高压气体实现板材反向弯曲补料，用液体做凸模推进板材变形，单边刚性模具，节省了一半的模具费用和制作周期。冲压过程中，零件始终在液体均匀施压状态下，形变均匀，补料及时，不易破裂，保证了零件质量。

Description

一种用于汽车车身零件的液压成型装置

技术领域

本实用新型涉及液压成型技术领域，尤其涉及一种用于汽车车身零件的液压成型装置。

背景技术

传统冲压工艺主要存在的问题有：1)同时使用固体凸模和固体凹模两件模具，模具费用高，准备周期长；2)冲压过程中，对于拉伸长的侧壁，没有模具支撑，易发生不均匀形变，导致破裂，成品率低。

汽车轻量化和加工柔性化是当今汽车技术发展的主流方向，结构轻量化可以节省材料和能源，而加工技术柔性化可以缩短加工周期，降低生产成本。液压成型就是轻量化和加工柔性化结合的典型工艺。液压成型区别于传统的冲压成型，只需单面固体模具，另一面用高压液体，这样节省了一半的模具生产材料与周期，减小能耗，降低了成本。液压成型技术还可以制作形状更复杂的零件，减少了零件设计的限制，提高了整车产品的美观与性能。所以，液压成型工艺在汽车行业的应用将越来越广泛。

目前液压成型技术已经应用于汽车零件生产，采用的多为大型液压设备或液压生产线，设备底座固定在地基上，下部为操作台，可将不同模具安装在操作台上，上部为采用自动液压升降头,通常包含一个主缸用于合模，一个增压缸用于液体加压，4-8个不等液压缸用于磨具压边。

这种设备主要存在的问题有：1)结构复杂，生产、安装调试周期长，不利于试制和工艺开发与推广；2)设备成本高，安装场地要求复杂，不适于中小型企业使用；3)设备安装调试后，对生产零件有一定的尺寸和材料要求，不易改造，一旦更改零件类型，往往需要重新采购设备。针对以上问题，本发明(使用新型)成本低、生产周期短、没有场地要求，通用性高，方便改造。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于汽车车身零件的液压成型装置，模具费用和生产周期减半，零件形变均匀，补料及时，不易破裂。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种用于汽车车身零件的液压成型装置，包括：

第一外模具，其上设有安装腔；

芯模，其套设在所述安装腔内，所述芯模上设有第一成型腔和第一排气孔；

第二外模具，其位于所述第一外模具的上方并能与所述第一外模具可拆卸连接，所述第二外模具上设有第二成型腔和注液孔，所述第二成型腔与所述第一成型腔分别位于板材的两侧；

补料气管，其与所述第一排气孔相连通。

可选地，所述安装腔内设有用于定位所述芯模的定位组件。

可选地，所述定位组件包括第一定位件，所述第一定位件夹设在所述芯模与所述安装腔的侧壁之间。

可选地，所述第一定位件、所述芯模及所述第一外模具的顶端面平齐。

可选地，所述定位组件包括第二定位件，所述第二定位件夹设在所述芯模与所述安装腔的底壁之间。

可选地，所述第二外模具上设有第二排气孔，所述第二排气孔位于所述第二外模具的顶部。

可选地，所述第一成型腔的侧壁相对于所述第二成型腔的侧壁凸出以形成台阶。

可选地，所述液压成型装置还设有紧固螺栓，所述第一外模具的外侧周向设有第一连接耳，所述第二外模具的外侧周向设有第二连接耳，所述第一连接耳与所述第二连接耳通过所述紧固螺栓固定连接。

可选地，所述液压成型装置还设有压紧作动件，所述压紧作动件能够压紧所述第二外模具，以使所述第二外模具与所述第一外模具夹紧所述板材。

可选地，所述压紧作动件为气缸、液压缸或电缸其中任一种。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型的液压成型装置包括第一外模具、芯模、第二外模具和补料气管，其中，第一外模具上设有安装腔；芯模套设在安装腔内，芯模上设有第一成型腔和第一排气孔；第二外模具位于第一外模具的上方并能与第一外模具可拆卸连接，第二外模具上设有第二成型腔和注液孔，第二成型腔与第一成型腔分别位于板材的两侧；补料气管与第一排气孔相连通。芯模作为凹模固定，通过补料气管通入高压气体实现板材反向弯曲补料，用液体做凸模推进板材变形，单边刚性模具，节省了一半的模具费用和制作周期。冲压过程中，零件始终在液体均匀施压状态下，形变均匀，补料及时，不易破裂，保证了零件质量。本液压成型装置成本低、生产周期短、没有场地要求，通用性强，方便改造，尤其适合于小批量，多品种的快速开发。

附图说明

图1为本实用新型实施例中液压成型装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中补料时液压成型装置的状态示意图；

图3为本实用新型实施例中第二成型腔未充满液体时液压成型装置的状态示意图；

图4为本实用新型实施例中第二成型腔充满液体并继续增压时液压成型装置的状态示意图；

图5为本实用新型实施例中板材成型保压时液压成型装置的状态示意图。

附图标记：

100、板材；

1、第一外模具；11、安装腔；12、第一连接耳；

2、芯模；21、第一成型腔；22、第一排气孔；

3、第二外模具；31、第二成型腔；32、注液孔；33、第二排气孔；34、第二连接耳；

4、补料气管；

5、定位组件；51、第一定位件；52、第二定位件；

6、紧固螺栓。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-5所示，本实施例在于提供一种用于汽车车身零件的液压成型装置，包括第一外模具1、芯模2、第二外模具3和补料气管4，其中，第一外模具1上设有安装腔11；芯模2套设在安装腔11内，芯模2上设有第一成型腔21和第一排气孔22；第二外模具3位于第一外模具1的上方并能与第一外模具1可拆卸连接，第二外模具3上设有第二成型腔31和注液孔32，第二成型腔31与第一成型腔21分别位于板材100的两侧；补料气管4与第一排气孔22相连通。注液孔32连接外界高压液体源，高压液体可以是水、液压油或液压乳液任一种，为板材100成型提供液压成型力。高压液体可以是常温或高温，当温度提高时，工装成本提高，但是零件的拉伸性能也更好(其他的零件加热方式也可达到同样效果)。补料气管4的一端与外界高压气源连接，另一端贯穿第一外模具1的侧壁后与第一排气孔22相连通。第一排气孔22的数量可以设置为一个或多个，补料气管4与第一排气孔22一一对应并连通。补料时，高压气体依次通过补料气管4、第一排气孔22充入第一成型腔21，使板材100向上弯曲变形，并保压一定时间，便于液压成型时板材100的补料和成型。液压成型时，第一成型腔21内的气体由第一排气孔22排出。利用芯模2作为凹模固定，单边刚性模具，节省了一半的模具费用和制作周期，可用于厚度范围为0.5-2.0mm的碳钢、高强钢、不锈钢、铝合金等材料板液压成型；并且更换冲压零件时，只需更换或改造芯模2即可，通用性强，尤其适合于小批量，多品种的快速开发。

可选地，安装腔11内设有用于定位芯模2的定位组件5。利用定位组件5对芯模2进行定位，节省模具所用材料，增加装备的通用性。

可选地，定位组件5包括第一定位件51，第一定位件51夹设在芯模2与安装腔11的侧壁之间。第一定位件51的厚度可以选择任意尺寸，只要能将芯模2夹紧，避免芯模2径向窜动即可，通过改变第一定位件51的厚度可以调整芯模2的径向位置。

可选地，第一定位件51、芯模2及第一外模具1的顶端面平齐。进一步地，定位组件5包括第二定位件52，第二定位件52夹设在芯模2与安装腔11的底壁之间。第二定位件52的厚度可以选择任意尺寸，通过改变第二定位件52的厚度可以调整芯模2的高度，以保证第一定位件51、芯模2及第一外模具1的顶端面平齐。芯模2可根据不同零件进行替换，通过改变相应的第一定位件51及第二定位件52的厚度来调整芯模2的径向位置和高度即可。

可选地，第二外模具3上设有第二排气孔33，第二排气孔33位于第二外模具3的顶部。第二排气孔33的数量可以设置为一个或多个，在通过注液孔32向第二成型腔31内冲入高压液体时，第二成型腔31内的空气由第二排气孔33排出。由于第二排气孔33的直径很小，即使在模具加压或者保压状态下也不会有大量液体流出，不影响液压成型操作。

可选地，第一成型腔21的侧壁相对于第二成型腔31的侧壁凸出以形成台阶。进而在通过补料气管4充入高压气体使板材100反向弯曲进行补料时，避免第二成型腔31的侧壁产生干扰。

在本实施例中，液压成型装置还设有紧固螺栓6，第一外模具1的外侧周向设有第一连接耳12，第二外模具3的外侧周向设有第二连接耳34，第一连接耳12与第二连接耳34通过紧固螺栓6固定连接。利用多个紧固螺栓6穿过板材100，将板材100固定，同时将第一外模具1和第二外模具3密封连接，避免成型过程中高压液体大量泄漏。

具体的工艺过程为：

1)调整芯模2并将其固定在第一外模具1的安装腔11内，用第一定位件51和第二定位件52定位、支撑，并使第一定位件51、芯模2及第一外模具1的顶端面平齐；

2)依次将板材100、第二外模具3叠放在第一外模具1的顶部，并用紧固螺栓6将第一外模具1与第二外模具3密封连接；

3)从补料气管4向第一成型腔21内注入高压气体至工艺压力，保压一定时间，使板材100向上弯曲变形；

4)高压气体由第一排气孔22泄压；

5)从注液孔32向第二成型腔31内注入液压液体并根据工艺逐渐加压，压力加至工艺压力后，保压一定时间；

6)泄压、排液(部分液体由注液孔32排出)；

7)取下紧固螺栓6和第二外模具3(剩余液体一次性排出)；

8)取出成型零件。

在其他实施例中，液压成型装置还设有压紧作动件，压紧作动件能够压紧第二外模具3，以使第二外模具3与第一外模具1夹紧板材100。可选地，压紧作动件为气缸、液压缸或电缸其中任一种。优选地，压紧作动件采用气缸。在模具加压之前，气缸的压边力要提前增加到最大，防止模具在最初加压过程中板材100移动。另外，当模具压力增加到一定压力后，板材100开始变形过程中，压边力会逐渐变化，这个变化根据软件仿真得出。由于中部板材100变形过程，表面积增大，外围被压紧部分会逐渐向内收缩给中间区域补料，控制压边力的大小，可以控制收缩的快慢，使得最终成型板材100厚度更均匀，不易破裂。

进一步地，气缸的数量范围为4-8个，沿着第二外模具3的周向布置即可。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种用于汽车车身零件的液压成型装置，其特征在于，包括：

第一外模具(1)，其上设有安装腔(11)；

芯模(2)，其套设在所述安装腔(11)内，所述芯模(2)上设有第一成型腔(21)和第一排气孔(22)；

第二外模具(3)，其位于所述第一外模具(1)的上方并能与所述第一外模具(1)可拆卸连接，所述第二外模具(3)上设有第二成型腔(31)和注液孔(32)，所述第二成型腔(31)与所述第一成型腔(21)分别位于板材(100)的两侧；

补料气管(4)，其与所述第一排气孔(22)相连通。

2.根据权利要求1所述的液压成型装置，其特征在于，所述安装腔(11)内设有用于定位所述芯模(2)的定位组件(5)。

3.根据权利要求2所述的液压成型装置，其特征在于，所述定位组件(5)包括第一定位件(51)，所述第一定位件(51)夹设在所述芯模(2)与所述安装腔(11)的侧壁之间。

4.根据权利要求3所述的液压成型装置，其特征在于，所述第一定位件(51)、所述芯模(2)及所述第一外模具(1)的顶端面平齐。

5.根据权利要求2所述的液压成型装置，其特征在于，所述定位组件(5)包括第二定位件(52)，所述第二定位件(52)夹设在所述芯模(2)与所述安装腔(11)的底壁之间。

6.根据权利要求1所述的液压成型装置，其特征在于，所述第二外模具(3)上设有第二排气孔(33)，所述第二排气孔(33)位于所述第二外模具(3)的顶部。

7.根据权利要求1所述的液压成型装置，其特征在于，所述第一成型腔(21)的侧壁相对于所述第二成型腔(31)的侧壁凸出以形成台阶。

8.根据权利要求1-7任一项所述的液压成型装置，其特征在于，所述液压成型装置还设有紧固螺栓(6)，所述第一外模具(1)的外侧周向设有第一连接耳(12)，所述第二外模具(3)的外侧周向设有第二连接耳(34)，所述第一连接耳(12)与所述第二连接耳(34)通过所述紧固螺栓(6)固定连接。

9.根据权利要求1-7任一项所述的液压成型装置，其特征在于，所述液压成型装置还设有压紧作动件，所述压紧作动件能够压紧所述第二外模具(3)，以使所述第二外模具(3)与所述第一外模具(1)夹紧所述板材(100)。

10.根据权利要求9所述的液压成型装置，其特征在于，所述压紧作动件为气缸、液压缸或电缸其中任一种。

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