專利名稱：一種低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配置于壓力機上或與壓力機有關(guān)的拉深用模墊，以及用彈性模墊的彎曲、拉深的無切削成型，尤其是涉及一種低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法和裝置。
背景技術(shù)：
低熔點合金成型模具是一種適用于制造多品種、小批量工業(yè)產(chǎn)品與樣件用的簡易模具，具有很高的經(jīng)濟價值。它是利用制模樣件在低熔點液態(tài)合金中分型，凝固后使低熔點合金自然形成的單工序凹、凸模具，在配用的壓力機上將金屬薄板件坯料彎曲、拉深、成形。如果工件形狀比較復(fù)雜，或者需要有較深的拉延變形，就極易發(fā)生起皺和拉裂的現(xiàn)象，經(jīng)常出現(xiàn)成型缺陷，導(dǎo)致成品率下降。對于快速更換的低熔點合金模具來說，如果與現(xiàn)有的鋼模具一樣，配用專門設(shè)計的頂料、彈性壓邊輔助裝置如壓邊圈，既增加模具的制作成本和準備周期，又使低熔點合金模具適用于制造多品種小批量工業(yè)產(chǎn)品與樣件的特點不能得到充分的發(fā)揮，而且在現(xiàn)有的彈性壓邊裝置中，壓邊力直接作用于所要成形的工件坯料上，壓邊力的變化是從小到大，即隨著拉延深度的增加，彈簧、橡膠等彈性材料被壓縮，壓邊力逐漸增大，不能滿足壓邊力在彎曲拉深過程中必須由小到大、再由大到小變化的要求，不能有效地避免工件發(fā)生起皺和拉裂的現(xiàn)象，明顯提高成品率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的一個技術(shù)問題是，提出一種低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法，這種成型方法能降低模具的制作成本和準備周期，還能簡化操作，提高成型效率，有效地避免工件發(fā)生起皺和拉裂的現(xiàn)象，明顯提高成品率。
本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是，提出一種實施上述低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法的專用裝置。
對于本發(fā)明的低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法來說，上述技術(shù)問題是這樣加以解決的這種低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法，在壓力機上進行，由樣件熔鑄形成的低熔點合金上凸模固定在與壓力機的滑塊連接成一體的上模架上，與低熔點合金熔箱為一體的下模架固定在壓力機的工作臺，低熔點合金下凹模熔鑄形成在熔箱內(nèi)，所要成形的工件坯料放置在下凹模開口處。
這種應(yīng)用所述模墊于低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法的特點是依次有以下步驟在上凸模與所要成形工件坯料之間設(shè)置模墊，所述模墊是壓置在所要成形工件邊界處的至少兩個等高度、等壓力變形度的彈性壓邊墊塊組，每個彈性壓邊墊塊組由至少兩塊高度遞減的彈性壓邊墊塊，分別依次用于各步彎曲、拉深，所述彈性壓邊墊塊是壓置在所要成形工件坯料在彎曲、拉深時最易起皺或開裂的部位的邊界處，所述初始用的彈性壓邊墊塊高度由所要成形工件的高度確定，其初始高度Hd與所要成形工件的高度Hg的關(guān)系式是Hd＝(1.5～2.0)Hg，依據(jù)所要成形工件的形狀，在各步彎曲拉深時，所述彈性壓邊墊塊對所要成形工件坯料邊界的壓置排布，都是形成壓邊圈狀的排布，能夠達到類似一般模具壓邊圈的效果；再將固定在上模架上的上凸模隨著壓力機的滑塊下降彎曲、拉深所要成形工件的坯料，當壓邊力達到影響正常沖壓時，停止下降滑塊，觀察所要成形工件坯料的變形程度，并提升滑塊，實時地調(diào)整彈性壓邊墊塊的高度和位置，即調(diào)整彈性壓邊墊塊的壓邊力，再繼續(xù)下降滑塊彎曲、拉深所要成形工件坯料，多次重復(fù)上述過程，在多步彎曲、拉深過程中的壓邊力由小到大、再由大到小變化，在多步彎曲、拉深后，所要成形工件坯料能實現(xiàn)最合理的拉伸變形；在所要成形工件坯料基本成型時，再次提升滑塊，取出彈性壓邊墊塊，將滑塊下降至上凸模、下凹模合模，完成直接彎曲、拉深成型，最后提升滑塊，取出已成形工件。
對于本發(fā)明的應(yīng)用所述模墊于低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法來說，上述技術(shù)問題是可以這樣進一步加以解決的在設(shè)置模墊之前，先在上凸模、下凹模的工作表面涂刷沖壓脫模劑，使用沖壓脫模劑可以方便取出已成形工件。
所述彈性壓邊墊塊可以是聚氨酯橡膠，聚氨酯橡膠具有高韌性、高彈性，俗稱牛筋板。
所述沖壓脫模劑可以是鋅、鋁合金經(jīng)熔煉、球磨而成的銀粉，它是一種浮型片狀的金屬粉末，是配制銀粉漆的原料。使用銀粉作為沖壓脫模劑比其它脫模劑的效果更加顯著。
所述沖壓脫模劑也可以是純鉛球磨而成的鉛粉。
所述沖壓脫模劑還可以是硅酸鹽類礦物滑石經(jīng)精選凈化、粉碎、干燥而成的滑石粉。
所述上凸模、下凹模設(shè)有方便取出已成形工件的1～3°拔模斜度。
對于本發(fā)明的實施低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法的專用裝置來說，上述技術(shù)問題是這樣加以解決的這種實施低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法的專用裝置，包括壓力機及其配用的低熔點合金模具，由樣件熔鑄形成的低熔點合金上凸模固定在與壓力機的滑塊連接成一體的上模架上，與低熔點合金熔箱為一體的下模架固定在壓力機的工作臺，低熔點合金下凹模熔鑄形成在熔箱內(nèi)，所要成形的工件坯料放置在下凹模開口處。
這種實施低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法的專用裝置的特點是在所述上凸模與所要成形工件坯料之間設(shè)有模墊，所述模墊是壓置在所要成形工件坯料邊界處的至少兩個等高度、等壓力變形度的彈性壓邊墊塊組，每個彈性壓邊墊塊組由至少兩塊高度遞減的彈性壓邊墊塊，分別依次用于各步彎曲、拉深。在上凸模與所要成形工件坯料之間設(shè)置沖模墊層，可以使工件金屬薄板件材料有更多的時間外延伸展，更好地控制工件金屬薄板件材料在成型過程中的流動，在拉延件沖壓成型，特別是深拉延件沖壓成型中，能有效地避免工件發(fā)生起皺和拉裂的現(xiàn)象。由于所述彈性壓邊墊塊的壓邊力只適用于淺彎曲、拉深的壓邊，這種壓邊力會隨著所要成形工件的拉深深度的加大而增加，在彎曲、拉深過程中會與實際要求不相符，需要實時地調(diào)整彈性壓邊墊塊的高度和位置，使所述彈性壓邊墊塊的壓邊力滿足正常彎曲、拉深的要求，即使彎曲、拉深過程中的壓邊力由小到大、再由大到小變化，在多步彎曲、拉深后，所要成形工件坯料能實現(xiàn)最合理的拉伸變形，明顯提高成品率，提高成品質(zhì)量。
對于本發(fā)明的實施低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法的專用裝置來說，上述技術(shù)問題是可以這樣進一步加以解決的所述彈性壓邊墊塊是壓置在所要成形工件坯料在彎曲、拉深時最易起皺或開裂的部位的邊界處。
所述初始用的彈性壓邊墊塊高度由所要成形工件的高度確定，其初始高度Hd與所要成形工件的高度Hg的關(guān)系式是Hd＝(1.5～2.0)Hg。
所述彈性壓邊墊塊對所要成形工件坯料邊界的壓置排布，依據(jù)所要成形工件的形狀，在各步彎曲拉深時，都是形成壓邊圈狀的排布，能夠達到類似一般模具壓邊圈的效果。
所述彈性壓邊墊塊可以是聚氨酯橡膠，聚氨酯橡膠具有高韌性、高彈性，俗稱牛筋板。
應(yīng)用本發(fā)明的低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法，只需要在上、下模架上分別固定上凸模、下凹模，不必配用專門設(shè)計的頂料、壓邊輔助裝置，能降低模具的制作成本和準備周期，還能簡化操作，提高成型效率，尤其是能改善拉延變形的表面質(zhì)量，可以使工件金屬薄板件材料有更多的時間外延伸展，更好地控制工件金屬薄板件材料在成型過程中的流動，在拉延件沖壓成型，特別是深拉延件沖壓成型中，能有效地避免工件發(fā)生起皺和拉裂的現(xiàn)象，明顯提高成品率，提高成品質(zhì)量。本發(fā)明的成型方法和裝置最適用于制造多品種、小批量的工業(yè)產(chǎn)品與樣件。


下面對照附圖并結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
圖1是本發(fā)明成型裝置的組成示意圖。
圖2是本發(fā)明成型方法的模具未合模狀態(tài)示意圖。
圖3是本發(fā)明成型方法的模具合模狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法在壓力機上進行。預(yù)先將鈑金制件模型，連同上模架1下降至熔箱4內(nèi)，浸入熔化的低熔點合金液中，待冷卻固化后，提升上模架1，取出鈑金制件模型，即形成具有凹凸型面的上凸模2、下凹模6。在完成制造該品種的小批量工業(yè)產(chǎn)品或樣件后，將上凸模2與下凹模6合模，接通電加熱管7的電源可將低熔點合金熔化以便重新使用。
由樣件熔鑄形成的低熔點合金上凸模2固定在與壓力機的滑塊9連接成一體的上模架1上，與低熔點合金熔箱4為一體的下模架8固定在壓力機的工作臺10，低熔點合金下凹模6熔鑄形成在熔箱4內(nèi)，上凸模2、下凹模6設(shè)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開口處。
本具體實施方式
的彎曲拉深成型方法，依次有以下步驟先在上凸模2、下凹模6的工作表面涂刷銀粉沖壓脫模劑，使用銀粉作為沖壓脫模劑比其它脫模劑的效果更加顯著。
然后在上凸模2與所要成形工件坯料5之間設(shè)有模墊，所述模墊是壓置在所要成形工件坯料5邊界處的十二個等高度、等壓力變形度的彈性壓邊墊塊組，每個彈性壓邊墊塊組由兩塊高度遞減的彈性壓邊聚氨酯橡膠墊塊3，分別依次用于三步彎曲、拉深，將彈性壓邊聚氨酯橡膠墊塊3壓置在所要成形工件在彎曲、拉深時最易起皺或開裂的部位的邊界處，所述初始用的彈性壓邊聚氨酯橡膠墊塊3高度由所要成形工件的高度確定，其初始高度Hd與所要成形工件的高度Hg的關(guān)系式是Hd＝(1.5～2.0)Hg，依據(jù)所要成形工件的形狀，在三步彎曲拉深時，所述彈性壓邊墊塊3對所要成形工件邊界的壓置排布，都是形成壓邊圈狀的排布，能夠達到類似一般模具壓邊圈的效果。
如圖2所示，再將固定在上模架1上的上凸模2隨著壓力機的滑塊9下降彎曲、拉深所要成形工件的坯料5，當壓邊力達到影響正常沖壓時，停止下降滑塊9，觀察所要成形工件坯料5的變形程度，并提升滑塊9，實時地調(diào)整彈性壓邊聚氨酯橡膠墊塊3的高度和位置，即調(diào)整彈性壓邊聚氨酯橡膠墊塊3的壓邊力，再繼續(xù)下降滑塊彎曲、拉深所要成形工件坯料5，三次重復(fù)上述過程，在三步彎曲、拉深過程中的壓邊力由小到大、再由大到小變化，在三步彎曲、拉深后，所要成形工件坯料5能實現(xiàn)最合理的拉伸變形。
如圖3所示，在所要成形工件坯料5基本成型時，再次提升滑塊9，取出彈性壓邊聚氨酯橡膠墊塊3，將滑塊9下降至上凸模2、下凹模6合模，完成直接彎曲、拉深成型，最后提升滑塊9，采用輔助工具鑿子，取出已成形工件，注意不劃傷已成形工件和模具表面。
圖4示出了汽車后門內(nèi)板工件成型中彈性壓邊聚氨酯橡膠墊塊3的排布位置，其截面形狀不限制。其中要沖壓的汽車后門內(nèi)板的高度Hg＝80mm，第一步將工件沖壓深度為30mm，彎曲拉深使用的彈性壓邊聚氨酯橡膠墊塊3的初始高度Hd＝1.5Hg＝120mm，第二步將工件沖壓深度為20～30mm，彎曲拉深使用的彈性壓邊聚氨酯橡膠墊塊3的高度Hd1＝60mm，其排布位置與第一步基本相同，第三步去除所有的彈性壓邊聚氨酯橡膠墊塊3，將工件沖壓成型。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法，在壓力機上進行，由樣件熔鑄形成的低熔點合金上凸模固定在與壓力機的滑塊連接成一體的上模架上，與低熔點合金熔箱為一體的下模架固定在壓力機的工作臺，低熔點合金下凹模熔鑄形成在熔箱內(nèi)，所要成形的工件坯料放置在下凹模開口處，其特征在于依次有以下步驟在上凸模與所要成形工件坯料之間設(shè)置模墊，所述模墊是壓置在所要成形工件邊界處的至少兩個等高度、等壓力變形度的彈性壓邊墊塊組，每個彈性壓邊墊塊組由至少兩塊高度遞減的彈性壓邊墊塊，分別依次用于各步彎曲、拉深，所述彈性壓邊墊塊是壓置在所要成形工件坯料在彎曲、拉深時最易起皺或開裂的部位的邊界處，所述初始用的彈性壓邊墊塊高度由所要成形工件的高度確定，其初始高度Hd與所要成形工件的高度Hg的關(guān)系式是Hd＝(1.5～2.0)Hg，所述彈性壓邊墊塊對所要成形工件坯料邊界的壓置排布，依據(jù)所要成形工件的形狀，在各步彎曲拉深時，都是形成壓邊圈狀的排布；再將固定在上模架上的上凸模隨著壓力機的滑塊下降彎曲、拉深所要成形工件的坯料，當壓邊力達到影響正常沖壓時，停止下降滑塊，觀察所要成形工件坯料的變形程度，并提升滑塊，實時地調(diào)整彈性壓邊墊塊的高度和位置，即調(diào)整彈性壓邊墊塊的壓邊力，再繼續(xù)下降滑塊彎曲、拉深所要成形工件坯料，多次重復(fù)上述過程，在多步彎曲、拉深過程中的壓邊力由小到大、再由大到小變化；在所要成形工件坯料基本成型時，再次提升滑塊，取出彈性壓邊墊塊，將滑塊下降至上凸模、下凹模合模，完成直接彎曲、拉深成型，最后提升滑塊，取出已成形工件。
2.按照權(quán)利要求1所述的低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法，其特征在于在設(shè)置模墊之前，先在上凸模、下凹模的工作表面涂刷沖壓脫模劑。
3.按照權(quán)利要求2或3所述的低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法，其特征在于所述彈性壓邊墊塊是聚氨酯橡膠。
4.按照權(quán)利要求3所述的低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法，其特征在于所述沖壓脫模劑是鋅、鋁合金經(jīng)熔煉、球磨而成的銀粉，純鉛球磨而成的鉛粉，或者是硅酸鹽類礦物滑石經(jīng)精選凈化、粉碎、干燥而成的滑石粉。
5.按照權(quán)利要求4所述的低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法，其特征在于所述上凸模、下凹模設(shè)有方便取出已成形工件的1～3°拔模斜度。
6.按照權(quán)利要求1所述的實施低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法的專用裝置，包括壓力機及其配用的低熔點合金模具，由樣件熔鑄形成的低熔點合金上凸模固定在與壓力機的滑塊連接成一體的上模架上，與低熔點合金熔箱為一體的下模架固定在壓力機的工作臺，低熔點合金下凹模熔鑄形成在熔箱內(nèi)，所要成形的工件坯料放置在下凹模開口處，其特征在于在所述上凸模與所要成形工件坯料之間設(shè)有模墊，所述模墊是壓置在所要成形工件坯料邊界處的至少兩個等高度、等壓力變形度的彈性壓邊墊塊組，每個彈性壓邊墊塊組由至少兩塊高度遞減的彈性壓邊墊塊，分別依次用于各步彎曲、拉深。
7.按照權(quán)利要求6所述的實施低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法的專用裝置，其特征在于所述彈性壓邊墊塊是壓置在所要成形工件坯料在彎曲、拉深時最易起皺或開裂的部位的邊界處。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的實施低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法的專用裝置，其特征在于所述初始用的彈性壓邊墊塊高度由所要成形工件的高度確定，其初始高度Hd與所要成形工件的高度Hg的關(guān)系式是Hd＝(1.5～2.0)Hg。
9.按照權(quán)利要求8所述的實施低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法的專用裝置，其特征在于所述彈性壓邊墊塊對所要成形工件坯料邊界的壓置排布，在各步彎曲拉深時，都是形成壓邊圈狀的排布。
10.按照權(quán)利要求9所述的實施低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法的專用裝置，其特征在于所述彈性壓邊墊塊是聚氨酯橡膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低熔點合金模具的彎曲拉深成型方法和裝置，成型方法包括在上凸模與所要成形工件坯料之間設(shè)置模墊，所述模墊是壓置在所要成形工件坯料邊界處的至少兩個等高度、等壓力變形度的彈性壓邊墊塊組，每個彈性壓邊墊塊組由至少兩塊高度遞減的彈性壓邊墊塊，分別依次用于各步彎曲、拉深，實時地調(diào)整彈性壓邊墊塊的高度和位置，使所述彈性壓邊墊塊的壓邊力滿足彎曲拉深的要求，最后取出彈性壓邊墊塊，完成直接彎曲拉深成型。能降低模具的制作成本和準備周期，還能簡化操作，提高成型效率，尤其是能有效地避免工件發(fā)生起皺和拉裂的現(xiàn)象，明顯提高成品率，提高成品質(zhì)量。本發(fā)明的成型方法和裝置最適用于制造多品種、小批量的工業(yè)產(chǎn)品與樣件。
文檔編號B21D24/04GK1778487SQ20041008137
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月22日
發(fā)明者董長安 申請人:比亞迪股份有限公司