專利名稱：液壓深拉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)專利權(quán)要求1的總概念在壓型機(jī)上拉制薄板成形件的一種液壓深拉裝置。
根據(jù)DE-OS 44 35 069，已知有一種符合專利權(quán)要求1的液壓深拉裝置。這一發(fā)明的任務(wù)依據(jù)是將壓型機(jī)同流體彈性拉制設(shè)備合在一起進(jìn)行設(shè)計(jì)，做到能夠在不必花費(fèi)昂貴的費(fèi)用情況下，適當(dāng)?shù)馗难b現(xiàn)有的采用沿用至今的常規(guī)深拉成型技術(shù)的工具設(shè)備，以使這類較陳舊的工具設(shè)備能按照在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)字控制下的在力作用場中分解的多點(diǎn)裝置的要求運(yùn)行。
根據(jù)DE 44 35 069的發(fā)明的基本優(yōu)點(diǎn)在于，常規(guī)的單作用壓型機(jī)工具設(shè)備，不需要經(jīng)過煩瑣和昂貴的適應(yīng)性改造，就能用于一種在計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的多點(diǎn)力控制下的過程引導(dǎo)深拉成型。沒有得到解決的是工件板坯的不同的流動(dòng)特性問題，例如，在制作雙洗滌槽時(shí)，因其中每個(gè)槽的幾何形狀不同，譬如槽的間距、深度、半徑和板厚不同，以及工件材料質(zhì)量不同，這就是說，必須按過去已知的方式，在關(guān)鍵性的連續(xù)作業(yè)的正面范圍內(nèi)，在坯件夾持板下或拉模環(huán)下墊以碎紙片。特別是在新工具設(shè)備試車時(shí)，這需要耗費(fèi)很多時(shí)間，而且僅在一定條件下是可重復(fù)生產(chǎn)的。
本發(fā)明所依據(jù)的任務(wù)是創(chuàng)制一種液壓深拉裝置，用這種設(shè)備在工件的形狀和質(zhì)量方面有極不相同的工作參數(shù)時(shí)，如材料特性、滑脂或滑油潤滑、溫度等等，可進(jìn)行可重復(fù)的深拉，而無須進(jìn)行不斷的手工修正，例如通過墊碎紙片進(jìn)行修正。
上述任務(wù)的解決辦法在專利權(quán)要求1闡述特征的部分中作了說明。
通過根據(jù)本發(fā)明的解決辦法，可以在不要碎紙片墊底的情況下實(shí)現(xiàn)工件板坯的可重復(fù)拉制。達(dá)到簡單而又可重復(fù)拉制的辦法在于，利用可調(diào)節(jié)的板坯夾持力的的基本載荷分量將外作用輪圈送到工具底板上方板坯夾持板上，就是說，壓緊柱栓不是作用在板坯夾持板上，而是作用在工具底板的平面上。而內(nèi)作用輪圈則相反，可以有目的地單一或成組地控制作用點(diǎn)或作用面與拉模環(huán)的幾何形狀相適應(yīng)?？刂七^程中，可以通過使作用力高度集中于關(guān)鍵位置，例如集中于一雙洗滌槽的腹板范圍內(nèi)，減緩板坯材料的進(jìn)入，并通過適當(dāng)調(diào)整沿拉模環(huán)輪廓線液壓板坯夾持缸內(nèi)的力分布圖形控制板坯材料的進(jìn)入。
根據(jù)本發(fā)明經(jīng)過改進(jìn)的多點(diǎn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，把板坯夾持功能分為兩個(gè)不同的功能級(jí)。一液壓圈作為基本載荷(外作用輪圈)作用在工具底板上，該底板布置在原來的板坯夾持板之下，同時(shí)使該基本載荷在一可調(diào)節(jié)的均勻的板坯夾持力作用下作用在整個(gè)板坯上。作為對(duì)這一功能級(jí)的補(bǔ)充，在拉模環(huán)半徑附近還有不同的成組組合的缸(內(nèi)作用輪圈)直接作用在板坯夾持器上。這些缸精確地控制著成型區(qū)附近關(guān)鍵范圍內(nèi)材料的流動(dòng)。為此，以優(yōu)越的方式為板坯夾持缸提供一個(gè)較大作用面積，以便利用不同造型的壓緊柱栓達(dá)到最佳作用點(diǎn)。于是，根據(jù)需要產(chǎn)生了用于制造工件系列零件的多點(diǎn)裝置，為適應(yīng)其它的工件系列，利用現(xiàn)有的電氣和液壓壓型機(jī)控制調(diào)節(jié)設(shè)備，它可以整個(gè)地或部分地進(jìn)行置換。只要使推桿到工件的距離達(dá)到Δs，一單獨(dú)的多點(diǎn)裝置的布置可保證重復(fù)傳遞指定的板坯夾持力。這樣規(guī)定推桿在導(dǎo)入大的偏心載荷時(shí)還可保證在可重復(fù)的工作條件下而不會(huì)傾倒。偏心載荷力矩對(duì)推桿的影響很小。尤其是，在拉制過程中板坯夾持力的分布不會(huì)因推桿的傾倒而發(fā)生變化。
本發(fā)明由一液壓壓型機(jī)、一板坯夾持功能多點(diǎn)裝置和作為深拉陽模傳動(dòng)裝置的撓性成型元件構(gòu)成，根據(jù)本發(fā)明的多點(diǎn)控制系統(tǒng)的當(dāng)前發(fā)展階段，為復(fù)雜零件的可重復(fù)深拉過程提供了可能性?；诎寻迮鲓A持功能與推桿功能分開來的原則，多點(diǎn)裝置與零件幾何形狀相匹配，成型元件的定位可以保證作用力同心導(dǎo)入，因而使過程的穩(wěn)定性得到改善。壓型機(jī)采用計(jì)算機(jī)控制可使復(fù)雜的參數(shù)調(diào)整的操作簡單化。結(jié)果，縮短了調(diào)整的時(shí)間，同廢品率下降的情況一樣，材料消耗減少到最小。特別是在優(yōu)質(zhì)鋼廚房洗滌槽成型方面的應(yīng)用，證實(shí)了工藝控制方面的改進(jìn)。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，詳見附屬的權(quán)利要求和根據(jù)圖紙對(duì)一實(shí)施例的說明。
圖紙中

圖1是配有根據(jù)本發(fā)明的深拉裝置的壓型機(jī)的正視圖，圖2是根據(jù)圖1放大比例的帶拉制工具的多點(diǎn)裝置，圖3a是根據(jù)圖1的多點(diǎn)控制裝置和圖3b的A-A截面，圖3b是板坯夾持缸內(nèi)、外作用輪圈及矩形輪廓線零件的布置平面圖，圖4a是布置在板坯夾持缸工作面中間位置的一圓形壓緊柱栓的構(gòu)成平面圖，圖4b是布置在板坯夾持缸工作面中間位置的一矩形壓緊柱栓的構(gòu)成平面圖，圖4c是布置在板坯夾持缸工作面外側(cè)中間位置的一圓形壓緊柱栓的構(gòu)成平面圖，圖4d是布置在板坯夾持缸工作面外側(cè)中間位置的一矩形壓緊柱栓的構(gòu)成平面圖，
圖5a是帶有并列布置的可轉(zhuǎn)換模塊化條的一多點(diǎn)裝置的構(gòu)成圖，圖5b是帶有在通用托板上任意布置的可轉(zhuǎn)換模塊化條的一多點(diǎn)裝置的另一構(gòu)成圖，圖5c是帶有在通用托板上任意布置的不同模塊結(jié)構(gòu)形式的一多點(diǎn)裝置的另一構(gòu)成圖，圖6a是拉制行程過程中的壓力分布圖形，圖6b是參數(shù)的屏幕顯示，圖7a是一雙洗滌槽內(nèi)作用輪圈的工具底板與插入的壓緊柱栓和短沖程柱塞位置，圖7b是一單洗滌槽內(nèi)作用輪圈的工具底板與插入的壓緊柱栓和短沖程柱塞位置，圖8a是成型缸在臺(tái)面板上的布置透視圖，圖8b是可移式成型缸及其在臺(tái)面板導(dǎo)槽上的深拉柱塞平面圖，圖8c是根據(jù)圖8b臺(tái)面板上帶深拉柱塞的兩個(gè)成型缸的布置圖。
圖1中所示為一壓型機(jī)1中根據(jù)本發(fā)明的深拉裝置，處于深拉過程開始前的關(guān)閉狀態(tài)，沒有板坯19。在這種狀態(tài)下，壓型機(jī)1承擔(dān)一夾持或工具夾緊裝置的功能。這就是說，閉合缸2通過液壓方式使推桿3和中間板4的自重及拉模環(huán)8在張開和閉合運(yùn)動(dòng)過程中作垂直運(yùn)動(dòng)的功能。在閉合位置，在深拉成形過程中出現(xiàn)的成形作用力和板坯夾持力(作業(yè)作用力)在靜態(tài)經(jīng)過定距塊21被吸收。在一定情況下，在下閉合位置，可以使用液壓控制的機(jī)械鎖閉裝置取代定距塊21，使出現(xiàn)的作用力在壓型機(jī)框架7的臺(tái)面結(jié)構(gòu)與推桿3之間被截獲。
圖2中所示為放大了的拉制工具和多點(diǎn)裝置12的詳圖。其中，工具的下半部分由元件拉制陽模9、板坯夾持板10、工具底板11、壓緊柱栓5和成形柱栓20構(gòu)成。多點(diǎn)裝置12包括板坯夾持缸13(結(jié)構(gòu)形式為短沖程缸)和短沖程柱塞14。同常規(guī)的結(jié)構(gòu)形式一樣，拉模環(huán)8與中間板4固定連接，并且可同推桿一起抬升和下落。
可置換多點(diǎn)裝置12的短沖程柱塞14被設(shè)計(jì)成能適用于零配件相似但尺寸不同的一個(gè)產(chǎn)品系列。實(shí)施時(shí)最重要的問題是處理產(chǎn)品形狀(例如拉模環(huán)8為矩形)與缸位置之間的關(guān)系，以便在壓力和拉力范圍內(nèi)能以最有效的方式控制材料流程。與常規(guī)的單作用和雙作用壓型機(jī)相比較，采用僅有幾毫米安裝沖程的短沖程原則，其優(yōu)點(diǎn)在于，在根據(jù)工件幾何形狀放置執(zhí)行機(jī)構(gòu)方面有更多的靈活性。與改進(jìn)的液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能相結(jié)合，可以做到這一點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的板坯夾持力分布圖形的程序化，準(zhǔn)確地滿足拉制過程的每一階段所必需的要求。
板坯夾持缸13的夾持力分布在一外作用輪圈25和一內(nèi)作用輪圈26中，其中，外作用輪圈25利用基本載荷壓緊柱栓6，以一個(gè)可調(diào)節(jié)的保持不變的基本載荷作用在工具底板11上；而內(nèi)作用輪圈26的作用點(diǎn)則經(jīng)過壓緊柱栓5和成形柱栓20，通過工具底板11上相應(yīng)成形的開口作用在板坯夾持板10上，并且可分別單獨(dú)地或成組地在有目的地控制下加載。在圖3a和3b中，作用輪圈25和26經(jīng)過分界線30(粗虛線)分隔后被清晰地顯現(xiàn)出來。在狹窄的網(wǎng)屏區(qū)內(nèi)，板坯夾持缸13把短沖程柱塞14圍在與被拉制工件相應(yīng)的拉模環(huán)輪廓線18的周圍。臺(tái)面板15(參見圖8a和8b)在工作面的中間區(qū)域特設(shè)一切口，布置成型缸/柱塞16/17的殼體23的導(dǎo)槽24。根據(jù)拉制陽模9的幾何形狀，可以相應(yīng)地安排許多液壓成型柱塞17。
這樣把可移動(dòng)的液壓缸單元布置成拉伸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安排在壓型機(jī)的下橫梁內(nèi)可承擔(dān)不同幾何形狀的零件的拉制功能。通過把拉制功能與多點(diǎn)裝置12分離，只要多點(diǎn)裝置12可進(jìn)行置換并適應(yīng)成型缸/柱塞16/17的位置，壓型機(jī)1就能容易地適應(yīng)不同的產(chǎn)品類別。
一深拉過程的功能變換經(jīng)過如下打開壓型機(jī)1，平整的板坯9被放置到板坯夾持板10和下降了的拉制陽模9上。然后，經(jīng)過迅速的閉合運(yùn)動(dòng)之后，推桿3靠液壓或機(jī)械作用沿導(dǎo)軌22下降，一直降到在工件21之上一約為0.5mm到5mm的小縫隙Δs處。這時(shí)，推桿3受定距塊21支撐，此時(shí)經(jīng)過調(diào)整的推桿的作用力必須超過全部有效的作業(yè)作用力。如若不然，推桿也可以經(jīng)過一機(jī)械/液壓定位裝置實(shí)現(xiàn)固定。在圖1中示出了縫隙間距s，它等于板坯19的板厚加縫隙Δs。由于推桿3卡住時(shí)到工件19有一縫隙Δs，因此，即使在發(fā)生很迅速的閉合運(yùn)動(dòng)時(shí)，也不會(huì)造成對(duì)工件19的動(dòng)力碰撞沖擊。由此也就不需要耗費(fèi)過多的常規(guī)拉制緩沖板的預(yù)加速過程。在固定或卡住推桿3之后，用液壓起動(dòng)板坯夾持缸13和短沖程柱塞14。板坯夾持板10在液壓作用下相對(duì)于縫隙間距Δs被抬高，這樣工件19就被壓向拉模環(huán)8。如果在液壓作用下超過了縫隙Δs，并達(dá)到了板坯夾持缸13或缸群的額定值，拉制沖程的拉制陽模運(yùn)動(dòng)立即開始。在深拉沖程過程中，板坯夾持缸13或缸群中的壓力在計(jì)算機(jī)控制下隨拉伸、壓縮成型范圍內(nèi)不同的材料流動(dòng)(例如在壓縮成型范圍內(nèi)由于材料集中合流使材料變厚，以及邊框凸緣處材料變厚)相應(yīng)地發(fā)生變化。壓緊柱栓5和成形柱栓20與各自的拉伸、壓縮成型范圍相對(duì)應(yīng)，并沿洗滌槽幾何形狀的拉模環(huán)輪廓線18布置。
如圖3和圖4所示，短沖程柱塞14有相當(dāng)高的工作面，因而壓緊柱栓5或成形柱栓20也可以與拉模環(huán)幾何形狀或拉制陽模周邊相對(duì)應(yīng)地偏心布置在板坯夾持缸13內(nèi)的短沖程柱塞14的工作面上。為此。當(dāng)然必須根據(jù)壓緊柱栓5和成形柱栓20的形狀配制工具底板11。成形柱栓20可以相應(yīng)地配合工件形狀或拉模環(huán)輪廓線18。圖5a、5b和5c以及圖7a和7b表明了如何通過壓緊柱栓5和成形柱栓20在板坯夾持缸13的工作面的不同應(yīng)用保證與一零件系列的類似工件相匹配的可能性，其中，多點(diǎn)裝置12可由許多可置換模塊化條27組合而成，因而可用來制造尺寸不同的各種工件。圖5a、5b和5c分別用正視圖和側(cè)視圖示出了用可置換條27或可置換模塊28和28’組成的一工具底板11的構(gòu)造，可置換條或模塊可對(duì)應(yīng)一零件系列的工件固定在托板29上。
圖6a表示拉制行程過程中的壓力分布圖形，圖6b表示工件系列如何能通過把工件參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)和可編程圖形在監(jiān)視器上表示和展開。
在圖6b中，表示拉制一個(gè)具有不同尺寸槽的雙洗滌槽時(shí)的起動(dòng)值(單位KN)，它是作為在監(jiān)視器上顯示的一個(gè)例子。此外，從下表中左邊也可以反映出有關(guān)參數(shù)情況
權(quán)利要求
1.在壓型機(jī)上拉制金屬薄板成型零件用的液壓深拉裝置，配有一與液壓缸對(duì)置支撐的板坯夾持板以及用液壓壓力缸在拉制方向上拉動(dòng)的拉制陽模，一布置在板坯夾持板下方的工具底板，以及帶有若干短沖程缸按照拉模環(huán)輪廓線進(jìn)行多點(diǎn)控制的多點(diǎn)裝置，其中，推桿在向下運(yùn)動(dòng)到快要與工件接觸之前可被固定住，與工件之間有一縫隙間距Δs，可使壓型機(jī)機(jī)架處于不閉合的剛性固定狀態(tài)，而靠液壓動(dòng)作的短沖程缸則跨越縫隙間距Δs，并借助板坯夾持板把工件推向拉模環(huán)，其特征在于，深拉工件(19)的夾持力分布在一外作用輪圈(25)和一內(nèi)作用輪圈(26)上，其中外作用輪圈(25)接受以液壓方式來自板坯夾持缸(13)的一可調(diào)的基本載荷，并作用到工件底板上，而作用點(diǎn)則借助內(nèi)作用輪圈(26)的壓緊/成形柱栓(5；20)作用在板坯夾持板(10)上，并且可以分別單獨(dú)或成組地有目的地調(diào)節(jié)后進(jìn)行加載。
2.根據(jù)專利權(quán)要求1的液壓深拉裝置，其特征在于，短沖程柱塞(14)具有相當(dāng)大的工作面，足以保證來自工具底板(11)的壓緊/成形柱栓(5或20)能同心或偏心地布置在其工作面上。
3.根據(jù)專利權(quán)要求1和2的液壓深拉裝置，其特征在于，通過壓緊/成形柱栓(5，20)在柱塞工作面上的不同的布置，可以適應(yīng)以零件系列的類似工件。
4.根據(jù)專利權(quán)要求1到3的液壓深拉裝置，其特征在于，多點(diǎn)裝置(12)由兩個(gè)或多個(gè)可置換模塊(27，28或28’)組成，通過不同的組合適合于制造不同的工件。
5.根據(jù)專利權(quán)要求1到4的液壓深拉裝置，其特征在于，通過把工具參數(shù)(力分布圖形，板坯夾持器)輸入一計(jì)算機(jī)，可實(shí)現(xiàn)板坯夾持和成型操作的圖形顯示和存儲(chǔ)有關(guān)工具的數(shù)據(jù)組。
6.根據(jù)專利權(quán)要求1到5的液壓深拉裝置，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)成型缸(16)與其殼體(23)一起作為一個(gè)整體布置在臺(tái)面板(15)的導(dǎo)槽(24)內(nèi)，是可移動(dòng)的和可置換的。
7.根據(jù)專利權(quán)要求1到6的液壓深拉裝置，其特征在于，內(nèi)作用輪圈(26)的壓緊/成形柱栓(5；20)是根據(jù)從屬的拉模環(huán)輪廓線(18)設(shè)計(jì)和加工成型的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一在壓型機(jī)上拉制金屬薄板成型零件的液壓深拉裝置,它創(chuàng)制一液壓深拉裝置,在工件的形狀和質(zhì)量方面的工作參數(shù)不同的情況下,可用以緊張可重復(fù)深拉。本發(fā)明的特征在于,用來對(duì)工件進(jìn)行深拉的夾持力分布在一外作用輪圈和一內(nèi)作用輪圈上,外作用輪圈接受以液壓方式來自板坯夾持缸的一可調(diào)基本載荷并作用到工具底板上,而作用點(diǎn)則借助內(nèi)作用輪圈的壓緊/成型柱栓作用在板坯夾持板上,并可分別單獨(dú)或成組地有目的地調(diào)節(jié)后進(jìn)行加載。
文檔編號(hào)B21D22/22GK1178729SQ9712057
公開日1998年4月15日 申請(qǐng)日期1997年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月8日
發(fā)明者克勞斯－于爾根·帕爾, 迪特爾·泰勞夫, 斯特凡·克魯澤 申請(qǐng)人:J·迪芬巴赫機(jī)器制造有限公司