專利名稱：用于對(duì)壓制工件消除應(yīng)變的方法以及壓型機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于消除壓制工件應(yīng)變的方法以及一種可執(zhí)行該方法的壓型機(jī)。
如

圖13中的放大示意圖所表示的那樣，燃料電池中所用分隔器1的中央部分上形成有很多突起和凹陷1a。分隔器1和電解液隔膜2以這樣的方式進(jìn)行設(shè)置使得每個(gè)電解質(zhì)隔膜2被夾置在兩分隔器1之間，從而形成反應(yīng)腔3和反應(yīng)腔4，氫氣被引入到反應(yīng)腔3中，氧氣被引入到反應(yīng)腔4中，而各個(gè)分隔器1則是背對(duì)背地直接接合到一起，從而形成冷卻腔5，冷卻水被引入到冷卻腔中。為了使兩分隔器1能與電介質(zhì)隔膜2之間實(shí)現(xiàn)良好的接合，要求被拋光制成分隔器1的壓制工件必須不能帶有應(yīng)變。此外，其它通過(guò)壓制成型制成的產(chǎn)品也必須要不帶有應(yīng)變，同樣的要求也適于要通過(guò)拋光制成產(chǎn)品的壓制工件。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于對(duì)壓制工件消除應(yīng)變的方法，該方法包括步驟當(dāng)保持一壓制工件處于受壓狀態(tài)時(shí)，拉伸該壓制工件的周邊部分，使其遠(yuǎn)離工件的中央部分，從而對(duì)壓制工件施加一個(gè)塑性變形，以此來(lái)消除壓制工件的應(yīng)變。通過(guò)在壓制工件的壓制成型形狀保持原樣的情況下(即壓制工件保持在受壓狀態(tài)下)簡(jiǎn)單地對(duì)壓制工件施加拉伸作用，就能方便地消除壓制工件的應(yīng)變。
本發(fā)明還提供了一種用于對(duì)壓制工件消除應(yīng)變的方法，其包括步驟形成一壓制工件，該工件是這樣制成的當(dāng)夾持著一坯件的外周邊緣部分時(shí)，利用壓型機(jī)在壓制方向上對(duì)坯件進(jìn)行壓制；局部地保持著壓制工件的中央部分，并在壓制方向上移動(dòng)中央部分，從而拉伸壓制工件的周邊部分使其遠(yuǎn)離中央部分，以此來(lái)對(duì)壓制工件施加塑性變形，進(jìn)而消除壓制工件的應(yīng)變。這樣，可方便地將消除應(yīng)變的步驟(即在壓制方向上進(jìn)行拉伸的步驟)合并到壓制成型過(guò)程中。因此，可在壓制工件無(wú)開(kāi)裂的情況下消除壓制工件的應(yīng)變。
優(yōu)選的是，壓制工件是一金屬薄板件，其中央部分上形成有多個(gè)突起和凹陷。優(yōu)選的是，拉伸量基本上等于兩截面長(zhǎng)度之間的差值，其中的一個(gè)截面長(zhǎng)度是從壓制工件上形成有突起和凹陷的部分處測(cè)得的，而另一截面長(zhǎng)度是從壓制工件上不存在突起和凹陷的部分處測(cè)得的。采用如上確定的拉伸量進(jìn)行拉伸操作，就能使工件不發(fā)生開(kāi)裂而在工件上制出多個(gè)突起和凹陷。
優(yōu)選的是，將經(jīng)過(guò)拉伸作業(yè)的外周邊緣部分從壓制工件上切去，從而形成一板狀產(chǎn)品。由于切去了周邊部分，而應(yīng)變消除作業(yè)的影響在很大程度上是殘存于周邊部分中，所以，在所制成的板狀壓制產(chǎn)品中幾乎不存在應(yīng)變消除作業(yè)的任何影響。
本發(fā)明還提供了一種壓型機(jī)，其包括一活動(dòng)部分，在一壓制工件被緊壓在上模和下模之間時(shí)，活動(dòng)部分可對(duì)壓制工件的周邊部分進(jìn)行拉伸，使其遠(yuǎn)離工件的中央部分。因而，該壓型機(jī)能消除壓制工件的應(yīng)變，同時(shí)還能使壓制工件的成型形狀保持原樣(也就是說(shuō)，還能將壓制工件保持在其壓制后的形態(tài)下)。
優(yōu)選的是，上模向下壓向下模，從而壓制成型工件的中央部分；活動(dòng)部分被設(shè)置在下模的下方，并作為一緩沖機(jī)構(gòu)，使得上模和下模能實(shí)現(xiàn)下壓運(yùn)動(dòng)；以及，當(dāng)壓制工件的周邊部分受拉伸而遠(yuǎn)離壓制工件的中央部分時(shí)，所述活動(dòng)部分能承受反作用力。采用這種構(gòu)造，使得活動(dòng)部分能被緊湊地合并到壓型機(jī)中，其位于下模的下方而作為緩沖機(jī)構(gòu)。
優(yōu)選的是，一壓制模具的邊緣部分是被倒圓的，當(dāng)環(huán)繞著壓制工件中央部分的周邊部分受拉伸而遠(yuǎn)離中央部分時(shí)，所述邊緣部分以可相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式與壓制工件接觸。倒圓的邊緣部分使得壓制模具與壓制工件之間的相對(duì)移動(dòng)是平滑的，由此可平順地消除壓制工件的應(yīng)變。
在緩沖筒座15中，設(shè)置了一對(duì)緩沖襯套16、一對(duì)緩沖撞塊17、以及一對(duì)緩沖襯墊18等部件，這些部件構(gòu)成了一緩沖機(jī)構(gòu)A。緩沖筒座15被安裝在一下模臺(tái)塊19上。緩沖襯套16以液體密封的形式固定連接到緩沖筒座15上，并支撐著對(duì)應(yīng)的緩沖撞塊17，使得緩沖撞塊17可垂直移動(dòng)。
緩沖撞塊17以液體密封的形式裝配到對(duì)應(yīng)的緩沖襯套16中，并能垂直移動(dòng)，且在緩沖筒座15內(nèi)形成了對(duì)應(yīng)的壓力室R1。緩沖撞塊17整體支撐對(duì)應(yīng)的緩沖襯墊18。注入到壓力室R1中的工作油使得緩沖撞塊17向上移動(dòng)，并抵接著對(duì)應(yīng)的緩沖襯套16。當(dāng)緩沖撞塊17抵壓著對(duì)應(yīng)的緩沖襯套16時(shí)，緩沖襯墊18向上突出于背墊板13的上表面，突出高度在0.5-1.0毫米之間(基本上等于壓制工件W上截面長(zhǎng)度的差值，長(zhǎng)度的差值來(lái)源于在局部存在突起和凹陷W1a，而在其它部位則不存在突起和凹陷W1a，也就說(shuō)，基本上等于截面長(zhǎng)度La與Lb的差值，其中，La是在壓制工件W上存在突起和凹陷W1a的部分處測(cè)得的，Lb則是在壓制工件W上不存在突起和凹陷W1a部分處測(cè)得的)。
緩沖襯墊18被設(shè)置在背墊板13上形成的對(duì)應(yīng)通孔中，以這樣的方式，緩沖襯墊18就能穿過(guò)這些通孔。當(dāng)在壓力室R1中輸入工作油時(shí)，緩沖襯墊18就向上頂出，而高于背墊板13的上表面，并從下面支撐著下模11。當(dāng)從壓力室R1中排出工作油時(shí)，緩沖襯墊18向下回縮而低于背墊板13的上表面，從而與下模11的下表面分開(kāi)。
緩沖機(jī)構(gòu)A設(shè)置在下模11的下方，并能允許下模11和上模21能從壓制成型位置(即圖8所示位置)移動(dòng)到下死點(diǎn)位置(即圖10所示位置，在該位置上，下模11抵接著背墊板13的上表面)。當(dāng)如圖11所示那樣，對(duì)壓制工件W的周邊部分W2(即環(huán)繞著中央部分W1的部分)進(jìn)行拉伸、而使其遠(yuǎn)離中央部分時(shí)(當(dāng)從圖8所示狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閳D10所示狀態(tài)時(shí))，緩沖機(jī)構(gòu)A受到反作用力的作用。
在緩沖筒座15內(nèi)形成了一條油路P1，用于向壓力室R1輸送工作油、或從壓力室排出工作油。在緩沖筒座15和下模臺(tái)塊19中制出了一條液體流路P2，用于向一壓力室R2輸送工作液體(例如為油或水)，或從壓力室中排出工作液體，其中的壓力室R2形成于壓制工件W與下模11之間(見(jiàn)圖4和圖6)。
上模21也是一雙層結(jié)構(gòu)，其由一上層和一下層構(gòu)成，上模通過(guò)一沖壓墊片22和一沖壓背墊板23固定連接到一個(gè)可垂直移動(dòng)的上模臺(tái)塊24上，從而上模21和上模臺(tái)塊24可作為一個(gè)整體單元垂直移動(dòng)。通過(guò)對(duì)應(yīng)的桿導(dǎo)引件25，桿26以垂直可動(dòng)的方式與上模臺(tái)塊24相連接。在桿26上整體地連接著一坯件保持器27、一坯件保持嵌入件28以及一液體防擴(kuò)散罩29。在上模臺(tái)塊24和坯件保持器27之間介置了彈簧單元S，從而使得它們之間產(chǎn)生相對(duì)的彈性垂直運(yùn)動(dòng)。
采用本實(shí)施例中具有上述構(gòu)造的壓型機(jī)100來(lái)制出圖11所示的壓制工件W，此制造過(guò)程所涉及的方法主要包括步驟圖2所示的坯件安設(shè)步驟；圖3所示的坯件夾緊步驟；圖4所示的液壓成型步驟；圖6所示的液壓打擊整形步驟(即通入工作液體時(shí)執(zhí)行的模鍛步驟)；圖8所示的打擊整形步驟(即不存在工作液體時(shí)執(zhí)行的模鍛步驟)；以及圖10所示的應(yīng)變消除步驟。
在圖2所示的坯件安設(shè)步驟中，當(dāng)與上模21相關(guān)的各個(gè)部件被從圖1所示位置升高預(yù)定的量時(shí)，在壓模12上以這樣的方式安放一平板坯件(厚度不超過(guò)0.5毫米的金屬薄板)使其能覆蓋著下模11，對(duì)該坯件進(jìn)行加工可制出壓制工件W。在此狀態(tài)下，具有預(yù)定壓力的工作油(由圖中未示出的一泄壓閥來(lái)調(diào)定泄壓壓力)被輸送到壓力室R1中，從而將下模11保持在這樣的位置上其比下死點(diǎn)高一預(yù)定量(0.5-1毫米)。壓力室R2中充滿工作液體，由此可防止空氣進(jìn)入到壓力室R2中。
在圖3所示的坯件夾持步驟中，利用壓模12和坯件保持嵌入件28夾持著要被制為壓制工件W的平板坯件的周邊部分W3(見(jiàn)圖11)。同時(shí)，在此狀態(tài)下，繼續(xù)相壓力室R1輸送具有預(yù)定壓力的工作油；下模11被保持在這樣一個(gè)位置上比下死點(diǎn)高一個(gè)預(yù)定的量(0.5-1.0毫米)；且在壓力室R2中充注入工作液體。上模21所處位置略高于平板坯件，因而并不與平板坯件相接觸。
在圖4所示的液壓成型步驟中，使上模21下降，而使其所處位置(高于下死點(diǎn)0.7-1.2毫米)低于坯件保持嵌入件28一預(yù)定量，并保持在此位置上。加壓后的工作液體被輸入到壓力室R2中，從而如圖5所示那樣，利用工作液體和上模21，在壓制工件W的中央部分W1處形成了多個(gè)突起和凹陷W1a。在此狀態(tài)下，輸入到壓力室R2中的工作液體的壓力要大于輸入到壓力室R1中的工作油的壓力(泄壓壓力)；這樣，工作油就會(huì)從壓力室R1中泄壓排出。因而，下模11就會(huì)下降到其下死點(diǎn)位置。
在圖6所示的液壓打擊整形步驟中，壓力室R2中的工作液體未被加壓(工作液體從加壓狀態(tài)泄壓，因而可被排出)。上模21從圖4所示的位置下降一預(yù)定量(0.1毫米)。同時(shí)，在此狀態(tài)下，繼續(xù)向壓力室R1輸送具有預(yù)定壓力的工作油；因而，曾經(jīng)如圖4所示那樣下降到下死點(diǎn)的下模11會(huì)再次升高，而位于下死點(diǎn)上方一預(yù)定量處(0.5-1.0毫米)。結(jié)果就是，下模11就與壓制工件W相接觸，由此，如圖7所示，在下模11與壓制工件W之間的壓力室R2中充有工作液體的同時(shí)，利用上模21和下模11，通過(guò)臌凸成型而制出多個(gè)突起和凹陷W1a。
如圖8所示的打擊整形步驟中，在工作液體可從壓力室R2中排出的狀態(tài)下，上模21從圖6所示位置下降一設(shè)定量(0.1毫米)，從而使上模21和下模11相互接合，同時(shí)還將壓制工件W夾在上、下模之間。結(jié)果就是，如圖9所示，當(dāng)工作液體幾乎全部從下模11和壓制工件W之間排出時(shí)，利用上模21和下模11就能制出多個(gè)具有所需形狀的突起和凹陷W1a。同時(shí)，在此狀態(tài)中，由于繼續(xù)向壓力室R1輸送具有預(yù)定壓力的工作油，所以下模11能保持在這樣的位置上其高于下死點(diǎn)一預(yù)定量(0.5-1.0毫米)。
如圖10所示的應(yīng)變消除步驟中，在工作油從壓力室R1中泄壓排出的情況下，上模21和下模11從圖8所示位置下降(在圖10中箭頭所指方向上)一預(yù)定量(0.5-1.0毫米)。結(jié)果就是，當(dāng)壓制工件W的突起和凹陷W1a被夾置在下模11和上模21之間時(shí)(即當(dāng)壓制工件W保持其受壓狀態(tài)時(shí))，壓制工件W上環(huán)繞其中央部分W1的周邊部分W2受拉伸而遠(yuǎn)離中央部分W1。因而，壓制工件W的周邊部分W2就會(huì)發(fā)生塑性變形，從而消除了壓制工件W的應(yīng)變。
利用一切割機(jī)(圖中未示出)，在周邊部分W2上的預(yù)定部位處對(duì)圖11所示的、如上述步驟制成的壓制工件W進(jìn)行切邊，從而切去外周邊緣W3，并在周邊部分W2上制出通孔，這樣就形成了一個(gè)產(chǎn)品，該產(chǎn)品作為燃料電池中所用的平板分隔器Wo。
如上所述，根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)利用上模21和下模11將壓制工件W保持在其受壓狀態(tài)時(shí)，對(duì)壓制工件W上環(huán)繞中央部分W1的周邊部分W2進(jìn)行拉伸而使其遠(yuǎn)離中央部分W1，由此向壓制工件W施加塑性變形，從而消除了壓制工件W的應(yīng)變。這樣，在保持壓制工件W的軋壓成型形狀不變的同時(shí)(即當(dāng)壓制工件W保持在其受壓狀態(tài)時(shí))，通過(guò)使壓制工件W受到拉伸作用，就能簡(jiǎn)單而方便地消除壓制工件W的應(yīng)變。
根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)通過(guò)壓型機(jī)100的壓模12和坯件保持嵌入件28對(duì)外周邊緣部分W3進(jìn)行夾持時(shí)，壓制工件W的中央部分W1部分地被上模21和下模11保持著(即保持著突起和凹陷W1a)，上模21和下模11向下(即在壓制方向上)移動(dòng)，由此來(lái)消除壓制工件W的應(yīng)變，其中，在上、下模之間對(duì)中央部分的保形是為了將一坯件壓制成型為一壓制工件W。這樣，圖10所示的應(yīng)變消除步驟(即在壓制方向上進(jìn)行拉伸的步驟)可被方便地結(jié)合到圖2到圖9所示的壓制成型過(guò)程中。
壓制工件W是一金屬薄板件，該板件的中央部分W1上制有多個(gè)突起和凹陷W1a。圖10所示應(yīng)變消除步驟中的下降量(即拉伸量)基本上等于壓制工件W截面長(zhǎng)度的一個(gè)差值(La-Lb)，該差值是由于在局部上存在突起和凹陷W1a、而在其它局部上不存在突起和凹陷W1a而產(chǎn)生的。采用這樣確定的拉伸量，就能不使金屬薄板開(kāi)裂地在其上制出多個(gè)突起和凹陷W1a。因而，就能在不使壓制工件W發(fā)生開(kāi)裂的前提下，消除該壓制工件W的應(yīng)變。另外，由于外周邊緣部分W3被從經(jīng)過(guò)拉伸作業(yè)的壓制工件W上切下，而應(yīng)變消除作業(yè)的殘余影響程度在該部分中又很高，由此可形成一板狀的產(chǎn)品，在所獲得的該板狀產(chǎn)品中，應(yīng)變消除作業(yè)的殘余影響幾乎不存在。
在本實(shí)施例的壓型機(jī)100中，上模21向下壓向下模11，從而壓制成型工件的中央部分W1，且在下模11的下方設(shè)置了緩沖機(jī)構(gòu)A，從而使得上模21和下模11能發(fā)生下壓運(yùn)動(dòng)。這樣，就能將緩沖機(jī)構(gòu)A緊湊地合并到壓型機(jī)100中下模11下方的部位處。
如圖10所示，壓制模具的邊緣部分—即壓模12和上模21的邊緣被作了倒圓處理，當(dāng)壓制工件W上環(huán)繞著中央部分W1的周邊部分W2受拉伸而遠(yuǎn)離中央部分W1時(shí)，這些邊緣部分與壓制工件W以相對(duì)移動(dòng)的形式進(jìn)行接觸。該倒圓處理使得壓制模具(壓模12和上模21)與壓制工件W之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是平滑的，從而可平順地消除壓制工件W的應(yīng)變。
根據(jù)上述實(shí)施例，緩沖機(jī)構(gòu)A被設(shè)置在下模11的下方；且當(dāng)外周邊緣部分W3被壓模12和坯件保持嵌入件28夾緊時(shí)，壓制工件W的中央部分W1被上模21和下模11局部地保持著，上模21和下模11可向下移動(dòng)，由此對(duì)壓制工件W上環(huán)繞著中央部分W1的周邊部分W2進(jìn)行了拉伸，使其遠(yuǎn)離中央部分W1，從而可消除壓制工件W的應(yīng)變。但是，本發(fā)明并不僅限于此。例如，可按照如下的方式來(lái)消除壓制工件W的應(yīng)變當(dāng)壓制工件W的中央部分W1被上模21和下模11局部地保持著時(shí)，將壓制工件W的周邊部分W2和外周邊緣部分W3向外移動(dòng)(即橫向移動(dòng))，由此對(duì)壓制工件W的周邊部分W2進(jìn)行了拉伸，而使其遠(yuǎn)離工件的中央部分W1。顯然，在上述公開(kāi)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，可對(duì)本發(fā)明作出多種形式的改動(dòng)和變型。因而，應(yīng)當(dāng)理解在所附權(quán)利要求書(shū)的限定范圍內(nèi)，本發(fā)明的實(shí)施形式可以是本文具體指明的實(shí)施例之外的其它方式。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)壓制工件消除應(yīng)變的方法，其包括步驟當(dāng)保持一壓制工件處于受壓狀態(tài)時(shí)，拉伸該壓制工件的周邊部分，使其遠(yuǎn)離工件的中央部分，從而對(duì)壓制工件施加一個(gè)塑性變形，以此來(lái)消除壓制工件的應(yīng)變。
2.一種用于對(duì)壓制工件消除應(yīng)變的方法，其包括步驟制出一壓制工件，該工件是這樣制成的在夾持著一坯件的外周邊緣部分的同時(shí)，利用壓型機(jī)在壓制方向上對(duì)坯件進(jìn)行壓制；以及局部地保持著壓制工件的中央部分，并在壓制方向上移動(dòng)中央部分，從而拉伸壓制工件的一周邊部分，使其遠(yuǎn)離中央部分，以此來(lái)對(duì)壓制工件施加塑性變形，進(jìn)而消除壓制工件的應(yīng)變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于對(duì)壓制工件消除應(yīng)變的方法，其特征在于壓制工件是一金屬薄板件，其中央部分上具有多個(gè)突起和凹陷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于對(duì)壓制工件消除應(yīng)變的方法，其特征在于壓制工件是一用于燃料電池的分隔器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于對(duì)壓制工件消除應(yīng)變的方法，其特征在于拉伸量基本上等于兩截面長(zhǎng)度之間的差值，其中一個(gè)截面長(zhǎng)度是從壓制工件上具有突起和凹陷的部分處測(cè)得的，而另一截面長(zhǎng)度是從壓制工件上不存在突起和凹陷的部分處測(cè)得的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于對(duì)壓制工件消除應(yīng)變的方法，其特征在于將經(jīng)過(guò)所述拉伸作業(yè)的外周邊緣部分從壓制工件上切去，從而形成一板狀產(chǎn)品。
7.一種壓型機(jī)，其包括一活動(dòng)部分，在該壓制工件被緊壓在一上模和一下模之間時(shí)，該活動(dòng)部分可對(duì)壓制工件的一周邊部分進(jìn)行拉伸，使其遠(yuǎn)離工件的中央部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓型機(jī)，其特征在于上模向下壓向下模，從而壓制成型工件的中央部分；該活動(dòng)部分被設(shè)置在下模的下方，并作為一緩沖機(jī)構(gòu)，用于使上模和下模能實(shí)現(xiàn)下降運(yùn)動(dòng)；以及，當(dāng)壓制工件的周邊部分受拉伸而遠(yuǎn)離工件的中央部分時(shí)，所述活動(dòng)部分能承受反作用力。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的壓型機(jī)，其特征在于一壓制模具的邊緣部分是被倒圓的，當(dāng)壓制工件上的周邊部分受拉伸而遠(yuǎn)離壓制工件的中央部分時(shí)，所述壓制模具的邊緣部分以可相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式與壓制工件接觸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)變消除方法，在一壓型機(jī)中，當(dāng)一坯件的外周邊緣部分被壓型機(jī)的一壓模和一坯件保持嵌入件夾緊時(shí)，利用一上模和一下模對(duì)坯件進(jìn)行壓制成型，而形成一壓制工件。隨后，利用上模和下模局部地保持著壓制工件的中央部分，從而可對(duì)壓制工件的一周邊部分進(jìn)行拉伸，而使其遠(yuǎn)離工件的中央部分，由此可消除壓制工件的應(yīng)變。
文檔編號(hào)B21D25/00GK1436617SQ0310426
公開(kāi)日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2003年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月7日
發(fā)明者吉岡直樹(shù), 楠憲一, 八神裕一, 和田三喜男, 高橋剛 申請(qǐng)人:亞樂(lè)克株式會(huì)社