專利名稱：金屬板材沖壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
金屬板材沖壓裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型有關(guān)一種金屬板材沖壓裝置，特別是指應(yīng)用于沖壓鎂合金板材 的沖壓裝置。背景技術(shù)：
鎂合金做為質(zhì)量輕、剛性好的強(qiáng)韌性材料，用于航空及航天器等，可以增 加有效載荷和飛行距離，降低使用周期與成本。另外，由于鎂合金密度較小和 具有良好的電磁屏蔽性，因此其被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)性電子產(chǎn)品，如手機(jī)、數(shù)碼 相機(jī)上等，但是現(xiàn)有的加工技術(shù)多采用壓鑄或沖壓的方式，采用壓鑄法存在壓 鑄件的強(qiáng)度和剛度低、密度小(不利于電子屏蔽效應(yīng))等缺點(diǎn)，而使用沖壓的 方式由于鎂合金常溫下的塑性很差，容易脆裂，難以進(jìn)行塑性成形加工，而鎂合金在20(TC以上成形時(shí)，其塑性明顯提高，因此可利用沖壓的方式成形，因此 在沖壓模具的設(shè)計(jì)上，必須對(duì)模具進(jìn)行整加熱，并依靠熱傳導(dǎo)的方式來提高鎂 合金板材的溫度并最終提高其在沖壓過程中的延展性。此種方式的不足之處在 于其不僅會(huì)在模具上消耗很多的能源，而且控溫滯后現(xiàn)象嚴(yán)重，并且模具的熱 脹冷縮給模具加工或精修帶來較多的困難；此外，鎂合金零件在沖壓加工前后 容易因溫度梯度較大而造成尺寸收縮及扭曲變形現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種金屬板材沖壓裝置，其不需設(shè)置模具加熱裝 置，從而降低能源消耗及模具加工及維修難度，并利于保持產(chǎn)品質(zhì)量。為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型提供一種金屬板材沖壓裝置，至少包括凸模、 與凸模相對(duì)的凹模，并且凸模的外側(cè)套設(shè)有壓邊圈，用以將金屬板材抵壓固定 于凹模表面，并且該壓邊圈與凹模相貼靠的表面在鄰近凹模模穴處向凹模方向 凸出設(shè)有凸起，并且該凹模模穴及該凹模與壓邊圈相貼靠的結(jié)合面在遠(yuǎn)離模穴 與結(jié)合面交界的拐角處均設(shè)有絕緣層，并且該金屬板材沖壓裝置還包括一高能 脈沖電源，其兩極分別連接于壓邊圈與凹模上，并通過壓邊圈凸起、金屬板材 及凹模模穴與結(jié)合面交界的拐角形成電流通路。依據(jù)上述主要特征，該凹模的拐角內(nèi)側(cè)及壓邊圈在鄰近凸起的位置均設(shè)有 冷卻水管，通過水流對(duì)金屬板材降溫，以保證金屬板材在電致塑性沖壓過程中 溫升較小，減輕了金屬零件在沖壓加工前后由于溫度梯度較大造成的尺寸收縮 及變形現(xiàn)象。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型通過將高能脈沖電流加在壓邊圈凸起-金屬 板材最大變形區(qū)-凹模拐角之間，實(shí)現(xiàn)了金屬板材沖壓過程中的電致塑性效應(yīng)，因此不必對(duì)模具整體加熱，所以電能消耗小，模具變形量小，并且由于高能連 續(xù)脈沖電流的電致塑性作用，金屬板材變形區(qū)由于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶而得到了晶粒細(xì) 化，大幅提高了金屬板材沖壓成形的良率。為使對(duì)本實(shí)用新型的目的、構(gòu)造特征及其功能有進(jìn)一步的了解，茲配合圖 示詳細(xì)說明如下
圖1為實(shí)施本實(shí)用新型的金屬板材沖壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為實(shí)施本實(shí)用新型的金屬板材沖壓裝置的凹模的俯視圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1與圖2所示，為實(shí)施本實(shí)用新型的金屬板材沖壓裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖，該金屬板材沖壓裝置1至少包括一凸模10、與凸模10相對(duì)的凹模11， 并且凸模10的外側(cè)套設(shè)有壓邊圈12，用以將金屬板材13抵壓固定于凹模11表 面，并且該壓邊圈12在與凹模11相貼靠的表面在鄰近凹模11模穴113處向凹 模11方向凸出設(shè)有凸起121，并且該凹模11模穴113及該凹模11與壓邊圈12 相貼靠的結(jié)合面114在遠(yuǎn)離模穴113與結(jié)合面114交界的拐角112處均設(shè)有絕 緣層lll，并且該金屬板材沖壓裝置1還包括一高能脈沖電源14，其兩極140、 141分別連接于壓邊圈12與凹模11上，并通過壓邊圈12凸起121、金屬板材 13及凹模11模穴113與結(jié)合面114交界的拐角112形成電流通路。另外，為保證金屬板材13在電致塑性沖壓過程中溫升較小,減輕了金屬零, 件在沖壓加工前后由于溫度梯度較大造成的尺寸收縮及變形現(xiàn)象，該凹模11的 拐角112內(nèi)側(cè)及壓邊圈12在鄰近凸起121的位置均設(shè)有冷卻水管110、 120，通 過水流對(duì)金屬板材13降溫。為對(duì)其動(dòng)作過程理解的更加清楚，以下結(jié)合利用此金屬板材沖壓裝置1對(duì) 0.4咖的鎂合金板材進(jìn)行加工的具體過程進(jìn)行說明第一、將凹模11在與凸模10相對(duì)的圓角處和壓邊圈12鄰近凸模10的邊 緣噴上高溫潤滑劑，如納米石墨乳或聚四氟乙烯(PTFE);第二、將鎂合金板材放在沖壓位置，壓邊圈12落下并控制壓邊圈12、鎂合 金板材和凹模11上表面之間形成緊密接觸；第三、控制凸模10以0.5咖/s的速度落下，當(dāng)凸模10下表面距離鎂合金 板材上方1咖時(shí)接通高能脈沖電源14，凸模10繼續(xù)勻速落下，直至沖壓完成；第四、停止高能脈沖電源14,開模取出成型產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型通過將高能脈沖電流加在壓邊圈12凸起 121-金屬板材13最大變形區(qū)-凹模11拐角112之間，實(shí)現(xiàn)了金屬板材13沖壓 過程中的電致塑性效應(yīng)，因此不必對(duì)模具整體加熱，所以電能消耗小，模具變 形量小，并且由于高能連續(xù)脈沖電流的電致塑性作用，金屬板材13變形區(qū)由于 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶而得到了晶粒細(xì)化，大幅提高了金屬板材沖壓成形的良率。
權(quán)利要求1，一種金屬板材沖壓裝置，至少包括凸模、與凸模相對(duì)的凹模，并且凸模的外側(cè)套設(shè)有壓邊圈，用以將金屬板材抵壓固定于凹模表面，其特征在于該壓邊圈與凹模相貼靠的表面在鄰近凹模模穴處向凹模方向凸出設(shè)有凸起，并且該凹模模穴及該凹模與壓邊圈相貼靠的結(jié)合面在遠(yuǎn)離模穴與結(jié)合面交界的拐角處均設(shè)有絕緣層，并且該金屬板材沖壓裝置還包括一高能脈沖電源，其兩極分別連接于壓邊圈與凹模上，并通過壓邊圈凸起、金屬板材及凹模模穴與結(jié)合面交界的拐角形成電流通路。
2、 如權(quán)利要求1所述的金屬板材沖壓裝置，其特征在于該凹模的拐角內(nèi) 側(cè)及壓邊圈在鄰近凸起的位置均設(shè)有冷卻水管。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的金屬板材沖壓裝置，其特征在于該金屬板材 為鎂合金板材，并且該凹模在與凸模相對(duì)的圓角處和壓邊圈鄰近凸模的邊緣涂 有高溫潤滑劑。
4、 如權(quán)利要求3所述的金屬板材沖壓裝置，其特征在于該高溫潤滑劑為 納米石墨乳或聚四氟乙烯。
專利摘要一種金屬板材沖壓裝置，至少包括凸模、與凸模相對(duì)的凹模，并且凸模的外側(cè)套設(shè)有壓邊圈，用以將金屬板材抵壓固定于凹模表面，并且該壓邊圈與凹模相貼靠的表面在鄰近凹模模穴處向凹模方向凸出設(shè)有凸起，并且該凹模模穴及該凹模與壓邊圈相貼靠的結(jié)合面在遠(yuǎn)離模穴與結(jié)合面交界的拐角處均設(shè)有絕緣層，并且該金屬板材沖壓裝置還包括一高能脈沖電源，其兩極分別連接于壓邊圈與凹模上，并通過壓邊圈凸起、金屬板材及凹模模穴與結(jié)合面交界的拐角形成電流通路，如此通過將高能脈沖電流加在壓邊圈凸起-金屬板材最大變形區(qū)-凹模拐角之間，實(shí)現(xiàn)了金屬板材沖壓過程中的電致塑性效應(yīng)，因此不必對(duì)模具整體加熱，所以電能消耗小，模具變形量小。
文檔編號(hào)B21D37/12GK201098710SQ20072004556
公開日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2007年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日
發(fā)明者吳政道, 郭俊映, 馬躍群 申請(qǐng)人:漢達(dá)精密電子(昆山)有限公司