專利名稱：一種機(jī)械-液壓輔助反拉深模具的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及機(jī)械-液壓輔助反拉深模具的 設(shè)計(jì)方法，該方法以機(jī)械-液壓拉深成形工藝和傳統(tǒng)的反拉深工藝為基礎(chǔ)， 得到一種新的機(jī)械二液壓輔助反拉深模具，以合理的減小實(shí)際模具的高度， 降低模具制造成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
背景技術(shù)：
板料液壓拉深方法是液壓成形技術(shù)(Hydraulic drawing technology) 與傳統(tǒng)拉深技術(shù)(De印drawing technology)相結(jié)合的產(chǎn)物，利用液體全部 或者部分代替普通拉深工藝中的凸模、凹?；驂哼吶Φ墓δ軄韺?shí)現(xiàn)零件的成 形過程。特別是液壓代替凹模的情況，在成形過程中能夠在板料與凸模之間 形成摩擦保持效應(yīng)以及板料與凹模之間的流體潤滑效應(yīng)，能夠較大的提高板 料的拉深極限和零件的表面質(zhì)量，同時(shí)如果凹模腔內(nèi)液體壓力足夠高，那么 成形零件的尺寸僅取決于凸模的幾何參數(shù)，從而獲得較高精度的成形零件。 與普通拉深相比，液壓拉深簡化了模具結(jié)構(gòu)，提高了零件的成形質(zhì)量，由于 液體的流動(dòng)性，充液拉深可以用于成形形狀比較復(fù)雜的零件，總之充液拉深 成形的零件具有高拉深比、高尺寸精度、高表面質(zhì)量和高柔性化的特點(diǎn)，其 技術(shù)型和實(shí)用性很強(qiáng)，符合當(dāng)今全球市場一體化進(jìn)程中制造業(yè)向"高科技、 精密化、柔性化、自動(dòng)化和節(jié)能"方向發(fā)展的趨勢和要求，應(yīng)用前景廣闊， 具有較大的市場價(jià)值。液壓-機(jī)械拉深方法提高筒形件拉深比的原因在于①筒壁被液體壓力 包緊在凸模上產(chǎn)生"摩擦保持效應(yīng)"；②拉深初始階段在壓邊圈內(nèi)的液壓"軟 凸模"有限反脹形或拉深使整個(gè)拉深過程分為兩個(gè)階段，而總的拉深比等于有限反拉深比乘以正拉深比，且后面的正拉深階段處于液體潤滑狀態(tài)從而有 效地提高板料拉深比。因而將液壓輔助成形的方法引入到反拉深工藝中，可 以改善反拉深工藝的成形條件，增加反拉變形程度。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，本發(fā)明的主要目的在于設(shè)計(jì)一種機(jī)械-液壓輔助反 拉深模具，以期模具具有較大提高拉深比的作用，使得筒形件在正反拉過程 中都能得到摩擦保持效益。由于實(shí)現(xiàn)在拉深過程中實(shí)現(xiàn)摩擦保持效應(yīng)需要高液壓力，而能提供高液 壓力的液壓系統(tǒng)的費(fèi)用高，故次要目的就是合理的降低對外置液壓系統(tǒng)的需 求，減低對設(shè)備成本。傳統(tǒng)的反拉深模具相對較高，故本發(fā)明的第三個(gè)目的就是較好的降低模 具的實(shí)際高度。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用如下方案一種機(jī)械-液壓反拉深成形模具的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括下列步驟(1) 以正拉深凹模為油缸缸蓋，將一個(gè)上截面和下截面的面積比〉1的 活塞安裝于油缸內(nèi)部作為增壓活塞，設(shè)計(jì)出一個(gè)具有增壓作用的液壓油缸， 其這個(gè)增壓油缸與模具成為一體化；(2) 將反拉深凹模置于一個(gè)液壓油腔內(nèi)，反拉深凹?？梢栽谶@個(gè)油腔 內(nèi)可以上下移動(dòng)，且當(dāng)反拉深凹模的底部與油腔的底部接觸時(shí)，反拉深模具 的底部面積與反拉深凹模的在油腔頂部的截面積比〉1，當(dāng)反拉深凹模的底部 承受的液壓力足夠大時(shí)，反拉深凹模能夠向上移動(dòng)。(3) 板料、反拉深凹?；蛘哒畎寄５膫?cè)壁以及其他零件組成反拉 深凹模腔和正拉深凹模腔，這兩個(gè)油腔都可以通過單向閥連接到外界油路 上。當(dāng)這兩個(gè)油腔的油液受到壓縮時(shí)，正拉深凹模的上限壓力通過增壓活塞來控制，反拉深油腔的壓力由可移動(dòng)的反拉深凹?？刂啤Ｉ鲜龇椒ㄔO(shè)計(jì)的機(jī)械-液壓輔助拉深成形模，其特征在于，該機(jī)械-液壓 輔助拉深成形模具包括一個(gè)環(huán)形活塞，該環(huán)形活塞上部正中間安裝有正拉深凹模，在正拉深凹 模中間形成反拉深凹模高壓油腔，環(huán)形活塞底部中央的型腔裝有密封環(huán)，環(huán) 形活塞中間有通孔，該通孔將環(huán)形活塞底部中央型腔與反拉深凹模連通，在 環(huán)形活塞上設(shè)有環(huán)形油腔，環(huán)形油腔內(nèi)安裝有帶有頂蓋的環(huán)形裝置，環(huán)形裝 置通過支撐桿與放置有板料的壓邊裝置連接；壓邊裝置上還放置有一個(gè)凹模，該凹模與正拉深凹模同心并安裝在增壓 油缸缸壁內(nèi)，壓油缸缸壁上有增壓油缸缸蓋，凹模的中央放置有增壓活塞； 增壓活塞中央形成正拉深凹模高壓油腔，增壓活塞與增壓油缸缸蓋形成增壓 油缸的油腔；一個(gè)由頂板連接的一次，凸模，用于穿過增壓油缸缸蓋、增壓活塞并 將板料推入正拉深凹模的反拉深凹模高壓油腔中；密封環(huán)上方的腔體、環(huán)形油腔和正拉深凹模高壓油腔分別與液壓系統(tǒng)相 連通。本發(fā)明的方法設(shè)計(jì)的機(jī)械-液壓輔助反拉深模具，在筒形件拉深成形過 程中，使得板料在正拉深和反拉深過程中在筒壁產(chǎn)生摩擦保持效應(yīng)，反拉深 凹模從傳統(tǒng)的固定式改為可移動(dòng)模式，可以快速完成反拉深過程，提高拉深 比。


圖1是本發(fā)明的機(jī)械液壓拉深模具結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是反拉深之正拉深在某一階段模具部分示意圖； 圖3是反拉深之正拉深完成模具部分示意圖；' 圖4是反拉深在某一階段模具部分示意圖；圖中的標(biāo)號分別是1、頂板；2、 二次拉深凸模；3-1、增壓油缸缸 蓋；3-2、增壓油缸缸壁；3-3、增壓活塞；4、模板；5、凹模；6、壓 邊裝置；7、正拉深凸模；8、支撐桿；9、環(huán)形裝置頂蓋；10、環(huán)形裝 置；11、環(huán)形活塞；12、增壓油缸的油腔；13、正拉深凹模高壓油腔；14、 反拉深凹模高壓油腔；15、環(huán)形油腔；16、板料；17、密封環(huán)。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的機(jī)械-液壓反拉深成形模具的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括下 列步驟(1) 以正拉深凹模為油缸缸蓋，將一個(gè)上截面和下截面的面積比〉1的 活塞安裝于油缸內(nèi)部作為增壓活塞，設(shè)計(jì)出一個(gè)具有增壓作用的液壓油缸， 其這個(gè)增壓油缸與模具成為一體化；(2) 將反拉深凹模置于一個(gè)液壓油腔內(nèi)，反拉深凹?？梢栽谶@個(gè)油腔 內(nèi)可以上下移動(dòng)，且當(dāng)反拉深凹模的底部與油腔的底部接觸時(shí)，反拉深模具 的底部面積與反拉深凹模的在油腔頂部的截面積比〉1，當(dāng)反拉深凹模的底部 承受的液壓力足夠大時(shí)，反拉深凹模能夠向上移動(dòng)。(3) 板料、反拉深凹?；蛘哒畎寄５膫?cè)壁以及其他零件組成反拉 深凹模腔和正拉深凹模腔，這兩個(gè)油腔都可以通過單向閥連接到外界油路 上。當(dāng)這兩個(gè)油腔的油液受到壓縮時(shí)，正拉深凹模的上限壓力通過增壓活塞 來控制，反拉深油腔的壓力由可移動(dòng)的反拉深凹?？刂啤⒁妶D1，圖1是本發(fā)明設(shè)計(jì)的機(jī)械-液壓拉深成形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖， 該機(jī)械-液壓輔助拉深成形模具包括一個(gè)環(huán)形活塞ll，該環(huán)形活塞11上部正中間安裝有正拉深凹模7，在 正拉深凹模7中間形成反拉深凹模高壓油腔14，環(huán)形活塞11底部中央的型 腔裝有密封環(huán)17，環(huán)形活塞11中間有通孔，該通孔將環(huán)形活塞11底部中央型腔與反拉深凹模7連通，在環(huán)形活塞11上設(shè)有環(huán)形油腔15，環(huán)形油腔 15內(nèi)安裝有帶有頂蓋9的環(huán)形裝置10，環(huán)形裝置10通過支撐桿8與放置有 板料16的壓邊裝置6連接；壓邊裝置6上還放置有一個(gè)凹模5，該凹模5與正拉深凹模7同心并安 裝在增壓油缸缸壁3-2內(nèi)，壓油缸缸壁3-2上有增壓油缸缸蓋3-l，凹模5 的中央放置有增壓活塞3-3;增壓活塞3-3中央形成正拉深凹模高壓油腔13， 增壓活塞3-3與增壓油缸缸蓋3-1形成增壓油缸的油腔12;一個(gè)由頂板1連接的二次拉深凸模2，用于穿過增壓油缸缸蓋3-1、增 壓活塞3-3并將板料16推入正拉深凹模7的反拉深凹模高壓油腔14中；密封環(huán)17上方的腔體、環(huán)形油腔15和正拉深凹模高壓油腔13分別與 液壓系統(tǒng)相連通。正拉深凹模高壓油腔13由增壓活塞3-3、 二次拉深凸模2、凹模5、板料16組成； —..反拉深凹模凹模油腔由正拉深凸模7、環(huán)形裝置10和板料16組成。 下面以該機(jī)械-液壓輔助拉深成形模具在反拉深的操作流程，說明該機(jī)械-液壓輔助拉深成形模具的具體成形過程1、 合模后，將增壓油缸之油腔12、正拉深凹模高壓油腔13、反拉深凹 模高壓油腔14、環(huán)形油腔15分別充上預(yù)先設(shè)定的高壓液壓油；2、 如圖2所示，在反拉深的第一步，模板4帶動(dòng)凹模5向下移動(dòng)，增 壓油缸之油腔12中的液壓油的壓力迅速升高，當(dāng)油壓達(dá)到增壓油缸的增壓 比時(shí)，增壓活塞3-3向上移動(dòng)，保持增壓油缸之油腔12中的液體壓力為一 定值；3、 如圖3所示，正拉深結(jié)束后顯示的模具主要部件示意圖；4、 正拉深完成之后，頂板帶動(dòng)二次拉深凸模2向下移動(dòng)，帶動(dòng)板料進(jìn) 入反拉深凹模高壓油腔14,反拉深凹模高壓油腔14的壓力迅速升高，當(dāng)壓力足夠高時(shí)，反拉深凹模7向上移動(dòng)，此時(shí)模具的部分組件示意圖如圖4 所示，因此二次拉深凸模2與反拉深凹模7的相對運(yùn)動(dòng)，能夠快捷完成反拉 深過程。
權(quán)利要求
1、一種機(jī)械-液壓輔助拉深成形模具的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，具體包括下列步驟1)以正拉深凹模為油缸缸蓋，將一個(gè)上截面和下截面的面積比＞1的活塞安裝于油缸內(nèi)部作為增壓活塞，設(shè)計(jì)出一個(gè)與模具成為一體化且具有增壓作用的液壓油缸，實(shí)現(xiàn)在正拉深過程液力輔助作用；2)將反拉深凹模置于一個(gè)液壓油腔內(nèi)，該反拉深凹?？梢栽谶@個(gè)油腔內(nèi)上下移動(dòng)，且當(dāng)反拉深凹模的底部與油腔的底部接觸時(shí)，反拉深模具的底部面積與反拉深凹模的在油腔頂部的截面積比＞1，當(dāng)反拉深凹模的底部承受的液壓力足夠大時(shí)，反拉深凹模能夠向上移動(dòng)；3)反拉深凹模高壓油腔和正拉深凹高壓油腔通過單向閥連接到外界油路上；當(dāng)這兩個(gè)油腔的油液受到壓縮時(shí)，正拉深凹模高壓油腔的上限壓力通過增壓活塞來控制，反拉深凹模高壓油腔的壓力由可移動(dòng)的反拉深凹模控制。
2. 權(quán)利要求l所述的機(jī)械-液壓輔助拉深成形模具，其特征在于，該機(jī) 械-液壓輔助拉深成形模具包括一個(gè)環(huán)形活塞(11)，該環(huán)形活塞(11)上部正中間安裝有正拉深凹模 (7)，在正拉深凹模(7)中間形成反拉深凹模高壓油腔(14)，環(huán)形活塞(ll) 底部中央的型腔裝有密封環(huán)(17)，環(huán)形活塞(11)中間有通孔，該通孔將 環(huán)形活塞(11)底部中央型腔與反拉深凹模(7)連通，在環(huán)形活塞(11) 上設(shè)有環(huán)形油腔(15)，環(huán)形油腔(15)內(nèi)安裝有帶有頂蓋(9)的環(huán)形裝置 (10)，環(huán)形裝置(10)通過支撐桿(8)與放置有板料(16)的壓邊裝置(6) 連接；壓邊裝置(6)上還放置有一個(gè)凹模(5)，該凹模(5)與正拉深凹模(7) 同心并安裝在增壓油缸缸壁(3-2)內(nèi)，壓油缸缸壁(3-2)上有增壓油缸缸蓋(3-1)，凹模(5)的中央放置有增壓活塞(3-3);增壓活塞(3-3)中央 形成正拉深凹模，壓油腔(13)，增壓活塞(3-3)與增壓油缸缸蓋(3-1) 形成增壓油缸的油腔(12);一個(gè)由頂板(1)連接的二次拉深凸模(2)，用于穿過增壓油缸缸蓋(3-1)、 增壓活塞(3-3)并將板料(16)推入正拉深凹模(7)的反拉深凹模高壓油 腔(14)中；密封環(huán)(17)上方的腔體、環(huán)形油腔(15)和正拉深凹模高壓油腔(13) 分別與液壓系統(tǒng)相連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機(jī)械-液壓輔助拉深成形模具的設(shè)計(jì)方法，該拉深成形工藝基于現(xiàn)有的機(jī)械-液壓輔助拉深工藝成形為基礎(chǔ)，在正拉深和反拉深時(shí)形成兩個(gè)高壓油腔，當(dāng)板料進(jìn)入這兩個(gè)油腔時(shí)，能夠有效的產(chǎn)生液力輔助作用，提高拉伸比；當(dāng)反拉深凹模在反拉深凹模腔高液壓力的作用下，與反拉深凸模產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，可以迅速完成反拉深工藝，這樣可以合理的減小實(shí)際模具的高度，降低模具制造成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號B21D37/00GK101244439SQ20081001757
公開日2008年8月20日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者劉貞偉, 軍 林, 趙升噸 申請人:西安交通大學(xué)