專利名稱：沖壓面板的脈沖電液校正方法和工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬板材成型工藝和用于減小成型面板的回彈(spring-back ) 效果的工具。
背景技術(shù)：
金屬板材通常按照金屬板材成型工藝形成，在金屬板材成型工藝中，金 屬板材毛坯被拉深成初步形狀，并且按照一系列步驟被沖壓、巻邊、成型和 沖孔(pierced)。隨著金屬板材成型為期望的形狀，作為在毛坯中發(fā)生的彎曲 力矩的結(jié)果，發(fā)生回彈。在面板在金屬板材模具中成型或者在其它金屬板材 成型工藝中成型之后，回彈使得面板部分地回復(fù)到先前的形狀。
已經(jīng)提出新類型的材料來制造具有更高強(qiáng)度和更輕重量的金屬板材部 件。特種鋼和鋁板材對于提供在很多應(yīng)用中期望的高強(qiáng)度和輕重量來說是可
用的。許多高強(qiáng)度和輕重量的金屬在成型之后的回彈增大。
補(bǔ)償回彈的 一個方法是在模具設(shè)計(jì)工藝中預(yù)測回彈?？尚薷哪＞叩男螤?以補(bǔ)償回彈。
補(bǔ)償回彈的另 一方法是使成型的毛坯伸展以消除毛坯中的彎曲力矩。如 果一個部件將被伸展以減小回彈，則拉深深度必須被限制為允許伸展(stretch) 操作充分地補(bǔ)償回彈。
回彈的程度可根據(jù)不同的巻料(coil)而改變。 一些巻料僅具有有限的回 彈，而即使相同等級或合金的另一些巻料可具有更大的回彈?；貜椷€在一定 程度上還受到金屬板材成型模具的磨損的影響。
通過以下總結(jié)的申請人的申請，可解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種校正部分成型的金屬部件的方法。通 過術(shù)語"校正"，申請人表達(dá)了以下意思部件被伸展或者被再沖擊，以使得 所述部分成型部件更加精密地對應(yīng)于期望的部件構(gòu)造。所述方法包括將所述部分成型的金屬部件裝載到模具的成型表面上的步驟。隨后，所述部件被夾 持到成型表面上，以使得所述部件的在與模具接合的表面的相反側(cè)上的所述 部件的暴露部分被暴露。所述部件的暴露部分被用高能脈沖沖擊，以克服部 件的回彈效果。
根據(jù)本發(fā)明的其它方面，所述裝載步驟還可包括將所述部件裝載到電液 成型工具中。在所述沖擊步驟中，電液成型脈沖^皮施加到面板上。
根據(jù)本發(fā)明的其它方面，在高能脈沖被施加到所述部件的暴露部分上的
過程中，夾持步驟可通過與所述部件在隔開的位置接合的多個夾具執(zhí)行。隨 著第二高能脈沖被施加到所述部件的新暴露部分上，所述夾具可被重新布置。
另外，夾持步驟可通過網(wǎng)狀夾具被執(zhí)行，所述網(wǎng)狀夾具具有孔或洞(void), 高能脈沖通過所述孔或洞可^t直接傳輸?shù)剿霾考谋砻嫔?。所述洞可通過 形成蜂巢(honeycomb)的多個肋形成，或者通過其它網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成。
根據(jù)本發(fā)明的其它方面，所述部分成型的金屬部件可形成為回彈后的初 步形狀，由被限定在部件和模具的成型表面之間的縫隙限定輪廓。所述部件 可朝著最終形狀伸展，從而消除所述縫隙。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供了 一種校正部分成型的金屬部件的方法， 其中，所述部件被彈性膜夾持到提供高能脈沖的工具上。具有成型表面的校 正模具可插入到所述彈性膜中，從而彈性膜與所述部件的與校正模具接合的
表面的相反側(cè)接合。高能脈沖被提供到所述彈性膜并穿過彈性膜被提供到所 述部件的所述相反側(cè)，以消除所述部件中的應(yīng)力。所述脈沖還可使所述部件 在校正模具的成型表面上伸展，以克服所述部件內(nèi)在的回彈效果。
根據(jù)本發(fā)明的其它方面，可提供與電液成型工具協(xié)作的所述彈性膜，電 液成型工具具有容納流體的室以及以隔開的位置布置在所述工具中的多個電 極。電極可接收導(dǎo)致高能脈沖的電容性放電，所述高能脈沖被施加到彈性膜 以及所述部件上，從而將所述部件校正到期望的形狀。
根據(jù)本發(fā)明的其它方面，所述方法還可包括以下步驟在金屬毛坯作為 在電液校正工具中的部分成型部件被進(jìn)一步處理之前，將金屬毛坯在電液成 型操作中成型。彈性膜的形狀可逐漸成為貼合所述部件的與模具接合的表面 的相反側(cè)的輪廓。
以下將參照附圖，描述本發(fā)明的上述方面和其它特征。


圖1是電液成型工具(EHF)的示意截面圖，被布置為用于成型的金屬 4反材與該EHF —起^皮顯示；
圖2是在將所述毛坯形成到一側(cè)(one sided) EHF模具的模具腔中之后 的與圖1相似的示意截面圖3是顯示面板的示意圖，顯示了部件在拉深成型之后的所述面板的回 彈，并且顯示了用虛線畫出的在回彈之前的所述部件；
圖4是被設(shè)置為用于校正(calibrating )部分成型部件的EHF成型工具的 示意截面圖5是顯示部件和在校正過程中用于支持所述部件的兩個夾具的透視
圖6是顯示部分成型部件的透視圖，兩個夾具固定到所述部分成型部件 的一個表面上；
圖7是顯示在高能脈沖過程中，部分成型部件在EHF校正工具中的示意 截面圖8是顯示用放大的透視圖顯示的部分成型的面板以及彈性膜(elastic membrane)的透一見圖9是沿著圖8的線9-9截取的彈性膜以及裝配后的部分成型的面板的 截面圖10是部分成型部件和可用在如圖7中所示的EHF成型工具中的網(wǎng)狀 夾具的分解透視圖11是部分成型部件和可用于在校正過程中支持所述部件的幾個夾具 的分解透視圖12是部分成型部件和用于固定所述部件的多個夾具的透視圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖1,電液成型工具(EHF工具)10被顯示為包括限定EHF室16 的容器(vessel) 12。 一對電極18連接到電容性放電電路20并延伸到容器12 中。毛坯支撐環(huán)22與EHF模具24協(xié)作以將金屬板材毛坯26支撐在EHF工 具10中。流體28被供應(yīng)到容器12中。容器12充有流體28,以使得流體28 與金屬板材毛坯26接觸。具10被顯示。電容性放電電路20放電，使得電極18產(chǎn)生高能脈沖，以形成 部件30。金屬板材毛坯26被支持在毛坯支撐環(huán)22和EHF模具24之間。當(dāng) 工具IO打開時，部件30具有使得部件30趨向于回彈的內(nèi)部應(yīng)力。
參照圖3，部分成型部件30被顯示，其中，受到回彈的部分32用實(shí)線 顯示。圖3中的虛線顯示受到回彈的部分32的期望形狀。雖然本發(fā)明的描述 是參照部分成型部件30在EHF工具中成型的，但是所述部件也可在傳統(tǒng)金 屬板材成型流水線或包括用于將金屬板材毛坯26成型為部分成型部件30的 模具組的沖床(press)中被初步成型。
參照圖4， EHF校正工具36被顯示，所述EHF校正工具36在許多方面 都與參照圖i和圖2描述的EHF工具10相似。EHF校正工具36包括沖壓頭 (punch )38。部分成型部件30設(shè)置有夾具40。夾具在顯示將夾具40裝配到 部分成型部件30上的圖5和圖6中被顯示。再返回參照圖4，夾具40的部 件接合表面42與部分成型部件30接合。夾具40支持所述部件30與沖壓頭 38的目標(biāo)成型表面44接合。圖4中的EHF校正工具36被顯示為打開，并且 沖壓頭38和目標(biāo)成型表面44與部件30分離開。夾具40通過它們的部件接 合表面42與部件30接合。EHF校正工具36的其它部件與EHF工具10的對 應(yīng)部件相似，并且用相同的標(biāo)號來描述容器12、電極18和EHF室16。
參照圖7， EHF校正工具36被顯示為關(guān)閉，沖壓頭38與目標(biāo)成型表面 44與部分成型部件30接合。密封件46被提供以將毛坯支撐環(huán)22和部分成 型部件30的外周凸緣48之間密封。箭頭50被提供以顯示當(dāng)電極18從電路 20 (如前面參照圖1和圖2描述)接收電容性;故電時產(chǎn)生的高能脈沖。箭頭 50表示通過液體(在圖7中未顯示)施加到部分成型部件30的脈沖或壓力。 壓力脈沖緩解了在所述部分成型部件30中的應(yīng)力，使得部件30幾乎不傾向 于回彈。
如果在部件30和目標(biāo)成型表面44之間設(shè)置縫隙52，則部件30可通過 脈沖而伸展。
參照圖8和圖9,部分成型部件30與彈性膜54 —起被顯示。彈性膜54 優(yōu)選地為用于支持所述部分成型部件30的聚亞安酯彈性體夾具，以在校正操 作過程中支撐所述部件。高能脈沖通過液體傳輸?shù)綇椥阅?4,彈性膜54依 次將所述脈沖傳遞到部件30。參照圖10,顯示了另一可選實(shí)施例，其中，部件30在EHF校正過程中 被支撐在網(wǎng)狀夾具(reticulated clamp ) 56上。所述網(wǎng)狀夾具56具有限定多個 開口 62的多條縱向肋58和橫向肋60。開口 62從部件30延伸到容器中，從 而高能脈沖可,人液體28通過開口 62傳遞并直接到達(dá)部件30。
參照圖11和圖12，顯示了用于EHF校正工具36中的夾持結(jié)構(gòu)的另一 可選實(shí)施例。部分成型部件30可設(shè)置有端部夾持板64和中間夾持板66，所 述端部夾持板64和中間夾持板66被構(gòu)造為當(dāng)所述夾具64和66裝配到部件 30上時將部件30保持為期望形狀。夾具64和66在連續(xù)的EHF校正工具循 環(huán)中可布置在部件30上的不同位置，使得部件30的被夾具64和66擋住的 部分可通過將相似的夾具布置在部件30的其它位置來被校正。
雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式，但是熟悉本發(fā)明所屬領(lǐng)域 的人員應(yīng)該認(rèn)識到，實(shí)施由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的各種可替代設(shè)計(jì)和實(shí)施 例。
權(quán)利要求
1、一種校正部分成型金屬部件的方法，包括將所述部件裝載到模具的成型表面上；用夾具將成型部件夾持到成型表面上，使得所述部件的在與模具接合的表面的相反側(cè)的成型部件的暴露部分被暴露；用高能脈沖沖擊所述部件的暴露部分，以克服所述部件的回彈效果。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，裝載步驟還包括 將所述部件裝載到具有填充了流體的室的電液成型工具中，其中，所述沖擊步驟通過施加至少一個電液成型脈沖形式的所述高能脈 沖來執(zhí)行，所述高能脈沖通過流體被傳輸?shù)剿霾考谋┞恫糠帧?br> 3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，沖擊步驟在所述部件上的與模具的 成型表面隔開的區(qū)域被執(zhí)行，并且壓力被施加到所述部件上以緩解所述部件 上的應(yīng)力。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，沖擊步驟在所述部件上的與模具的 成型表面隔開的區(qū)域被執(zhí)行，并且所述部件被伸展以消除所述部件中的回彈。其中，所述部分成型部件在所述裝載步驟其中，夾持步驟通過與所述部件在隔開的 能脈沖被施加到所述部件的不與所述夾具其中，通過在成型部件的先前被暴露的部 分上重新布置夾具，以針對第二沖擊步驟暴露新的暴露部分，從而用第二高 能脈沖來執(zhí)行第二夾持步驟。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法:之前就在電液成型工具中成型。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法， 位置接合的多個夾具執(zhí)行，并且^
7、如權(quán)利要求6所述的方法，
8、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，夾持步驟通過使用包括限定穿過夾 具的主體的開口的肋的網(wǎng)狀夾具執(zhí)行，成型部件的暴露部分被暴露給高能脈 沖。
9、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，具有在回彈之后的初步形狀的部分 成型的金屬部件由被限定在所述部件和模具的成型表面之間的縫隙限定輪 廓，其中，所述縫隙允許所述部件朝著最終的部件形狀伸展。
10、 一種用于將部分成型部件形成為最終形狀的電液成型工具，所述工具包括容器，容納液體；至少兩個電極，可操作地連接到電容性放電電路； 一側(cè)模具；擋環(huán)，支撐所述部分成型部件；至少一個夾具，裝配到部分成型部件并且將所述部件支持到模具，其中，所述部件中的回彈效果。
11、 如權(quán)利要求IO所述的工具，其中，高能脈沖被施加到所述部件的與 模具的成型表面隔開的區(qū)域中，并且所述部件被伸展以消除所述部件中的回彈。
12、 如權(quán)利要求IO所述的工具，其中，多個夾具在分開的位置與所述部 件接合，并且高能脈沖被施加到部件的不與所述夾具結(jié)合的暴露部分上。
13、 如權(quán)利要求12所述的工具，其中，在所述高能脈沖被施加到所述部 件的暴露部分上之后，所述夾具在所述部件上被重新布置，其中，所述夾具 被重新布置在所述成型部件的先前被暴露的部分上，以針對第二高能脈沖暴 露出新的暴露部分。
14、 如權(quán)利要求IO所述的工具，其中，所述夾具是網(wǎng)狀夾具，所述網(wǎng)狀 夾具包括限定穿過夾具的主體的開口的肋，所述開口位于所述肋之間，成型 部件的暴露部分通過所述開口被直接暴露給所述高能脈沖。
全文摘要
一種沖壓面板的脈沖電液校正方法和工具，用于在電液成型工具中校正部分成型的金屬部件。所述方法包括將部分成型的金屬部件裝載到模具的成型表面上。隨后，所述部件被夾持到成型表面上并且所述部件被用高能脈沖沖擊，以克服所述部件中的回彈效果。EHF校正工具包括沖壓頭，部件被夾具夾持到?jīng)_壓頭，同時電容性放電電路通過設(shè)置在工具中的電極放電?；陔娙菪苑烹婋娐吠ㄟ^電極放電，高能脈沖通過流體被施加以校正所述部件。
文檔編號B23P17/02GK101574771SQ20091013711
公開日2009年11月11日 申請日期2009年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月5日
發(fā)明者謝爾蓋·法德勒威奇·高洛瓦申科 申請人:福特全球技術(shù)公司