專利名稱：用于成形零件的縫隙放電電液成形(ehf)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及用于成形零件的縫隙放電電液成形(EHF)設(shè)備。
背景技術(shù)：
電液成形(EHF)是通過(guò)在液體填充腔室中提供高壓放電而進(jìn)行的，液體填充腔室朝向諸如毛坯或者預(yù)成形板的エ件。通過(guò)高壓放電在單面模具中成形エ件。 EHF的一種類型的設(shè)備采用與電容器組連接并貫穿容納液體的腔室的壁組裝的兩個(gè)電極。該方法可以是被稱為縫隙放電方法。與縫隙放電方法相關(guān)聯(lián)的一些問(wèn)題是電極侵蝕并且在幾次放電之后絕緣件會(huì)破裂。電極需要定期維護(hù)和調(diào)節(jié)以彌補(bǔ)電極侵蝕和絕緣件破裂。隨著腔室中放電能量増加，電極的侵蝕和絕緣件的破裂也變得更明顯。EHF的另ー種類型的設(shè)備利用放置在液體腔室中并連接在兩個(gè)電極之間的細(xì)金屬絲。該方法也可以稱作金屬絲放電方法。與金屬絲放電方法相關(guān)聯(lián)的ー些問(wèn)題是，在毎次放電之后必須更換金屬絲并且金屬絲可以焊接在電極或者金屬絲保持裝置上。相對(duì)于エ件的初始位置來(lái)建立金屬絲的位置。電極和エ件之間的間距是固定的或者在成形方法中使用順序放電的情況下可以増加。如果需要順序或者多次放電以成形エ件，則金屬絲與エ件之間的距離隨著每次順序放電而增加。隨著距離增加，放電功率下降。因?yàn)樵诿看畏烹娭笮枰獙?duì)腔室進(jìn)行再充填，因此腔室中流體的體積也增加。隨著流體的體積增加，放電的功率也下降。如下面所總結(jié)的，申請(qǐng)人的公開(kāi)內(nèi)容解決了上述與電液成形相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容在一種用于在電液成形(EHF)設(shè)備中電液成形金屬板零件的系統(tǒng)中,在連續(xù)放電之間朝著將要成形的零件移動(dòng)至少一個(gè)電極。通過(guò)第一次放電使呈第一形狀的部分成形零件成形為第二形狀。在液體填充腔室中朝著零件移動(dòng)該電極或者第二電極，然后，第二次或者隨后的放電使零件成形為第三或者最終的形狀。通過(guò)電極組件移動(dòng)到腔室內(nèi)而減少了需要填充腔室的液體的體積。用于成形零件的縫隙放電電液成形(EHF)設(shè)備包括限定開(kāi)ロ的腔室；容納在腔室內(nèi)的流體；以及組裝在腔室上的單面成形模具，零件設(shè)置在腔室和模具之間。電極組件包括容納在開(kāi)口中的主體；組裝在主體上的第一電極；以及組裝在主體上的第二電極，第二電極與第一電極間隔開(kāi)。在這兩個(gè)電極之間限定了縫隙。電路與第一電極和第二電極連接并且在電極之間產(chǎn)生電勢(shì)差，電極能夠在縫隙兩側(cè)選擇性地放電。通過(guò)相對(duì)于腔室移動(dòng)主體能夠改變電極組件與零件之間的間距，以改變當(dāng)電路在縫隙兩側(cè)放電時(shí)施加在零件上的力的強(qiáng)度。此外，通過(guò)將電極組件移動(dòng)到腔室內(nèi)部，減少需要填充腔室的液體的體積。金屬絲電極電液成形(EHF)設(shè)備包括限定開(kāi)ロ的腔室；容納在腔室內(nèi)的流體；以及組裝在腔室上的單面成形模具，零件布置在腔室和模具之間。電極組件包括第一保持裝置、第二保持裝置和與第一和第二保持裝置電連接的金屬絲電扱。第一提升裝置和第二提升裝置分別可操作地與第一保持裝置和第二保持裝置連接。提升裝置使金屬絲電極在腔室內(nèi)上升和下降，并且相對(duì)于零件改變金屬絲電極與零件之間的距離。通過(guò)改變金屬絲電極與零件之間的距離并且改變?nèi)菁{在腔室內(nèi)的流體的體積來(lái)控制因金屬絲電極的電液放電而施加在零件上的カ的強(qiáng)度。優(yōu)選地，所述第一電極是電荷承載電極，并且還包括使所述電極組件的所述電荷承載電極與所述主體分隔開(kāi)的絕緣體。優(yōu)選地，所述第二電極是貫穿所述電極組件的所述主體而接地的接地電極。優(yōu)選地，所述電路是電容電荷存儲(chǔ)電路。優(yōu)選地，所述第一電極和第二電極由所述電極組件的所述主體支撐，并且彼此對(duì)準(zhǔn)且從所述縫隙沿徑向向外延伸。優(yōu)選地，所述電極組件相對(duì)于沿徑向延伸的所述電極沿軸向移動(dòng)。優(yōu)選地，所述電極通過(guò)可調(diào)節(jié)的緊固件組裝在所述電極主體上，并且所述電極設(shè)有防止所述電極相對(duì)于所述電極主體旋轉(zhuǎn)的防旋轉(zhuǎn)連接件。鑒于公開(kāi)的實(shí)施方式的附圖和詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將更好地理解申請(qǐng)人的公開(kāi)內(nèi)容的這些方面和其它方面。

圖I是用于以順序步驟電液成形零件的方法的流程圖，可以使用EHF工具的不同實(shí)施方式來(lái)實(shí)施申請(qǐng)人的設(shè)想；圖2是縫隙放電EHF工具的示意性剖視圖，其中已裝載毛坯并為EHF成形準(zhǔn)備就緒;圖3是圖2所示的EHF工具在最終成形操作之前的示意性剖視圖，毛坯成形為中間形狀并且朝著在第二或者隨后的EHF成形操作中將要成形的細(xì)節(jié)區(qū)域移動(dòng)電極；圖4是EHF成形工具的不完整的剖視圖，示出了如圖2和圖3所示的可以移動(dòng)的縫隙放電電極組件；圖5是組合式縫隙放電EHF工具和金屬絲放電EHF工具的平面圖；圖6至圖8是順序示意圖，示出圖5的在初始步驟、中間步驟和最終成形步驟中的組合式EHF工具；以及圖9和圖10是順序示意圖，示出處于初始位置和上升位置的金屬絲保持裝置和電極的位置。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，提供流程圖，其示出了用于電液成形零件的大致步驟并公開(kāi)了幾個(gè)不同的可供選擇的實(shí)施方式。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式中，可以在預(yù)成形操作中裝載毛坯，其中通過(guò)常規(guī)金屬板沖壓操作、電液成形操作或者液壓成形操作使毛坯預(yù)成形。在10處，將毛坯裝載在用于成形操作中的ー個(gè)操作的工具中。然后，在12處，在相應(yīng)成形操作中使毛坯預(yù)成形為大致形狀。在14處，通過(guò)將電液成形電極插入腔室中，為下一歩準(zhǔn)備電液成形腔室。然后，在16處，將在12處成形的預(yù)成形毛坯裝載在用于最終成形的電液成形工具中。圖I中示出的可供選擇的實(shí)施方式是，可以在18處將平的毛坯裝載在電液成形工具中。在14處，在將預(yù)成形件或者毛坯裝載在EHF最終成形工具中之前，將用于電液成形方法的電極插入腔室中。然后，在20處，向腔室填充包括防銹劑的諸如水的液體。在22處，朝著將要成形有更多細(xì)節(jié)的區(qū)域移動(dòng)電極。在24處，電液成形工具的電極放電。在回路26處返回的ニ次加工(re-strike)操作中可以重復(fù)該方法。如果電液成形電極為金屬絲電極類型，則該方法返回至14，將新的金屬絲電極插入腔室中。然后，重復(fù)該方法，直至零件成形達(dá)到細(xì)節(jié)的所需程度?；蛘撸绻娨撼尚坞姌O是縫隙電極，則二次加工回路返回至20，再次向腔室 填充液體，以填充毛坯下面的通過(guò)電液成形電荷所形成的空間。在22處移動(dòng)縫隙電極，在24處使電極再次放電，直至零件完全成形。然后，在28處從腔室排出液體，在30處打開(kāi)腔室以卸載零件。參照?qǐng)D2，示出了在縫隙放電EHF設(shè)備34內(nèi)鄰近單面模具36設(shè)置的毛坯32，單面模具36限定了毛坯32將要在其內(nèi)成形的型腔38。示出縫隙放電電極組件40在毛坯32的下面。縫隙放電電極組件40包括與存儲(chǔ)電荷的電路或者電容電路44聯(lián)接的電荷承載電極42。接地電極46與電荷承載電極42協(xié)作?；蛘?，取代接地電極46，可以設(shè)置相反極性的電極以與電荷承載電極42協(xié)作。 從流體供應(yīng)源54通過(guò)流體通道52向EHF腔室50供應(yīng)流體48。在毛坯和型腔38之間形成空間56。參照?qǐng)D3，示出在圖2中的縫隙放電電極組件40放電之后從毛坯32部分成形的部分成形零件60。完全成形零件62顯示為虛線，以示出第二次、或者隨后的、順序的成形步驟的結(jié)果，其中電極組件40已第二次放電以從部分成形零件60成形為完全成形零件62。在圖3所示的成形步驟中，如圖3中電極組件40的左側(cè)的圖示箭頭所指，朝著部分成形零件60進(jìn)ー步使電極組件40移動(dòng)進(jìn)入腔室50。腔室50內(nèi)的流體48已進(jìn)ー步填充，但是由于電極組件40朝著部分成形零件移動(dòng)，因此需要較少的流體増加至腔室，并且電極組件40與部分成形零件60之間的間距減小。通過(guò)減小間距并使用較少的流體48，可以將較大的カ施加在部分成形零件60上，以形成完全成形零件62。參照?qǐng)D2和圖3，在縫隙放電電極組件40與EHF腔室50之間設(shè)置密封件70，以密封腔室并且防止電極組件40周圍的流體48泄露。參照?qǐng)D4，更詳細(xì)地示出了縫隙放電電極組件40。該組件包括插入并貫穿EHF腔室50的電極主體72，電極主體72可以移動(dòng)進(jìn)入腔室50，并且可以從腔室50中移出?；蛘?，應(yīng)理解的是接地電極46還可以凹入到電極主體72內(nèi)。圖示實(shí)施方式中的電荷承載電極42與導(dǎo)電體76電連接。導(dǎo)電體76通過(guò)絕緣套管78與電極主體72絕緣。頂部絕緣體80組裝在電荷承載電極42的周圍。在電荷承載電極42與接地電極46之間限定了縫隙82。當(dāng)電容電路44放電時(shí)，在縫隙82兩側(cè)出現(xiàn)高壓放電。可以通過(guò)螺母84和間隔件86對(duì)縫隙的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，螺母84和間隔件86將電荷承載電極42保持在電極主體72內(nèi)的合適位置處并由此維持電荷承載電極42與接地電極46之間的合適的縫隙。在電荷承載電極42中可以設(shè)置防止電極在放電的カ的作用下旋轉(zhuǎn)的防旋轉(zhuǎn)槽88?？梢栽诮拥仉姌O46上設(shè)置另ー個(gè)防旋轉(zhuǎn)槽89，以防止接地電極46因?yàn)榉烹姸D(zhuǎn)?？梢酝ㄟ^(guò)機(jī)械式機(jī)構(gòu)或者諸如液壓缸的液壓機(jī)構(gòu)(圖未不)移動(dòng)電極組件40,機(jī)械式機(jī)構(gòu)或者液壓機(jī)構(gòu)能夠相對(duì)于EHF腔室50移動(dòng)和收回電極組件40。參照?qǐng)D5，示出組合式電極組件90，其包括與金屬絲電極保持裝置94附接的金屬絲電極92。電極棒96與金屬絲電極保持裝置94協(xié)同工作以向成形腔室50內(nèi)的金屬絲電極92提供電流。電極棒96是與電極金屬絲92電連接的電極。在圖5中還顯示了多個(gè)縫隙放電電極，這些電極包括上面如參照?qǐng)D2至圖4所描述的電荷承載電極42和接地電極46。圖5中以平面圖示出的電極組件的組合在圖6至圖8中以示意性剖視正視圖示出。 參照?qǐng)D6，示出設(shè)置在下工具98上的毛坯32。在毛坯32與下工具98之間限定了腔室100。上工具102設(shè)置在下工具98的上方，并且包括模具型面104，當(dāng)縫隙放電電極組件40在腔室100內(nèi)放電時(shí)，毛坯32朝著模具型面104成形。如上所述，腔室100填充有流體48。參照?qǐng)D7，示出在圖6中的縫隙放電電極組件40放電之后的部分成形零件60。在圖7中，示出與下工具98接合的上工具102。金屬絲電極92顯示為處于延伸的位置，其中電極棒96 (圖7中未示出)提升金屬絲電極保持裝置94和在鄰近部分成形零件60的延伸位置中的金屬絲電極92。細(xì)節(jié)區(qū)域106與模具型面104間隔開(kāi)并且是部分成形零件60的一部分。金屬絲電極92優(yōu)選地定位成靠近細(xì)節(jié)區(qū)域106，以集中由金屬絲電極92放電提供的電液成形放電。參照?qǐng)D8，示出了完全成形并且與模具型面104接合的完全成形零件62。由于圖5所示的電極棒96移動(dòng)金屬絲電極，因此通過(guò)金屬絲電極的放電，使非常接近模具型面104的細(xì)節(jié)區(qū)域106明顯成形。在成形方法中的該點(diǎn)處，在從腔室100排出流體后，上工具102和下工具98可以分離，以便從腔室100取出完全成形零件62。在該點(diǎn)處，朝著下工具98收回圖7所示的金屬絲電極保持裝置94，以使金屬絲電極92下降。參照?qǐng)D9和圖10，示出了用于實(shí)施金屬絲放電方法的裝置的一個(gè)實(shí)施方式，金屬絲電極92顯示在圖10中并且由金屬絲電極保持裝置94保持。金屬絲電極92可以是拴住、夾緊或者以其它方式固定在金屬絲電極保持裝置94的端部上。電極棒96通過(guò)從下面與金屬絲電極92接合來(lái)提升金屬絲電極92，并且還將金屬絲電極92連接至存儲(chǔ)電荷源。金屬絲電極保持裝置94和電極棒96延伸貫穿下工具98并且被液壓缸110和112移動(dòng)。缸110可操作地與電極/提升裝置96接合，缸112與金屬絲電極保持裝置94接合。在圖9中，金屬絲電極保持裝置94和電極/提升裝置96被收回，其中沒(méi)有安裝金屬絲電極92。圖10示出處于金屬絲電極保持裝置94中的合適位置處的金屬絲電極92。如上面圖5至圖8所示，示出電極棒96將金屬絲電極92提升至靠近將要成形的表面的位置，這樣，増加對(duì)毛坯或者預(yù)成形件的EHF放電的強(qiáng)度。由于將電極棒96定位在金屬絲電極保持裝置內(nèi)，因此可以不將金屬絲電極焊接或者熔融在金屬絲電極保持裝置94上。每個(gè)金屬絲電極保持裝置94均具有絕緣件114，以防止接地。在圖9和圖10的左側(cè)的電極/提升裝置96具有絕緣件116，而在圖9和圖10的右側(cè)的電極棒96未被絕緣并且是接地電極。[0041]盡管已經(jīng)詳細(xì)地描述用于實(shí)施本實(shí)用新型的最好的模式，與本實(shí)用新型相關(guān)的本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到用于實(shí)施由權(quán)利要求所限定的本實(shí)用新型的各 種可供選擇的設(shè)計(jì)和實(shí)施方式。
權(quán)利要求1.一種用于成形零件的縫隙放電電液成形(EHF)設(shè)備，所述EHF設(shè)備包括 腔室，所述腔室限定了開(kāi)ロ ； 流體，所述流體容納在所述腔室內(nèi)； 單面成形模具，所述單面成形模具組裝在所述腔室上，所述零件設(shè)置在所述腔室和所述模具之間；以及 電極組件，所述電極組件包括 主體，所述主體容納在所述開(kāi)口中； 第一電極，所述第一電極組裝在所述主體上； 第二電極，所述第二電極組裝在所述主體上，并且所述第二電極與所述第一電極間隔開(kāi)以在所述第二電極與所述第一電極之間限定縫隙； 電路，所述電路與所述第一電極和第二電極連接并且在所述電極之間產(chǎn)生電勢(shì)差，所述電極能夠在所述縫隙兩側(cè)選擇性地放電； 其中，通過(guò)相對(duì)于所述腔室移動(dòng)所述主體能夠改變所述電極組件與所述零件之間的間距，以改變當(dāng)所述電路在所述縫隙兩側(cè)放電時(shí)施加在所述零件上的力的強(qiáng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的縫隙放電EHF設(shè)備，其中所述第一電極是電荷承載電極，并且還包括使所述電極組件的所述電荷承載電極與所述主體分隔開(kāi)的絕緣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的縫隙放電EHF設(shè)備，其中所述第二電極是貫穿所述電極組件的所述主體而接地的接地電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的縫隙放電EHF設(shè)備，其中所述電路是電容電荷存儲(chǔ)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的縫隙放電EHF設(shè)備，其中所述第一電極和第二電極由所述電極組件的所述主體支撐，并且彼此對(duì)準(zhǔn)且從所述縫隙沿徑向向外延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的縫隙放電EHF設(shè)備，其中所述電極組件相對(duì)于沿徑向延伸的所述電極沿軸向移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的縫隙放電EHF設(shè)備，其中所述電極通過(guò)可調(diào)節(jié)的緊固件組裝在所述電極主體上，并且所述電極設(shè)有防止所述電極相對(duì)于所述電極主體旋轉(zhuǎn)的防旋轉(zhuǎn)連接件。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于成形零件的縫隙放電電液成形(EHF)設(shè)備，其包括限定開(kāi)口的腔室；容納在腔室內(nèi)的流體；以及組裝在腔室上的單面成形模具，零件布置在腔室和模具之間。電極組件包括第一保持裝置、第二保持裝置和與第一和第二保持裝置電連接的金屬絲電極。第一提升裝置和第二提升裝置分別可操作地與第一保持裝置和第二保持裝置連接。提升裝置使金屬絲電極在腔室內(nèi)上升和下降，并且相對(duì)于零件改變金屬絲電極與零件之間的距離。通過(guò)改變金屬絲電極與零件之間的距離并且改變?nèi)菁{在腔室內(nèi)的流體的體積來(lái)控制因金屬絲電極的電液放電而施加在零件上的力的強(qiáng)度。
文檔編號(hào)B21D26/12GK202398691SQ20112038975
公開(kāi)日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者S·F·古羅瓦施恩克 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司