專(zhuān)利名稱(chēng)：拉伸薄板成型件的壓力機(jī)的液壓深拉伸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1定義的拉伸薄板成型件的壓力機(jī)的液壓深拉伸裝置(Tiefzieheinrichtung)。
在薄板深拉伸成型加工中，越來(lái)越多地采用程序控制的液壓彈性多點(diǎn)深拉伸墊。所有的這種液壓彈性深拉伸墊的主要目的在于消除一些不利的影響因素，例如滑塊傾斜或拉伸桿的機(jī)械磨損，這些因素將會(huì)在深拉伸件的邊緣造成一級(jí)與二級(jí)皺紋或出現(xiàn)裂縫等故障情況。
德國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)說(shuō)明書(shū)DE—OS4122128，是關(guān)于液壓彈性深拉伸裝置的，其中帶插入式拉伸桿的短行程活塞為了計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的程序控制，按照工件的幾何形狀匯合在一些力作用區(qū)。但是，在雙坑沖洗盆的深拉伸成型的程序控制中，并沒(méi)有說(shuō)明這些力作用區(qū)應(yīng)怎樣幾何地劃分到那一個(gè)沿拉伸圈外形的材料流動(dòng)極限范圍內(nèi)，例如劃分到“搭邊”壓變形區(qū)。由于這種工藝性轉(zhuǎn)換區(qū)域的不明確，也就缺少了作為成型加工先決條件的，適合于雙坑拉伸圈幾何形狀的深拉伸裝置的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。
所有這些新式的伺服液壓數(shù)控多點(diǎn)拉伸墊當(dāng)然或多或少也存在有缺點(diǎn)，即模具必須與這種拉伸墊(Ziehapparat)相配合，也就是說(shuō)，在薄板成型加工的現(xiàn)有大量慣用模具，例如，用于帶有壓邊滑塊的雙動(dòng)壓機(jī)上的模具，或者用于帶有拉伸墊的單動(dòng)壓機(jī)上的模具，在多數(shù)情況下，不針對(duì)這種新式液壓彈性多點(diǎn)拉伸墊進(jìn)行適應(yīng)性改裝就都不可能應(yīng)用。另一方面，由于采用這種新式的液壓彈性數(shù)控拉伸墊所帶來(lái)的合理化效果，對(duì)于薄板成型加工企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力卻產(chǎn)生這樣重大影響，使得它必須轉(zhuǎn)變到這種新的工藝，可是在深拉伸加工的多數(shù)情況中，現(xiàn)有模具總數(shù)的投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了壓機(jī)的投資，例如在單動(dòng)深拉伸壓機(jī)上的投資。因?yàn)閼T用的模具對(duì)于新的成型方法進(jìn)行改裝需投入很大資金，所以對(duì)裝有新式數(shù)控多點(diǎn)拉伸墊的壓機(jī)設(shè)計(jì)提出了一個(gè)新的課題。
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)出一種裝有液壓彈性拉伸墊(Ziehap-prat)的壓機(jī)，能將以前慣用的深拉伸成型加工(Tiefzieh—Um-formtechnik)的現(xiàn)存模具，毋需耗費(fèi)很大的適應(yīng)性改裝就可加以利用，并達(dá)到這樣的目的，即使這些老式模具能符合新式數(shù)控的，劃分成力作用區(qū)(Kraftwirkungsfeld)的多點(diǎn)拉伸墊(Vielpunkt—Ziehkissens)的要求而進(jìn)行運(yùn)用。
實(shí)現(xiàn)該目的的方案在權(quán)利要求1中的特點(diǎn)部分加以說(shuō)明。
本發(fā)明主要優(yōu)點(diǎn)是，慣用的單動(dòng)壓機(jī)的模具，毋需繁瑣而昂貴的適應(yīng)性改裝，就可應(yīng)用于通過(guò)數(shù)控的多點(diǎn)力調(diào)控(Vielpunktkraftregelung)的程序控制深拉伸加工之中。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還有下列優(yōu)越性——對(duì)比一般慣用的裝有大量油的液壓壓機(jī)，這種慣用壓機(jī)在承受閉合保持力(Schlieβhaltekraft)時(shí)及作用力有偏差(Kraftprofil-abweichung)時(shí)，由于油的可壓縮性，油的容積呈現(xiàn)一個(gè)很大的回彈作用(Federwirkung)，而在本發(fā)明中是通過(guò)剛性很好的機(jī)械拉桿進(jìn)行機(jī)械鎖緊，將產(chǎn)生一個(gè)基本上穩(wěn)固的閉合固定裝置系統(tǒng)(Systemals Zuhaltevorrichtung)。
——短行程油缸只有很少的油量，所以即使發(fā)生作用力曲線(xiàn)變化(Kraftprofilanderung)，力的躍移(Kraftsprunge)也可在幾毫秒內(nèi)完成。
——在規(guī)定的條件下，實(shí)時(shí)控制(Echtzeitregelung)能在行程H中不受限制地進(jìn)行，特別是在很高的成型速度下也可以。
進(jìn)一步的實(shí)際發(fā)明內(nèi)容可從下面參照附圖的說(shuō)明中看出來(lái)，并規(guī)定在權(quán)利要求中。其中附圖為

圖1是具有本發(fā)明拉伸裝置的壓機(jī)的正視圖。
圖2是圖1中“Z”區(qū)域的剖視圖。
圖3是圖1中拉伸裝置的俯視圖。
圖4是力—行程圖。
在圖1至圖4中表示了壓機(jī)1的本發(fā)明的拉伸裝置，左邊表示閉合時(shí)工作位置，而右邊表示深拉伸過(guò)程前的工作位置。此時(shí)壓機(jī)1承擔(dān)了閉合固定裝置和模具夾緊裝置(Werkzeugspannvorrichtung)的功能。也就是說(shuō)，閉合油缸2的功能是隨著打開(kāi)和閉合運(yùn)動(dòng)垂直地液壓使滑塊3和上模具(Werkzeugoberteil)4的移動(dòng)，在閉合位置時(shí)通過(guò)至少2根拉桿5，最好是4根拉桿5來(lái)承受深拉伸變形過(guò)程中所產(chǎn)生的靜態(tài)變形力，為此，在下閉合位置時(shí)，拉桿5應(yīng)被液壓鎖緊在機(jī)械鎖緊裝置(Verriegelungseinheit)之中，以使在壓機(jī)機(jī)架的下面工作臺(tái)7與上面的滑塊3之間所產(chǎn)生的變形力能被吸收。
圖2是圖1中的“Z”區(qū)的放大圖，它是沿圖3中“A—A”剖視的。上半模具4與拉伸圈8是按慣用的結(jié)構(gòu)型式固定連接，而下半模具則由下列功能元件所組成——拉伸沖頭(Ziehstempel)9——頂壓板(Blechhalteplatte)10——多點(diǎn)拉伸墊板(Vielpunkt—Ziehkissenplatte)11及——短行程油缸13的液壓控制板12。
這些短行程油缸13是匯合在各個(gè)多點(diǎn)受力的拉或壓成型范圍的諸力作用區(qū)(Kraftwirkungsfeldern)25中(參見(jiàn)圖3)。每一個(gè)力作用區(qū)25分別通過(guò)液壓控制板12來(lái)控制。在圖3中表示出工作臺(tái)15及液壓拉伸墊11的實(shí)例，拉伸墊被劃分的力作用區(qū)有Z1，Z2，D2，D1.2，D1.3及D1.4。在狹窄的網(wǎng)格區(qū)中，短行程油缸13圍繞著根據(jù)本實(shí)例的雙坑沖洗盆外形(Doppelspulenkontur)的拉伸圈幾何形狀(Ziehringgeometrie)。工作臺(tái)15首先在中央夾緊臺(tái)面上設(shè)有拉伸沖頭桿孔眼16。根據(jù)拉伸沖頭9的幾何形狀，相應(yīng)地插入許多拉伸沖頭桿17，這些沖頭桿又被支撐在拉伸沖頭板(Ziehstempelplatte)18上。
深拉伸加工的工作過(guò)程如下當(dāng)壓機(jī)1打開(kāi)時(shí)，將平滑的工件板料19放置在頂壓板10和事先降來(lái)下的拉伸沖頭9上面，然后在快速的閉合移動(dòng)中，將滑塊3以液壓或機(jī)械方式降下至接近工件19上面，但留有約0.5～5mm的小間隙△n，并通過(guò)液壓機(jī)械的拉伸桿5和鎖緊元件6將滑塊3與下面的工作臺(tái)7連接起來(lái)。這個(gè)功能具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)因?yàn)檎{(diào)整機(jī)構(gòu)2不同于常用壓機(jī)的投資巨大的閉合機(jī)構(gòu)，只須移動(dòng)本身的重量。在液壓結(jié)構(gòu)型式中只需很少量的油。此時(shí)，一種重大投資的承受閉合固定力(Znhaltekraft)的液壓機(jī)械裝置就不需要了，而在慣用的方法中卻是必需的，所以能夠進(jìn)行非?？焖俚拈]合和打開(kāi)的移動(dòng)。因而這套系統(tǒng)，特別是相對(duì)于高閉合頻率(Schlieβhubfrequenzen)的曲軸壓機(jī)，可以制造出低成本的壓機(jī)來(lái)。由于滑塊3在△n間隙時(shí)鎖緊，在快速閉合運(yùn)動(dòng)中不會(huì)對(duì)工件板料19產(chǎn)生動(dòng)態(tài)沖擊。常用拉伸墊板(Ziehkissenplatte)的造成浪費(fèi)的預(yù)先加速過(guò)程(Vorbeschleunigungsprozeduren)也就省去。在滑塊3與工作臺(tái)架7鎖緊之后，短行程油缸13/短行程活塞21將進(jìn)入液壓工作，頂壓板10將被液壓升高一個(gè)間隙距離△n，這樣，工件19被頂靠在拉伸圈板(Ziehringplatte)8上。如果間隙△n被越過(guò)，則拉伸沖頭馬上開(kāi)始越過(guò)行程H移動(dòng)(見(jiàn)圖4)，此時(shí)每個(gè)力作用區(qū)25將按預(yù)編程序受力曲線(xiàn)進(jìn)行控制。拉伸沖頭板8將被至少二只，最好是四只液壓控制器23控制而沿垂直方向移動(dòng)，二只或四只液壓控制器23都控制在平行移動(dòng)之中，以防止拉伸沖頭板18產(chǎn)生傾斜。通過(guò)行程傳感器20可測(cè)量出拉伸沖頭板18的平行偏差。同樣通過(guò)行程查詢(xún)(Wegabfragung)可預(yù)先確定受力曲線(xiàn)(Kraftprofil)(見(jiàn)圖4)。在行程H上的深拉伸行程中，由于在拉與壓變形范圍中有不同的材料流動(dòng)(例如在壓變形范圍中，由于材料集中地流到一起，會(huì)造成材料增厚)而會(huì)在法蘭邊緣造成增厚，這種材料增厚將通過(guò)檢測(cè)厚度偏差△S的位移傳感器22通知處理計(jì)算機(jī)。在實(shí)時(shí)控制中受力曲線(xiàn)(見(jiàn)圖4)與給定曲線(xiàn)之間會(huì)有正的或負(fù)的偏差，然后可通過(guò)對(duì)給定曲線(xiàn)的正的/負(fù)的修正來(lái)滿(mǎn)足材料流動(dòng)的技術(shù)要求。
在各個(gè)拉及壓變形范圍中的拉伸沖頭桿17和短行程活塞21是直接沿著雙坑沖洗盆外形的拉伸圈幾何形狀面插入的。由于狹窄的網(wǎng)格間距是從L＝37.5mm到最大的150mm間距，拉伸沖頭桿直徑是從約25mm到約60mm。在有利的情況下在關(guān)鍵性的材料流動(dòng)范圍中有可能達(dá)到高的力密度。這特別適合于在兩個(gè)盆拱頂(Becken-wlbung)之間的中央搭邊(Stegkontur)處，通過(guò)減小網(wǎng)格間距并減小短行程油缸13的尺寸而增多油缸數(shù)目，還可將受力點(diǎn)以更高的力點(diǎn)密度，并在幾何形狀上更準(zhǔn)確地布置在拉伸圈板8的花紋圖案拉伸圈外形(filigranen Ziehingkontur)之中。這樣就有可能將搭邊區(qū)24上的敏感材料流動(dòng)范圍D1細(xì)分成幾個(gè)力作用區(qū)。通過(guò)對(duì)力作用區(qū)25在深拉伸行程H上再進(jìn)一步細(xì)分成三個(gè)單獨(dú)的可控受力范圍，從而將力作用區(qū)的數(shù)目從8個(gè)增加到10個(gè)。這樣是有好處的，因?yàn)樵趬鹤冃畏秶须S著盆坑深度的增大，會(huì)通過(guò)材料流動(dòng)來(lái)聚積材料，從而將造成臨界的彎折躍變(Knickspring)。隨著深拉伸深度的增大，可在轉(zhuǎn)角區(qū)域加大作用力來(lái)防止這種彎折躍變。因?yàn)樵趬鹤冃螀^(qū)域D1.2及D1.4中，由于兩個(gè)內(nèi)轉(zhuǎn)角區(qū)正對(duì)外轉(zhuǎn)角區(qū)D1，材料聚積會(huì)高出約一倍，所以在D1.2，D1.3及D1.4區(qū)域中須通過(guò)區(qū)分開(kāi)來(lái)的作用力對(duì)材料流動(dòng)進(jìn)行單獨(dú)的控制。
權(quán)利要求
1.薄板深拉伸成型件的壓機(jī)上的液壓拉伸裝置，該壓機(jī)裝有一可固定鎖緊的滑塊和一由模具支承的正對(duì)液壓缸的頂壓板，還裝有一沿深拉伸方向可控制移動(dòng)的拉伸沖頭及一受液壓支撐住的拉伸沖頭板，在該沖頭板上支承著一些機(jī)械式拉伸沖頭桿，這些桿是在工作臺(tái)的網(wǎng)格中按拉伸沖頭外廓以?xún)?nèi)進(jìn)行布置，拉伸沖頭桿連接于拉伸沖頭，其中拉伸沖頭板是被一只或幾只液壓控制器控制而上、下移動(dòng)，其特征在于，a)有一塊安置在頂壓板(10)下面的拉伸墊板(11)，板中按拉伸圈幾何形狀(拉伸沖頭外形)設(shè)置大量的短行程油缸(13)，以進(jìn)行多點(diǎn)控制；b)壓機(jī)為雙動(dòng)式結(jié)構(gòu)型式，壓機(jī)上滑塊(3)向下移動(dòng)至幾乎與工件(19)接觸的位置，但保留一個(gè)約為0.5～5mm的間隙距離△n，此時(shí)將滑塊與壓機(jī)機(jī)架(7)牢固地鎖緊；c)在各個(gè)拉及壓變形范圍的力作用區(qū)中的短行程油缸(13)，將液壓起動(dòng)以越過(guò)空隙△n，并將工件(19)頂靠在拉伸圈板(8)上；d)拉伸沖頭(9)的深拉伸變形行程(H)是通過(guò)借助于拉伸沖頭桿(17)來(lái)驅(qū)動(dòng)拉伸沖頭板(18)而產(chǎn)生的。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓拉伸裝置，其特征在于，在搭邊區(qū)域(24)中變形范圍至少被劃分成二個(gè)可彼此獨(dú)立地控制的力作用區(qū)，如D1.2，D1.4及D1.3，液壓工作力(力點(diǎn))直接作用于拉伸圈板(8)的搭邊上。
3.如權(quán)利要求1和2所述的液壓拉伸裝置，其特征在于，上面滑塊(3)與下面的工作臺(tái)(7)之間的變形力是被短的拉桿(5)所吸收。
4.如權(quán)利要求1至4所述的液壓拉伸裝置，其特征在于，工作臺(tái)(15)在與拉伸沖頭(9)貼靠的中央?yún)^(qū)域內(nèi)布置一些通孔(16)，以便按常用的網(wǎng)格尺寸接納拉伸沖頭桿(17)。
5.如權(quán)利要求1至4所述的液壓拉伸裝置，其特征在于，拉伸沖頭板(18)至少要通過(guò)二只液壓控制器(23)控制平行的移動(dòng)，以完成拉伸沖頭的深拉伸行程H。
6.如權(quán)利要求1至5所述的液壓拉伸裝置，其特征在于，拉伸沖頭板(18)的平行偏差應(yīng)通過(guò)位移傳感器(20)進(jìn)行檢測(cè)，并在深拉伸行程H的過(guò)程中按各個(gè)力作用區(qū)對(duì)短行程油缸(13)的作用力曲線(xiàn)預(yù)先規(guī)定。
7.如權(quán)利要求1至6所述的液壓拉伸裝置，其特征在于，在頂壓板(10)與拉伸圈板(8)之間的間隙中的厚度變化△S，至少要在拉或壓變形力作用區(qū)的臨界的材料流動(dòng)范圍，用位移傳感器(22)進(jìn)行厚度檢測(cè)，并以實(shí)時(shí)控制方式用處理技術(shù)，例如在行程H的過(guò)程中改變作用力曲線(xiàn)或改變沖頭速度來(lái)轉(zhuǎn)變厚度。
8.如權(quán)利要求1至7所述的液壓拉伸裝置，其特征在于，在拉伸沖頭板(18)上可安裝兩個(gè)以上的拉伸沖頭(9)，即使其位置處在液壓控制器(23)的液壓力重心的外面。
9.如權(quán)利要求1至8所述的液壓拉伸裝置，其特征在于，拉桿(5)在其固緊長(zhǎng)度上應(yīng)與模具高度相一致。
10.如權(quán)利要求1至9所述的液壓拉伸裝置，其特征在于，拉伸墊板(11)連同液壓控制板(12)是布置在拉伸圈板(8)的下面。
11.如權(quán)利要求1至10中的1項(xiàng)或幾項(xiàng)所述的液壓拉伸裝置，其特征在于，短行程油缸(13)是按劃分成方形網(wǎng)格進(jìn)行布置，網(wǎng)格間距L是從37.5mm到150mm，最好取75mm。
全文摘要
一種薄板深拉伸成型件的壓機(jī)上的液壓拉伸裝置，該壓機(jī)裝有一滑塊和一由模具支承的頂壓板，一沿拉伸方向可移動(dòng)的拉伸沖頭及一受液壓支撐住的拉伸沖頭板，其特點(diǎn)是a)有一塊安置在頂壓板下面的拉伸墊板，板中按拉伸圈幾何形狀(拉伸沖頭外形)設(shè)置大量的短行程油缸，以進(jìn)行多點(diǎn)控制；b)壓機(jī)為雙動(dòng)式結(jié)構(gòu)型式，壓機(jī)上滑塊向下移動(dòng)至幾乎與工件接觸位置，但保留一個(gè)約為0.5～5mm的間隙距離Δn，此時(shí)將滑動(dòng)與壓機(jī)機(jī)架牢固地鎖緊；c)在各個(gè)拉伸壓變形范圍的力作用區(qū)中的短行程油缸將液壓起動(dòng)以越過(guò)間隙Δn，并將工件頂靠在拉伸圈板上；d)拉伸沖頭的深拉伸變形行程(H)是通過(guò)借助于拉伸沖頭桿來(lái)驅(qū)動(dòng)拉伸沖頭板而產(chǎn)生的。
文檔編號(hào)B21D24/14GK1122267SQ9510256
公開(kāi)日1996年5月15日 申請(qǐng)日期1995年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月30日
發(fā)明者弗里德里希B·別爾弗爾德特 申請(qǐng)人:J·迪芬巴赫機(jī)器制造有限公司