[发明专利]一种板材多点凸模充液拉深成形装置及方法

权利要求书

1.一种板材多点凸模充液拉深成形装置，它包括凹模（3）、压边圈（5）、弹性垫板（7）及金属护板（8），其特征在于：所述装置还包括多点凸模（1）及多个直线驱动装置（15）；所述多点凸模（1）及压边圈（5）均设置在凹模（3）的正上方，多点凸模（1）包括凸模体（16）及多个小冲头（2），多个小冲头（2）沿竖向相互独立设置并构成凸模模块，凸模体（16）位于多个小冲头（2）的正上方，凸模体（16）上与多个小冲头（2）相对应位置设有多个通孔，通孔的数量与小冲头（2）的数量相一致，多个小冲头（2）上端与凸模体（16）的多个通孔一一对应且分别穿入相应的通孔内，每个小冲头（2）的上端与直线驱动装置（15）相连，凹模（3）为上端敞口、下端封闭的半封闭式腔体，凹模（3）侧壁上设有用于向凹模（3）内腔充入液体介质（4）的通道（17），弹性垫板（7）及金属护板（8）由下至上叠放在凹模（3）上端面，压边圈（5）固定在压力机的压边滑块上，凸模体（16）固定在压力机的拉深滑块上。

2.根据权利要求1所述一种板材多点凸模充液拉深成形装置，其特征在于：所述弹性垫板（7）为聚氨酯板或橡胶板；所述金属护板（8）为低碳钢板、不锈钢板或铝合金板。

3.一种利用权利要求1或2所述装置实现板材多点凸模充液拉深成形方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：

步骤一：首先根据零件（9）的形状，分别调整所述多个小冲头（2）的高度以实现多点凸模（1）的外轮廓构型，然后在凹模（3）的上端面依次放置待成形板坯（6）、弹性垫板（7）及金属护板（8）；

步骤二：压边圈（5）在压力机的压边滑块带动下下行与凹模（3）合模，随后多点凸模（1）在压力机的拉深滑块带动下下行并向待成形板坯（6）施加10～1000t的拉深力；与此同时，通过增压系统并经凹模（3）侧壁上的通道（17）向凹模（3）内腔充入压力为1～100MPa的液体介质（4），直到拉深结束获得所需形状的零件（9）。

4.一种利用权利要求1或2所述装置实现板材多点凸模充液拉深成形方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：

步骤一：根据设计的预胀件（10）的形状，分别调整所述多个小冲头（2）的高度以实现多点凸模（1）的外轮廓构型，然后在凹模（3）的上端面依次放置待成形板坯（6）、弹性垫板（7）及金属护板（8）；

步骤二：压边圈（5）在压力机的压边滑块带动下下行与凹模（3）合模，随后通过增压系统并经凹模（3）侧壁上的通道（17）向凹模（3）内腔充入压力为1～10MPa的液体介质（4），使待成形板坯（6）发生预胀变形并贴靠在凸模模块的构型外表面上，从而获得所需形状的预胀件（10）；

步骤三：根据零件（9）的形状，分别再次调整多个小冲头（2）的高度以实现多点凸模（1）的外轮廓构型，然后在凹模（3）的上端面依次放置预胀件（10）、弹性垫板（7）及金属护板（8），压边圈（5）在压力机的压边滑块带动下再次下行与凹模（3）合模，随后多点凸模（1）在压力机的拉深滑块带动下再次下行并向预胀件（10）施加10～1000t的拉深力，同时通过增压系统并经凹模（3）侧壁上的通道（17）向凹模（3）内腔充入压力为1～100MPa的液体介质（4），直到拉深结束获得所需形状的零件（9）。

5.一种利用权利要求1或2所述装置实现板材多点凸模充液拉深成形方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：

步骤一：根据设计的预胀件（10）的形状，分别调整所述多个小冲头（2）的高度以实现多点凸模（1）的外轮廓构型，然后在凹模（3）的上端面依次放置待成形板坯（6）、弹性垫板（7）及金属护板（8）；

步骤二：压边圈（5）在压力机的压边滑块带动下下行与凹模（3）合模，随后通过增压系统并经凹模（3）侧壁上的通道（17）向凹模（3）内腔充入压力为1～10MPa的液体介质（4），使待成形板坯（6）发生预胀变形并贴靠在凸模模块的构型外表面上，从而获得所需形状的预胀件（10）；

步骤三：根据设计的充液预拉深件（13）的形状，分别再次调整多个小冲头（2）的高度以实现多点凸模（1）的外轮廓构型，然后在凹模（3）的上端面依次放置预胀件（10）、弹性垫板（7）及金属护板（8）；

步骤四：压边圈（5）在压力机的压边滑块带动下再次下行与凹模（3）合模，随后多点凸模（1）在压力机的拉深滑块带动下再次下行并向预胀件（10）施加10～500t的拉深力，同时通过增压系统并经凹模（3）侧壁上的通道（17）再次向凹模（3）内腔充入压力为1～60MPa的液体介质（4），直到拉深结束获得所需形状的充液预拉深件（13）；

步骤五：根据零件（9）的形状，再次调整多个小冲头（2）的高度以实现多点凸模（1）的外轮廓构型，然后在凹模（3）的上端面依次放置充液预拉深件（13）、弹性垫板（7）及金属护板（8），压边圈（5）在压力机的压边滑块带动下下行与凹模（3）合模，随后多点凸模（1）在压力机的拉深滑块带动下下行并向待充液预拉深件（13）施加10～1000t的拉深力，同时通过增压系统并经凹模（3）侧壁上的通道（17）再次向凹模（3）内腔充入压力为1～100MPa的液体介质（4），直到拉深结束获得所需形状的零件（9）。