[发明专利]可控制张拉的成形装置及金属坯件的成形方法

说明书

本发明涉及一种金属成形的方法及装置，更具体地说，本发明涉及一种可在成形过程中控制坯件、例如多规格焊合坯件的张拉的方法及装置。

现代工艺的发展已经可以使多种坯件模压成形，包括由具有不同力学和化学性能的各种规格的金属板材焊在一起而形成的整体焊合坯件。将不同金属板件焊在一起的普通技术有激光焊接、感应焊接和点压焊等。这些焊接坯件对于汽车工业尤其令人感兴趣。焊合坯件可成形为汽车车身面板，其中，厚钢板设置在需要较高强度的地方而薄钢板则设置在强度要求不太高在地方。因此，由焊合钢板形成的车身面板可以减轻重量，因为只有在需要增加强度的地方才采用较厚的钢板。此外，焊合坯件可减少金属板件的数量和所需的焊接操作。

但是，普通的压模一般不能将焊合坯件压成满意的制品，包括汽车车身面板。为了生产具有满意质量的制品，使金属板坯件均匀变形确是一件重要的事情。当采用普通压模对焊合坯件进行成形时，焊合坯件中较薄的部位将会在较厚部位发生变形之前便出现张拉。这种情况至少会造成较薄部位的材料张拉不均，严重时，可使焊合坯件的较薄部位在成形过程中产生皱折或裂纹。

本发明的一个目的是提供一种可使坯件均匀变形的坯件成形装置和方法。

本发明的另一目的是提供一种可防止焊合坯件出现裂纹或皱折的焊合坯件成形装置和方法。

本发明的又一个目的是提供一种非限制地和有效地控制由金属坯件变成制品的成形过程中整个材料流变的成形装置和方法。

本发明的再一个目的是提供一种可适用于各种形状的坯件的成形装置和方法。

为了达到本发明的上述的和其它的目的，提供了一种可控制张拉的成形装置，以便按照本发明对位于相对模面之间的坯件的第一选定部位进行成形和锁紧。对于焊合坯件，则首先使坯件中由不同厚度的材料焊在一起的连接部位成形和锁紧。锁紧这一部位的做法可防止被锁紧的部位的材料在其余部位的成形过程中发生连续的流变。此后，在限制选定部位的材料发生进一步流变的情况下，在压模的其余相对表面之间对坯件上在前一工步中未成形的部位进行成形。

因此，按照本发明，设置了第一组具有相对模面的相对压模。这些压模中的一个或者全部可以按普通方式相对于其它压模而移动。在压模组中之一个压模的附近(或者说毗邻)设置了一个也具有一个相对模面的浮动组件。在本发明的第一实施例(下面将进行说明)中，浮动组件位子模组中的下压模的外周边之内。熟悉本技术的人员在阅读了本说明书之后将会理解，浮动组件的位移取决于首先成形和锁定的部位的位置。对于焊合坯件，坯件中的焊缝便是首先成形和锁定的部位。浮动组件被安装到一个定位组件上以便可相对于第一组压模而移动。在本发明的第一实施例中，定位组件由构成压机的一部分的压模缓冲器驱动(或者说带动)。

更具体地说，在按照本发明原理的第一实施例中，设置了具有压模面的第一压模，并且第一压模与具有与第一压模面相对的模面的第二压模相隔开。浮动组件设置在第二压模之内，并且可相对于第二压模而滑动，该浮动组件也具有与第一压模面相对的模面。而且，浮动组件的模面的位置设置在与例如坯件的焊合部位相对应的地方。因此，浮动组件与第一压模的一部分相对，而第二压模与第一压模的模面的其余部分相对。

在开始进行成形之前，压模缓冲组件的公知的方式偏压浮动组件，使其模面位于第二压模的模腔的模面之前。再将坯件放入上述装置中使其第一部分例如焊缝部分落在浮动组件的模面上。坯件定位以后，立即将位于第一压模的周边并与第二压模的周边相对的上夹持件移向第二压模以便将坯件夹持定位。然后，由普通的机构将第一压模移动到与浮动组件相接触。此时，缓冲组件以足够的力将浮动组件偏压到第一压模上以便使坯件在它们之间成形，从而在第一压模与浮动组件之间将坯件的第一部分将成形并锁紧。但是，这一偏压力不足以阻止第一压模向前移动。因此，第一压模将继续移动而推压坯件并使浮动组件相对于第二压模而移动。在这一位移过程中，焊合坯件的第一部分仍保持锁紧在第一压模与浮动组件之间。在第一压模行程的终点，便在第一压模与第二压模之间将坯件的其余部分成形。