專利名稱：縮短液壓－機(jī)械成形工藝周期的方法以及用于液壓－機(jī)械成形構(gòu)件的工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有腔室的液壓-機(jī)械成形工具，該腔室在減少液壓-機(jī)械成形操作的周期的方法中填充有液體。背景技術(shù)：
在一種類型的液壓-機(jī)械拉伸工藝中，通過(guò)將金屬板還料拉伸到凸模(punch)上而成形，其中坯料下的區(qū)域填充有液體。液體被壓縮且相對(duì)凸模成形坯料。液體消除了加工的一側(cè)的需求。完全成形產(chǎn)品構(gòu)件所需的壓力由待成形部分的最小局部圓角(tightest localradius)來(lái)控制。需要大的壓力，以將最大壓強(qiáng)施加到坯料的需要形成相對(duì)小的局部圓角的整個(gè)面?；旌弦簤?機(jī)械拉伸(后面是在雙面模具中的傳統(tǒng)成形)是在單個(gè)工具中進(jìn)行的一種已知工藝，其中坯料由液壓-機(jī)械拉伸最初成形。然后，可具有小局部圓角的局部特征隨后在雙面模具中成形?；旌弦簤?機(jī)械拉伸，使得相較于在傳統(tǒng)壓力機(jī)上成形可以更深地拉伸坯料。但是，坯料的最大延伸率通常保持在被成形材料的成形極限曲線內(nèi)。液壓-機(jī)械拉伸的一個(gè)問(wèn)題為需要一個(gè)相對(duì)長(zhǎng)的周期，在成形大型機(jī)動(dòng)車面板時(shí)其能達(dá)到一分鐘。需要長(zhǎng)周期是因?yàn)樵诿總€(gè)成形周期內(nèi)大量體積的水(幾百升)必須被傳送到工具且從工具排出。需要大量的能量和時(shí)間產(chǎn)生足夠壓力用于成形操作。需要包括數(shù)千噸液壓工具的特別的設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)液壓-機(jī)械拉伸工藝。如果成形構(gòu)件所需的液體體積極大地減少，則壓力機(jī)的大小可顯著減小，且可使用制造廠中先存在的壓力設(shè)備。需要一種工藝和工具，其將液壓-機(jī)械力集中于限制區(qū)域內(nèi)，在該限制區(qū)域內(nèi)應(yīng)用由液體施加的壓力最有效。上述問(wèn)題由本發(fā)明的以下概括的設(shè)計(jì)來(lái)解決。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于成形金屬坯料的液壓-機(jī)械工具，其包括具有模具成形面的凸模；坯料夾持環(huán)，其接合坯料的第一側(cè)；以及液體腔室。該液體腔室包括接合坯料的第二側(cè)的液體模腔環(huán)，以及可移動(dòng)壁或底板形式的反凸模，反凸模結(jié)合模腔環(huán)形成液體腔室。一定體積的液體被容納在液體模腔環(huán)內(nèi)和反凸模上。當(dāng)坯料被保持在坯料保持環(huán)和液體模腔環(huán)之間的同時(shí)成形面接合坯料時(shí)，液體將坯料成形為成形面。根據(jù)本發(fā)明涉及的液壓-機(jī)械工具的另一個(gè)方面，模腔環(huán)可包括模具入口圓角。一部分液體通過(guò)模腔環(huán)被供應(yīng)到模具入口圓角以減少坯料和模腔環(huán)的模具入口圓角之間的摩擦。根據(jù)本發(fā)明涉及的液壓-機(jī)械工具的另一個(gè)方面，致動(dòng)器可被設(shè)置為使壁朝向和遠(yuǎn)離坯料移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明涉及的液壓-機(jī)械工具的另一個(gè)方面，液壓-機(jī)械工具的壁可接合坯料的第二側(cè)而在壁和坯料之間沒有任何液體。當(dāng)坯料成形到模腔環(huán)內(nèi)時(shí)，液體可設(shè)置于凸模外側(cè)的模腔環(huán)和坯料之間。當(dāng)坯料被拉伸時(shí)，液體在坯料邊緣下流動(dòng)，并提升坯料進(jìn)入模具空腔的區(qū)域。邊緣下的液體消除或減少模具空腔入口處的摩擦。根據(jù)本發(fā)明涉及的液壓-機(jī)械工具的另一個(gè)方面，提供一種用于成形金屬坯料的 液壓-機(jī)械工具，包括具有模具成形面的凸模；坯料夾持環(huán)，與所述坯料的第一側(cè)接合；模腔環(huán)，與所述坯料的第二側(cè)接合，并且與相對(duì)于所述模腔環(huán)移動(dòng)的可移動(dòng)壁一起限定腔室；容納在所述腔室內(nèi)的一定體積的液體，其中當(dāng)所述坯料保持在所述坯料夾持環(huán)和所述模腔環(huán)之間時(shí)，所述成形面接合所述坯料，其中當(dāng)所述坯料成形到所述模腔環(huán)內(nèi)時(shí)，所述壁接合所述坯料的第二側(cè)且在所述壁和所述坯料之間沒有液體，但在所述凸模外側(cè)的模腔環(huán)和坯料之間具有液體。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，液壓-機(jī)械工具可具有設(shè)置在模腔環(huán)和壁的側(cè)部之間的空間，其從模腔環(huán)的模具入口圓角延伸到模腔環(huán)和壁的側(cè)部之間的密封位置。當(dāng)坯料被拉伸時(shí)，液體在坯料邊緣下流動(dòng)并提升坯料進(jìn)入模具空腔的區(qū)域。邊緣下的液體減少模具空腔入口處的摩擦。根據(jù)本發(fā)明涉及的液壓-機(jī)械工具的另一個(gè)方面，液壓-機(jī)械成形壓力機(jī)的壁可限定至少一端口，該至少一個(gè)端口與壓縮液體源之間流體連通且通向壁上的面對(duì)坯料的表面。在端口通向壁的表面的局部區(qū)域中，向坯料施加液壓-成形壓力從而將坯料成形在成形面的細(xì)節(jié)區(qū)域內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，液壓-機(jī)械工具還進(jìn)一步包括設(shè)置在壁的面向坯料的表面上的面密封，從而與坯料形成密封以限制液壓-成形壓力施加在其中的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，液壓-機(jī)械工具還進(jìn)一步包括形成在凸模成形面中的至少一凹陷區(qū)域，通過(guò)凸模的動(dòng)作，坯料的一部分被拉伸進(jìn)入該至少一凹陷區(qū)域中。可在壁上的面向坯料的表面上設(shè)置凸起，凸起在密封之內(nèi)，該凸起朝向凸模的成形面中的凹陷區(qū)域延伸。凸起被設(shè)置成用于減少在成形面的細(xì)節(jié)區(qū)域內(nèi)成形坯料所需液體體積。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，液壓-機(jī)械工具可在壁的面向坯料的表面中限定空腔。壁與坯料限定液壓-成形腔室且限制液壓成形壓力施加在其中的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，公開一種用于減少一液壓-機(jī)械成形操作的周期的工藝，其中充液成形腔室具有可變?nèi)莘e。液體體積被最小化以減少排空和填充腔室所需時(shí)間。并且，通過(guò)減少液體體積，成形構(gòu)件所需的力更少。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種在液壓-機(jī)械工具中成形金屬坯料的方法。該工具具有凸模，凸模包括在坯料一側(cè)的模具成形面和坯料夾持環(huán)。模腔環(huán)結(jié)合相對(duì)于模腔環(huán)移動(dòng)的可移動(dòng)壁在坯料的另一側(cè)限定腔室。成形坯料的方法包括將坯料裝載在模腔環(huán)上的步驟。坯料由坯料夾持環(huán)相對(duì)模腔環(huán)夾緊。腔室由一定體積液體填充直至坯料的位置。通過(guò)凸模抵抗腔室內(nèi)液體的壓力，坯料被拉入腔室。當(dāng)坯料保持在坯料夾持環(huán)和模腔環(huán)之間時(shí)，模具成形面接合坯料。當(dāng)坯料被成形到模腔環(huán)內(nèi)時(shí)，壁接合坯料的第二側(cè)，并且液體被設(shè)置在凸模外側(cè)的模腔環(huán)和坯料之間。根據(jù)本方法的其余方面，液壓-機(jī)械工具可包括致動(dòng)器，其在拉伸步驟的至少一部分過(guò)程中一前一后地移動(dòng)反凸模和凸模。本方法的其余方面涉及提供反凸模，其限定至少一液體供應(yīng)通道，該液體供應(yīng)通道通向液壓成形腔室，該液壓成型腔室遠(yuǎn)離凸模上的細(xì)節(jié)成形區(qū)域設(shè)置在坯料的相對(duì)側(cè)。該方法還進(jìn)一步包括供應(yīng)壓力下的液體到液壓成形腔室，從而將坯料成形在細(xì)節(jié)成形區(qū)域內(nèi)。液壓-機(jī)械工具可包括致動(dòng)器，其用于使反凸模朝向和遠(yuǎn)離坯料移動(dòng)。液壓-機(jī)械工具還可包括反凸模和模腔環(huán)，其限定坯料和反凸模之間的空間。如此，該方法還進(jìn)一步包括向該空間供應(yīng)液體以減少坯料和模腔環(huán)之間的摩擦。該方法還可涉及提供具有模具入口圓角的工具的構(gòu)思，其中，根據(jù)該方法還可進(jìn)一步包括通過(guò)模腔環(huán)供應(yīng)一部分液體到模具入口圓角以減少坯料和模腔環(huán)的模具入口圓角之間的摩擦。換而言之，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于成形金屬坯料的液壓-機(jī)械工具，包括具有模具成形面的凸模；坯料夾持環(huán)，與該坯料的第一側(cè)接合；模腔環(huán)，與該坯料的第二側(cè)接合，并且與相對(duì)于該模腔環(huán)移動(dòng)的可移動(dòng)壁一起限定腔室；以及容納在該腔室內(nèi)的一定體積的液體，其中當(dāng)該坯料保持在該坯料夾持環(huán)和該模腔環(huán)之間時(shí)，該成形面接合該坯料，其中當(dāng)該坯料成形到該模腔環(huán)內(nèi)時(shí)，該壁接合該坯料的第二側(cè)且在該壁和該坯料之間沒有液體，但在該凸模外側(cè)的模腔環(huán)和坯料之間具有液體。并且，在該模腔環(huán)和該壁的側(cè)部之間設(shè)置有空間，其從該模腔環(huán)的模具入口圓角延伸到該模腔環(huán)和該壁的側(cè)部之間的密封位置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種用于成形金屬坯料的液壓-機(jī)械工具，包括具有模具成形面的凸模；坯料夾持環(huán)，與該坯料的第一側(cè)接合；模腔環(huán)，與該坯料的第二側(cè)接合，并且與相對(duì)于該模腔環(huán)移動(dòng)的可移動(dòng)壁一起限定腔室；以及容納在該腔室內(nèi)的一定體積的液體，其中當(dāng)該坯料保持在該坯料夾持環(huán)和該模腔環(huán)之間時(shí)，該成形面接合該坯料，其中當(dāng)該坯料成形到該模腔環(huán)內(nèi)時(shí)，該壁接合該坯料的第二側(cè)且在該壁和該坯料之間沒有液體，但在該凸模外側(cè)的模腔環(huán)和坯料之間具有液體。其中，該壁限定至少一端口，該端口與壓縮液體源之間流體連通且通向該壁上的面向該坯料的表面，其中在該端口通向該壁的表面的局部區(qū)域中，液壓-機(jī)械成形壓力施加到該坯料，從而將該坯料成形到該成形面的細(xì)節(jié)區(qū)域內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種用于成形金屬坯料的液壓-機(jī)械工具，包括具有模具成形面的凸模；坯料夾持環(huán)，與該坯料的第一側(cè)接合；模腔環(huán)，與該坯料的第二側(cè)接合，并且與相對(duì)于該模腔環(huán)移動(dòng)的可移動(dòng)壁一起限定腔室；以及容納在該腔室內(nèi)的一定體積的液體，其中當(dāng)該坯料保持在該坯料夾持環(huán)和該模腔環(huán)之間時(shí)，該成形面接合該坯料，其中當(dāng)該坯料成形到該模腔環(huán)內(nèi)時(shí)，該壁接合該坯料的第二側(cè)且在該壁和該坯料之間沒有液體，但在該凸模外側(cè)的模腔環(huán)和坯料之間具有液體。其中，該壁限定至少一端口，該端口與壓縮液體源之間流體連通且通向該壁上的面向該坯料的表面，其中在該端口通向該壁的表面的局部區(qū)域中，液壓-機(jī)械成形壓力施加到該坯料，從而將該坯料成形到該成形面的細(xì)節(jié)區(qū)域內(nèi)。并且該液壓-機(jī)械工具進(jìn)一步包括設(shè)置在該壁的面向該坯料的、表面上的面密封，其與該坯料形成密封以限制該液壓-成形壓力施加在其中的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種用于成形金屬坯料的液壓-機(jī)械工具，包括具有模具成形面的凸模；坯料夾持環(huán)，與該坯料的第一側(cè)接合；模腔環(huán)，與該坯料的第二側(cè)接合，并且與相對(duì)于該模腔環(huán)移動(dòng)的可移動(dòng)壁一起限定腔室；以及容納在該腔室內(nèi)的一定體積的液體，其中當(dāng)該坯料保持在該坯料夾持環(huán)和該模腔環(huán)之間時(shí)，該成形面接合該坯料，其中當(dāng)該坯料成形到該模腔環(huán)內(nèi)時(shí)，該壁接合該坯料的第二側(cè)且在該壁和該坯料之間沒有液體，但在該凸模外側(cè)的模腔環(huán)和坯料之間具有液體。其中，該壁限定至少一端口，該端口與壓縮液體源之間流體連通且通向該壁上的面向該坯料的表面，其中在該端口通向該壁的表面的局部區(qū)域中，液壓-機(jī)械成形壓力施加到該坯料，從而將該坯料成形到該成形面的細(xì)節(jié)區(qū)域內(nèi)。而且，該液壓-機(jī)械工具進(jìn)一步包括設(shè)置在該壁的面向該坯料的表面上的面密封，其與該坯料形成密封以限制該液壓-成形壓力施加在其中的區(qū)域。該液壓-機(jī)械工具還包括形成在該凸模的成形面中的至少一凹陷區(qū)域，該坯料的一部分被該凸模的動(dòng)作拉入該凹陷區(qū)域中；以及設(shè)置在該壁上的面向該坯料的表面上的凸起，其處·于該密封內(nèi)，且朝向該凸模的成形面中的該凹陷區(qū)域延伸，從而減小將該坯料成形在該成形面的細(xì)節(jié)區(qū)域內(nèi)所需的液體體積。本發(fā)明提供一種用于成形金屬坯料的液壓-機(jī)械工具，包括具有模具成形面的凸模；坯料夾持環(huán)，與該坯料的第一側(cè)接合；模腔環(huán)，與該坯料的第二側(cè)接合，并且與相對(duì)于該模腔環(huán)移動(dòng)的可移動(dòng)壁一起限定腔室；以及容納在該腔室內(nèi)的一定體積的液體，其中當(dāng)該坯料保持在該坯料夾持環(huán)和該模腔環(huán)之間時(shí)，該成形面接合該坯料，其中當(dāng)該坯料成形到該模腔環(huán)內(nèi)時(shí)，該壁接合該坯料的第二側(cè)且在該壁和該坯料之間沒有液體，但在該凸模外側(cè)的模腔環(huán)和坯料之間具有液體。其中，該壁限定至少一端口，該端口與壓縮液體源之間流體連通且通向該壁上的面向該坯料的表面，其中在該端口通向該壁的表面的局部區(qū)域中，液壓-機(jī)械成形壓力施加到該坯料，從而將該坯料成形到該成形面的細(xì)節(jié)區(qū)域內(nèi)。而且該液壓-機(jī)械工具進(jìn)一步包括設(shè)置在該壁上的面向該坯料的表面中的空腔，該空腔與該坯料限定液壓-成形腔室從而限制該液壓-成形壓力施加在其中的區(qū)域。結(jié)合附圖和以下的具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，將更全面地理解本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)和其余特征。


圖I為液壓-機(jī)械成形工具的橫截面示意圖，其具有設(shè)置在支撐一定體積液體的反凸模上的可移動(dòng)底壁，以及向模具入口圓角提供液體的通道；圖2為液壓-機(jī)械成形工具的橫截面示意圖，其具有設(shè)置在反凸模上的可移動(dòng)壁，圍繞該反凸模設(shè)置有用于接收液體的小間隙，其也向模具入口圓角提供液體；圖3為液壓-機(jī)械成形工具的橫截面示意圖，其中當(dāng)坯料由反凸模支撐時(shí)成形沖桿與坯料接合；以及圖4為液壓-機(jī)械成形工具的橫截面示意圖，其中少量體積的液壓-機(jī)械成形液體供應(yīng)于模具空腔底部。
具體實(shí)施方式
以下包括且詳細(xì)描述本發(fā)明的幾個(gè)不同實(shí)施例。簡(jiǎn)言之，在不同實(shí)施例中類似部件使用相同名稱和附圖標(biāo)記。參考 圖1，液壓-機(jī)械工具10用于成形金屬板坯料12。坯料12由坯料夾持環(huán)14夾持至模腔環(huán)16。如圖I所示，壁18為反凸模20的頂面。通過(guò)液壓缸21、或另一個(gè)致動(dòng)器(例如氣缸、沖頭或其余機(jī)械連桿機(jī)構(gòu))，反凸模20相對(duì)于模腔環(huán)16移動(dòng)。模腔環(huán)16和可移動(dòng)壁18 —起限定腔室，該腔室中被供應(yīng)有例如水的工藝流體。凸模26被液壓力或機(jī)械壓力保持，該液壓力或機(jī)械壓力使凸模26相對(duì)于反凸模20相反地移動(dòng)。坯料12相對(duì)于凸模26的凸模成形面28成形。液體22提供反作用面，其相對(duì)于成形面28成形坯料12。主液體供應(yīng)通道30用于從由模腔環(huán)16和壁18限定的間隙24供應(yīng)和排出液體22。當(dāng)凸模26被降低時(shí),壁18與凸模26 —前一后移動(dòng)。壁18可移動(dòng)的主要優(yōu)勢(shì)在于,成形工藝所需液體22體積的減少。當(dāng)壁18在模腔環(huán)16內(nèi)被抬起，體積減少的液體被容納在腔室內(nèi)。該體積減少的液體縮短周期是因?yàn)楦俚乃仨毐槐盟腿牒团懦銮皇摇ＤＧ画h(huán)16具有腔室入口邊緣32，坯料12穿過(guò)腔室入口邊緣32被拉伸，當(dāng)凸模26相對(duì)于成形面28拉伸坯料12時(shí)。腔室入口液體通道36從主液體供應(yīng)通道30向腔室入口邊緣32提供液體22。液體22使得當(dāng)坯料12被拉伸入模腔環(huán)16內(nèi)時(shí)，腔室入口邊緣32減少摩擦。幾個(gè)細(xì)節(jié)成形區(qū)域(detail forming areas) 38設(shè)置在成形面28上。還料12由腔室內(nèi)液體22提供的液體壓力成形到成形區(qū)域38內(nèi)。參考圖2到3，所示可替換實(shí)施例在工藝中有兩個(gè)不同點(diǎn)。所示液壓-成形工具10用于成形坯料12。該液壓-成形工具10的多個(gè)元件與參見圖I的描述相同。坯料夾持環(huán)14相對(duì)于模腔環(huán)16夾持坯料12。可移動(dòng)壁18被形成為反凸模40的一部分，反凸模40與圖I中反凸模20不同，因?yàn)榉赐鼓?0包括多個(gè)液壓成形液體供應(yīng)通道42。液體供應(yīng)通道42提供液體到局部液壓-成形腔室44，該局部液壓-成形腔室44遠(yuǎn)離細(xì)節(jié)成形區(qū)域38位于坯料12的相對(duì)側(cè)。液體在壓力下被供應(yīng)到液壓-成形液體供應(yīng)通道42，從而將坯料12成形到細(xì)節(jié)成形區(qū)域38內(nèi)。液體還穿過(guò)主液體供應(yīng)通道30供應(yīng)到繞反凸模40延伸的反凸模液體夾套46。當(dāng)坯料12被拉伸穿過(guò)腔室入口邊緣32時(shí)，反凸模液體夾套46內(nèi)的液體減少摩擦。參考圖3，當(dāng)坯料12以示出了坯料在成形后形狀的實(shí)線表示時(shí)，材料流包48以虛線表示，其顯示包48。如圖示，材料流包48可以稍微夸張，但應(yīng)該理解，當(dāng)坯料12被拉伸到液壓-成形工具10內(nèi)時(shí)材料流包48由坯料12下的液體壓力形成。特別參考圖2，坯料12被示為夾持在坯料夾持環(huán)14和模腔環(huán)16之間?？梢苿?dòng)壁18被示為在周期中的凸模26最初接合坯料12上表面的時(shí)刻，可移動(dòng)壁18支撐坯料12的下表面。液體22穿過(guò)主液體供應(yīng)通道30被供應(yīng)到反凸模液體夾套46。液體減少了在腔室入口邊緣32處的摩擦。參考圖3，所示液壓-成形工具10中，凸模26完全與所示的處于完全拉伸狀態(tài)的坯料12—起前進(jìn)。反凸模40的可移動(dòng)壁18與坯料12接合。反凸模40的運(yùn)動(dòng)減少了液體22的體積，其還減少了用于對(duì)由模腔環(huán)16和可移動(dòng)壁18形成的腔室進(jìn)行填充和排空時(shí)所需的時(shí)間量。在這一點(diǎn)上，坯料12幾乎被完全成形，且最終成形工藝可通過(guò)液壓-成形液體供應(yīng)通道42引入壓縮液體22而實(shí)現(xiàn)。通過(guò)供應(yīng)通道42引入的液體被供應(yīng)到位于坯料12之下的局部液壓-成形腔室44。當(dāng)壓縮液體被引入局部液壓-成形腔室44，坯料12被成形到成形面28的細(xì)節(jié)成形區(qū)域38內(nèi)。封條50繞成形腔室44設(shè)置，成形腔室44密封在坯料12的底部上。尺寸減小的局部液壓-成形腔室44，減少了在細(xì)節(jié)成形區(qū)域38中成形坯料所需的液體體積。細(xì)節(jié)成形區(qū)域38具有比整個(gè)成形面28更少的表面區(qū)域。與在整個(gè)成形面28上成形坯料所需的力相比較，體積被減少的液體減少了成形坯料所需的力。液壓缸21或其它機(jī)械致動(dòng)器被連接到反凸模40，以使反凸模40和壁18相對(duì)于模腔環(huán)16移動(dòng)。當(dāng)液壓-成形液體供應(yīng)通道42被填充，在坯料12和壁18之間沒有液體。 通過(guò)減少向坯料表面施加壓力的液體的量，將坯料12的一部分成形到細(xì)節(jié)成形區(qū)域38內(nèi)所需的力更小。參考圖4,示出了液壓-成形工具10的另一個(gè)實(shí)施例,其包括具有EHF液體通道42的反凸模40，EHF液體通道42提供壓力下的液體22到凸模26的成形面28上的多個(gè)微-液壓-成形腔室62。通過(guò)在可移動(dòng)壁18上設(shè)置凸起64，微-液壓-成形腔室62的體積被進(jìn)一步減少，該凸起被微-液壓-成形腔室62所容納。凸起64可被用于開始將板材12機(jī)械地成形到細(xì)節(jié)成形區(qū)域38內(nèi)。通過(guò)液壓-成形液體供應(yīng)通道42供應(yīng)的液體填充微-液壓-成形腔室62。在微-液壓-成形腔室62的外周邊，多個(gè)封條在坯料12和壁18之間形成密封。如圖4所示的用于成形板材的整個(gè)成形工藝，在參考圖2和圖3所述的一般步驟的后面，以達(dá)到坯料12完全由凸模26成形且坯料12相對(duì)于壁18成形的程度。在這一點(diǎn)上，液體通過(guò)液壓-成形液體通道42被引入而填充微-液壓-成形腔室62。微-液壓-成形腔室62中坯料12下面的空間的部分體積，由凸起64所占據(jù)的空間填充。這樣，微-液壓-成形腔室62內(nèi)液體的量被進(jìn)一步減少，其還減少將坯料成形到細(xì)節(jié)成形區(qū)域38內(nèi)所需的液體體積和所需力的大小。盡管已經(jīng)公開了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，不脫離本發(fā)明范圍的修改是顯而易見的。所有這樣的修改和改進(jìn)在此都被權(quán)利要求所覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種用于成形金屬坯料的液壓-機(jī)械工具，包括 具有模具成形面的凸模； 坯料夾持環(huán)，接合所述坯料的第一側(cè)； 模腔環(huán)，與所述坯料的第二側(cè)接合，并且與相對(duì)于所述模腔環(huán)移動(dòng)的可移動(dòng)壁一起限定具有可變?nèi)莘e的腔室；以及 容納在所述腔室內(nèi)且在所述壁上的一定體積的液體，其中當(dāng)所述坯料保持在所述坯料夾持環(huán)和所述液體模腔環(huán)之間時(shí)，所述成形面接合所述坯料，并且當(dāng)所述凸模被驅(qū)動(dòng)進(jìn)入所述坯料時(shí)，所述液體使所述坯料與所述成形面相一致。
2.如權(quán)利要求I所述的液壓-機(jī)械工具，其中所述模腔環(huán)包括模具入口圓角，并且一部分所述液體通過(guò)所述模腔環(huán)供應(yīng)到所述模具入口圓角，以減少所述坯料和所述模腔環(huán)的所述模具入口圓角之間的摩擦。
3.如權(quán)利要求I所述的液壓-機(jī)械工具，進(jìn)一步包括，使所述壁朝向和遠(yuǎn)離所述坯料移動(dòng)的致動(dòng)器。
4.一種用于成形金屬坯料的液壓-機(jī)械工具，包括 具有模具成形面的凸模； 坯料夾持環(huán)，與所述坯料的第一側(cè)接合； 模腔環(huán)，與所述坯料的第二側(cè)接合，并且與相對(duì)于所述模腔環(huán)移動(dòng)的可移動(dòng)壁一起限定腔室；以及 容納在所述腔室內(nèi)的一定體積的液體，其中當(dāng)所述坯料保持在所述坯料夾持環(huán)和所述模腔環(huán)之間時(shí)，所述成形面接合所述坯料，其中當(dāng)所述坯料成形到所述模腔環(huán)內(nèi)時(shí)，所述壁接合所述坯料的第二側(cè)且在所述壁和所述坯料之間沒有液體，但在所述凸模外側(cè)的模腔環(huán)和坯料之間具有液體。
5.如權(quán)利要求I所述的液壓-機(jī)械工具，其中，在所述模腔環(huán)和所述壁的側(cè)部之間設(shè)置有空間，其從所述模腔環(huán)的模具入口圓角延伸到所述模腔環(huán)和所述壁的側(cè)部之間的密封位置。
6.如權(quán)利要求I所述的液壓-機(jī)械工具，其中，所述壁限定至少一端口，該端口與壓縮液體源之間流體連通且通向所述壁上的面向所述坯料的表面，其中在該端口通向所述壁的表面的局部區(qū)域中，液壓-機(jī)械成形壓力施加到所述坯料，從而將所述坯料成形到所述成形面的細(xì)節(jié)區(qū)域內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的液壓-機(jī)械工具，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述壁的面向所述坯料的表面上的面密封，其與所述坯料形成密封以限制所述液壓-成形壓力施加在其中的區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的液壓-機(jī)械工具，進(jìn)一步包括 形成在所述凸模的成形面中的至少一凹陷區(qū)域，所述坯料的一部分被所述凸模的動(dòng)作拉入該凹陷區(qū)域中；以及 設(shè)置在所述壁上的面向所述坯料的表面上的凸起，其處于所述密封內(nèi)，且朝向所述凸模的成形面中的所述凹陷區(qū)域延伸，從而減小將所述坯料成形在所述成形面的細(xì)節(jié)區(qū)域內(nèi)所需的液體體積。
9.如權(quán)利要求6所述的液壓-機(jī)械工具，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述壁上的面向所述坯料的表面中的空腔，所述空腔與所述坯料限定液壓-成 形腔室從而限制所述液壓-成形壓力施加在其中的區(qū)域。
全文摘要
一種液壓-成形工具，用于將坯料成形在充液腔室內(nèi)的方法。腔室由模腔環(huán)和可移動(dòng)壁形成，并且模腔環(huán)和可移動(dòng)壁一起限定用于容納液體的可變?nèi)莘e的腔室。壁相對(duì)于模腔環(huán)可移動(dòng)從而提供腔室，其中支撐坯料所需的液體體積被最小化。液體減少腔室入口邊緣的摩擦。液體可通過(guò)反凸模輸出從而將坯料液壓-成形在細(xì)節(jié)成形區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明同時(shí)涉及一種縮短液壓－機(jī)械成形工藝周期的方法以及用于液壓－機(jī)械成形構(gòu)件的工具。
文檔編號(hào)B21D37/10GK102658327SQ20111043888
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者謝蓋爾·費(fèi)奧多羅維奇·古羅瓦施恩克 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司