[发明专利]通过磁性成形进行增量冲压的设备及相关联的方法

说明书

本发明涉及冲压坯料（50）生产冲压零件的设备。该设备包括冲头（40），其包括支承表面（41）、砧座（70）、冲模（80）和用于产生磁场的装置（60）。该装置设置在冲头中、与支承表面齐平。在初始位置，设备被构造成使得：‑冲头的支承表面接收坯料的第一面的一部分，‑砧座和该装置被放置在坯料的相同部分的两侧上，该装置（60）与第一面（51）相对，砧座（70）在距该第二面一定距离处与坯料的第二面（52）相对，‑冲模（80）与第二面（52）相对、与坯料的另一部分齐平。该装置被构造成在砧座的方向上、在方向Z’Z上对坯料施加压力。设备包括用于在方向Z’Z上移动该冲头的第一装置（43）、以及用于在相同方向上移动砧座的第二装置（72）。

技术领域

本发明属于成形领域、特别是涉及冲压领域。

本发明涉及一种通过磁脉冲冲压坯料以生产冲压零件（尤其是被称为深冲压零件的零件）的设备和方法。

背景技术

在成形领域、尤其是金属成形领域，冲压是经常选择的方法，因为它稳健且很好掌握。

冲压通常用于工业中、尤其是用于汽车工业中，特别是由于较高的可允许生产率而用于形成装饰面板，比如机动车辆发动机罩或车门。

冲压是一种成形方法，其包含通过坯料在压力作用下的塑性变形来获得具有或多或少复杂形状的零件。

用于实施这种方法的冲压设备基本上包含冲模和具有几乎互补形状的冲头，坯料位于该冲模与该冲头之间。通过在冲头的作用下驱动坯料进入冲模中来获得形状。坯料的移动通常由在其上施加保持压力的坯料固持器来控制，以便减少最终的冲压零件上出现的皱纹或裂纹。

然而，在存在难以成型的零件（尤其是深冲压零件）的情况下，选择要施加在坯料固持器上的夹持力被证明是困难的。如果坯料固持器的力太大，则皱纹会被去除，但出现裂纹的风险很高。如果坯料固持器的力太低，则皱纹的风险很高。

为了生产深冲压零件，冲压方法的替代性方案是已知的。

其中，会提及液压成形方法。在这种方法中，坯料通过加压流体的作用成形。

相关联的液压成形设备包含以两个部分形成的密封封闭外壳，该外壳包括中空模具，该中空模具具有与期望获得的零件形状互补的凹部。坯料被放置在外壳内部。在坯料上施加液压力，从而将坯料压靠在模具的凹部上。这种准静态成型方法具有的主要优点是省却了冲孔和生产复杂形状（尤其是底切的）。然而，高压对于成形来说是必不可少的，这对于较大的零件来说往往需要大吨位压机。因此，这种方法主要用于管状零件的成形。该方法的缺点之一是由于填充和加压时间而通常为几十秒的循环时间。

在现有的液压成形方法中，可能提及被称为EHF方法的电动液压成形方法，该方法又是高速变形方法。这种方法具有许多优点，尤其是弹性回复方面的显著减少和增加的金属可成形性。然而，主要的缺点在于需要使要成形的零件与水接触（可能有腐蚀且需要干燥）以及水管理。

还可能提到热成形方法，比如被称为SPF方法的超塑性成形方法。这种方法基于一些合金（例如钛）承受显著变形的能力。这些合金（下文中称为超塑性合金）在一定的温度、压力和变形的条件下，可以达到有时超过1000%的伸长率，而常规合金通常仅在几%至50%的典型范围内变形。

相关联的SPF成形设备包含以两个部分形成的密封封闭外壳，该外壳包括中空模具，该中空模具具有与期望获得的零件的最终外部几何形状互补的凹部。坯料放置在外壳内部，并固定地保持在两个部分之间。加压气体被注入到外壳中，并且在使坯料变形的同时将坯料压靠在凹部上。必须完美地控制钛合金的压力以及大约900°C的温度。

与这种SPF成形设备和相关联的方法相关联的明显缺点在于循环时间、成本、以及只能使用某些材料的事实。

发明内容