[发明专利]一种提高板材成形极限的装置及利用该装置提高板材成形极限的方法

权利要求书

1.一种提高板材成形极限的装置，所述的装置包括凸模(1)、压边圈(2)和凹模(3)，其特征在于：该装置还包括密封环(4)、第一密封圈(5)和第二密封圈(6)，压边圈(2)的中部设置有通孔(2-1)，通孔(2-1)的侧壁面上沿周向设置有一圈第一凹槽(2-2)，第一凹槽(2-2)内安装有第一密封圈(5)，远离第一凹槽(2-2)的压边圈(2)的端面上沿周向设置有一圈第二凹槽(2-3)，压边圈(2)的侧壁面的下端沿径向设置有与通孔(2-1)相通的第一通道(2-4)，凹模(3)的上端面的中部设置有模腔(3-1)，位于模腔(3-1)的开口端外侧的凹模(3)的上端面上设置有一圈密封环(4)，密封环(4)和凹模(3)一体制成，密封环(4)的高度与第二凹槽(2-3)的高度相同，密封环(4)的外侧壁面上沿周向加工有一圈第四凹槽(4-1)，第四凹槽(4-1)内安装有第二密封圈(6)，凹模(3)的侧壁面上沿径向设置有与模腔(3-1)相通的第二通道(3-2)，压边圈(2)置于凹模(3)的上端面上，通孔(2-1)与模腔(3-1)同轴且孔径相同，密封环(4)置于压边圈(2)上的第二凹槽(2-3)内，第二密封圈(6)将压边圈(2)的第二凹槽(2-3)密封，凸模(1)的下端穿过压边圈(2)的通孔(2-1)并置于凹模(3)的模腔(3-1)内，凸模(1)与第一密封圈(5)滑动接触。

2.根据权利要求1所述的一种提高板材成形极限的装置，其特征在于：所述的凸模(1)由上至下依次由同轴设置并制成一体的第一圆柱体(1-1)、第二圆柱体(1-2)和圆锥体(1-3)构成，第二圆柱体(1-2)的外径小于第一圆柱体(1-1)的外径。

3.根据权利要求1所述的一种提高板材成形极限的装置，其特征在于：所述的第一密封圈(5)为丁氰橡胶密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种提高板材成形极限的装置，其特征在于：所述的第二密封圈(6)为橡胶密封圈。

5.利用如权利要求1至4中任意一个权利要求所述的提高板材成形极限的装置实现提高板材成形极限的方法，其特征在于：提高板材成形极限的方法是通过以下步骤实现的：一、压边圈(2)上的第一凹槽(2-2)内安装第一密封圈(5)，凸模(1)的下端穿过压边圈(2)的通孔内并与第一密封圈(5)滑动接触，并将压边圈(2)固定；二、将液体介质经第二通道(3-2)压入已固定好的凹模(3)上的模腔(3-1)内并充满；三、将制作好的板材(7)放置在位于密封环(4)内侧面的凹模(3)的上端面上，将第二密封圈(6)安装于密封环(4)上的第四凹槽(4-1)内，压边圈(2)在压力作用下向板材运行，密封环(4)置于压边圈(2)的第二凹槽(2-3)内，压边圈(2)压紧板材(7)；四、在压力机的作用下凸模(1)向板材(7)运行，当凸模(1)的下端至板材(7)的上表面1mm～2mm时，通过压边圈(2)上的第一通道(2-4)向通孔(2-1)内施加正向液体压力(P1)，板材(7)的上表面产生正向压力；五、凸模(1)继续向板材(7)运行，当凸模(1)的下端接触板材(7)的上表面时，通过凹模(3)的第二通道(3-2)向模腔(3-1)内施加反向液体压力(P2)，板材(7)的下表面产生反向压力，将板材(7)紧紧压贴在凸模(1)上，进行板材双向液压拉深成形，制作零件，在板材双向液压拉深成形过程中始终保持正向液体压力(P1)小于反向液体压力(P2)；六、当凸模(1)运行到一定行程时，板材(7)成形结束，成形的零件制作完成，依次停止施加的正向液体压力(P1)和反向液体压力(P2)，然后压边圈(2)上行，凸模(1)上行，取出成形的零件。

6.根据权利要求5所述的利用提高板材成形极限的装置实现提高板材成形极限的方法，其特征在于：所述的板材(7)为低碳钢板材、铝合金板材、纯铝板材或者不锈钢板材。

7.根据权利要求5或6所述的利用提高板材成形极限的装置实现提高板材成形极限的方法，其特征在于：所述的板材(7)的厚度为0.5mm～2.5mm。

8.根据权利要求5或6所述的利用提高板材成形极限的装置实现提高板材成形极限的方法，其特征在于：步骤四中通过压边圈(2)上的第一通道(2-4)向通孔(2-1)内施加正向液体压力(P1)，使正向液体压力(P1)达3MPa～50MPa。