[發(fā)明專利]一種加工具有期望形狀的金屬成形件的方法及成形工具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310162962.2
• 申請(qǐng)日: 2013-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN103464560B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏志永;曹簡(jiǎn);王茜;拉杰什·塔爾瓦;唐納德·J.·格齊納;蒂芙尼·戴維斯·林;劉品智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司;曹簡(jiǎn);王茜;拉杰什·塔爾瓦;唐納德·J.·格齊納;蒂芙尼·戴維斯·林;劉品智
• 主分類號(hào): B21D22/20
• 分類號(hào): B21D22/20
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

1.一種加工具有期望形狀的金屬成形件的方法，包括步驟：

限定將金屬坯料加工成所述期望形狀的成形工具的輪廓表面，所述金屬坯料的各個(gè)部分在成形期間流過所述輪廓表面；

將所述輪廓表面產(chǎn)生的固有材料流動(dòng)模式與期望流動(dòng)對(duì)比，以確定所述輪廓表面的流動(dòng)不足區(qū)域，所述流動(dòng)不足區(qū)域在成形的金屬坯料上形成接收少于期望金屬量的區(qū)域；以及

將選定模式的表面微觀紋理應(yīng)用到所述輪廓表面上，通過為確定區(qū)域提供相對(duì)于所述輪廓表面的鄰近區(qū)域改變的摩擦來(lái)改變沿所述確定區(qū)域的金屬流動(dòng)；

其中，通過為所述確定區(qū)域提供相對(duì)于所述輪廓表面的鄰近區(qū)域減小了的摩擦，所述表面微觀紋理增加沿所述確定區(qū)域的所述金屬流動(dòng)；

所述表面微觀紋理包括在所述輪廓表面的上方成形為凸起件的卵形或橢圓形波痕，其中，每個(gè)波痕的長(zhǎng)度范圍為5至10微米，高度為3微米。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述表面微觀紋理的模式包括相同的微元，至少一些所述微元的長(zhǎng)寬比不為1并具有長(zhǎng)軸和短軸，所述流動(dòng)沿著所述短軸時(shí)遇到的流阻最小，并且所述至少一些所述微元各自的短軸與所述確定區(qū)域中各自的期望流向一致。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟：

根據(jù)具有相同流阻系數(shù)的所述輪廓表面的模型進(jìn)行所述成形的第一次計(jì)算機(jī)仿真，基于所述成形的第一次計(jì)算機(jī)仿真確定所述固有材料流動(dòng)模式。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括步驟：

在對(duì)應(yīng)于初步微觀紋理的所述確定區(qū)域內(nèi)，基于具有改變的流阻系數(shù)的所述輪廓表面的模型進(jìn)行所述成形的第二次計(jì)算機(jī)仿真；

將所述第二次計(jì)算機(jī)仿真產(chǎn)生的材料流動(dòng)模式與所述期望流動(dòng)進(jìn)行比較；以及

將所述表面微觀紋理限定為所述初步微觀紋理的修正以與所述期望流動(dòng)更好地匹配。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，至少一個(gè)單獨(dú)區(qū)域中的所述改變的流阻系數(shù)取決于所述金屬坯料在所述單獨(dú)區(qū)域內(nèi)的流動(dòng)方向。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述表面包括由微觀紋理形成的整體背景以基本覆蓋所述輪廓表面的全部，對(duì)所述表面微觀紋理的模式進(jìn)行分級(jí)以便最大程度地減小所述確定區(qū)域內(nèi)的摩擦并在整個(gè)所述表面上減小摩擦以減少磨損。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述成形工具包括拉伸模具，并且所述金屬坯料包括金屬板。

8.一種將金屬坯料加工成期望形狀的成形工具，包括：

用于沖壓所述金屬坯料的模具輪廓表面，使得所述金屬坯料的各個(gè)部分在所述金屬坯料成形為所述期望形狀期間流過所述輪廓表面；

其中，所述模具輪廓表面對(duì)應(yīng)于在所述金屬坯料的區(qū)域內(nèi)引起不均等延伸的固有材料流動(dòng)模式，使得所述區(qū)域中的不足流動(dòng)會(huì)在成形金屬坯料上形成接收少于期望金屬量的區(qū)；以及

其中，所述輪廓表面具有沿著所述區(qū)域增加金屬流動(dòng)的模式的表面微觀紋理，從而確定區(qū)域中的摩擦?xí)鄬?duì)于所述輪廓表面的鄰近區(qū)域改變；

所述表面微觀紋理包括在所述輪廓表面的上方成形為凸起件的卵形或橢圓形波痕，其中，每個(gè)波痕的長(zhǎng)度范圍為5至10微米，高度為3微米。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成形工具，其中，所述表面微觀紋理的模式包括相同的微元，至少一些所述微元的長(zhǎng)寬比不為1并具有長(zhǎng)軸和短軸，流動(dòng)沿著所述短軸時(shí)遇到的流阻最小，并且所述至少一些所述微元各自的短軸與所述區(qū)域中各自的期望流向一致。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成形工具，其中，所述表面包括由微觀紋理形成的整體背景以基本覆蓋所述輪廓表面的全部，對(duì)所述表面微觀紋理的模式進(jìn)行分級(jí)以便最大程度地減小所述確定區(qū)域內(nèi)的摩擦并在整個(gè)表面上減小摩擦以減少磨損。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成形工具，其中，包括用以接收金屬板形式的金屬坯料的拉伸模具。