[實用新型]拉模裝置

有效

• 申請號: 201320342881.6
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN203380245U
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 謝爾蓋·費奧多羅維奇·戈洛瓦先科
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: B21D22/22
• 分類號: B21D22/22;B21D37/10;B21D37/12
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本公開涉及金屬板拉延模具和拉延金屬板件的方法。

背景技術

將金屬板坯料拉延成立體形狀是形成金屬件的既定方法，金屬件被裝配以制造車輛、器械及其他大型產品。拉延操作可通過考慮坯料和模具裝置的物理性質來形成。

限定用于拉延圓柱形杯子的徑向應力的簡化解析式在如下提供：

σ=(σ_yln(R/r)+μQ/(πRt)+σ_yt/(4R_die+2t))exp(μπ/2)

第一項???第二項???第三項???第四項-乘數

其中：

σ_y??????—屈服應力

R????????—處理初始時平面坯料的半徑

r????????—進入腔體的入口處模具的半徑

μ???????—摩擦系數

Q????????—凸緣夾緊力

π???????—3.14

t????????—金屬板厚度

R_die?????—模具邊緣的半徑（約為10t）

構成金屬板拉延的基礎的四個主要要素（被定義為第一項至第四項）包括：

第一項????—凸緣的塑性變形

第二項????—模具凸緣和坯料保持器之間的摩擦

第三項????—彎曲和反彎曲金屬板

第四項????—金屬板與模具在模具入口半徑處的摩擦

第一和第三要素在拉延操作中是固有的并且通常不可避免。

涉及凸緣上摩擦的第二要素可通過使用拉延筋來實現最小化或避免，拉延筋迫使金屬板行經拉延筋以產生徑向拉伸應力。這項技術現今被廣泛的使用，并且在無需將材料夾緊于整個凸緣上的情形下允許金屬板拉延。這種方法可使得第二要素的影響最小化。

第四要素是金屬板與模具在模具入口半徑處的摩擦，并且其對拉延過程具有明顯的影響。在模具入口處的摩擦可表現為指數函數。例如，如果第四項摩擦系數假定為0.15，則乘數為1.29。如果摩擦系數等于干摩擦值（0.3…0.5），則乘數為1.57…2.17。因為限定凸緣中材料塑性變形的要素被列出為ln(R/r)，則通過1.29來增加該項的能力意味著R/r的比率可通過exp(1.29)=3.65來增加。因為被拉延的杯子的高度與凸緣的表面(R²-r²)是成比例的，R的增加超過3倍會使得拉延的深度產生巨大不同。這個影響由彎曲-反彎曲項來限定。摩擦的減小會使得拉延操作的效率產生顯著差異。第四項在需要深度拉延操作的鋁應用（諸如車門內或防護裝置的應用）中尤為重要。

摩擦力限制了將金屬板拉延進入模具腔的能力。諸如鋁合金的輕量材料，需要擴大拉延極限以接近被拉延至低碳鋼可能達到的程度的能力。

金屬板件生產者正在改進潤滑技術以充分減少摩擦系數并增加最大拉延深度。然而，高效的潤滑系統通常會在窄溫度區中工作。溫度升高時，摩擦系數會增加。在大批量生產條件下，尤其是在環境溫度高時，模具溫度的增加幾乎是不可避免的。較高的溫度會引起拉延極限的改變，并且還會改變限定拉延后部件起皺和回彈的抑制力。

本實用新型意旨解決上述問題以及會引起拉延操作極限降低的其他問題，總結如下。

實用新型內容

所公開的解決方案是在模具入口半徑處使用諸如滾柱或滾珠的滾動元件以減小模具入口半徑處的摩擦。該摩擦由產生滾動摩擦而非產生具有潤滑靜態表面的摩擦的滾動元件顯著地降低。

根據本公開的一方面，公開了一種拉模裝置，其包括：在模具入口區域中限定出模具腔的拉延模具，模具入口區域限定出至少一個凹穴；將坯料夾緊于拉延模具的捆縛環；以及將坯料拉延進入模具腔的沖頭。至少一個滾動元件設置在每個凹穴中，該至少一個滾動元件與坯料接合并減少坯料和模具入口區域之間的摩擦。

根據本公開的另一方面，多個凹穴可由拉延模具限定，并且多個滾珠軸承可設置在凹穴中。可選地，多個凹穴可由拉延模具限定，并且多個滾軸軸承可設置在凹穴中。進一步可選地，多個凹穴可由拉延模具限定，并且多個滾珠軸承和多個滾柱軸承可設置在凹穴中，滾珠軸承位于充分彎曲的區域中并且滾柱位于筆直區域或具有有限彎曲的區域中。其中充分彎曲的曲率大于有限彎曲的曲率，換而言之，在所述多個凹穴中，所述多個滾珠軸承位于彎曲的第一區域并且所述多個滾柱軸承位于彎曲的第二區域中，其中第一區域的曲率大于第二區域的曲率。