一种钣金液压成形装置及方法与流程

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1.本发明涉及钣金液压成形领域，尤其涉及一种钣金液压成形装置及方法。

背景技术：

2.目前钣金液压成形技术多借助专用液压成形设备产生液压力，才能使钣金件在液压力作用下成形出所要形状。现有技术需要新购液压成形设备，成形成本高。而且，液压成形设备需要充液加压、放液泄压过程，成形周期长，成形效率低。
3.专利号为cn112122438a公开了一种薄壁钣金件充液成形模具及方法，但是液压成形模具要安装到具有充液功能的数控压机上，将预制的毛坯放置在橡皮囊上，压机上平台下行带动上模芯压紧到下模芯上表面，形成一个封闭腔室；通过压机附带的增压器将液体从注入口注入到橡皮囊内部，在液体压力的作用下使橡皮囊外部的毛坯产生塑性变形，直至增压器内压强达到压机上程序预设压强，确保毛坯与上模芯和下模芯面贴合，从而完成零件充液成形毛坯的成形。其发明需要有充液功能的数控压机上，成本高，效率低。
4.专利号为cn109127851a公开了一种基于液压的铝合金薄板零件的成形方法，但是该技术增压器向型腔内加压，且压力范围有限(5mpa-50mpa)，同样存在成形成本高，效率低的缺陷。

技术实现要素：

5.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的问题之一。为此，本发明的目的在于提供一种钣金液压成形装置及方法，借助于液压腔室的体积变化对钣金工件产生高压，使得其液压成形，结构简单，操作便捷，有效降低了液压成形的成本，提高了液压成形的效率。
6.为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种钣金液压成形装置，包括：
7.上模具，包括上模板，其中，包含钣金工件的液压成形模具固定在所述上模板的底部；
8.下模具，包括下模板以及位于下模板四周的下托板，所述下模板和下托板滑动密封连接，所述下托板的上表面高于所述下模板的上表面，所述下模板的上表面和所述下托板的内侧壁围成液压腔室；
9.当上模板和下模板合模的时候，所述上模板带动下托板相对于所述下模板向下移动，使得液压腔室中液体介质朝着固定在上模板底部的钣金工件表面移动，形成液压。
10.进一步的，所述下模板的上表面设置有凹槽，所述凹槽和所述下托板的内侧壁围成液压腔室。
11.进一步的，所述下模具还包括下托板镶件，所述下托板镶件固定在所述下托板的内侧壁，且所述下托板镶件与所述下托板固定连接，所述下托板镶件与所述下模板滑动密封连接。
12.进一步的，所述下托板镶件的上表面设置有第一密封件，当上模板和下模板处于
合模状态时，所述第一密封件与所述上模板抵接。
13.进一步的，所述下托板镶件的内侧壁设置有第二密封件。
14.进一步的，所述下托板的底部设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧的底端固定在成形平台，顶端固定在所述下托板的底部。
15.进一步的，所述下托板的外侧边缘设置有导柱，所述上模板中设置有与导柱相适配的插孔。
16.进一步的，所述液压腔室的底部设置有压力传感器。
17.进一步的，还包括控制组件和驱动组件，所述驱动组件与所述上模板固定连接，且能够带动所述上模板朝着靠近或者远离下模板的方向移动；所述控制组件与所述驱动组件和压力传感器通讯连接；所述控制组件根据钣金工件的目标形状计算出其液压成形需要的液体介质体积，并控制所述控制组件带动上模板下移对应的行程；所述控制组件根据所述压力传感器的监测值对所述上模板的行程进行微调。
18.一种采用如上所述的钣金液压成形装置进行钣金液压成形的方法，包括：
19.包含钣金工件的液压成形模具固定在上模板的底部；液压腔室内部填充液体介质；所述上模板带动下托板相对于所述下模板向下移动，使得液压腔室中液体介质朝着固定在上模板底部的钣金工件表面移动，形成液压；迫使钣金工件在液压成形模具和液压作用下液压成形。
20.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本技术中下模板和下托板滑动密封连接，下托板的上表面高于下模板的上表面，下模板的上表面和下托板的内侧壁围成液压腔室，当上模板和下模板合模的时候，上模板带动下托板相对于下模板向下移动，使得液压腔室中液体介质朝着固定在上模板底部的钣金工件表面移动，形成液压；钣金工件固定在液压成形模具中，在液态作用下，钣金工件贴合液压成形模具液压成形；本技术装置结构简单，操作方法便捷，有效降低了液压成形的效率，降低了液压成形的成本。
附图说明
21.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.附图中：
24.图1为本技术中上模具和下模具未合模时的结构示意图；
25.图2为本技术中上模具和下模具合模时的结构示意图；
26.图3为其中一种液压成型模具的结构示意图；
27.附图标号：11、上模镶件；12、钣金工件；13、上模板；14、液体介质；21、下托板镶件；22、下托板；23、下模板；24、压力传感器；25、氮气弹簧；26、第一密封件；27、第二密封件；28、导柱；29、插孔；30、航空插头。
具体实施方式
28.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的机构或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
29.还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、机构、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
31.请参阅图1-图3，本技术提供的一种钣金液压成形装置，包括：
32.上模具，包括上模板13，其中，包含钣金工件12的液压成形模具固定在上模板13的底部；
33.下模具，包括下模板23以及位于下模板23四周的下托板22，下模板23和下托板22滑动密封连接，下托板22的上表面高于下模板23的上表面，下模板23的上表面和下托板22的内侧壁围成液压腔室；
34.当上模板13和下模板23合模的时候，上模板13带动下托板22相对于下模板23向下移动，使得液压腔室中液体介质14朝着固定在上模板13底部的钣金工件12表面移动，形成液压。
35.本技术中下模板23和下托板22滑动密封连接，下托板22的上表面高于下模板23的上表面，下模板23的上表面和下托板22的内侧壁围成液压腔室，当上模板13和下模板23合模的时候，上模板13带动下托板22相对于下模板23向下移动，使得液压腔室中液体介质14朝着固定在上模板13底部的钣金工件12表面移动，形成液压；钣金工件12固定在液压成形模具中，在液态作用下，钣金工件12贴合液压成形模具液压成形；本技术装置结构简单，操作方法便捷，有效降低了液压成形的效率，降低了液压成形的成本。
36.作为一种具体的实施例，本技术上模板13的中心设置有上模镶件11，上模镶件11的底部可以设置为液压成形模具，也可以将单独的液压成形模具固定在上模镶件11底部，这样钣金工件和液压成形模具之间形成上模具腔室，在开始液压之前，钣金工件的下表面齐平，开始液压之后，钣金工件朝着上模具腔室内部移动直至形成与液压成形相同的形状。
37.上模镶件11相对于上模板13可拆卸，便于固定液压成形模具。钣金工件12固定在
液压成形模具下方，当钣金工件12的下表面受压时，其会贴合液压成形模具移动进而实现钣金工件12的液压成形。如附图1和图3所示，上模镶件11的下表面固定有凹凸状的液压成形模具，钣金工件12的初始形状为平面板状结构；如附图2所示，经过液压成形之后的钣金工件12朝着上模镶件11下表面的液压成形模具移动，在液压成形模具和液压作用下，钣金工件12成形为与液压成形模具结构一致的凹凸状。
38.具体的，上模镶件11和上模板13可以采用cr12mov材质，热处理硬度hrc58-60，表面粗糙度ra0.2，以提高其耐磨性及寿命。
39.作为一种具体的实施例，本技术下模板23与上模镶件11相对应，在下模板23的外围周边设置有下托板22，下托板22与上模板13的位置相对应；下托板22和下模板23之间设置有下托板镶件21，下托板镶件21的设置是为了确保液压腔室内部的密封性。下托板镶件21和下托板22是固定连接且同步运动的。
40.下模板23的上表面设置有凹槽，凹槽和下托板22的内侧壁围成液压腔室。本技术中液压腔室内部填充的液压介质可以为乳化液、液压油、水。具体的凹槽形状可以根据根据实际使用情况进行设计。
41.下模具还包括下托板镶件21，下托板镶件21固定在下托板22的内侧壁，且下托板镶件21与下托板22固定连接，下托板镶件21与下模板23滑动密封连接。
42.下托板镶件21的上表面设置有第一密封件26，当上模板13和下模板23处于合模状态时，第一密封件26与上模板13抵接。下托板镶件21的内侧壁设置有第二密封件27。本技术第一密封件26采用硬度较高的聚氨酯橡胶，第二密封件27采用聚氨酯橡胶和铁氟龙两种材质，以保证系统密封性能达到100mpa。
43.本技术下脱板镶件和下模板23采用cr12mov材质，热处理硬度hrc58-60，表面粗糙度ra0.2，以提高其耐磨性及寿命。
44.作为另外一种具体的实施例，本技术可以只设置下模板23和下托板22，省略下托板镶件21，并将第一密封件26和第二密封件27直接设置在下托板22的上表面和内侧壁。
45.作为一种具体的实施例，下托板22的底部设置有压缩弹簧，压缩弹簧的底端固定在成形平台，顶端固定在下托板22的底部。本技术中成形平台即为整个成形装置的支撑底座，在成形平台的上表面固定有下模板23，下模板23周围的下托板22通过压缩弹簧固定在成形平台上，也就是说，下模板23相对于成形平台时固定的，下托板22相对于下模板23以及成形平台时可以滑动的。在合模的过程中，下模板23固定不动，上模板13带动下托板22向下移动，使得液压腔室内部的液体介质14朝着钣金工件12方向移动，给到钣金工件12液压力，使得其液压成形。
46.具体的压缩弹簧可以为氮气弹簧25。
47.为了使得合模工艺顺利进行，本技术下托板22的外侧边缘设置有导柱28，上模板13中设置有与导柱28相适配的插孔29，导柱28的底端固定在成形平台上表面，上端贯穿下托板22并伸出。在合模过程中，导柱28与插孔29对准，使得上模板13的下移方向准确无偏差。
48.本技术液压腔室的底部设置有压力传感器24；压力传感器24通过航空插头30连接外界电源。钣金液压成形装置还包括控制组件和驱动组件，驱动组件与上模板13固定连接，且能够带动上模板13朝着靠近或者远离下模板23的方向移动；控制组件与驱动组件和压力
传感器24通讯连接；控制组件根据钣金工件12的目标形状计算出其液压成形需要的液体介质14体积，并控制控制组件带动上模板13下移对应的行程；控制组件根据压力传感器24的监测值对上模板13的形成进行微调。
49.请继续参阅图1-图3，本技术还提供了一种钣金液压成形的方法，包括如下步骤：
50.包含钣金工件12的液压成形模具固定在上模板13的底部，其中，上模板13中间位置设置有上模镶件11，上模镶件11的底部固定液压成形模具，液压成形模具下方固定钣金工件12；
51.向液压腔室内部填充液体介质14，液体介质14的填充量可以根据钣金工件12成形的形成来确定。
52.控制组件根据钣金工件12的目标形状，即成形后的形状计算出其液压成形需要的液体介质14体积，并控制控制组件带动上模板13下移对应的行程，其中，上模板13下移的形成等于上模板13接触至液体介质14的行程，再加上上模板13待定下模板23镶件相对于下模板23下移的行程；而上模板13带动下模板23镶件相对于下模板23下移的行程乘于下模板23的底面积，等于钣金工件12液压成形需要的液体介质14体积。本技术中下模板23的表面设置有凹槽，且凹槽的水平截面面积小于下模板23的水平截面面积，即下托板镶件21下移至下模板23顶部时即无法再下移，本技术可以通过设计下模板23和下托板22上表面的高度差，来实现不同钣金工件12形状的液压成形。
53.控制组件控制驱动组件带动上模板13下移，上模板13下移至设定位置之后停止，压力传感器24监测液压腔室内部的压强，通常此时监测的压强等于或者略小于成形所需压强，驱动组件带动上模板13继续下移实现上模板13的微调，直至压力传感器24监测的压强达到预设值，并保持一端时间，确保钣金工件12液压成形。值得说明的是，本技术中压力传感器24监测的为液体腔室底部的压强，而成形压力指的是液体腔室底部的压强，由于成形压力较大，通常大于100mpa，液体腔室的高度较小，因此，液体腔室底部和底部的压强差相对于100mpa微乎其微，可以忽略不计。
54.在此过程中，液压腔室内部体积变小，液压介质受压不断增大，迫使钣金工件12不断向上模板13中钣金工件12及液压成形模具贴合，液体介质14和钣金工件12一起被向上压入液压成形模具中，使得钣金工件12液压成形。
55.钣金工件12成形后，控制组件控制驱动组件带动上模板13开始下上移动，下托板22和下托板镶件21在氮气弹簧25的作用下复位，被压入钣金工件12及液压成形模具中的液体介质14也随即回流至液体腔室，取出钣金工件12，即完成一次液压成形过程。
56.本技术将冲压模具的下模板23转换为挤压液体介质14的“柱塞”，通过普通冲压设备的冲压力对下模板23做功，下模板23对提前加入液体腔室内部的液体介质14进行加压，将冲压力转换为液压力，从而成形出所需产品形状；不需额外液压成形设备及其充放液过程，提高成形效率，降低成形成本。
57.本发明液压力的大小可以根据合模是下托板22相对于下模板23的位置进行无级调节；并由压力传感器24对液压力进行实时监测。当达到所需液压力后，压力传感器24将信号传递给控制组件，使设备停机，防止压力过大造成产品质量异常，同时起到保护液压成形模具的作用。
58.可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详
细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

技术特征：

1.一种钣金液压成形装置，其特征在于，包括：上模具，包括上模板，其中，包含钣金工件的液压成形模具固定在所述上模板的底部；下模具，包括下模板以及位于下模板四周的下托板，所述下模板和下托板滑动密封连接，所述下托板的上表面高于所述下模板的上表面，所述下模板的上表面和所述下托板的内侧壁围成液压腔室；当上模板和下模板合模的时候，所述上模板带动下托板相对于所述下模板向下移动，使得液压腔室中液体介质朝着固定在上模板底部的钣金工件表面移动，形成液压。2.根据权利要求1所述的一种钣金液压成形装置，其特征在于，所述下模板的上表面设置有凹槽，所述凹槽和所述下托板的内侧壁围成液压腔室。3.根据权利要求1所述的一种钣金液压成形装置，其特征在于，所述下模具还包括下托板镶件，所述下托板镶件固定在所述下托板的内侧壁，且所述下托板镶件与所述下托板固定连接，所述下托板镶件与所述下模板滑动密封连接。4.根据权利要求3所述的一种钣金液压成形装置，其特征在于，所述下托板镶件的上表面设置有第一密封件，当上模板和下模板处于合模状态时，所述第一密封件与所述上模板抵接。5.根据权利要求3所述的一种钣金液压成形装置，其特征在于，所述下托板镶件的内侧壁设置有第二密封件。6.根据权利要求1所述的一种钣金液压成形装置，其特征在于，所述下托板的底部设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧的底端固定在成形平台，顶端固定在所述下托板的底部。7.根据权利要求1所述的一种钣金液压成形装置，其特征在于，所述下托板的外侧边缘设置有导柱，所述上模板中设置有与导柱相适配的插孔。8.根据权利要求1所述的一种钣金液压成形装置，其特征在于，所述液压腔室的底部设置有压力传感器。9.根据权利要求8所述的一种钣金液压成形装置，其特征在于，还包括控制组件和驱动组件，所述驱动组件与所述上模板固定连接，且能够带动所述上模板朝着靠近或者远离下模板的方向移动；所述控制组件与所述驱动组件和压力传感器通讯连接；所述控制组件根据钣金工件的目标形状计算出其液压成形需要的液体介质体积，并控制所述控制组件带动上模板下移对应的行程；所述控制组件根据所述压力传感器的监测值对所述上模板的行程进行微调。10.一种采用权利要求1-9任意一项所述的钣金液压成形装置进行钣金液压成形的方法，其特征在于，包括：包含钣金工件的液压成形模具固定在上模板的底部；液压腔室内部填充液体介质；所述上模板带动下托板相对于所述下模板向下移动，使得液压腔室中液体介质朝着固定在上模板底部的钣金工件表面移动，形成液压；迫使钣金工件在液压成形模具和液压作用下液压成形。

技术总结

本发明公开了一种钣金液压成形装置及方法，其中，钣金液态成形装置包括上模具和下模具，上模具包括上模板，包含钣金工件的液压成形模具固定在上模板的底部；下模具包括下模板以及位于下模板四周的下托板，所述下模板和下托板滑动密封连接，所述下托板的上表面高于所述下模板的上表面，所述下模板的上表面和所述下托板的内侧壁围成液压腔室；当上模板和下模板合模的时候，所述上模板带动下托板相对于所述下模板向下移动，使得液压腔室中液体介质朝着固定在上模板底部的钣金工件表面移动，形成液压。本发明借助于液压腔室的体积变化对钣金工件产生高压，使得其液压成形，结构简单，操作便捷，有效降低了液压成形的成本，提高了液压成形的效率。成形的效率。成形的效率。