专利名称：可对回弹修正进行调节的液压成形模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对管进行液压成形的设备，更具体地提
供一种可调节模具布置，在模具试验期间，通过所述可调节模具布置可 以容易地修改该模具以补偿部件回弹。
背景技术：
在汽车以及其它制造工业中众所周知的是， 一段管可以形成 为提供沿着其长度的多种横截面和凸起，所述多种横截面和凸起通过将 管布置在模组中并继而将高压流体引入至管中以使管壁向外膨胀至模 腔中而形成。在液压成形中，如在诸如压印的其它金属成形操作中，已知 残余的力将存在于形成的部件中并致使该形成的部件朝其未成形的状 态回弹。因此，在液压成形模具的设计中众所周知的是，在模具设计过 程期间尝试预测回弹的程度，以便部件能够以以下方式形成部件在从 模具去除且发生不可避免的回弹时将会回弹到期望的精确完成形状。在部件和才莫具的设计期间不能完全预测回弹这方面来说，众 所周知的是，模具必须通过修整或再加工而调节以重新定位模腔，使得 形成的部件将回弹至期望的尺寸。该模具操作，在具有伴随的模腔修整 和再加工的情况下，对制造过程的实现增加了时间和费用。当要形成高强度管状材料时，回弹的发生尤其普遍且难于预测。依据待形成的管的形状的复杂性，通常实行的是，采用绕管 的纵向轴线使管弯曲的管弯曲操作，例如弯曲成L形状，以便管将配合 到模腔中。在管已经通过管弯曲操作以后， 一定残余的力将存在于弯曲 的管中并且这些力在液压成形模具中的压力成形期间将被释放，进一步 使部件回弹的预测变得复杂并由此进一步致使需要模腔修整和再加工。鉴于以上所述，高度期望的是提供 一种新的且改善的液压成 形设备，所述液压成形设备在模具试验期间将使再加工液压成形模腔的 时间和费用减到最小。
发明内容
本发明提供一种用于形成一段管的液压成形设备。液压成形 压力机包括上台板和下台板。用于形成管的第 一纵向部分的第 一模组包 括附装至上台板的第 一上模和附装至下台板的第 一 下模。第 一模组限定 用于接收管的第 一纵向部分的腔体部分。第二模组设置成与第 一模组相 邻并形成管的第二纵向部分。第二模组包括可调节地附装至上台板的第 二上模和可调节地附装至下台板的第二下模。第二模组限定用于接收管 的第二纵向部分的第二腔体部分。第一枢转件在第一上模和第二上^t之 间起作用，以便使第二上模能够相对于第一上模在上台板上可枢转地调 节。第二枢转件在第一下模和第二下模之间起作用，以便使第二下模能 够相对于第 一下模在下台板上可枢转地调节。设置具有上模插入件和下 模插入件的模具插入件，所述上模插入件和下模插入件限定将上模组和 下^^组的第一和第二腔体部分连接在一起的上和下插入腔体。该模具插 入件可拆卸地安装，以按照需要容易地用替换模具插入件替换，从而适 应第 一模组和第二模组之间的可枢转调节。
清楚。应理解，详细的说明和、具体的示例虽然表示^^发明的典型实施例:
但意在仅用于说明的目的而不意在限制本发明的范围。
本发明从详细的说明和附图将一皮更充分地理解。 [OOll]图l是一段管的剖视图。
图2示出图1的该段管被弯曲成L形状。 [OOB]图3示出图2的L形状的管已经沿着其长度被液压成形为不 同的横截面。图4是示出压力机的下台板和安装在该台板上的下模组、以 及用于密封管的端部的端部密封件的俯视图。图5是沿着图4的箭头5-5的方向得到的侧视图，并且部件 :故剖开并以剖一见图示出。图6是沿着图4的箭头6-6的方向得到的侧视图，并且部件 -故剖开并以剖一见图示出。
图7是与图4类似的视图，但是已经去除了模具插入件。
图8和9是从图7去除的模具插入件的俯视图。
具体实施例方式以下说明本质上仅是示例性的，并且不意在限制本发明、其 应用、或用法参照图1,示出一段中空管10并且其具有外表面12和内表 面14。管10为选4f的长度并且具有第一纵向部分18和第二纵向部分 20。参照图2,可以看到图1的管10已经在传统的管弯曲操作中 被弯曲成L形状，使得第一纵向部分18和第二纵向部分20现在布置成 相互成90度且连接在90度拐角部分22处。图2的管IO从而已经预弯 曲成限定管状坯料26的形状，所述管状坯料26将随后放置到液压成形 模具中。图3示出图2的管状坯料26位于下液压成形才莫28中，应理 解，匹配的上模将放置在下模28的顶上以容纳和围绕管10。随后，如 同在液压成形过程中众所周知的那样，图3中未示出的密封单元将附装 至管10的开口端部。然后，加压流体引入到管10的内部以使管10向 外膨胀至膨胀腔体中，如在第一纵向部分18中的管膨胀腔体34、在第 二纵向部分20处的管膨胀腔体36、以及在管状坯料26的拐角部分22 处的膨胀腔体38所示。在管10已经膨胀为由腔体部分34、 36、以及38所限定的期 望的形状以后，上模将被提升，并且完成的部分10继而从下模28去除。 液压成形和其它金属成形部分的特征是，残余的力将存在于形成的物品 中，致使该物品稍微朝其先前的形状回弹，使得完成的部件相对于产品 设计要求可能超出其公差。例如，在图3中，几度的回弹在"x"处示 出。因此，在工业中众所周知的是，^t组将然后再加工或整个地 替换，以便以以下方式修改模腔的形状下一次试验将使部件回弹至完 成的部件的公差要求内的尺寸。例如在图3中，第二纵向部分20和拐 角部分22相对于第一纵向部分18将再加工。图4至9示出用于对图2的管状坯料26进4亍液压成形的新的且改善的可调节液压成形模具组件。参照图4,总体上由50指示的液压成形压力机包括固定的下 台板52。总体上由64、 66指示的液压成形密封单元安装在下台板52上， 如以下将说明。如参见图4可见，下模组件包括第一下模70、第二下模72、 以及下才莫插入件74。第一下才莫70接收管状坯料26的第一纵向部分18， 第二下模72接收管状坯料26的第二纵向部分20和下模插入件74,所 述下模插入件74接收管状坯料26的拐角部分22。参照图5和6,可以看到，液压成形压力机50具有承载上模 基座60的上台板54。压力机50将通过相对于下台板52和安装在下台 板52上的下模基座56升起和降下上台板54而打开和关闭。在图5中， 第一上模80相对于第一下模70竖直地打开和关闭。在图6中，第二上 模82将在第二下模72之上打开和关闭。图5和图6示出在下模插入件 74之上打开和关闭的上^t插入件84。图8中示出下才莫插入件74。图9 中示出上模插入件。因此，可以看到，第一上模80和第一下模70协同操作以提 供具有用于形成管状坯料26的第一纵向部分18的腔体的第一模组。第 二上模82和第二下模72协同操作以提供具有用于形成管状坯料26的 第二纵向部分20的腔体的第二模组。以及上模插入件84和下模插入件 74协同操作以提供具有用于形成管状坯料26的拐角部分的腔体的模具 插入件。再次参照图4,可以看到，笫一下才莫70通过多个螺栓90固 定地附装至下模基座56。如在图4、 5和6中最好地看到，枢转销88在 拐角部分22的区域中将第一下模70和第二下模72的相邻端部可枢转 地连接在一起。第二下模72通过多个螺栓96可调节地附装至下模基座 56,所述多个螺栓96拧到模具基座56中，但骑在第二下模72的槽缝 螺栓孔98中。因此，将应理解，借助枢转销88和槽缝螺栓孔98,第二 下模72可以绕枢转销88相对于第一下模70的固定位置枢转。图4、 5 和6还示出第一上模80和第二上模82同样地通过枢转螺栓100连接。 另外，第二上模82通过螺栓(未示出)可调节地附装至上模基座60, 所述螺栓骑在与第二下模72的槽缝螺栓孔98类似的槽缝螺栓孔中。因 此，第二上模82可以按照需要绕其枢转件100调节，以维持第二上模82与第二下模72精确的对准。再次参照图5,可以看到，密封单元66是包括密封外壳110 的传统液压成形端部密封单元，所述密封外壳IIO安装在通过多个氮模 具弹簧114支承在下台板52上的底座112上。再次参照图6,可以看到， 密封单元64是包括密封外壳110的传统液压成形端部密封单元，所述 密封外壳IIO安装在通过多个氮模具弹簧114支承的底座112上。模具 弹簧114布置在通过腿118连接至下模72的平台116上。因此，当第 一下模72可枢转地调节并绕枢转销88摆动时，密封单元64将跟随， 以便使密封单元64将维持与管10的端部精确对准。现在参照图5和6，可以看到，下模插入件74座落在第一下 模70中的插入套120和第二下模72的相邻端部中设置的插入套122内 部。下模插入件74通过多个可去除的螺栓(未示出)而保持就位，以 便使下^t插入件74可以容易地从才莫具70和72安装和拆卸。图5和6 中可以看到，上模插入件84同样地安装在第一上模80中的插入套124 和第二上模82中的插入套126中。图7示出下沖莫插入件74已经从插入套120和122去除。
操作图4示出，第一下模70和第二下模72相对于彼此定位成第 二下模72相对于第一下模70成90度角。第二上模82当然调节成相同 的90度角，以便其将精确地在第二下模72之上关闭。图2的管状坯料 26定位到由下才莫70和72以及下^t插入件84所限定的腔体中。密封单 元64和66前进以密封到管状坯料26的端部上。上台板54将下降以使 第一上模80和第二上模82关闭到第一下模70和第二下模72之上。此 后，加压流体通过密封单元64和66至少之一引入到管状坯料26中以 使管向外膨胀到多个腔体36、 38以及34中。在管状坯料26完全膨胀 以后，上台板54#:升起以提升上才莫80和82,密封单元64和66从管的 端部撤回，并且随后，形成的完成的管状部件从液压成形压力机去除。 完成的部件继而被测量以确定是否其完成的形状是在要求的公差内。正 如经常发生，完成的部件在从模具去除时将会朝其未成形的状态回弹， 并且传统液压成形模具中将必须对模具进行修整或再加工以得到要求 的公差。本发明由于能够进行调节且使再加工的需要减到最小而使模具的调节和再加工容易。具体而言，在图9中，下才莫插入件74将不与 下模栓接并且上模插入件84将同样地不与上模栓接。此后，保持第二 下模72的螺栓96将松开，并且第二下模72绕枢转销88枢转至新位置， 所述新位置被估计为补偿已经经受的回弹的角度。例如，第二下模72 可能从与第 一下模70成90度的角枢转至相对于第 一下模70成92度的 新位置。新下模插入件74和新上模插入件84被加工成新形状，所述新 形状将在下模70和72之间以及在上模80和82之间提供腔体形状的连 续性。新冲莫插入件74和84都一皮栓接就位。此后，新试〗全部件可以一皮液 压成形并且该新试验部件将再一次测量以符合合适的完成部件的尺寸 要求。上述模具试验过程将重复直到得到成功的合适尺寸的部件为 止。即，可以进行第二下模72和其匹配第二上模82的连续的角度调节， 并且下模插入件74和上模插入件84将重复地再加工和替换，直到可靠 地得到合适尺寸的部件为止。将应理解，在此公开的可调节模具布置可以用于高质量部件 的正在进行的生产。或者， 一旦经由在此的试-睑过程得到;jt具之间的期 望的角度关系，则使用上述方法中了解到的最终角度的调节可以加工更 常规的模具组。鉴于以上所述，可以看到，通过使用以上所述的可调节模具 布置可以实现时间和金钱的极大经济性。尤其，将应理解，在现有技术 中，如图3的传统模具中所示，有必要的是再加工模具28的整个模腔， 以便使模腔36的轴线移动几度，本发明在此仅通过调节模具72的角度 并继而安装新加工的拐角插入部件74和84而提供该几度的移动。本领域的普通技术人员将应理解上述说明仅是可调节^t具布 置的示例性使用。例如，附图和说明在此说明了简单L形状的部件，其 中回弹已经发生在单个平面中，使得最终下模72的二维枢转将实现适 应回弹所要求的补偿。然而，将应理解，本发明可以用于回弹可以发生 在三维中的更复杂形状的部件。因此，在三维回弹的情况下，由枢转螺 栓88和100在此提供的简单枢转点将由更复杂的球窝接合枢转机构代 替，所述球窝接合枢转机构能够使第二上模和下^^莫相对于第一上模和下 模进行三维调节。虽然附图中所示的示例中进行液压成形的管状部件总体上是L形状，但应理解，本发明的设备可以用于任何形状的管状部件，在所 述任何形状的管状部件中液压成形的管的回弹将使模具表面的修整和 再加工成为必要以便得到需要的最终部件。
权利要求
1.一种用于形成一段管的液压成形设备，其包括具有上台板和下台板的压力机；用于形成所述管的第一纵向部分的第一模组，其包括附装至所述上台板的第一上模和附装至所述下台板的第一下模，所述第一模组限定用于接收所述管的所述第一纵向部分的第一腔体部分；用于形成所述管的第二纵向部分的第二模组，其包括可调节地附装至所述上台板的第二上模和可调节地附装至所述下台板的第二下模，所述第二模组限定用于接收所述管的所述第二纵向部分的第二腔体部分；第一枢转件，其在所述第一上模和所述第二上模之间起作用，以便使所述第二上模能够相对于所述第一上模在所述上台板上可枢转地调节；第二枢转件，其在所述第一下模和所述第二下模之间起作用，以便使所述第二下模能够相对于所述第一下模在所述下台板上可枢转地调节；以及具有上模插入件和下模插入件的模具插入件，所述上模插入件和所述下模插入件相对地限定将所述上模组和所述下模组的所述第一和第二腔体部分连接在一起的上插入腔体和下插入腔体，所述模具插入件按照需要被去除并用替代的模具插入件替换，以适应所述第一模组和所述第二模组之间的枢转调节。
2. 根据权利要求1所述的液压成形设备，还包括所述笫一和第 二上模每个都具有插入接收套，所述插入接收套与所述第一枢转件相邻 并且使上模插入件可去除地安装在其中；以及所述第一和第二下模每个 都具有插入接收套，所述插入接收套与所述第二枢转件相邻并且使所述 模具插入件的所述下模插入件可去除地安装在其中。
3. 根据权利要求1所述的液压成形设备，还包括安装在所述第二 下模上的管密封单元，用于密封所述第一和第二腔体部分中捕获的管的 端部，以便在第二下模绕所述第二枢转件枢转调节时所述密封单元将会 与所述第二下模一起行进，从而保持与所述第二腔体部分对准。
4. 根据权利要求1所述的液压成形设备，还包括所述第二上模通 过螺栓和槽缝连接而附装至所述上台板，通过所述螺栓和槽缝连接，松 开所述螺栓将允许所述第二上^t绕所述第一枢转件枢转。
5. 根据权利要求1所迷的液压成形设备，还包括所述第二下模通 过螺栓和槽缝连接而附装至所述下台板，通过所述螺栓和槽缝连接，松 开所述螺栓将允许所述第二下模绕所述第二枢转件枢转。
6. 根据权利要求1所述的液压成形设备，还包括所述第一和第 二上模每个都具有插入接收套，所述插入接收套与所述第一枢转件相邻 并且使上模插入件可去除地安装在其中；以及所述第一和笫二下模每个 都具有插入接收套，所述插入接收套与所述第二枢转件相邻并且使所述 模具插入件的所述下模插入件可去除地安装在其中；以及安装在所述第二下^t上的管密封单元，用于密封所述第一和第二腔 体部分中捕获的管的端部，以便在第二下模绕所述第二枢转件枢转调节 时所述密封单元将会与所述第二下模一起行进，从而保持与所述第二腔 体部分对准。
7. 根据权利要求6所述的液压成形设备，还包括所述第二上模 通过螺栓和槽缝连接而附装至所述上台板，通过所述螺栓和槽缝连接， 松开所述螺栓将允许所述第二上模绕所述第一枢转件枢转；以及所述第 二下模通过螺栓和槽缝连接而附装至所述下台板，通过所述螺栓和槽缝 连接，松开所述螺栓将允许所述第二下模绕所述第二枢转件枢转。
8. —种用于形成一段管的液压成形设备，其包括 具有上台板和下台板的压力机；第一下模和第二下模以及下模插入件，所述第一下模和第二下模每 个都具有腔体部分，所述下模插入件可去除地安装在所述第一下模和所 述第二下模上且具有连接所述第一下模和所述第二下模的所述腔体部分的腔体；第一上模和第二上模以及上模插入件，所述第一上模和第二上模每个都具有覆盖在所述第一下模和第二下模的所述腔体部分的上方且与 其协同操作的腔体部分，所迷上模插入件可去除地安装在所述第一上模和所述第二上模上且具有连接所述第一上模和所述第二上模的所述腔 体部分的腔体；第一枢转件以及第二枢转件，所述第一枢转件在所述第一上模和所 述第二上模之间起作用，以便当所述上模插入件被去除以由替换上模插 入件替换时所述第二上模能够相对于所述第一上模在所述上台板上可 枢转地调节，，所述以及第二枢转件在所述第一下模和所述第二下模之间起作用，以便当所述下模插入件被去除以由替换下模插入件替换时所 述第二下模能够相对于所述第一下模在所述下台板上可枢转地调节。
9. 根据权利要求8所述的液压成形设备，还包括安装在所述第二 下^t上的管密封单元，用于密封所述第一和第二腔体部分中捕获的管的 端部，以便在所述第二下模绕所述第二枢转件枢转调节时所述密封单元 将会与所述第二下模一起行进，从而保持与所述第二腔体部分对准。
10. 根据权利要求8所述的液压成形设备，还包括所述第二上模 通过螺栓和槽缝连接而附装至所述上台板，通过所述螺栓和槽缝连接， 松开所述螺栓将允许所述第二上模绕所述第一枢转件枢转；以及所述第 二下模通过螺栓和槽缝连接而附装至所述下台板，通过所述螺栓和槽缝 连接，松开所述螺栓将允许所述第二下模绕所述第二枢转件枢转。
11. 根据权利要求8所述的液压成形设备，还包括所述第二上模 通过螺栓和槽缝连接而附装至所述上台板，通过所述螺栓和槽缝连接， 松开所述螺栓将允许所述第二上模绕所述第一枢转件枢转，以及所述第 二下模通过螺栓和槽缝连接而附装至所述下台板，通过所述螺栓和槽缝 连接，松开所述螺栓将允许所述第二下模绕所述第二枢转件枢转；和安装在所述第二下模上的管密封单元，用于密封所述第一和第二腔 体部分中捕获的管的端部，以便在第二下模绕所述第二枢转件枢转调节 时所述密封单元将会与所述第二下模一起行进，从而保持与所述第二腔 体部分对准。
12. —种用于形成一段管的液压成形设备，其包括 具有上台板和下台板的压力机；第一下模和第二下模以及下模插入件，所述第一下模和第二下模每 个都具有腔体部分，所述下模插入件可去除地安装在所述第一下模上设 置的套的内部和所述第二下模上设置的套的内部，所述上模插入件具有 连接所述第一下模和所述第二下模的所述腔体部分的腔体；第一上模和第二上模以及上模插入件，所述第一上模和第二上模每个都具有覆盖在所述第一下模和第二下模的所述腔体部分的上方且与 其协同操作的腔体部分，所述上模插入件可去除地安装在所述第一上模和所述第二上模上设置的套的内部，所述上模具有连接所述第一上模和 所述第二上模的所述腔体部分的腔体；第一枢转件以及第二枢转件，所述第一枢转件在所述第一上模和所述第二上^t之间起作用，以便当所述上^t插入件从所述套去除以由替换 上模插入件替换时所述第二上模能够相对于所述第一上模在所述上台 板上可枢转地调节，所述第二枢转件在所述第一下模和所述第二下模之 间起作用，以便当所述下模插入件从所述套去除以由替换下模插入件替 换时所述第二下模能够相对于所述第一下模在所述下台板上可枢转地 调节，所述替换上模插入件具有形状设计成在所述第二上模的所述可枢 转地调节的位置处连接所述第一上模和所述第二上模的腔体部分的腔体，并且所述替换下^t插入件具有形状设计成在所述第二下;^莫的所述可 枢转地调节的位置处连接所述第一下模和所述第二下模的腔体部分的腔体。
13. 根据权利要求12所述的液压成形设备，还包括所述第二上 模通过螺栓和槽缝连接而附装至所述上台板，通过所述螺栓和槽缝连 接，松开所述螺栓将允许所述第二上模绕所述第一枢转件枢转，以及所 述第二下模通过螺栓和槽缝连接而附装至所述下台板，通过所述螺栓和槽缝连接，松开所述螺栓将允许所述第二下模绕所述第二枢转件枢转。
14. 根据权利要求12所述的液压成形设备，还包括安装在所述 第二下模上的管密封单元，用于密封所述第一和第二腔体部分中捕获的 管的端部，以便在第二下模绕所述第二枢转件枢转调节时所述密封单元 将会与所述第二下模一起行进，从而保持与所述第二腔体部分对准。
15. 根据权利要求14所述的液压成形设备，还包括所述第二上模通过螺栓和槽缝连接而附装至所述上台板，通过所述 螺栓和槽缝连接，松开所述螺栓将允许所述第二上模绕所述第一枢转件 枢转；以及，所述第二下模通过螺栓和槽缝连接而附装至所述下台板， 通过所述螺栓和槽缝连接，松开所述螺栓将允许所述第二下模绕所述第 二枢转件枢转。
全文摘要
本发明公开了可对回弹修正进行调节的液压成形模具，具体而言涉及一种用于形成一段管的液压成形设备。液压成形压力机包括上台板和下台板。第一模组设置成用于形成管的第一纵向部分和与所述第一模组相邻设置的第二模组，所述第二模组形成管的第二纵向部分。第一枢转件在第一和第二上模之间起作用，以便使第二上模相对于第一上模在上台板上能够可枢转地调节。第二枢转件在第一和第二下模之间起作用，以便使第二下模相对于第一下模在下台板上能够可枢转地调节。设置具有上模插入件和下模插入件的模具插入件，所述上模插入件和下模插入件限定将上模组和下模组的第一和第二腔体部分连接在一起的上和下插入腔体。该模具插入件按照需要可去除地安装，以适应第一和第二模组之间的枢转调节。
文档编号B21D37/10GK101559459SQ20091013317
公开日2009年10月21日 申请日期2009年4月15日 优先权日2008年4月15日
发明者M·M·吉兰, M·P·多诺赫, T·A·肯特, W·纪 申请人:通用汽车环球科技运作公司