一种金属件的成型工艺的制作方法

本发明属于金属加工技术领域，具体地，涉及一种金属件的成型工艺。

背景技术：

冷冲压是金属塑性成形的基本方法之一，该工艺主要用于加工板料零件。由于冷冲压工艺自身的特点，其制成的部件通常具有均匀的厚度。如果需要改变部件的局部厚度，则通常会先采用厚度较厚的板料，通过局部压薄的方式实现成品部件局部厚度不同的要求。但是，这种压薄的加工工艺存在一些缺陷，例如：1、减薄的部分相对于厚度较厚的部分的连接处容易产生c角，造成部件的外形、尺寸难以达到要求；2、通过压薄的方式挤压板料容易造成材料在其它部分堆积，造成外观不良；3、由于压薄所需的作用力较大，对模具的刚性要求较高，且模具自身容易损坏；4、如果板料的材质本身硬度较高，则无法使用压薄的方式实现改变部件局部料厚的目的。

因此，有必要对压薄工艺进行改进，或者提供一种新的加工工艺，能够使部件产生局部厚度变化。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种金属件加工方式的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种金属件的成型工艺，包括：

提供金属基材，所述金属基材具有基底；

对所述金属基材进行拉伸加工，在所述基底上形成伸出的拉伸侧壁；

对所述拉伸侧壁至少进行两次回堆挤压加工，所述回堆挤压加工被配置为沿着垂直于所述拉伸侧壁的方向，将所述拉伸侧壁挤压至所述基底上，使所述拉伸侧壁以及与拉伸侧壁直接连接的部分与所述基底组合构成堆叠部，所述堆叠部的总厚度大于所述基底的厚度。

可选地，所述拉伸加工被配置为沿垂直于所述基底的表面的方向对所述金属基材进行拉伸，所述拉伸侧壁垂直于所述基底的表面。

可选地，在进行回堆挤压加工之前先对金属基材进行限位固定。

可选地，在进行回堆挤压加工之后，对所述堆叠部进行整形加工，所述整形加工对所述堆叠部的整体表面施加挤压和/或切削加工。

可选地，采用套筒冲压组件执行所述回堆挤压加工，套筒冲压组件包括定位基座、内压杆和外压套，所述定位基座被配置为用于承载金属基材，所述内压杆被配置为用于将所述基底压合固定在所述定位基座上，所述外压套被配置为用于对拉伸侧壁进行回堆挤压加工。

可选地，所述基底位于所述金属基材的中心区，所述拉伸侧壁位于所述金属基材的边缘，所述拉伸加工还包括，在所述基底上拉伸形成凸包结构。

可选地，所述金属件成型工艺依次进行四次回堆挤压加工。

可选地，在进行所述回堆挤压加工时，在所述拉伸侧壁的侧面设置限位结构，所述限位结构被配置为用于限制所述拉伸侧壁被挤压后堆积形成的结构的宽度。

可选地，所述堆叠部的总厚度与所述基底的厚度的比值范围为1.5-2.5。

可选地，所述堆叠部的宽度与所述拉伸侧壁的厚度的比值范围为2-6。

本发明的一个技术效果在于，通过回堆挤压的方式将金属基材上的结构形成堆叠结构，从而在金属件上形成局部的厚度变化。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明提供的成型工艺中金属基材的原始状态侧面剖视示意图；

图2是本发明提供的成型工艺中金属基材在回堆挤压加工过程中的侧面剖视示意图；

图3是本发明提供的成型工艺中金属基材在回堆挤压加工过程中的侧面剖视示意图；

图4是本发明提供的成型工艺中金属基材在回堆挤压加工过程中的侧面剖视示意图；

图5是本发明提供的成型工艺中金属基材在回堆挤压加工过程中的侧面剖视示意图；

图6是经过本发明提供的成型工艺制成的金属件的轴侧局部剖视图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供了一种金属件成型工艺，该成型工艺采用冲压模具等装置，通过多次回堆挤压加工步骤，将金属基材上凸起的部分压合在金属基材的基底上，从而通过堆叠的方式实现厚度增厚，使得加工成型的金属件的局部厚度不一。

首先，提供金属基材，该金属基材可以是板材、承载与料带上的片材等，本发明不对此进行严格限制，所述金属基材通常具有均一的厚度。所述金属基材只要便于进行拉伸加工和冲压加工即可。所述金属基材具有基底，所述基底是金属基材的一部分结构。

之后，对所述金属基材进行拉伸加工，从所述基底上向外拉伸形成拉伸侧壁。该拉伸侧壁从所述基底上向外延伸出来，其可以使相对于基底的表面呈直角，也可以相对于基底的表面呈其它角度，本发明不对此进行限制。如图1所示，经过拉伸加工，基底11部分以及拉伸侧壁12部分具有相同的厚度。

进一步地，对所述拉伸侧壁进行至少两次回堆挤压加工。所述回堆挤压加工沿着垂直于所述拉伸侧壁延伸的方向，将拉伸侧壁向靠近基底的方向挤压。如图1-5所示，经过至少两次回堆挤压加工，所述拉伸侧壁12的高度逐渐被压低，厚度、宽度增大，直至整个拉伸侧壁12被压扁在基底11上。压扁的拉伸侧壁12与其下方的所述基底11组合构成了堆叠部13，所述堆叠部13的总厚度大于所述基底11原本的厚度。如图5、6所示，所述位于金属件中心部分的基底11的厚度，小于位于边缘的堆叠部13的厚度。

通过本发明提供的成型工艺，避免了采用压薄的冲压加工手段。回堆挤压加工是分步进行的，在如图1-5所示的实施方式中，回堆挤压加工包括四次加工过程，逐渐将所述拉伸侧壁12压扁，图1所示为金属基材1的原始状态，图2-5所示为经过依次回堆挤压加工后的金属基材1的状态。所以，回堆挤压加工对加工设备的损伤较小，不易造成设备损坏。而且，可以对自身刚性较强的材料进行加工以形成厚度存在局部变化的金属件。通过本发明提供的成型工艺，无需采用压薄的方式实现金属件的局部厚度变化，而且提高了加工可靠性。

例如，可以采用sus不锈钢等刚性较强的材料制成金属基材，并通过本发明提供的成型工艺实现金属件上的局部厚度变化。本发明提供的成型工艺的加工方式不同于传统工艺，不再采用压薄的形式进行加工。因此，能够通过模具有效避免c角、外观不良等问题。

可选地，所述拉伸加工被配置为沿着垂直于所述基底11的表面的方向，对所述金属基材1进行拉伸加工，如图1所示，成型后的拉伸侧壁12垂直于所述基底11的表面。这种加工方式能够为后续的回堆挤压加工提供便利，使得拉伸侧壁在被挤压时更容易形成规则、平整的表面，降低形成所述堆叠部的成型难度。

优选地，在进行回堆挤压加工之前，先对金属基材进行限位固定。在回堆挤压加工过程中，即使挤压的方向垂直于所述基底，仍然可能出现金属基材发生挫动、移位的情况。为了提高加工的精确度和成品良率，优选在进行回堆挤压之前先将金属基材固定。

回堆挤压加工所形成的堆叠部有可能出现表面不平整、边角位置成型精度较低等情况。优选地，在完成回堆挤压加工后，还可以增加整形加工步骤。通过模具、切削刀具等工具，对所述堆叠部进行进一步地整形，以达到所要求的尺寸、形状标准。例如，所述在整形加工步骤中，也可以采用类似于执行回堆挤压加工动作的工站，该工站可以更准确的限定堆叠部的外形。

对于用于执行回堆挤压加工的工具，本发明提供了一种可选的实施方式。在这种实施方式中，采用包括定位基座、内压杆和外压套的冲压组件执行所述回堆挤压加工。所述定位基座用承载金属基材，其用于对金属基材提供定位固定以及承受挤压作用力的平台，金属基材在完成拉伸加工后可以放置在所述定位基座上。所述内压杆则用于压住金属基材的基底，通过压合方式将基底固定在基座上，防止金属基材挫动、移位。所述外压套则处在对应于所述拉伸侧壁的位置。在内压杆与定位基座完成固定定位之后，所述外压套能够对所述拉伸侧壁实施挤压，进而逐渐将拉伸侧壁向下压扁在所述基底上。

上述回堆挤压加工可以分多步执行，直至将拉伸侧壁压成所需的形状。不同阶段的回堆挤压加工可以由不同组冲压组件完成，并不一定只能用一套冲压组件执行。在每个阶段所述拉伸侧壁12的变形量和变形程度存在差异，例如图1-5所示，整个回堆挤压加工通过四次挤压步骤完成，则可以采用四组冲压组件分别执行每一步的挤压加工。

可选地，如图1、6所示，所述金属基材1可以成板状结构。基底11位于中心区域，拉伸侧壁12形成在所述基底11周围，位于金属基材的边缘处。上述拉伸加工还可以包括，在所述基底11的中心区域拉伸形成凸包结构。如图1所示，所述凸包结构位于基底11的中心，该凸包结构可以是根据实际产品的设计需要而形成，也可以是根据成型工艺的定位需要而形成，本发明不对此进行限制。

优选地，在进行所述回堆挤压加工时，在所述拉伸侧壁的侧面设置限位结构。所述限位结构被配置为用于限制所述拉伸侧壁在横向上的变形量。参考图1所示的金属基材1，所述限位结构应位于左侧的拉伸侧壁12的两侧，以及位于右侧的拉伸侧壁12的两侧。在所述拉伸侧壁12从图1所示的形状压至图2所示的形状时，拉伸侧壁12的厚度增加，也即拉伸侧壁12向左右两侧变宽，限位结构对拉伸侧壁12的厚度进行限制，拉伸侧壁12的侧表面与限位结构贴合。通过这种限制方式，使拉伸侧壁12在厚度方向上的尺寸达到本次回堆挤压加工的要求。进一步地，在拉伸侧壁12从图2所示的形状压至图3所示的形状时，需调节限位结构的宽度，或者更换新的限位结构。以此类推，在如图1-5所示的实施方式中，经过四次依次进行的回堆挤压加工，通过限位结构对拉伸侧壁12的厚度的限制，最终形成如图5、6所示的堆叠部13。

优选地，所述堆叠部的整体厚度与所述基底原本的厚度的比值范围为1.5-2.5。在上述优选的范围内，本发明提供的成型工艺加工的金属件具有更高的尺寸精度，并且金属基材本身不易发生损坏。如果上述比值小于1.5，则由于堆叠部所增加的厚度较少，不容易在堆叠部的宽度方向上对尺寸进行限制，容易造成堆叠部的宽度尺寸精度以及侧表面平整度降低。如果上述比值大于2.5，则由于堆叠部增加的厚度较大，需要经过更多次回堆挤压加工才能够形成预定尺寸的堆叠部，这种挤压方式一方面容易造成金属基材本身损坏，并且回堆挤压时容易造成堆叠部自身分层、结构性能下降。因此，堆叠部的整体厚度与基底的厚度的比值在1.5-2.5之间时，堆叠部的尺寸、外形精度更高，结构性能更好。在如图5所示的实施方式中，所述堆叠部13的厚度与基底11的厚度的比值为2。本发明并不限制堆叠部的总厚度与基底的厚度的比值必须符合上述范围，在其它实施方式中，也可以采用超出上述范围的比例，以满足结构、性能方面的需求。

优选地，所述堆叠部的宽度(即如图5所示的堆叠部13的左右宽度)与所述拉伸侧壁的原始厚度(即如图1所示的拉伸侧壁12的左右的厚度)的比值范围为2-6。如果上述比值过大，有可能造成拉伸侧壁自身的材料出现损坏，而且需要更多次回堆挤压加工才能够实现更大的比值。另一方面，如果上述比值过大，有可能造成堆叠部的宽度尺寸精度下降。而如果上述比值过小，有可能造成拉伸侧壁在高度方向的结构稳定性下降。因此，在堆叠部的宽度与拉伸侧壁的厚度的比值在2-6之间时，堆叠部的尺寸精度、结构稳定性最好。本发明并不限制所述堆叠部的宽度与拉伸侧壁的厚度的比值必须符合上述范围。在其它实施方式中，也可以采用超出上述范围的比例，以满足结构、性能方面的需求。

图6示出了一种成型后的金属件，该金属件成盖板状，其边缘为所述堆叠部13，中心部分为所述基底。所述基底11的料厚为0.15mm，所述堆叠部13的料厚为0.3mm，堆叠部13的宽度为0.4mm。

本发明的优选实施方式能够先对金属基材实现导正定位和压料，确保金属基材得到准确定位，之后再逐步进行回堆挤压的成型加工，保证的最终制成的金属件的尺寸和外形精度。

可选地，所述金属基材可以由料带承载，其连接在料带上。在进行拉伸加工之前，可以先通过端切、冲定位孔、粗切等工艺，在料带上形成所需的、具有预定形状的金属基材。之后，在执行拉伸加工、回堆挤压加工等工序。在完成上述整形加工之后，可以再执行精冲孔、精冲内腔等加工工序，最后完成落料，将成型得到的金属件从料带上取下。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属本发明的保护范围。本发明的范围由所附权利要求来限定。