专利名称：深冲压方法
技术领域：
本发明涉及一种对特别的硬金属材料如镁材料进行深冲压的方法。
迄今为止，已经有许多种塑料制品，因此，产生或抛弃了大量的塑料垃圾或废物。塑料垃圾与可燃垃圾一起焚化，从而导致了产生空气污染的严重问题和其它环境问题。而且，即使对塑料制品进行回收和重新利用，该塑料制品也有这样的缺点，即，当回收它们以制造新的产品时，对它们进行回收所需的费用高，无利可图，因此，塑料制品的回收率极低。
现在提倡用镁材料作为塑料材料的替代品或者替换材料，并提出了镁材料的铸造方法。但是，镁材料的铸造产品在产品形状上受到一些限制。另外，当通过冲压加工而进行深冲压时，产品可能产生裂纹，因此很难进行成功的冲压加工。
还曾试图通过采用由合适的电加热器等等加热至大约250℃的冲压加工模来克服上述问题。但是，其缺点是，当进行冲压加工操作时，必须每次都对模具进行加热，因此使加工效率产生严重缺陷。而且，当重复进行冲压加工时，镁板会越来越硬，变得很难进行深冲压，而且，还有会在所形成的产品表面产生裂纹和缝隙的严重问题。
本发明的一个目的是提供一种适于镁板的深冲压的新方法。
本发明的另一目的是提供一种用于镁板的深冲压的新方法，该镁板是用于构件的金属中最轻的，并有良好的回收特性、环境适应性和节能性。
根据本发明的一个方面，提供了一种利用一种模具进行深冲压的方法，该模具包括有具有凸形成形表面的阳模和具有凹形成形表面的阴模，该方法包括以下步骤可垂直运动地设置一安装台，以便在该安装台上将镁板安装在阳模和阴模之间。
在镁板上放置多层树脂薄膜。
使得镁板的中心部分与阳模的凸形成形表面相接触，并且将阴模的凹形成形表面插入阴模的凸形成形表面中，从而完成深冲压成形。
在根据本发明的深冲压方法中，树脂薄膜层包括至少两层各有0.02mm厚的乙烯基薄膜。另外，镁板的厚度优选是大约1.5mm。
在本发明的深冲压方法中，通过基板向镁板施加压力，该基板可拆下地安装在阴模凹形表面的上表面上，而安装台的垂直运动由微调装置调节，例如由液压缸调节。
而且，在本发明的深冲压方法中，阴模有四个阴模元件，该阴模元件有L形截面并安装在基板的底表面上，四个阴模元件各有一个在其各内角表面上侧的并用于成形(即二次模制)的凹形成形表面和一个用于模制的并在凹形成形表面底侧连续延伸的向外扩展的导引表面。
另外，在本发明中，阴模有四个具有L型截面的阴模元件，各内角表面具有一个凹形成形表面。各阴模元件可径向移动地装在基板底面上，而弹性装置装于其中，因此，各阴模元件能够在预定范围内径向移动。而且，位于相邻阴模元件之间的各支承件安装在基板的底面上，以便限制阴模元件的返回位置，该阴模元件通过弹性装置的弹簧力而返回其初始位置，该弹性装置的弹簧力用于压迫被阳模元件沿径向推开的阴模元件。
收缩限制板既可以装在阳模上，也可以装在阴模上。
在上述本发明中，在由阴模进行阴模的成形(即二次模制)加工之前，通过在阴模底侧的用于模制的向外扩展的凹形导引表面而进行预冲压或模制(即主成形)，并由用于二次成形目的的凹形成形表面进行连续的精加工，这样，防止了一次施加过大的力或防止了过大的力集中到模件的弯曲表面。而且，在镁板和阴模导引表面(即阴模导引表面的凹形导引表面和凹形成形表面)之间布置有两层或三层各有0.02mm厚的乙烯基薄膜，因此，不会在模(或模具)和镁板之间产生收缩或皱缩，很容易生成光滑的弯折结构。而且，本发明的成形方法包括以下步骤在阳模和阴模之间放置一收缩限制板，该收缩限制板有能让阳模插入的开口，在收缩限制板底部放置一悬臂板，该悬臂板可在阴模内垂直运动，这样，悬臂板的上表面处于阴模的相同平面内，提供有连接杆，从而使悬臂板位于连接杆的顶端，提供有支承基座，用于安装连接杆的底端，提供有弹性支承件，以便支承该支承基座，以及将阳模插入阴模中，同时镁板的周端被收缩限制板夹持。该收缩限制板可以装在阳模上，也可以装在阴模上。
另外，在本发明的成形方法中，收缩限制板可垂直运动地安装在用于阳模的基板上，一弹簧装置能向下偏压该收缩限制板。如果需要，该阴模可以通过固定件而固定在其上表面。
另外，本发明的成形方法包括倾斜的倒角线，其在平面图上位于矩形模具的各拐角处；交叉点c、f，其在倒角线相对端的两侧部分处和模具拐角两侧面处；以及相对于弧b1、b2的交叉点g、h、i和j，弧b1、b2与由倒角线中间的平表面部分k和上述交叉点c、f的两侧面形成的内角相切，这样，五个点g、h、k、I、j通过一连续的弯曲表面而连接在一起，从而形成用于阳模和阴模的模具。
在上述方法中，在拐角处或弯曲表面部分处有几个接触部分，也就是有五个力的集中点，从而将力的集中点分散或散开到五个交叉点处，这样，集中的力被分散。因此，由于冲压加工而产生的力的集中就散布到五个点或更多点上，从而能有效防止在弯曲部分产生收缩或裂纹。
附图的简要说明
图1是表示用于本发明第一实施例的深冲压方法的阳模和安装台的示意图。
图2是作为第一模具的阳模的正视图。
图3是作为第二模具的阴模的正视图。
图4是阴模的仰视图。
图5是从底部看时阴模的示意图。
图6是用于本发明第二实施例的深冲压方法的阳模和收缩限制板的正视图。
图7是阴模的剖视图，镁板放置在该阴模上。
图8是用于进行本发明的深冲压方法的阳模和阴模的剖视图。
图9是本发明第二实施例的第二阳模的正视图。
图10是本发明第二实施例的第二阴模的剖视图。
图11是第二阳模和第二阴模的示意图，其表示正在进行本发明的深冲压的状态。
图12是通过成形加工而生产的产品的透视图，并给出了镁板的弯曲表面上的三个应力集中点。
图13是图12中所示的拐角部分的放大示意图。
图14是通过冲压加工而生产的产品的透视图，并给出了镁板的拐角部分处的五个应力集中点。
图15是表示图14所示的产品拐角处的五个点的示意图。
图16是从底部看时阳模的仰视图，该阳模的拐角处有五个交叉点。
图17是阴模的平面图，该阴模在产品的拐角处有五个交叉点。
下面将参考附图介绍本发明的第一实施例，其中，图1示出了阳模1、所要成形的可垂直运动的板即镁板5以及安装台3之间的关系，该安装台在其中心部分有一个基本为矩形的开口部分4，以便使阳模1的凸面部分12插入其中，下面将对其进行说明。
在安装台3上，将镁板5放置成使其覆盖住安装台3的开口部分4，在镁板5顶部以重叠的关系叠放或放置多层、优选是两或三层树脂薄膜6，例如苯乙烯、乙烯基等的薄膜，各树脂薄膜的厚度大约0.02mm。通过提供上述两层或三层树脂薄膜，各树脂薄膜能够彼此相对地自由移动或滑动，因此，能够防止位于阴模2和阳模1的凸出部分12之间的镁板皱缩或收缩，从而形成理想的精加工表面。
在布置于阳模1下面的阳模基座11的上表面上设有合适形状的凸出部分(即凸形成形表面)12，这样，该凸出部分12对着下面将介绍的阴模2。由液压缸等构成的微调装置7、7安装在阳模基座11和安装台3的两侧，因此可以调节安装台3的垂直运动。
如图2所示，阳模1的凸出部分12具有平的顶表面15、垂直的侧表面16和位于两表面15和16之间并使两表面15和16相连的弧形表面17，通过切去一个毗邻垂直侧表面16的端头部分，使得弧形表面17形成不完全的弧形形状。
再参考表示了阴模2的图3和图4，在基板21底面拐角处有四个阴模元件21，该基板21基本成与阳模1类似的矩形形状，阴模元件21a具有L形的横截面。在阴模元件21a的内角表面的上侧，在各弓形表面上有一凹形表面部分(凹形成形表面)22，以便精加工或二次加工，因此，该凹形表面部分垂直延伸一预定的距离“n”。优选是，它延伸到阴模元件21a的中部。
在阴模元件21a的内角表面底侧(即最下面部分)，向外扩展延伸的弧形表面用于向下成扇形延伸的凹形导引部分23，以便预加工或主加工。换句话说，该阴模元件21a上部的凹形表面部分22用于精加工或二次加工，底侧向外扩展的凹形导引部分23用于主加工。
在表示本发明第二实施例的阴模30的图5中，阴模30适于从基板31底面中心处径向移动，换句话说，阴模30包括四个这样的阴模元件30a，各阴模元件装在基板31的底面上，并在其内角表面处有凹形成形表面22a，这样，各阴模元件30a彼此相对，并能在预定范围内径向移动。
在阴模元件30a中，装有弹性装置33如弹簧、橡胶等，支承件37、37装在基板31的底面上并位于各阴模元件30a之间，以便限制各阴模元件的位置，因此，各阴模元件能够返回其初始位置。
弹性装置33的一端与各阴模元件30a接合，另一端与一个支承件35的内部接合，该支承件成L形，并位于阴模元件外部且装在基板31底面上。弹性装置33被推向阳模1的凸形表面部分12，并沿径向缩回，如图5箭头所示，这样，弹性装置被压缩，从而产生用于复原的弹簧偏压力。
因此，当推力消除时，换句话说，当阴模30的凹形成形表面22a从阴模1的凸形表面部分12脱开时，阴模元件30a返回初始位置。这时，支承件37、37起到限制阴模元件30a而使其径向向内或朝中心移动的作用，并使得阴模元件30a停在同一位置。
在上述本发明实施例中，阴模2或30位于阳模1的上部，镁板5布置于阳模1的凸形表面部分12和阴模的凹形表面部分22之间。在镁板5的上表面，将多层(优选是两层或三层)厚度约为0.02mm的树脂薄膜6如乙烯基薄膜等重叠布置，这样，各个叠置的薄膜6能够自由移动并与相邻薄膜6分离，因此，可以防止模具和镁板之间产生皱缩或收缩，从而获得理想的最终产品。
用于在上面放置镁板5的安装台3可垂直运动地布置在阳模1的凸形表面部分12上，具有液压缸等的微调装置7、7在安装台3的两端。这时，如图3所示的阴模的凹形表面部分22位于安装台3上并对着该凸形表面部分12，这样，将阴模的基板21向下压，以便开始冲压加工操作。
凸形表面部分12穿过安装台3中心的开口4而伸出，直到其通过树脂薄膜6接触到镁板5的底面。阴模2的另一凸出部分或底部借助于具有上述凹形表面部分22的阴模2而压镁板5的周围部分，从而完成预定的深冲压成形。
需要注意的是，凸形表面部分12一开始并不是直接压靠凹形表面部分22，而是首先通过凹形导引部分23进行主要的预深冲压，该凹形导引部分23布置于阴模元件21a内角表面上的凹形表面部分22底部。这时，在凸形表面部分12和凹形导引部分23之间有小的间隙。下一步，通过凹形表面部分22进行二次加工或精加工，该凹形表面部分22连续布置于直径逐渐减小的凹形导引部分23的上部。
在上面这一步时，如果凹形表面部分22和镁板5彼此直接接触，则在镁板5表面上可能产生划伤和裂纹，并且镁板表面可能受到过大的力，因此，很难在产品的弯曲表面上进行理想的精加工。不过，在本发明的上述实施例中提供有树脂薄膜6，该树脂薄膜6在凹形导引表面23、凹形表面部分22和镁板5之间提供理想的滑移作用。这样，在镁板5的弯曲表面上不会局部地施加有多余的力和不合理的力。因此，镁板5的表面不会产生皱缩，并能有效地防止裂纹或缝隙的产生。这样，就可以对冲压产品的表面进行理想的精加工，而且没有裂纹或划伤。
下面将介绍第二阴模30的操作。当将图5所示的阴模30置于图1所示阳模上部的安装台3上时，即，当阳模1插入位于四个阴模元件30a中心处的阴模C中时，通过构成阴模C的四个阴模元件30a，在所要加工的镁板的周围部分进行深冲压。
阴模元件30a以箭头所示方向的缩回减小了深冲压部分的拐角处的集中负载或载荷，从而能实现深冲压部分的平稳加工。这时，因为两层或三层树脂薄膜6如乙烯基膜布置于镁板5和凹形成形表面之间，因此，在镁板5和阴模30之间能获得理想的滑移作用。
下面将参考图6介绍本发明的第三实施例，其中，矩形的阳模40面朝下安装在矩形板41底面的中心部分上，该矩形板41的尺寸大于阳模40。板41在其四角处有垂向延伸的插入孔，支承件43可垂直运动地插入该插入孔42中。尺寸大于阳模40的收缩限制板44在其四角处固定在支承件43的底端，弹簧45安装在收缩限制板44和板41之间的支承件43上。收缩限制板44在其中心处有一开口46，以便通过该开口而插入阳模40。
参考图7，在各支承件43的底端，与阳模40配对的阴模50在其中心部分有一阴模部分51，该阴模部分51置于配重板53的上中心部分上。该配重板53装在(基本同样大小的)基座55的顶部上，并且在基座55中有空间部分54。多个弹性支承件56、56以直立的形式布置于该空间部分54中，这些弹性支承件56、56的上端装在支承基座57上，多个连接杆58、58装在支承基座57的上表面上并穿过导引孔59、59延伸，以便与悬臂板60的底面相配合，该悬臂板60可垂直运动地布置在阴模元件51内。通常，支承基座57由于弹性支承件56的弹力而向上提升，将装在连接杆58上端的悬臂板60设置成这样，即，悬臂板60的上表面与阴模50的上表面处于同一平面内。
如果需要，图6所示收缩限制板44能够与前述板41分开，以便通过固定装置62如螺栓等而将其装在阴模50的上表面，如图10所示。换句话说，镁板5的周围部分被收缩限制板44夹持住，如图8和图10所示，同时，收缩限制板44的周围部分通过固定装置62而安装在阴模50的上表面上并由该上表面支承，将阳模40插入阴模50的阴模部分51中，从而进行冲压加工，如图8和11所示。
这时，镁板5的底面与悬臂板60接触，因此，当冲压加工结束后将阳模40向上提升时，由于弹性支承件56的弹力，冲压产品5a同时向上提升，因此，将产品5a从阴模50中卸下。尽管图8和11中没有显示树脂薄膜5，但是应当知道，还可提供有合适数目的树脂薄膜，例如两至三层薄膜。
在通过已知的冲压加工而进行的普通深冲压成形方法中，如图12和13所示，力集中在少数几个位置，例如在这样的三个位置，即，在内切拐角部分A的弧B与延伸到直角拐角部分A的侧向平表面E、F之间的两个交叉点G、H和交叉点G和H之间的圆周表面部分D。这导致了裂纹的产生，尤其是当材料较硬或较有刚性时。因此，已经证实，在大批量生产时，因为生产率大幅度下降，使得冲压加工非常困难。因此很难使弧形B更靠近拐角A。
考虑到普通方法的前述困难，本发明提供了一种倒角线s，该倒角线s相对于形成直角拐角a的成直角的或相互垂直的侧边线e和f而倾斜，在倒角线s和侧边线e和f之间有交叉点c和d。而且，倒角线和侧边线之间的内角由两段弧b1和b2连接，如图15所示。另外，在两个侧边线e、f与弧形b1、b2之间形成有交叉点g、h和交叉点I、j，另外，在弧形b1和b2之间的倒角线s和交叉点h、I之间形成有平面部分k。
如上所述，形成有比普通技术中的三个点更多的拐角部分a如五个点g、h、k、I和j，从而将力分散到五个点。这样，因为分散力的点有五个，因此施加到各点的力被散开，因此可以形成理想的弯曲表面而不会在硬材料如镁板5的弯曲表面上产生裂纹和缝隙。
弧b1和b2与由侧边表面部分e、f和倒角线s组合形成的内角相切，该弧b1和b2的弯曲表面R的曲率半径是这样确定的，即，角e-c-d和角f-d-c形成光滑的弯曲表面，弧b1和b2的半径r根据由冲压加工所制成的产品确定。
在如图16所示的阳模40的拐角表面上和阴模50内表面部分的阴模元件的拐角部分上，平表面部分与前述平表面k一致，这样，接触部分的数目由三个增加到五个。因此，力的集中被散布到五个点上，从而防止力的局部集中，从而可防止在弯曲表面部分上产生裂纹或缝隙。这样形成的阳模如图16所示，其中拐角部分有五个，以便将力分散到这五个点，与此类似，为了同样目的，阴模如图17所示。
尽管本发明是参考以镁板作为模制材料的实施例进行说明的，但应当知道，本发明也可以用于其它难于成形的硬金属。而且，本发明也可用于普通公知的软金属的标准冲压加工，以便形成理想的形状。
本发明的模制方法有这样的优点它不仅能用于普通的冲压加工，而且能用于硬金属如镁板的深冲压成形且不使用大型设备。
权利要求
1.一种利用一模具进行深冲压的方法，该模具包括有一个具有凸形成形表面的阳模和一个具有凹形成形表面的阴模，该方法包括以下步骤可垂直运动地设置一安装台，以便在该安装台上将镁板安装在阳模和阴模之间，在镁板上放置多层树脂薄膜，使得镁板的中心部分与阳模的凸形成形表面接触，并且将阴模的凹形成形表面插入阴模的凸形成形表面中，从而完成深冲压成形。
2.根据权利要求1所述的深冲压成形方法，其特征在于，树脂薄膜层包括至少两层各有0.02mm厚的乙烯基薄膜。
3.根据权利要求1所述的深冲压成形方法，其特征在于，通过基板向镁板施加压力，该基板可拆下地安装在阴模的凹形成形表面的上表面上，而安装台的垂直运动由微调装置调节，例如由液压缸调节。
4.根据权利要求1所述的深冲压成形方法，其特征在于，阴模有四个阴模元件，该阴模元件有L形截面，并安装在基板的底表面上，四个阴模元件各有在其各内角表面上侧的并用于成形的凹形成形表面和用于模制的并在凹形成形表面的底侧连续延伸的向外扩展的导引表面。
5.根据权利要求1所述的深冲压成形方法，其特征在于，阴模有四个具有L型截面的阴模元件，各内角表面具有凹形成形表面，各阴模元件可径向移动地装在基板底面上，而弹性装置装于其中，因此，各阴模元件能够在预定范围内径向移动，而且，位于相邻阴模元件之间的各支承件安装在基板的底面上，以便限制阴模元件的返回位置，该阴模元件通过弹性装置的弹簧力而返回初始位置，该弹性装置的弹簧力用于压迫被阳模元件沿径向推开的阴模元件。
6.一种深冲压成形方法，包括以下步骤在阳模和阴模之间放置一收缩限制板，该收缩限制板有能让阳模插入的开口，在收缩限制板底部放置一悬臂板，该悬臂板可在阴模内垂直运动，这样，悬臂板的上表面处于阴模的相同平面上，提供有连接杆，这样，将悬臂板布置于连接杆的顶端，提供有支承基座，以便固定连接杆的底端，提供有弹性支承件，以便支承该支承基座，以及将阳模插入阴模中，同时镁板的周端部分由收缩限制板支承。
7.根据权利要求6所述的深冲压成形方法，其特征在于，收缩限制板可垂直运动地安装在用于阳模的基板上，并提供有弹簧装置，以便能向下偏压该收缩限制板。
8.根据权利要求6所述的深冲压成形方法，其特征在于，该阴模可以通过固定件而安装在其上表面上。
9.根据权利要求6所述的深冲压成形方法，其特征在于，该成形方法包括倾斜的倒角线，其在平面图上位于矩形模具的各拐角处；交叉点c、f，其在倒角线相对端的两侧部分和模具拐角两侧面处；以及相对于弧b1、b2的交叉点g、h、i和j，弧b1、b2与由倒角线中间的平表面部分k和上述交叉点c、f的两侧面所形成的内角相切，这样，上述五个点g、h、k、I、j通过一连续的弯曲表面而连接在一起，从而形成用于阳模和阴模的模具。
10.根据权利要求9所述的深冲压成形方法，其特征在于，在拐角处或弯曲表面部分处有五个力的集中点，从而将力的集中点分散或散开到五个交叉点处，这样，可将集中的力分散，因此，由于冲压加工而产生的力的集中就散布到五个点或更多点上，从而能有效防止在弯曲部分上产生收缩或裂纹。
全文摘要
本发明提供了一种镁材料的深冲压方法,该镁材料具有很好的环境适应性和节能性。本发明的深冲压方法利用了包括有具有凸形表面12的阳模1和具有凹形表面22的阴模2的模具。在本发明的方法中,安装台3可设置在阳模和阴模之间,以便安装镁板5,在镁板上放置多层树脂薄膜6。而且,使镁板5的中心部分与阳模的凸形表面12接触,并且将阴模的凹形表面22插入阳模的凸形表面中,从而完成深冲压成形。
文档编号B21D22/00GK1350892SQ0013197
公开日2002年5月29日 申请日期2000年10月30日 优先权日2000年10月30日
发明者高松勉 申请人:高松勉