一种板坯差温拉深成形用凹模、模具、装置以及拉深方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及金属加工技术领域，公开了一种板坯差温拉深成形用凹模、模具、装置以及拉深方法，所述凹模上设有用于向所述凹模的凹槽内通入冷却气体的进气通道、以及用于将所述冷却气体排出至所述凹槽外的排气通道；所述模具包括竖直方向依次设置的凸模、压边装置和凹模；所述装置包括压机和所述模具；所述拉深方法包括步骤1：将板坯压紧于压边装置和凹模之间；步骤2：在凹模的凹槽内拉深所述板坯。本发明专利技术提供的技术方案可提高板坯的极限变形程度、进而提高板坯的拉深性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属加工领域，具体地，涉及一种板坯差温拉深成形用凹模，进一步，本专利技术还涉及一种板坯差温拉深模具，一种板坯差温拉深装置以及一种板坯差温拉深成形方法。
技术介绍
对于以薄壁和大表面积为特征的板类零件，为了将其加工成壁薄且力学性能良好的预定形状零件，拉深成形是切实可行的方法。以将平面板坯拉深成大尺寸薄壁半球为例，开始时平面板坯有位于压边圈下的平面变形区，位于凸、凹模间隙内的自由表面区，以及与凸模顶部接触的塑性变形区；随凸模下行，板坯自由表面区逐渐减小，平面变形区为拉深变形，而塑性变形区为胀形。拉深件的质量主要取决于拉深件的材料成形性能、成形工艺和成形模具等关键要素，例如，对于低碳钢的板坯，由于其强度和硬度较低，在室温下即可拉深成形，但受限于板坯自身材料成形性能的限制，随着拉深深度的增加，板坯的变形能力会降低，因此，最大拉深深度有限；而对于硬铝合金的板坯来说，由于强度较高，室温塑性差，室温拉深成形非常困难。为了降低强度较高的板坯的变形抗力，以使强度较高的板坯在较小的拉深力作用下能顺利成形，可以考虑使用温度较高的等温拉深工艺，然而，由于温度越高的等温拉深工艺，板坯的屈强比和均匀变形能力越低，极易使已变形区的金属发生局部流动，导致拉裂，而仅靠整体提高板坯拉深温度无法进一步提高板坯的温热变形能力。因此，需要提供一种新的技术方案，以提高板坯的拉深性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种板坯差温拉深成形用凹模、模具、装置以及拉深方法，以提高板坯的极限变形程度，提高板坯的拉深性能。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术的第一方面提供一种板坯差温拉深成形用凹模，所述凹模上设有用于向所述凹模的凹槽内通入冷却气体的进气通道、以及用于将所述冷却气体排出至所述凹槽外的排气通道。优选地，所述进气通道的出气口在所述凹槽的侧壁上沿环周方向均匀分布。优选地，所述进气通道的出气口处的气流方向指向同一区域。优选地，所述排气通道的进气口位于所述凹槽的底部中心。优选地，所述凹模的凹槽为球面凹槽。基于上述板坯差温拉深成形用凹模的技术方案，本专利技术的第二方面提供一种板坯差温拉深模具，包括竖直方向依次设置的凸模、压边装置和凹模，所述凹模为本专利技术第一方面提供的凹模。优选地，所述板坯差温拉深模具还包括凹模平板、以及用于检测所述凹模平板和所述压边装置的温度检测元件，所述凹模平板安装在所述凹模的朝向所述压边装置的一面，所述压边装置和所述凹模平板内安装有加热元件；所述温度检测元件和所述加热元件均信号连接于温控器，从而所述温控器能够根据所述温度检测元件的检测结果控制所述加热元件的加热功率；所述压边装置通过上模垫板与压机连接，所述上模垫板与所述压边装置之间设有隔热层，所述凹模平板与所述凹模之间设有隔热层。基于上述板坯差温拉深模具的技术方案，本专利技术的第三方面提供一种板坯差温拉深装置，所述板坯差温拉深装置包括压机和本专利技术第二方面提供的板坯差温拉深模具，所述压机包括外滑块、内滑块和固定平台，所述压边装置与所述外滑块连接，所述凸模与所述内滑块连接，所述凹模安装在所述固定平台上。另外，本专利技术还提供一种板坯差温拉深成形方法，所述方法包括：步骤1，将板坯压紧于压边装置和凹模之间；步骤2，控制凸模朝向所述凹模移动，以在所述凹模的凹槽内拉深所述板坯；其中，在拉深所述板坯的过程中，向所述凹模的凹槽内通入冷却气体，以使所述板坯与所述凸模相接触的部分的温度低于所述压边装置与所述凹模之间的板坯部分的温度。优选地，所述步骤1之前还包括：加热所述板坯至预定温度；所述步骤2还包括：使所述压边装置与所述凹模之间的板坯部分的温度保持在所述预定温度。在所述步骤2之后，所述坯差温拉深成形方法还包括：步骤3，将所述板坯从所述压边装置和所述凹模之间取出；步骤4，对所述板坯进行退火处理；循环执行所述步骤1-所述步骤4，直至将所述板坯拉深至预定的深度。优选地，在循环执行所述步骤1-所述步骤4的过程中，所述步骤4与所述步骤1之间还包括：加热所述板坯至预定温度；所述步骤2还包括：使所述压边装置与所述凹模之间的板坯部分的温度保持在所述预定温度。优选地，所述板坯为硬铝合金，所述预定温度为310℃-340℃之间的任意一温度值。本专利技术提供的技术方案具有如下有益效果：本专利技术提供的凹模具有进气通道和排气通道，因此，在板坯拉深成形过程中，可以通过进气通道而向凹模的凹槽内通入冷却气体，以降低凹模的凹槽内的板坯部分的温度，使得凹槽内的板坯部分的流动应力降低，减小了板坯拉深时的径向拉应力，从而减轻了板坯的自由表面区的荷载，使得板坯的极限变形程度提高，因此，提高了板坯的拉深性能；另外，由于本专利技术提供的技术方案可以使板坯的极限变形程度提高，因此可以大幅度降低板坯的极限拉深系数，从而减少多道次拉深成形时的拉深次数，提高拉深成形的效率；另外，由于本专利技术采用冷却气体降低板坯的塑性变形区的温度，相对于冷却液体而言，冷却气体具有更高的扩散能力，更快的扩散速度，从而可以更加均匀快速地冷却板坯，实现板坯更好的温度控制，并且操作方便，易于实现。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术实施例中板坯拉深成形开始时的结构示意图；图2是本专利技术实施例中板坯拉深成形过程中某一时刻的结构示意图；图3是本专利技术实施例中板坯拉深成形完成时的结构示意图。附图标记说明1-凹模平板；2-板坯；3-压边装置；4-凸模；5-加热元件；6-隔热层；7-进气通道；8-凹模；9-排气通道；10-上模垫板。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右，“内、外”是指相对于部件本体的轮廓的内、外。请参阅图1-图3，本专利技术实施例的第一方面提供一种板坯差温拉深成形用凹模8，所述凹模8上设有用于向所述凹模8的凹槽内通入冷却气体的进气通道7、以及用于将所述冷却气体排除至所述凹槽外的排气通道9。在板坯2拉深成形过程中，通过所述进气通道7向所述凹槽内通入冷却气体，可以降低凹模8的凹槽内的板坯2部分的温度，如此，可以使凹槽内的板坯2部分的流动应力降低，从而减小了板坯2拉深时的径向拉应力，减轻了板坯2的自由表面区的荷载，使得板坯2的极限变形程度提高，从而可以提高板坯2的拉深性能，增大板坯2的最大拉深深度，并大幅度降低板坯2的极限拉深系数，即，当为了使板坯2达到预定的深度而使用多道次拉深成形时，可以减少多道次拉深成形的拉深次数，提高拉深成形的效率。需要说明的是，所述板坯2的自由表面区指的是凸模4与凹模8之间的板坯2部分。另外，由于本专利技术实施例采用冷却气体降低板坯2的塑性变形区的温度，相对于冷却液体而言，冷却气体具有更高的扩散能力，更快的扩散速度，从而可以更加均匀快速地冷却板坯2，实现板坯2更好的温度控制，并且操作方便，易于实现。上述进气通道7在位置设置不恰当的情况下，会使得由进气通道7而进入凹模8的凹槽内的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板坯差温拉深成形用凹模，其特征在于，所述凹模上设有用于向所述凹模的凹槽内通入冷却气体的进气通道、以及用于将所述冷却气体排出至所述凹槽外的排气通道。

【技术特征摘要】
1.一种板坯差温拉深成形用凹模，其特征在于，所述凹模上设有用于向所述凹模的凹槽内通入冷却气体的进气通道、以及用于将所述冷却气体排出至所述凹槽外的排气通道。2.根据权利要求1所述的板坯差温拉深成形用凹模，其特征在于，所述进气通道的出气口在所述凹槽的侧壁上沿环周方向均匀分布。3.根据权利要求2所述的板坯差温拉深成形用凹模，其特征在于，所述进气通道的出气口处的气流方向指向同一区域。4.根据权利要求1所述的板坯差温拉深成形用凹模，其特征在于，所述排气通道的进气口位于所述凹槽的底部中心。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的板坯差温拉深成形用凹模，其特征在于，所述凹模的凹槽为球面凹槽。6.一种板坯差温拉深模具，包括竖直方向依次设置的凸模、压边装置和凹模，其特征在于，所述凹模为权利要求1-5中任意一项所述的凹模。7.根据权利要求6所述的板坯差温拉深模具，其特征在于，所述板坯差温拉深模具还包括凹模平板、以及用于检测所述凹模平板和所述压边装置的温度检测元件，所述凹模平板安装在所述凹模的朝向所述压边装置的一面，所述压边装置和所述凹模平板内安装有加热元件；所述温度检测元件和所述加热元件均信号连接于温控器，从而所述温控器能够根据所述温度检测元件的检测结果控制所述加热元件的加热功率；所述压边装置通过上模垫板与压机连接，所述上模垫板与所述压边装置之间设有隔热层，所述凹模平板与所述凹模之间设有隔热层。8.一种板坯差温拉深装置，其特征在于，所述板坯差温拉深装置包括压机和权利要求6-7中任意一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷鹍，刘新芹，靳舜尧，李波，
申请(专利权)人：北京普惠三航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11