通过磁性成形进行增量冲压的设备及相关联的方法技术

本发明专利技术涉及冲压坯料（50）生产冲压零件的设备。该设备包括冲头（40），其包括支承表面（41）、砧座（70）、冲模（80）和用于产生磁场的装置（60）。该装置设置在冲头中、与支承表面齐平。在初始位置，设备被构造成使得：‑冲头的支承表面接收坯料的第一面的一部分，‑砧座和该装置被放置在坯料的相同部分的两侧上，该装置（60）与第一面（51）相对，砧座（70）在距该第二面一定距离处与坯料的第二面（52）相对，‑冲模（80）与第二面（52）相对、与坯料的另一部分齐平。该装置被构造成在砧座的方向上、在方向Z’Z上对坯料施加压力。设备包括用于在方向Z’Z上移动该冲头的第一装置（43）、以及用于在相同方向上移动砧座的第二装置（72）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过磁性成形进行增量冲压的设备及相关联的方法
本专利技术属于成形领域、特别是涉及冲压领域。本专利技术涉及一种通过磁脉冲冲压坯料以生产冲压零件（尤其是被称为深冲压零件的零件）的设备和方法。
技术介绍
在成形领域、尤其是金属成形领域，冲压是经常选择的方法，因为它稳健且很好掌握。冲压通常用于工业中、尤其是用于汽车工业中，特别是由于较高的可允许生产率而用于形成装饰面板，比如机动车辆发动机罩或车门。冲压是一种成形方法，其包含通过坯料在压力作用下的塑性变形来获得具有或多或少复杂形状的零件。用于实施这种方法的冲压设备基本上包含冲模和具有几乎互补形状的冲头，坯料位于该冲模与该冲头之间。通过在冲头的作用下驱动坯料进入冲模中来获得形状。坯料的移动通常由在其上施加保持压力的坯料固持器来控制，以便减少最终的冲压零件上出现的皱纹或裂纹。然而，在存在难以成型的零件（尤其是深冲压零件）的情况下，选择要施加在坯料固持器上的夹持力被证明是困难的。如果坯料固持器的力太大，则皱纹会被去除，但出现裂纹的风险很高。如果坯料固持器的力太低，则皱纹的风险很高。为了生产深冲压零件，冲压方法的替代性方案是已知的。其中，会提及液压成形方法。在这种方法中，坯料通过加压流体的作用成形。相关联的液压成形设备包含以两个部分形成的密封封闭外壳，该外壳包括中空模具，该中空模具具有与期望获得的零件形状互补的凹部。坯料被放置在外壳内部。在坯料上施加液压力，从而将坯料压靠在模具的凹部上。这种准静态成型方法具有的主要优点是省却了冲孔和生产复杂形状（尤其是底切的）。然而，高压对于成形来说是必不可少的，这对于较大的零件来说往往需要大吨位压机。因此，这种方法主要用于管状零件的成形。该方法的缺点之一是由于填充和加压时间而通常为几十秒的循环时间。在现有的液压成形方法中，可能提及被称为EHF方法的电动液压成形方法，该方法又是高速变形方法。这种方法具有许多优点，尤其是弹性回复方面的显著减少和增加的金属可成形性。然而，主要的缺点在于需要使要成形的零件与水接触（可能有腐蚀且需要干燥）以及水管理。还可能提到热成形方法，比如被称为SPF方法的超塑性成形方法。这种方法基于一些合金（例如钛）承受显著变形的能力。这些合金（下文中称为超塑性合金）在一定的温度、压力和变形的条件下，可以达到有时超过1000%的伸长率，而常规合金通常仅在几%至50%的典型范围内变形。相关联的SPF成形设备包含以两个部分形成的密封封闭外壳，该外壳包括中空模具，该中空模具具有与期望获得的零件的最终外部几何形状互补的凹部。坯料放置在外壳内部，并固定地保持在两个部分之间。加压气体被注入到外壳中，并且在使坯料变形的同时将坯料压靠在凹部上。必须完美地控制钛合金的压力以及大约900°C的温度。与这种SPF成形设备和相关联的方法相关联的明显缺点在于循环时间、成本、以及只能使用某些材料的事实。
技术实现思路
本专利技术的目的尤其是通过提出允许获得冲压零件、尤其是深冲压零件的解决方案，来克服现有技术的解决方案的全部或部分限制、尤其是上文阐述的那些限制。为此，本专利技术首先旨在一种冲压坯料以生产冲压零件的设备，该设备包括：-冲头，该冲头包括支承表面，-砧座，-冲模，-磁场产生装置，该磁场产生装置设置在冲头中在支承表面处。术语坯料是指薄板、尤其是由金属材料制成的薄板。当板的维度中的一个明显小于另外两个（通常至少大小的量级）时，该板就被说成是薄的。在初始位置，也就是说在冲压阶段之前，冲压设备被构造成使得：-冲头的支承表面旨在用于接收坯料的第一面的一部分，-砧座和磁场产生装置旨在用于被设置在坯料的相同部分的两侧上。磁场产生装置面对第一面。砧座在距第二面一定距离处面对坯料的与第一面相反的第二面。冲模旨在被设置成在该坯料的另一部分处面对第二面。磁场产生装置旨在用于并构造成在砧座的方向上、在方向Z’Z上向坯料施加压力。冲压设备包括第一移位装置，第一移位装置被设置成在方向Z’Z上使冲头相对于冲模移位。冲头有利地以平移的方式进行移位。冲压设备包括第二移位装置，第二移位装置被设置成在方向Z’Z上使砧座相对于冲模移位。冲头、砧座和冲模优选由金属材料制成，以承受由磁场产生装置产生的高压。根据本专利技术的冲压设备与常规冲压设备的不同之处在于，冲压不是通过冲头本身进行的，而是通过磁场产生装置进行的。类似地，与一次形成整个坯料的磁性成形方法的传统框架不同地使用该磁场产生装置。磁场产生装置被布置成仅在坯料的一部分上产生磁脉冲。冲头相对于该产生装置的相对移位允许将受到磁脉冲影响的坯料区域移位。因此，这种设备有利地在具有磁性成形可以带来的优点（比如获得小于2mm的曲率半径、精细刻印或紧密公差，以及避免在具有高伸长率区域中的材料开裂或裂纹、尤其是对于铝而言）的情况下允许在高速膨胀变形下工作。因此，这种冲压设备特别适于生产冲压零件、尤其是深冲压零件，而不会在零件中产生裂纹。它在具有以上提及的磁性成形的优点的情况下，还适于制作翻边边缘。根据优选实施方式，本专利技术还满足以下特征，这些特征是单独地实施或者以它们的技术操作组合中的每一个实施。根据优选实施方式，第一移位装置包括线性致动器。根据优选实施方式，为了获得该方法的良好效率，磁场产生装置是呈扁平线圈的形式，例如呈螺旋形。线圈基本上设置在平行于冲头的支承表面的平面内。根据优选实施方式，冲压设备包括坯料固持器，坯料固持器被构造成保持坯料的另一部分抵靠冲模，以对坯料的运动施加保持压力，从而抵靠冲模以便限制皱纹的形成。本专利技术还涉及一种用于由根据其实施方式中的至少一个的冲压设备、通过磁脉冲冲压坯料以生产冲压零件的方法。该方法包括以下步骤：a)将该坯料定位在该冲压设备中，b)使该坯料经受由该磁场产生装置产生的磁场，使得在坯料的第一面上在方向Z’Z上受到压力，将坯料压靠在该砧座上，c)通过第一移位装置使冲头在方向Z’Z上相对于冲模移位，并且通过第二移位装置使砧座在该方向上相对于冲模移位，优选以同步的方式重复步骤b)和步骤c)，直到获得最终冲压零件的所期望的形状。同步意味着这些步骤或者连续地一个接一个地、或者同时进行。在冲头移位时，由磁场产生装置产生磁脉冲，一方面在砧座的方向上对坯料施加轴向压力，将坯料压在砧座上，并且另一方面在冲模的方向上对坯料施加径向压力，将坯料压在冲模上。有利地，这种轴向和径向双重压力允许坯料变形，而避免了在期望获得的零件中产生裂纹的风险，具有极好的成型精度。附图说明通过阅读以下通过非限制性示例给出的并且参考附图的描述，将更好地理解本专利技术，这些附图示出：图1至图4，根据本专利技术的冲压设备的实施方式的示意性剖视图，示出了冲压坯料的连续步骤，图5，等同于图1的示意图，展示了具有坯料固持器的冲压设备的特定实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产冲压零件的坯料（50）冲压设备（10），该冲压设备包括：/n- 冲头（40），该冲头包括支承表面（41），/n- 砧座（70），/n- 冲模（80），/n- 磁场产生装置（60），该磁场产生装置设置在该冲头（40）中、在该支承表面（41）处，/n在初始位置，所述冲压设备被构造成使得：/n- 该冲头（40）的支承表面（41）旨在接收该坯料（50）的第一面（51）的一部分，/n- 该砧座（70）和该磁场产生装置（60）旨在被设置在该坯料（50）的相同部分的两侧上，/n-该磁场产生装置（60）面对该第一面（51），并且该砧座（70）在距第二面（52）一定距离处面对该坯料（50）的与该第一面（51）相反的所述第二面，/n-该冲模（80）旨在被设置成在该坯料（50）的另一部分处面对该第二面（52），/n所述磁场产生装置（60）旨在用于并构造成在该砧座（70）的方向上、在方向Z’Z上向该坯料（50）施加压力，/n该冲压设备包括第一移位装置（43），该第一移位装置被设置成在该方向Z’Z上使该冲头（40）相对于该冲模（80）移位，/n以及第二移位装置（72），该第二移位装置被设置成在方向Z’Z上使该砧座（70）相对于该冲模（80）移位。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171207 FR 17617651.一种用于生产冲压零件的坯料（50）冲压设备（10），该冲压设备包括：
-冲头（40），该冲头包括支承表面（41），
-砧座（70），
-冲模（80），
-磁场产生装置（60），该磁场产生装置设置在该冲头（40）中、在该支承表面（41）处，
在初始位置，所述冲压设备被构造成使得：
-该冲头（40）的支承表面（41）旨在接收该坯料（50）的第一面（51）的一部分，
-该砧座（70）和该磁场产生装置（60）旨在被设置在该坯料（50）的相同部分的两侧上，
-该磁场产生装置（60）面对该第一面（51），并且该砧座（70）在距第二面（52）一定距离处面对该坯料（50）的与该第一面（51）相反的所述第二面，
-该冲模（80）旨在被设置成在该坯料（50）的另一部分处面对该第二面（52），
所述磁场产生装置（60）旨在用于并构造成在该砧座（70）的方向上、在方向Z’Z上向该坯料（50）施加压力，
该冲压设备包括第一移位装置（43），该第一移位装置被设置成在该方向Z’Z上使该冲头（40）相对于该冲模（80）移位，
以及第二移位装置（...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉勒·阿弗里劳德，
申请(专利权)人：ADM二八有限责任公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU