用于電動液壓成型的設備和方法技術

本發明專利技術提供一種用于電動液壓成型的設備和方法。一個或多個電動液壓成型工具通過沖壓機操作，并為修剪操作提供成型的部件。在電動液壓成型（EHF）放電期間，鎖止機構使單面模具保持抵靠腔室。鎖止機構可以是銷或夾具。一種制造物件的方法包括在供應單個修剪沖壓機的一條線上提供三個EHF工具?？蛇x實施例公開了單個EHF工具，單個EHF工具將生產線上的多個部件供應給電動液壓（EH）修剪工具。電動液壓脈沖發生器可用于將儲存電荷提供給EHF工具和EH修剪工具。

【技術實現步驟摘要】
[0001 ] 關于聯邦資助的研究或開發的聲明本專利技術是根據第DE-FG36-08G01828號合同在政府支持下進行的。政府享有本專利技術的某些權利。
本公開涉及包括電動液壓成型操作和修剪操作的電動液壓制造過程。
技術介紹
電動液壓成型(EHF)是這樣一種工藝，在該工藝中，電容器在布置于填充有流體的腔室中的兩個電極上提供高電壓放電。電能(通常在5kJ和50kJ之間)儲存在電容器組中，所述電容器組在很短的時間段(通常小于I毫秒)內在浸入水(或者其他導電的且相對不可壓縮的液體介質)中的兩個電極之間的間隙上放電。典型的EHF系統由電隔離的電極構成，所述電隔離的電極穿過填充有水的厚壁中空型腔而被插入。金屬板坯料置于型腔的頂部。單面陰模面朝下放置在坯料上方。從坯料的兩側抽出空氣。給電容器組充電，然后電容器組通過電極放電。在電壓施加到電極之后大約I毫秒，高溫等離子體通道形成，來自電容器的電流驅動等離子體通道并使等離子體通道膨脹。等離子體通道周圍的區域填充有呈過熱蒸汽形式的氣體，所述過熱蒸汽會轉換成蒸汽/水界面。腔室填充有相對不可壓縮的流體(例如水)，且抽空所有空氣。高強度、高速度的沖擊波形成在液體中，導致巨大的壓力被快速地積聚，并將金屬板坯料爆發式地驅動到模具中。由于液體傳遞力，所以只需要陰模。EHF具有優于傳統 的沖壓和其他小應變率金屬板制造工藝的若干益處。由于單面加工，所以與傳統的沖壓相比EHF的資金成本較低。由于因放電產生的提高的應變率，所以EHF還給多種金屬板材提供顯著提高的可成型性。EHF只需要單個模具-可能地，用于使復雜部件成型的多個模具組可減少為單個模具(通過利用處于特定能量增量的多個脈沖來使坯料成型而實現這樣的減少)?？赏ㄟ^將后成型脈沖傳遞到坯料而實現殘余應力的顯著減小，從而大大地減少由儲存的彈性能(反彈)導致的坯料變形。該工藝可顯著降低模具開發成本(模具開發成本無疑是唯一最大的生產成本，對于單個大部件來說通常在百萬美元左右)，這是因為模具可被壓縮到部件的最終幾何形狀，而不需要額外的成型工藝來補償反彈。作為一種由高強度鋼、不銹鋼和鋁合金制造汽車和卡車的部件的方法，EHF工藝提供潛在的優勢，但是用水填充腔室、從腔室中抽出空氣然后排空腔室所需要的時間導致生產率低下?？諝?水管理循環時間和EHF電脈沖發生器操作的最大速率的結合意味著整個EHF循環可花費(例如)大約36秒。該時間中大約70%的時間專用于水和空氣管理以及沖壓機的打開和關閉。EHF脈沖發生器本身能夠每兩秒以全速產生一次放電。修剪沖壓機能夠(例如)每10-12秒或更短時間修剪一次部件。與單個修剪沖壓機相關的單個EHF成型沖壓機可導致修剪模具在三分之二的時間內閑置。更小容量的沖壓機可用于EHF工具，這是因為并不利用沖壓機的往復運動來使部件成型。相反，通過液壓致動器打開和關閉沖壓機，并通過短脈沖或多個短脈沖來使部件成型。沖壓機必須具有足夠的容量，以抵抗強放電的力。本公開旨在解決上述問題和如下面概括的其他問題。
技術實現思路
根據本公開的一方面，提供一種沖壓機，所述沖壓機用于使坯料在電動液壓成型(EHF)工具中成型，EHF工具限定填充有液體的腔室。電極設置在腔室內，當將電極連接到電荷儲存源時，電極在液體中提供等離子弧，從而導致EHF放電。在坯料設置在單面模具上時，單面模具通過沖壓機相對于腔室往復運動。鎖止件連接到沖壓機，并通過沖壓機操作，在EHF放電期間，鎖止件使單面模具保持抵靠腔室。根據本公開的與沖壓機相關的其他方面，鎖止件還可包括:機械限制裝置，將EHF工具的支撐單面模具的可運動壓板選擇性地連接到沖壓機的框架的一部分。機械限制裝置可以是由沖壓機的框架支承的銷，所述銷移位而與可運動壓板接合。根據本公開的另外的方面，提供一種可選的沖壓機，其中，鎖止件可包括:夾具，選擇性地抵靠EHF工具夾住單面模具，其中，液壓油缸使夾具相對于單面模具和EHF工具沿著橫向于單面模具往復運動的方向的方向運動。夾具可包括接合單面模具的第一止動件和接合EHF工具的第二止動件。根據本公開的另一方面，公開一種用于在生產線上制造物件的方法，所述生產線包括多個電動液壓成型(EHF)工具和多個單面模具，所述多個EHF工具和所述多個單面模具均通過沖壓機操作。所述生產線還包括修剪沖壓機。所述方法包括:按照分階段工序將坯料固定到所述多個EHF工具和所述多個單面模具中的每個上。按照分階段工序使所述多個EHF工具中的每個放電，以在所述多個單面模具中的每個中成型部件形狀，在修剪沖壓機中修剪被成型為包括所述部件形狀的坯料。根據所述方法的其他方面，所述多個EHF工具可包括通過三個沖壓機操作的三個EHF工具，所述多個單面模具可包括通過三個沖壓機操作的三個單面模具，其中，所述分階段工序還包括按照重復的順序操作沖壓機。用于修剪沖壓機的循環時間可以是用于每個沖壓機的循環時間的大約三分之一?？蛇x地，用于修剪沖壓機的循環時間可以大約等于用于每個沖壓機的循環時間與所述多個沖壓機的數量的倒數的乘積。根據所述方法的其他方面，所述方法還可包括:用水填充由EHF工具限定的腔室，在放電步驟之前從EHF工具抽出空氣，并從EHF工具排空水。固定步驟、填充步驟、抽出步驟、放電步驟和排空步驟所需要的時間是在修剪沖壓機中修剪被成型為包括所述部件形狀的還料所需要的時間的倍數。所述倍數對應于EHF工具的數量。放電步驟還可包括JiEHF工具多次放電，以完成所述部件形狀的成型。根據本公開的另一方面，公開一種在生產線上制造物件的可選方法，所述生產線包括電動液壓成型(EHF)工具和單面模具，所述EHF工具和單面模具通過沖壓機操作。所述生產線還包括EH修剪沖壓機。所述可選方法可包括:將坯料固定到所述EHF工具和單面模具上，使所述EHF工具放電，以在單面模具中成型部件形狀?？稍陔妱右簤?EH)修剪沖壓機中修剪具有所述部件形狀的坯料。根據所述可選方法的其他方面，所述方法還可包括:用水填充由EHF工具限定的腔室，在放電步驟之前從EHF工具抽出空氣，并從EHF工具排空水。所述方法還包括:用水填充由EHF工具限定的腔室；在放電步驟之前從EHF工具抽出空氣；WEHF工具排空水。固定步驟、填充步驟、抽出步驟、放電步驟和排空步驟所需要的時間是在修剪沖壓機中修剪具有所述部件形狀的坯料所需要的時間的倍數，所述倍數對應于EHF工具的數量。放電步驟還包括:使EHF工具多次放電，以完成所述部件形狀的成型。所述方法還包括:在所述多個EHF工具之間切換與至少一個脈沖發生器的連接，以給在所述多個EHF工具中放電提供能量。EHF工具的數量大于脈沖發生器的數量。一種在生產線上制造物件的方法，所述生產線包括電動液壓成型(EHF)工具和單面模具，所述EHF工具和單面模具通過沖壓機操作，所述生產線還包括EH修剪沖壓機，所述方法包括:將坯料固定到所述EHF工具和單面模具上；使所述EHF工具放電，以在單面模具中成型部件形狀；在EH修剪沖壓機中修剪具有所述部件形狀的坯料。所述方法還包括:用水填充由EHF工具限定的腔室；在放電步驟之前從EHF工具抽出空氣；WEHF工具排空水。放電步驟還包括:使EHF工具多次放電，以完成所述部件形狀的成型。本公開的這些和其他方面將參照附圖在下面對示出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于使坯料成型的沖壓機，所述沖壓機包括：電動液壓成型（EHF）工具，限定填充有液體的腔室，提供放電的電極設置在所述腔室內；單面模具，在坯料設置在單面模具上時通過沖壓機相對于所述腔室往復運動；鎖止件，連接到沖壓機且通過沖壓機操作，在放電期間，所述鎖止件使單面模具保持抵靠所述腔室。

【技術特征摘要】
2012.08.21 US 13/590,5061.一種用于使坯料成型的沖壓機，所述沖壓機包括: 電動液壓成型(EHF)工具，限定填充有液體的腔室，提供放電的電極設置在所述腔室內； 單面模具，在坯料設置在單面模具上時通過沖壓機相對于所述腔室往復運動； 鎖止件，連接到沖壓機且通過沖壓機操作，在放電期間，所述鎖止件使單面模具保持抵靠所述腔室。2.根據權利要求1所述的沖壓機，其中，鎖止件還包括: 機械限制裝置，將EHF工具的支撐單面模具的可運動壓板選擇性地連接到沖壓機的框架。3.根據權利要求2所述的沖壓機，其中，機械限制裝置是由沖壓機的框架支承的銷，所述銷移位而與可運動壓板接合。4.根據權利要求1所述的沖壓機，其中，鎖止件還包括: 夾具，選擇性地抵靠EHF工具夾住單面模具，其中，液壓油缸使夾具相對于單面模具和EHF工具沿著橫向于單面模具往復運動的方向的方向運動。5.根據權利要求4所述的沖壓機，其中，夾具包括接合單面模...

【專利技術屬性】
技術研發人員：約翰·約瑟夫·弗朗西斯·波南，謝爾蓋·費多羅維奇·高洛瓦申科，
申請(專利權)人：福特全球技術公司，
類型：發明
國別省市：