用於成形零件的縫隙放電電液成形(ehf)設備的製作方法
2023-06-28 14:03:16
專利名稱：用於成形零件的縫隙放電電液成形(ehf)設備的製作方法
技術領域：
本申請涉及用於成形零件的縫隙放電電液成形(EHF)設備。
背景技術：
電液成形(EHF)是通過在液體填充腔室中提供高壓放電而進行的，液體填充腔室朝向諸如毛坯或者預成形板的エ件。通過高壓放電在單面模具中成形エ件。 EHF的一種類型的設備採用與電容器組連接並貫穿容納液體的腔室的壁組裝的兩個電極。該方法可以是被稱為縫隙放電方法。與縫隙放電方法相關聯的一些問題是電極侵蝕並且在幾次放電之後絕緣件會破裂。電極需要定期維護和調節以彌補電極侵蝕和絕緣件破裂。隨著腔室中放電能量増加，電極的侵蝕和絕緣件的破裂也變得更明顯。EHF的另ー種類型的設備利用放置在液體腔室中並連接在兩個電極之間的細金屬絲。該方法也可以稱作金屬絲放電方法。與金屬絲放電方法相關聯的ー些問題是，在毎次放電之後必須更換金屬絲並且金屬絲可以焊接在電極或者金屬絲保持裝置上。相對於エ件的初始位置來建立金屬絲的位置。電極和エ件之間的間距是固定的或者在成形方法中使用順序放電的情況下可以増加。如果需要順序或者多次放電以成形エ件，則金屬絲與エ件之間的距離隨著每次順序放電而增加。隨著距離增加，放電功率下降。因為在每次放電之後需要對腔室進行再充填，因此腔室中流體的體積也增加。隨著流體的體積增加，放電的功率也下降。如下面所總結的，申請人的公開內容解決了上述與電液成形相關聯的問題。
實用新型內容在一種用於在電液成形(EHF)設備中電液成形金屬板零件的系統中,在連續放電之間朝著將要成形的零件移動至少一個電極。通過第一次放電使呈第一形狀的部分成形零件成形為第二形狀。在液體填充腔室中朝著零件移動該電極或者第二電極，然後，第二次或者隨後的放電使零件成形為第三或者最終的形狀。通過電極組件移動到腔室內而減少了需要填充腔室的液體的體積。用於成形零件的縫隙放電電液成形(EHF)設備包括限定開ロ的腔室；容納在腔室內的流體；以及組裝在腔室上的單面成形模具，零件設置在腔室和模具之間。電極組件包括容納在開口中的主體；組裝在主體上的第一電極；以及組裝在主體上的第二電極，第二電極與第一電極間隔開。在這兩個電極之間限定了縫隙。電路與第一電極和第二電極連接並且在電極之間產生電勢差，電極能夠在縫隙兩側選擇性地放電。通過相對於腔室移動主體能夠改變電極組件與零件之間的間距，以改變當電路在縫隙兩側放電時施加在零件上的力的強度。此外，通過將電極組件移動到腔室內部，減少需要填充腔室的液體的體積。金屬絲電極電液成形(EHF)設備包括限定開ロ的腔室；容納在腔室內的流體；以及組裝在腔室上的單面成形模具，零件布置在腔室和模具之間。電極組件包括第一保持裝置、第二保持裝置和與第一和第二保持裝置電連接的金屬絲電扱。第一提升裝置和第二提升裝置分別可操作地與第一保持裝置和第二保持裝置連接。提升裝置使金屬絲電極在腔室內上升和下降，並且相對於零件改變金屬絲電極與零件之間的距離。通過改變金屬絲電極與零件之間的距離並且改變容納在腔室內的流體的體積來控制因金屬絲電極的電液放電而施加在零件上的カ的強度。優選地，所述第一電極是電荷承載電極，並且還包括使所述電極組件的所述電荷承載電極與所述主體分隔開的絕緣體。優選地，所述第二電極是貫穿所述電極組件的所述主體而接地的接地電極。優選地，所述電路是電容電荷存儲電路。優選地，所述第一電極和第二電極由所述電極組件的所述主體支撐，並且彼此對準且從所述縫隙沿徑向向外延伸。優選地，所述電極組件相對於沿徑向延伸的所述電極沿軸向移動。優選地，所述電極通過可調節的緊固件組裝在所述電極主體上，並且所述電極設有防止所述電極相對於所述電極主體旋轉的防旋轉連接件。鑑於公開的實施方式的附圖和詳細的說明，本領域普通技術人員將更好地理解申請人的公開內容的這些方面和其它方面。
圖I是用於以順序步驟電液成形零件的方法的流程圖，可以使用EHF工具的不同實施方式來實施申請人的設想；圖2是縫隙放電EHF工具的示意性剖視圖，其中已裝載毛坯並為EHF成形準備就緒;圖3是圖2所示的EHF工具在最終成形操作之前的示意性剖視圖，毛坯成形為中間形狀並且朝著在第二或者隨後的EHF成形操作中將要成形的細節區域移動電極；圖4是EHF成形工具的不完整的剖視圖，示出了如圖2和圖3所示的可以移動的縫隙放電電極組件；圖5是組合式縫隙放電EHF工具和金屬絲放電EHF工具的平面圖；圖6至圖8是順序示意圖，示出圖5的在初始步驟、中間步驟和最終成形步驟中的組合式EHF工具；以及圖9和圖10是順序示意圖，示出處於初始位置和上升位置的金屬絲保持裝置和電極的位置。
具體實施方式
參照圖1，提供流程圖，其示出了用於電液成形零件的大致步驟並公開了幾個不同的可供選擇的實施方式。在本實用新型的一個實施方式中，可以在預成形操作中裝載毛坯，其中通過常規金屬板衝壓操作、電液成形操作或者液壓成形操作使毛坯預成形。在10處，將毛坯裝載在用於成形操作中的ー個操作的工具中。然後，在12處，在相應成形操作中使毛坯預成形為大致形狀。在14處，通過將電液成形電極插入腔室中，為下一歩準備電液成形腔室。然後，在16處，將在12處成形的預成形毛坯裝載在用於最終成形的電液成形工具中。圖I中示出的可供選擇的實施方式是，可以在18處將平的毛坯裝載在電液成形工具中。在14處，在將預成形件或者毛坯裝載在EHF最終成形工具中之前，將用於電液成形方法的電極插入腔室中。然後，在20處，向腔室填充包括防鏽劑的諸如水的液體。在22處，朝著將要成形有更多細節的區域移動電極。在24處，電液成形工具的電極放電。在迴路26處返回的ニ次加工(re-strike)操作中可以重複該方法。如果電液成形電極為金屬絲電極類型，則該方法返回至14，將新的金屬絲電極插入腔室中。然後，重複該方法，直至零件成形達到細節的所需程度。或者，如果電液成形電極是縫隙電極，則二次加工迴路返回至20，再次向腔室 填充液體，以填充毛坯下面的通過電液成形電荷所形成的空間。在22處移動縫隙電極，在24處使電極再次放電，直至零件完全成形。然後，在28處從腔室排出液體，在30處打開腔室以卸載零件。參照圖2，示出了在縫隙放電EHF設備34內鄰近單面模具36設置的毛坯32，單面模具36限定了毛坯32將要在其內成形的型腔38。示出縫隙放電電極組件40在毛坯32的下面。縫隙放電電極組件40包括與存儲電荷的電路或者電容電路44聯接的電荷承載電極42。接地電極46與電荷承載電極42協作。或者，取代接地電極46，可以設置相反極性的電極以與電荷承載電極42協作。 從流體供應源54通過流體通道52向EHF腔室50供應流體48。在毛坯和型腔38之間形成空間56。參照圖3，示出在圖2中的縫隙放電電極組件40放電之後從毛坯32部分成形的部分成形零件60。完全成形零件62顯示為虛線，以示出第二次、或者隨後的、順序的成形步驟的結果，其中電極組件40已第二次放電以從部分成形零件60成形為完全成形零件62。在圖3所示的成形步驟中，如圖3中電極組件40的左側的圖示箭頭所指，朝著部分成形零件60進ー步使電極組件40移動進入腔室50。腔室50內的流體48已進ー步填充，但是由於電極組件40朝著部分成形零件移動，因此需要較少的流體増加至腔室，並且電極組件40與部分成形零件60之間的間距減小。通過減小間距並使用較少的流體48，可以將較大的カ施加在部分成形零件60上，以形成完全成形零件62。參照圖2和圖3，在縫隙放電電極組件40與EHF腔室50之間設置密封件70，以密封腔室並且防止電極組件40周圍的流體48洩露。參照圖4，更詳細地示出了縫隙放電電極組件40。該組件包括插入並貫穿EHF腔室50的電極主體72，電極主體72可以移動進入腔室50，並且可以從腔室50中移出。或者，應理解的是接地電極46還可以凹入到電極主體72內。圖示實施方式中的電荷承載電極42與導電體76電連接。導電體76通過絕緣套管78與電極主體72絕緣。頂部絕緣體80組裝在電荷承載電極42的周圍。在電荷承載電極42與接地電極46之間限定了縫隙82。當電容電路44放電時，在縫隙82兩側出現高壓放電。可以通過螺母84和間隔件86對縫隙的大小進行調節，螺母84和間隔件86將電荷承載電極42保持在電極主體72內的合適位置處並由此維持電荷承載電極42與接地電極46之間的合適的縫隙。在電荷承載電極42中可以設置防止電極在放電的カ的作用下旋轉的防旋轉槽88。可以在接地電極46上設置另ー個防旋轉槽89，以防止接地電極46因為放電而旋轉。可以通過機械式機構或者諸如液壓缸的液壓機構(圖未不)移動電極組件40,機械式機構或者液壓機構能夠相對於EHF腔室50移動和收回電極組件40。參照圖5，示出組合式電極組件90，其包括與金屬絲電極保持裝置94附接的金屬絲電極92。電極棒96與金屬絲電極保持裝置94協同工作以向成形腔室50內的金屬絲電極92提供電流。電極棒96是與電極金屬絲92電連接的電極。在圖5中還顯示了多個縫隙放電電極，這些電極包括上面如參照圖2至圖4所描述的電荷承載電極42和接地電極46。圖5中以平面圖示出的電極組件的組合在圖6至圖8中以示意性剖視正視圖示出。 參照圖6，示出設置在下工具98上的毛坯32。在毛坯32與下工具98之間限定了腔室100。上工具102設置在下工具98的上方，並且包括模具型面104，當縫隙放電電極組件40在腔室100內放電時，毛坯32朝著模具型面104成形。如上所述，腔室100填充有流體48。參照圖7，示出在圖6中的縫隙放電電極組件40放電之後的部分成形零件60。在圖7中，示出與下工具98接合的上工具102。金屬絲電極92顯示為處於延伸的位置，其中電極棒96 (圖7中未示出)提升金屬絲電極保持裝置94和在鄰近部分成形零件60的延伸位置中的金屬絲電極92。細節區域106與模具型面104間隔開並且是部分成形零件60的一部分。金屬絲電極92優選地定位成靠近細節區域106，以集中由金屬絲電極92放電提供的電液成形放電。參照圖8，示出了完全成形並且與模具型面104接合的完全成形零件62。由於圖5所示的電極棒96移動金屬絲電極，因此通過金屬絲電極的放電，使非常接近模具型面104的細節區域106明顯成形。在成形方法中的該點處，在從腔室100排出流體後，上工具102和下工具98可以分離，以便從腔室100取出完全成形零件62。在該點處，朝著下工具98收回圖7所示的金屬絲電極保持裝置94，以使金屬絲電極92下降。參照圖9和圖10，示出了用於實施金屬絲放電方法的裝置的一個實施方式，金屬絲電極92顯示在圖10中並且由金屬絲電極保持裝置94保持。金屬絲電極92可以是拴住、夾緊或者以其它方式固定在金屬絲電極保持裝置94的端部上。電極棒96通過從下面與金屬絲電極92接合來提升金屬絲電極92，並且還將金屬絲電極92連接至存儲電荷源。金屬絲電極保持裝置94和電極棒96延伸貫穿下工具98並且被液壓缸110和112移動。缸110可操作地與電極/提升裝置96接合，缸112與金屬絲電極保持裝置94接合。在圖9中，金屬絲電極保持裝置94和電極/提升裝置96被收回，其中沒有安裝金屬絲電極92。圖10示出處於金屬絲電極保持裝置94中的合適位置處的金屬絲電極92。如上面圖5至圖8所示，示出電極棒96將金屬絲電極92提升至靠近將要成形的表面的位置，這樣，増加對毛坯或者預成形件的EHF放電的強度。由於將電極棒96定位在金屬絲電極保持裝置內，因此可以不將金屬絲電極焊接或者熔融在金屬絲電極保持裝置94上。每個金屬絲電極保持裝置94均具有絕緣件114，以防止接地。在圖9和圖10的左側的電極/提升裝置96具有絕緣件116，而在圖9和圖10的右側的電極棒96未被絕緣並且是接地電極。[0041]儘管已經詳細地描述用於實施本實用新型的最好的模式，與本實用新型相關的本領域技術人員將想到用於實施由權利要求所限定的本實用新型的各 種可供選擇的設計和實施方式。
權利要求1.一種用於成形零件的縫隙放電電液成形(EHF)設備，所述EHF設備包括 腔室，所述腔室限定了開ロ ； 流體，所述流體容納在所述腔室內； 單面成形模具，所述單面成形模具組裝在所述腔室上，所述零件設置在所述腔室和所述模具之間；以及 電極組件，所述電極組件包括 主體，所述主體容納在所述開口中； 第一電極，所述第一電極組裝在所述主體上； 第二電極，所述第二電極組裝在所述主體上，並且所述第二電極與所述第一電極間隔開以在所述第二電極與所述第一電極之間限定縫隙； 電路，所述電路與所述第一電極和第二電極連接並且在所述電極之間產生電勢差，所述電極能夠在所述縫隙兩側選擇性地放電； 其中，通過相對於所述腔室移動所述主體能夠改變所述電極組件與所述零件之間的間距，以改變當所述電路在所述縫隙兩側放電時施加在所述零件上的力的強度。
2.根據權利要求I所述的縫隙放電EHF設備，其中所述第一電極是電荷承載電極，並且還包括使所述電極組件的所述電荷承載電極與所述主體分隔開的絕緣體。
3.根據權利要求I所述的縫隙放電EHF設備，其中所述第二電極是貫穿所述電極組件的所述主體而接地的接地電極。
4.根據權利要求I所述的縫隙放電EHF設備，其中所述電路是電容電荷存儲電路。
5.根據權利要求I所述的縫隙放電EHF設備，其中所述第一電極和第二電極由所述電極組件的所述主體支撐，並且彼此對準且從所述縫隙沿徑向向外延伸。
6.根據權利要求5所述的縫隙放電EHF設備，其中所述電極組件相對於沿徑向延伸的所述電極沿軸向移動。
7.根據權利要求5所述的縫隙放電EHF設備，其中所述電極通過可調節的緊固件組裝在所述電極主體上，並且所述電極設有防止所述電極相對於所述電極主體旋轉的防旋轉連接件。
專利摘要本實用新型涉及一種用於成形零件的縫隙放電電液成形(EHF)設備，其包括限定開口的腔室；容納在腔室內的流體；以及組裝在腔室上的單面成形模具，零件布置在腔室和模具之間。電極組件包括第一保持裝置、第二保持裝置和與第一和第二保持裝置電連接的金屬絲電極。第一提升裝置和第二提升裝置分別可操作地與第一保持裝置和第二保持裝置連接。提升裝置使金屬絲電極在腔室內上升和下降，並且相對於零件改變金屬絲電極與零件之間的距離。通過改變金屬絲電極與零件之間的距離並且改變容納在腔室內的流體的體積來控制因金屬絲電極的電液放電而施加在零件上的力的強度。
文檔編號B21D26/12GK202398691SQ20112038975
公開日2012年8月29日 申請日期2011年10月13日 優先權日2010年10月29日
發明者S·F·古羅瓦施恩克 申請人:福特環球技術公司