本發(fā)明涉及板材成形領(lǐng)域，尤其涉及一種用于拉深成形的永磁壓邊方法及裝置，屬永磁技術(shù)應用的新領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

拉深成形是板材成形的主要工藝方法之一，在生產(chǎn)加工中占非常重要的地位。眾所周知，拉深成形的兩種主要失效形式是起皺和破裂。在拉深成形中，采用合理的壓邊方法和施加適當?shù)膲哼吜梢砸种瓢迮鞯钠鸢櫍材芴岣叱尚螛O限。

傳統(tǒng)壓邊方法主要有彈性壓邊、剛性壓邊和采用液體或氣體為傳力介質(zhì)壓邊等三種方法。彈性壓邊方法是靠彈性元件被壓縮后產(chǎn)生的反作用力而實施壓邊的，壓邊力一般難以滿足拉深工藝的要求。剛性壓邊一般用于雙動壓力機，但僅適用于拉深大型零件，剛性壓邊方法的使用越來越少。采用氣壓或液壓控制的壓邊方法雖然能使壓邊力隨行程變化，但需要配有復雜的氣壓或液壓系統(tǒng)和壓邊力執(zhí)行機構(gòu)，使拉深模具變得復雜，同時增加了能耗。

目前永磁技術(shù)已廣泛應用于永磁吸盤，工件裝夾，永磁同步電機，起重及吊裝設(shè)備等。

結(jié)合板材成形工藝對壓邊力的要求和永磁技術(shù)的特點，可望開發(fā)出新的壓邊力控制技術(shù)，對改進現(xiàn)有的板材成形工藝有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)壓邊方法的不足，提出一種用于拉深成形的永磁壓邊方法及裝置，采用這種壓邊方法所設(shè)計的壓邊裝置，解決了傳統(tǒng)壓邊方法的模具結(jié)構(gòu)復雜、能耗高等問題。

本發(fā)明的基本思想是將永磁技術(shù)應用于板材成形工藝，具體是將永磁技術(shù)應用于板材拉深成形的壓邊力加載方法。采用永磁技術(shù)進行壓邊，在壓邊力施加過程中，基本無能耗，利用釹鐵硼永磁體自身的磁吸力為拉深成形提供壓邊力。在模具的開合過程中，利用楔塊的作用，改變下部釹鐵硼永磁體、極芯等零件的位置，使固定磁系和移動磁系產(chǎn)生相對移動，實現(xiàn)工作磁極面上磁場強度的相加或相消，實現(xiàn)壓邊力的卸載和加載過程。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種用于拉深成形的永磁壓邊方法,其特征在于，包括下述步驟：

步驟1：凹模和凹模外圈固定在上模座上，且凹模外圈下表面比凹模下表面高出一個板坯的厚度；

步驟2：在壓料板非壓邊區(qū)布置若干永磁組合體，分為固定磁系和活動磁系，且永磁組合體的上表面與壓料板上表面處于同一水平面上，下部活動磁系固定在滑動板上；

步驟3：支撐彈簧套在與壓料板下底面相連的卸料螺釘上，支撐彈簧主要起支撐壓料板自重的作用；

步驟:4：楔塊固定在下模座上，推桿左端穿過壓料板連接在滑動板上，右端連接滾輪；

步驟5：上模部分下行至一定位置時，上模帶動壓料板繼續(xù)下行，滾輪沿楔塊槽移動，帶動推桿和活動磁系向左移動，使永磁組合體與凹模外圈產(chǎn)生磁吸力，板坯被壓在凹模和壓邊圈之間，當壓邊力達到一定值時，拉深過程開始；

步驟6：拉深結(jié)束后，上模部分返回，在磁吸力的作用下，凹模外圈帶動壓料板一起向上移動，滾輪沿楔塊槽移動，帶著推桿和移動磁系向右移動至最右位置，永磁組合體與凹模外圈之間的磁吸力接近于0，此時，壓料板在卸料螺釘?shù)募s束作用下停止上行，與凹模外圈分離。

更進一步地，所述的壓料板上放置若干永磁組合體，通過移動活動磁系，永磁組合體與凹模外圈間形成局部磁場，而在包含成形區(qū)域在內(nèi)的其他區(qū)域處產(chǎn)生的磁場較小。

更進一步地，根據(jù)最大設(shè)計壓邊力的不同，所述的壓料板尺寸可變化，其上的永磁組合體的尺寸、數(shù)量和分布也可變化。

更進一步地，永磁組合體與凹模外圈之間產(chǎn)生的吸引力可直接通過自身結(jié)構(gòu)傳遞給板坯實施壓邊。

更進一步地，改變楔塊槽的形狀，可使板坯所受壓邊力隨拉深行程按一定規(guī)律變化。

在本發(fā)明中，在板坯非壓邊區(qū)上方放置凹模外圈，下方放置帶永磁組合體的壓料板；推桿上的滾輪沿著楔塊槽上下移動，推動滑動板右左移動，同時滑動板永磁組合體中活動磁系與固定磁系的相對位置發(fā)生變化，在壓料板與凹模外圈之間產(chǎn)生的磁吸力也發(fā)生變化；當活動磁系處于最右位置，壓料板與凹模外圈之間產(chǎn)生的磁吸力接近0；當活動磁系處于最左位置，壓料板與凹模外圈之間產(chǎn)生的磁吸力最大(最大磁吸力可根據(jù)設(shè)計決定)；而壓料板與凹模外圈之間產(chǎn)生的磁吸力直接通過自身結(jié)構(gòu)傳遞給板坯實施壓邊。

本發(fā)明還提供了一種用于拉深成形的永磁壓邊裝置，其特征在于，凹模外圈，楔塊，推桿，滾輪，壓料板，永磁組合體，支撐彈簧，支撐板，滑動板；凹模外圈由螺釘固定在上模座上，凹模外圈下表面高出凹模下表面一個板坯的厚度；在壓料板的非壓邊區(qū)布置若干永磁組合體，組成上下兩個磁系，分別為固定部分和活動部分，且上部磁系的上表面與壓料板上表面處于同一水平面上，下部移動磁系放置在滑動板上，上部磁系放置在支撐板上；推桿穿過壓料板右側(cè)的通孔，一端固定在滑動板上，另一端連接滾輪，滾輪限制在楔塊槽內(nèi)移動；楔塊固定在下模座上，當推桿右端的滾輪沿著楔塊槽向下或向上移動時，推桿帶動永磁組合體中活動磁系部分的零件左右移動；支撐彈簧套在與壓料板下底面相連的卸料螺釘上，支撐彈簧主要起支撐壓料板自重的作用。

總體而言，由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種用于拉深成形的永磁壓邊方法及裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有這樣的有益效果：本發(fā)明能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的壓邊方法,解決了彈性壓邊方法中的壓邊力隨拉深行程變化而增大的趨勢,與壓邊工藝不符的問題；本發(fā)明與使用液壓或氣壓壓邊裝置相比，不需要高壓氣體或液壓油泵，大大簡化了模具結(jié)構(gòu)，并具有節(jié)約成本、環(huán)保、節(jié)能、布置方便、易更換的特點；本發(fā)明采用永磁技術(shù)實現(xiàn)壓邊力的加載與卸載，單位面積吸力大，力分布均勻，工作安全可靠，基本無能耗；本發(fā)明所述的施加壓邊力的裝置幾乎不需要維護，工作性能穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于拉深成形的永磁壓邊裝置結(jié)構(gòu)簡圖；

圖2為壓料板的主視圖；

圖3為壓料板的階梯剖視圖；

圖4為壓料板的左視圖；

圖5為圖4中I部放大圖；

圖6為本發(fā)明方法和裝置用于倒裝拉深模具中的結(jié)構(gòu)簡圖。

圖中：1-上模座，2-凹模，3-凹模外圈，4-楔塊，5-推桿，6-滾輪，7-下模座，8-壓料板，9-永磁組合體，10-卸料螺釘，11-支撐彈簧，12-凸模，13- 板坯，14-支撐板，15-釹鐵硼永磁體，16-隔磁塊，17-極芯，18-滑動板。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述：

如圖1所示為本發(fā)明一種用于拉深成形的永磁壓邊方法及裝置的一種具體實施例子。包括：上模座1、凹模2、凹模外圈3、楔塊4、推桿5、滾輪6、下模座7、壓料板8、永磁組合體9、卸料螺釘10、支撐彈簧11、凸模12和下板坯13；上模座1為后置導向上模座，通過壓入式模柄固定在壓力機的滑塊上；下模座7為后置導向下模座，通過夾具固定在壓力機工作臺上；上模座1的左后側(cè)和右后側(cè)分別設(shè)有兩個模具導套，下模座7的左后側(cè)和右后側(cè)分別設(shè)有兩個模具導柱，上模座1通過模具導套和下模座7的模具導柱相連，上模座1的兩個模具導套套裝在下模座7的兩個模具導柱上，使上模座1能夠在模具導柱的導向作用下相對下模座7上下運動，并保證不與其它部件干涉；凹模2呈圓環(huán)凸臺狀，凹模外圈3呈圓環(huán)狀，凹模外圈3套裝在凹模2下部，且凹模外圈3下表面低于凹模2下表面，其高度差等于一個板坯的厚度；凹模2和凹模外圈3一同由緊定螺釘固定在上模座1的凹槽中；凸模12由緊定螺釘固定在下模座7的凹槽中；壓料板8為方形結(jié)構(gòu)且置于凹模外圈3的下方，壓料板8通過兩個卸料螺釘10和兩個支撐彈簧11與下模座7相聯(lián)接，兩個卸料螺釘10穿過下模座7的螺釘孔和支撐彈簧11緊固在壓料板7的下底面上，兩個支撐彈簧11主要起支撐壓料板8自重的作用，兩個卸料螺釘11可在下模座7的螺釘孔中上下滑動，當壓料板8在支撐彈簧11彈力的作用下向上運動時，兩個卸料螺釘10 約束壓料板8的上限位置；壓料板8上的內(nèi)孔略大于凸模12直徑，并且壓料板8的內(nèi)孔和凸模12共軸線，壓料板8可以相對于凸模12無摩擦地上下運動；在壓料板8內(nèi)鑲嵌有N個永磁組合體9，永磁組合體9的上表面與壓料板8的上表面在同一平面內(nèi)；

如圖2—5所示，所述的永磁組合體9俯視呈正方形，有N個永磁組合體9均勻布置鑲嵌在壓料板8內(nèi)；所述的永磁組合體9包括上部磁系和下部磁系，上部磁系為固定磁系，下部磁系為活動磁系，上部磁系與下部磁系被支撐板14所隔開；上部磁系包括固定在支撐板14的釹鐵硼永磁體15、隔磁塊16和極芯17，固定磁系中的釹鐵硼永磁體15、隔磁塊16、極芯17以及壓料板8的上表面處于同一水平面上；使永磁組合體9提供的磁吸力盡可能多的轉(zhuǎn)化為壓邊力。下部磁系包括固定在滑動板18上的釹鐵硼永磁體15、隔磁塊16和極芯17，在滑動板18的左側(cè)為下部磁系留有滑動的空腔；壓料板8右側(cè)設(shè)有一通孔；

如圖1和6所示所述的楔塊4由螺釘固定在下模座1上，推桿穿過壓料板8右側(cè)的通孔，一端緊固在滑動板18上，另一端安裝一個滾輪6，而滾輪6始終限制在楔塊4槽內(nèi)運動；當壓料板8與凹模外圈3一起向下或向上運動時，推桿5上的滾輪6沿著楔塊4槽上下移動，推動滑動板18左右移動，同時帶動下部磁系左右移動；

該壓邊方法內(nèi)容如下：

當拉深成形模具處于開模狀態(tài)時，推桿5一端的滾輪6沿著楔塊4槽向下運動，滑動板18以及固定在滑動板18上的下部磁系在推桿5的作用下處于最右位置，此時永磁組合體9對外的磁吸力為0；當壓力機滑塊向下運動時，帶動凹模2、凹模外圈3一起向下運動，到凹模外圈3與壓料板8上的壓料板接觸后，壓料板隨壓力機滑塊一起向下運動，而壓料板8與凹模外圈3之間產(chǎn)生的磁吸力直接通過自身結(jié)構(gòu)傳遞給板坯施加壓邊力；同時緊固在壓料板8下底面的卸料螺釘10在下模座7中的通孔中向下運動，支撐彈簧11產(chǎn)生壓縮；由支撐彈簧11壓縮形變產(chǎn)生對壓料板8向上的彈力很小，可以忽略不計；當推桿5一端的滾輪6沿著楔塊4槽的斜面向下運動時，推桿5在楔塊4槽斜面的作用下推動滑動板18向左運動，同時固定在滑動板18上的下部磁系也隨滑動板18向左運動，此過程永磁組合體9與凹模外圈3之間的磁吸力逐漸增大；在此過程中，推桿彈簧6一直處于壓縮狀態(tài)，且壓縮量隨壓料板8向下運動為增大；壓料板8隨壓力機滑塊繼續(xù)向下運動，推桿5一端的滾輪6經(jīng)過楔塊4槽的斜面后，推桿5將滑動板9以及固定在滑動板18上的下部磁系推至最左端，此時磁系結(jié)構(gòu)對外的磁吸力最大；壓力機滑塊帶動凹模2、凹模外圈3和壓料板8繼續(xù)下行，此后楔塊4處于對推桿5無作用狀態(tài)；當推桿5一端滾輪6沿著所用楔塊4槽的斜面運動時，合模開始，此合模過程為板坯提供變壓邊力；當推桿5一端滾輪6經(jīng)過所用楔塊4槽的斜面后，合模開始，此合模過程為板坯提供恒壓邊力；拉深成形過程結(jié)束后，凹模外圈3、壓料板8及成形制件隨壓力機滑塊一起上行；上行到一定距離時，壓料板8右端的滾輪6經(jīng)過楔塊4槽的斜面，永磁組合體9中的活動磁系處于最右位置，此時磁系結(jié)構(gòu)對外的磁吸力為0；壓料板8在卸料螺釘10的約束作用下停止上行，并在支撐彈簧11的支撐作用下停留在原位；之后凹模2、凹模外圈3以及留在凹模2內(nèi)的成形制件繼續(xù)隨壓力機滑塊上行；之后凹模2、凹模外圈3隨壓力機滑塊上行至初始位置，留在凹模2內(nèi)的成形制件由凹模2側(cè)的打料裝置完成卸料過程。

該壓邊裝置內(nèi)容如下：

其特征在于，凹模外圈3，楔塊4，推桿5，滾輪6，壓料板8，永磁組合體9，支撐彈簧11，支撐板14，滑動板18；凹模外圈3由螺釘固定在上模座上，凹模外圈3下表面高出凹模下表面一個板坯的厚度；在壓料板8的非壓邊區(qū)布置若干永磁組合體9，組成上下兩個磁系，分別為固定部分和活動部分，且上部磁系的上表面與壓料板8上表面處于同一水平面上，下部移動磁系放置在滑動板18上，上部磁系放置在支撐板14上；推桿5穿過壓料板8右側(cè)的通孔，一端固定在滑動板18上，另一端連接滾輪6，滾輪6限制在楔塊4槽內(nèi)移動；楔塊4固定在下模座上，當推桿5右端的滾輪沿著楔塊4槽向下或向上移動時，推桿帶動永磁組合體9中活動磁系部分的零件左右移動；支撐彈簧套11在與壓料板8下底面相連的卸料螺釘上，支撐彈簧11主要起支撐壓料板8自重的作用。

本發(fā)明不限于本模具結(jié)構(gòu),凡是原理、方法與設(shè)計思路與本發(fā)明相同，或是對本設(shè)計的簡單置換，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。