一种可控介质冷冲压成形工艺方法及其模具结构
阅读说明：本技术 一种可控介质冷冲压成形工艺方法及其模具结构 (Controllable medium cold stamping forming process method and die structure thereof ) 是由 齐晓栋 张蓝月 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种可控介质冷冲压成形工艺方法及其模具结构,模具具有上模和下模,在下模上设置有可变形的类聚氨酯凸模,类聚氨酯凸模在面向待成形的板料的一侧上具有用于引导变形的凹槽,上模具有刚性的凹模,凹模上具有封闭式凹槽,其形状与产品形状一致,凹槽底部有排气孔。类聚氨酯凸模上的凹槽圆角外轮廓大于凹模上的凹槽的外轮廓,类聚氨酯凸模上凹槽的深度从外到内逐渐加深。本发明提供的可控介质冷冲压成形工艺方法及其模具结构,消除了传统工艺造成的凹槽周围面品缺陷,尤适用于冲压件上凹槽特征的成形问题,减少模具制作过程中的研配工作量,降低返修率,结构简单,制造方便,压料稳定,维修便利。(The invention provides a controllable medium cold stamping forming process method and a die structure thereof, wherein the die is provided with an upper die and a lower die, a deformable polyurethane male die is arranged on the lower die, a groove for guiding deformation is formed in one side of the polyurethane male die facing a plate to be formed, the upper die is provided with a rigid female die, a closed groove is formed in the female die, the shape of the closed groove is consistent with that of a product, and an exhaust hole is formed in the bottom of the groove. The profile of the fillet of the groove on the polyurethane male die is larger than that of the groove on the female die, and the depth of the groove on the polyurethane male die is gradually deepened from outside to inside. The controllable medium cold stamping forming process method and the die structure thereof provided by the invention eliminate the defects of the surface products around the groove caused by the traditional process, are particularly suitable for the forming problem of the characteristics of the groove on the stamping part, reduce the research and distribution workload in the die manufacturing process, reduce the repair rate, and have the advantages of simple structure, convenient manufacture, stable material pressing and convenient maintenance.)
技术领域
本发明属于冲压技术领域，具体说是涉及一种可控介质冷冲压成形工艺方法及其模具结构。
背景技术
在许多冷冲压零件上存在类似凹槽的结构，例如汽车门外板手扣凹槽、半球形的结构件等，此类凹槽形状通常采用拉延成形工艺来实现。但是，由于拉延工艺本身的限制，凹槽的周围很容易产生表面缺陷，比如凹坑、起皱等，从而影响产品的质量，因此，在模具调试过程中，为了优化质量需要耗费大量的人力和物力。
对于面品质量要求比较高的外覆盖件来说，比如汽车的门外扳手扣区域，除车身侧面的棱线造型外，手扣造型是汽车外观上一个重要的造型特征，Audit评审时会重点关注手扣周围的面品质量，对于车身棱线贯穿手扣的情况，采用拉延工艺成形的手扣周围更易产生表面缺陷，从而影响整体外观效果。
该类凹槽结构通常在冲压模具的第一序以拉延工艺成形，通过凹模的反成形来形成手扣形状。在拉延成型工艺中，上模的凸起形状作用在凸模凹槽圆角内板料上的力远远大于凹槽圆角外板料受到的拉力，所以，圆角外的板料会越过圆角流入凹槽内，并且不规则的凹槽形状也加剧了板料流入量的不均，导致凹槽周围板料存在不均匀的切向压应力，由此导致面品缺陷的产生，即使在凹槽***区域施加强压，也不能完全解决此类缺陷。因此，需要针对该类技术问题进行解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可控介质冷冲压成形工艺方法及其模具结构，解决了在封闭式凹槽圆角以外产生切向压应力和板料流动的技术问题，消除了产品凹槽周围的面品缺陷，减少了模具制作中的研配工作量，缩短了制作周期，具有结构简单、制造方便、压料稳定和维修便利的优点。
一种可控介质冷冲压成形工艺方法及其模具结构，包括以下步骤：
步骤S1:模具准备阶段，上模通过螺栓固定在压机的上滑块上，上模为凹模，下模由压边圈和可变形的类聚氨酯凸模构成，在凸模上设置有凹槽，下模通过螺栓固定在压机的工作台上；
其中，凸模上的凹槽轮廓比需要成形的凹模凹槽轮廓大，并且凸模上的凹槽完全覆盖住凹模上的凹槽；
步骤S2：准备阶段，压边圈被压机工作台的托杆顶起到工作高度，压边圈和凸模支撑住成形用板料；
步骤S3：下压阶段，上滑块向下运动，上模和压料圈将板料压紧，以提供足够的压料力，板料被压紧在类聚氨酯凸模和压边圈上，随着上滑块的继续下行，压边圈在上模的作用下开始下行；
板料在上模与压边圈和凸模的作用下开始变形，接触板料的部分先发生变形；
步骤S4：变形开始阶段，由于类聚氨酯凸模具有可变形性，随着压力的继续增大，变形首先在类聚氨酯凸模与板料接触的内边缘部分开始，凸模的材料从凹槽圆角部分开始由外到内逐渐产生变形，并往内侧扩展，凸模上的凹槽逐渐被填平并凸起，类聚氨酯凸模的边缘位置比内部先接触到板料；
聚氨酯凸模逐步变形并压紧板料，并逐渐到达凹模的凹槽圆角边缘部分；
步骤S5：变形发展阶段，当通过变形后的类聚氨酯凸模传递的力较大时，板料就会沿着凹模的圆角开始变形并逐渐贴紧凹模的圆角，由于类聚氨酯凸模传递的力在始终在料厚方向上压紧板料，不存在径向的拉应力，因此凹模凹槽圆角外的板料不会流入要成形的封闭式凹槽；
步骤S6：后期成型阶段，随着类聚氨酯凸模的逐渐变形，类聚氨酯凸模变形后的区域成为压料区，随着成形的不断进行，压料区不断变大，待成形的封闭式凹槽圆角外的板料在压料力和圆角阻力的作用下难流入封闭式凹槽内，凹槽凹槽内的板料在类聚氨酯凸模的作用下沿着凹模边缘慢慢贴靠内壁；
步骤S7：变形结束阶段，类聚氨酯凸模的凹槽被自身变形的材料填平并凸起成凹模凹槽的形状，在整个成形过程中，凹模凹槽内待变形的板料总是处于平面双向拉应力的状态，已经成形的板料完全贴紧在凹模的内壁上，最终在板料上成形出封闭式凹槽的形状。
所述步骤S1中，所述上模设置有反成形凹槽的形状所用的凸起形状，与产品的形状一致；
所述凸模上设置设置有反成形凹槽形状所用的凹槽形状，其凹槽轮廓比产品凹槽轮廓要大。
所述步骤S2中，所述凹槽内的板料处于自由状态，上模和压边圈提供的压料力仅把板料压紧。
所述下模上设置有可变形的类聚氨酯凸模，所述类聚氨酯凸模在朝向待成形板料的一侧设置有用于引导变形的凹槽形状；
所述上模为刚性凹模，所述凹模上具有与产品形状一致的凹槽，所述类聚氨酯凸模上凹槽的外轮廓尺寸大于所述凹模上凹槽的外轮廓尺寸。
所述类聚氨酯凸模采用聚氨酯类可变性并具有一定硬度和韧性的材料。
所述聚氨酯的硬度为肖氏硬度80-95。
所述类聚氨酯凸模的厚度大于或者等于80mm，根据具体的产品尺寸来确定。
所述类聚氨酯凸模上凹槽呈圆弧状，所述凹槽无棱边且设置倒圆。
所述凹模上的凹槽在其底部具有排气孔，所述排气孔的直径为4mm-6mm。
所述类聚氨酯凸模与压边圈的搭接面为平面或者曲面。
本发明达成以下显著效果：
(1)本发明可以在金属板材上成形完美的凹槽结构，并且可以控制成形后最终产品的厚度分布，可用于对冲压件凹槽处形状的表面面品质量或尺寸精度高要求高的冲压件；
(2)凸模为类聚氨酯材料，具有一定的硬度、韧性和可变形性，凸模上的凹槽轮廓比需要成形的凹模凹槽轮廓大，凸模上的凹槽要完全覆盖住凹模上的凹槽，开始时，凸模凹槽圆角外的部分起到压料的作用，随着不断下行，凸模的材料从凹槽圆角部分开始由外到内逐渐产生变形，从凹模凹槽的圆角处开始逐渐把板料压紧在凹模凹槽上，变形后的凸模很快成为压料区，压料区不断扩大，压料力和凹模凹槽圆角限制了圆角外板料的流动，这就从根本上解决了由于切向压应力造成的面品缺陷；
(3)板料的变形从外到内进行，凹槽以外的板料基本上不参与变形，并且中心部位的板料始终受到的是平面双向拉应力，而且是最后成形区域，减薄率最大的位置也在此处。在成形过程中，参与变形的板料得到了充分的变形，减薄率从内到外逐渐减小，提高了板料的成形性能，因此，在同等条件下，采用本发明专利中的成形工艺，板料不易发生断裂；
(4)在力的作用下，可变形的凸模和板料同步产生变形，不存在相对的滑动，这利用的正是类聚氨酯材料和板料摩擦力大的作用，进而保证了产品的表面质量；
(5)可控介质成形的凸模的结构提供了变形过程中的可控制性，凸模外轮廓和凸模凹槽圆角之间的区域在变形初期提供压料力，可以有效的控制圆角外材料的流动。
附图说明
图1为本发明实施例中模具结构的结构示意图。
图2为现有技术中拉延成形的模具结构示意图。
图3为现有技术中拉延成形的材料应力状态图。
图4为现有技术中液压胀形的模具结构示意图。
图5为现有技术中液压胀形的材料应力状态图。
图6为本发明实施例中可控介质成形的模具结构示意图。
图7为本发明实施例中可控介质成形的材料应力状态图。
其中，附图标记为：1、上底板；2、排气孔；3、凹模；4、凹模固定板；5、板料；6、类聚氨酯凸模；7、压料圈；8、凸模支撑板；9、下底板；10、托杆；11、限位块；12、导柱；13、导套。A、B、C、D四个应力状态点分别在成型过程中从外到内依次选取。
具体实施方式
为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
参见图1，一种可控介质冷冲压成形工艺方法及其模具结构，包括以下步骤：
步骤S1:模具准备阶段，模具具有上模和下模，上模由上底板1，排气孔2，凹模3，凹模固定板4和导套13构成，下模由类聚氨酯凸模6，压料板7，凸模支撑板8，下底板9，托杆10，限位块11和导柱12构成。凹模3和凹模固定板4通过螺栓把紧在上底板1上，排气孔2为凹模3和凹模固定板4上的通孔，用于在成形过程中排出内部的空气。凸模支撑板8通过螺栓把紧在下底板9上，类聚氨酯凸模6放在凸模支撑板8上，压边圈7和托杆10通过螺栓连接，托杆10把压机下气垫提供的压力传导到压边圈7上，压边圈7起到支撑板料5并作为类聚氨酯凸模6的容框的作用，限位块11在模具到达闭合高度时限制压边圈7的进一步下行，以保护模具。导柱12和导套13在上下模接触时提供导向作用。板料5放在类聚氨酯凸模6和压边圈7上。类聚氨酯凸模6为可变形的凸模，材料为聚氨酯材料，在面向待成形的板料的一侧上有一凹槽。凹模3的材料为刚性材料，凹模3上有凹槽，凹槽的形状与产品形状一致。类聚氨酯凸模6上的凹槽外轮廓大于凹模3上的凹槽外轮廓，从而在合模后类聚氨酯凸模6能完全覆盖凹模3。按照本发明，封闭式凹槽指的是在板料上成形的凹槽的周向轮廓是封闭的；
上模通过螺栓固定在压机的上滑块上，下模通过螺栓固定设置在压机的工作台上；
其中，凸模上的凹槽轮廓比需要成形的凹模3凹槽轮廓大，并且凸模上的凹槽完全覆盖住凹模3上的凹槽；
步骤S2：准备阶段，压边圈7被托杆10顶起到工作高度，压边圈7和凸模6支撑成形用板料5；
步骤S3：下压阶段，上滑块向下运动，凹模3和压料圈7将板料5压紧，以提供足够的压料力，板料5被压紧在类聚氨酯凸模6和压边圈7上，随着上滑块的继续下行，压边圈在上模的作用下开始下行；
板料5在凹模3与压边圈7和凸模6的作用下开始变形；
步骤S4：变形开始阶段，由于类聚氨酯凸模6具有可变形性，随着压力的继续增大，变形首先在类聚氨酯凸模6与板料5接触的内边缘部分开始，凸模的材料从凹槽圆角部分开始由外到内逐渐产生变形，并往内侧扩展，凸模上的凹槽逐渐被填平并凸起，类聚氨酯凸模6的边缘位置比内部先接触到板料5；
聚氨酯凸模6逐步变形并压紧板料5，并逐渐到达凹模3的凹槽圆角边缘部分；
步骤S5：变形发展阶段，当通过变形后的类聚氨酯凸模6传递的力较大时，板料5就会沿着凹模3的圆角开始变形并逐渐贴紧凹模3的圆角，由于类聚氨酯凸模6传递的力在始终在料厚方向上压紧板料5，不存在径向的拉应力，因此凹模3凹槽圆角外的板料5不会流入要成形的封闭式凹槽；
步骤S6：后期成型阶段，随着类聚氨酯凸模6的逐渐变形，类聚氨酯凸模6变形后的区域成为压料区，随着成形的不断进行，压料区不断变大，待成形的封闭式凹槽圆角外的板料5在压料力和圆角阻力的作用下难流入封闭式凹槽内；凹模3凹槽内的板料5在类聚氨酯凸模6的作用下沿着凹模3边缘慢慢贴靠内壁；
步骤S7：变形结束阶段，类聚氨酯凸模6的凹槽被自身变形的材料填平并凸起成凹模3凹槽的形状，在整个成形过程中，凹模3凹槽内待变形的板料5总是处于平面双向拉应力的状态，已经成形的板料5完全贴紧在凹模3的内壁上，最终在板料5上成形出封闭式凹槽的形状。
步骤S1中，凹模3设置有反成形凹槽形状所用的凹槽形状，与产品的形状一致；
凸模6上设置设置有反成形凹槽形状所用的凹槽形状，其凹槽轮廓比产品凹槽轮廓要大。
步骤S2中，凹槽内的板料5处于自由状态，凹模3和压边圈提供的压料力把板料5拉紧。
下模上设置有可变形的类聚氨酯凸模6，类聚氨酯凸模6在朝向待成形板料5的一侧设置有用于引导变形的凹槽形状；
上模为刚性凹模3，凹模3上具有与产品形状一致的凹槽，类聚氨酯凸模6上凹槽的外轮廓尺寸大于凹模3上凹槽的外轮廓尺寸。
类聚氨酯凸模6采用聚氨酯类可变性并具有一定硬度和韧性的材料。
聚氨酯的硬度为肖氏硬度80-95。
类聚氨酯凸模6的厚度大于或者等于80mm，根据具体的产品尺寸来确定。
类聚氨酯凸模6上凹槽呈圆弧状，凹槽无棱边且设置倒圆。
凹模3上的凹槽在其底部具有排气孔2，排气孔2的直径为4mm-6mm。
类聚氨酯凸模6与压边圈的搭接面为平面或者曲面。
参见图2，图3，图4，图5，图6和图7，为了进一步说明本发明专利相对于现有技术所具有的的优势，对比现有技术中的拉延成形工艺以及液压胀形工艺，拉延工艺：凸模为刚性材料，板料开始变形时，凸模底部先接触板料，随着凸模的下行，凸模底部作用在板料上的力引起板料以接触点为中心的变形。成形力通过侧壁的传力区传递到圆角外的板料上，所以最终成形后零件壁厚最薄的区域在侧壁上。
液压胀形工艺：凸模为液体材料，液体受压时，内部的压强处处相等，所以作用在板料上的力也是处处相等的，所以最终成形后零件的壁厚处处相等。
可控介质成形工艺：凸模为类聚氨酯的材料，类聚氨酯的材料具有一定的硬度和强度，受压变形时，接触板料的部分先发生变形，即凹模圆角处的板料先发生变形，变形后的板料立即贴敷在刚性凹模上，随着压力的持续增大，变形不断往凹槽内部扩展，并且变形后的类聚氨酯的材料到压料的作用，能够限制板料的进一步流动。
在材料成形过程中，从外到内依次从材料中选取A、B、C、D四个应力状态点进行对比分析，详细分析如下：
(1)A点，处于凹模的圆角处
对于拉延工艺，力通过刚性凸模传递到板料上，单元格受到径向拉应力和切向压应力，这是因为板料在凸模的带动下要进入凹模，板料收缩产生压应力；单元格接触凹模圆角，所以在料厚方向上受到压应力；
对于液压胀形工艺，单元格也受到三个方向上的力，但在切向上是拉应力，这是由于板料在料厚方向上受到均匀压应力，板料需要扩展面积去贴近凹模，所以在切向上是拉应力；
对于可控介质成形工艺，单元格只受到料厚方向的压应力，因为板料在这个区域的变形已经结束，板料完全贴在凹模上，所以径向和切向都没有应力。
(2)B点，处于凹模圆角靠里一些的位置
对于拉延工艺，单元格不接触模具，所以料厚方向上没有应力，径向是拉应力，切向仍然是压应力；
对于液压胀形工艺，因为板料始终接触凸模，所以三个方向上仍然存在应力，并且与A点位置的状态一致；
对于可控介质成形工艺，B点位置的板料刚刚完成变形，所以切向没有应力，但由于处在板料变形的临界区域，径向仍然受到轻微的拉应力，料厚方向是压应力。
(3)C点，比B点更低一些的位置上
对于拉延工艺，应力状态与B点一致，只是在切向上由压应力变为拉应力，这是因为在切向方向上，开始时板料是被拉入到凹模里面，板料优先的从凸模底部逐渐往上贴附凸模，在贴附的过程中，从凸模中心到凹槽圆角，板料的变形是一个先收缩后扩展的一个过程，所以，在侧壁上存在一个区域，此区域的切向应力等于0，在这个区域往外，切向是压应力，这个区域以内，切向是拉应力；
对于液压胀形工艺，状态没有变化；
对于可控介质成形工艺，单元格处于正在变形的时刻，板料在凸模的作用下正在逐渐的贴紧凹模，因为板料贴附在凹模上是一个从外到内逐渐变化的过程，不存在拉延工艺先收缩后扩展的过程，所以切向、径向都是拉应力，料厚方向是压应力。
(4)D点，凸模底部正中心的位置
对于拉延工艺，凸模底部接触板料，径向、切向均受到拉应力，料厚方向是压应力；
对于液压胀形工艺，状态没有变化，与原来一致；
对于可控介质成形工艺，由于凸模的凹形，单元格不接触模具，所以料厚方向没有应力，切向、径向均是受到拉应力，而且在整个变形过程中，此部分板料切向、径向均是拉应力。
综上可知，本发明的可控介质成形工艺，与传统的拉延、液压胀形工艺存在本质上的区别，具体区别点如下：
(a)拉延工艺在凹槽的圆角处存在非常大的径向拉应力，液压胀形工艺在成型过程中，板料一直受到料厚方向上的均匀压应力，由于压边力非常大，板料不会流入圆角内，而可控介质成形工艺，凸模为类聚氨酯的材料，具有一定的硬度和可变形性，凸模上的凹槽比需要成形的凹模凹槽轮廓大，凸模上的凹槽要完全覆盖住凹模上的凹槽，开始时，凸模凹槽圆角外的部分起到压料的作用，随着不断下行，凸模的材料从凹槽圆角部分开始由外到内逐渐产生变形，从凹模凹槽的圆角处开始逐渐把板料压紧在凹模凹槽上，板料的变形是逐步实现的，而且变形后的凸模马上就成为压料区，压料区在整个成形过程中不断的在扩大，压料力和凹模凹槽圆角限制了圆角外板料的流动，所以，从根本上解决了由于切向压应力造成的面品缺陷；
(b)对于拉延工艺来说，板料成形过程中的侧壁部分在成形过程中起到传递成形力的作用，属于力的传导区，最终产品减薄率最大的位置在侧壁部位，为易断裂部位，侧壁位置板料的承载能力决定拉延件的最大变形程度，中心位置的板料最先接触凸模，由于摩擦力的所用，中心部分的板料不易流动，所以减薄率较小，最终零件的减薄率分布非常不均；对于液压胀形工艺来说，板料各个位置总是受到状态一致的应力，所以板料成形部位的厚度始终均匀一致；
对于可控介质成形工艺来说，板料的变形从外到内进行，凹槽以外的板料基本上不参与变形，并且中心部位的板料始终受到的是平面双向拉应力，而且是最后成形区域，减薄率最大的位置也在此处。在成形过程中，参与变形的板料5得到了充分的变形，减薄率从内到外逐渐减小，提高了板料的成形性能，所以，在同等条件下，采用可控介质成形工艺时板料更不易发生断裂。
(c)在拉延工艺成形时，板料和凸凹模之间有相对的滑动，这是产品能够能最终成形的条件，所以拉延成形时要充分考虑摩擦力的影响，一般来说刚性凸凹模和板料间的摩擦力较小，板料可以顺利地在凸凹模作用下流动；液压胀形工艺成形时，板料和液态材料间基本上没有摩擦力；
可控介质成形时，在力的作用下，可变形的凸模和板料同步产生变形，不存在相对的滑动，这利用的正是类聚氨酯材料和板料摩擦力大的作用。
(d)对于拉延工艺来说，参与变形的板料中心部位的板料优先接触凸模底部，板料变形也是先从中心部位开始，然后逐渐扩展到外部，变形后的板料从凸模底部开始逐渐的往上贴附凸模，直至模具闭合，板料全部贴附在凸模上，所以整个过程是由内到外的一个变形过程；对于液压胀形工艺，参与变形的板料始终在接触液态凸模，由于液态凸模压强处处相等的原因，料厚方向上受到的压应力也处处相等，所以板料的变形是同时开始变形的，不存在先后顺序；而对于可控介质成形工艺，由于凸模上的凹槽形状，在力的作用下，凸模凹槽圆角处的材料优先发生形变，进而强迫板料贴附在凹模凹槽圆角上，随着凸模变形的不断进行，凸模凹槽的深度逐渐减小，并慢慢的变为凸起的状态，在此过程中，板料逐渐的贴附在凹模凹槽内，中心部位的板料由于凸模凹槽的原因，在最后阶段才会贴附在凹模凹槽内，所以整个变形过程是由外到内的过程，可控介质成形的变形路径完全有别于传统成形工艺的变形路径。
(e)对比拉延工艺和可控介质成形工艺，板料中心的部分的受力状态也是不同的，对于拉延工艺来说，中心部位与凸模中心接触受力，拉动周围的材料往凹槽内流动；而可控介质成形则不同，中心部位的板料受到往外的拉应力，中心材料往外部流动,这点与传统工艺的变形路径也有所不同。
可控介质成形的凸模的结构提供了变形过程中的可控制性，凸模外轮廓和凸模凹槽圆角之间的区域在变形初期提供压料力，可以有效的控制圆角外材料的流动；凸模凹槽的形状和深度是根据产品的形状来决定的，在不同的凹槽形状和深度下，凸模在压力作用下的变形路径也是不一样的，所以板料的变形路径也是不同的，体现在最终零件上就是减薄率的分布不同，因此这种成形方式是可控的。
本发明具体工作过程：
模具具有上模和下模，上模由上底板1、排气孔2、凹模3，凹模固定板4和导套13构成，下模由类聚氨酯凸模6、压料板7、凸模支撑板8、下底板9，托杆10、限位块11和导柱12构成。凹模3和凹模固定板4通过螺栓紧固在上底板1上，排气孔2为凹模3和凹模固定板4上的通孔，用于在成形过程中排出内部的空气。凸模支撑板8通过螺栓紧固在下底板9上，类聚氨酯凸模6放在凸模支撑板8上，压边圈7和托杆10通过螺栓连接，托杆10把压机下气垫提供的压力传导到压边圈7上，压边圈7起到支撑板料5并作为类聚氨酯凸模6的容框的作用，限位块11在模具到达闭合高度时限制压边圈7的进一步下行，以保护模具。导柱12和导套13在上下模接触时提供导向作用。板料5放在类聚氨酯凸模6和压边圈7上。类聚氨酯凸模6为可变形的凸模，材料为聚氨酯材料，在面向待成形的板料的一侧上有一凹槽。凹模3的材料为刚性材料，凹模3上有凹槽，凹槽的形状与产品形状一致。类聚氨酯凸模6上的凹槽外轮廓大于凹模3上的凹槽外轮廓，从而在合模后类聚氨酯凸模6能完全覆盖凹模3。按照本发明，封闭式凹槽指的是在板料上成形的凹槽的周向轮廓是封闭的。
首先，板料5放在类聚氨酯凸模6和压边圈7上，压机开始运动时，上模随压机滑块一起向下运动，导柱12与导套13结合，并且到导向的作用；凹模3下行到一定阶段时，凹模3与板料5相接触，并把板料5压紧在类聚氨酯凸模6和压边圈7上，从而起到压料的作用，随着凹模3的继续下行，压边圈7在凹模3在作用下开始下行，由于类聚氨酯凸模6具有可变形性，随着压力的继续增大，变形首先在类聚氨酯凸模6的与板料接触的内边缘部分开始，并逐渐往里侧扩展，凹槽逐渐被填平并凸起，由于形状的原因，类聚氨酯凸模6的边缘位置会比内部先接触到板料5。
在类聚氨酯凸模6逐步变形从而压紧板料5，并逐渐到达凹模3的凹槽圆角边缘部分时，由于这个位置的板料已经没有凹模3的支撑，如果通过变形后的类聚氨酯凸模6传递的力足够大的话，板料5就会沿着凹模3的圆角开始变形并逐渐贴紧凹模3的圆角，随着类聚氨酯凸模6的逐渐变形，所述板料会在类聚氨酯凸模6的作用下沿着凹模3边缘慢慢贴靠内壁。
最后，类聚氨酯凸模6的凹槽被自身变形的材料填平并凸起成凹模3凹槽的形状，板料5则完全贴紧在凹模3的内壁上，于是最终在板料上成形出封闭式凹槽的形状。
在成形开始时，板料5仅仅是沿着凹模3的圆角变形，慢慢贴紧圆角，由类聚氨酯凸模6传递的力在始终在料厚方向上压紧板料5，不存在径向的拉应力，因此板料不会流入要成形的封闭式凹槽，从而避免了在封闭式凹槽周围产生切向压应力和板料流动的问题；在后期的成形过程中，板料也是被慢慢地随着类聚氨酯凸模6的变形形成产品形状，没有变形的板料总是处于平面双向拉应力的状态，这种成形方式完全不同于现有的成形工艺的变形路径，而且类聚氨酯凸模6的凹槽形状在整个成形过程中起到非常重要的作用，能起到调节板料减薄率的作用，因此本发明称为“可控介质成形工艺”。类聚氨酯凸模6变形后的区域成为压料区，起到了压料的作用，随着成形的不断进行，压料区域在不断的变大。
按照本发明，待成形的封闭式凹槽圆角外的板料在压料力和圆角阻力的作用下很难流入封闭式凹槽内，因此本发明在根本上解决了在封闭式凹槽的圆角以外产生切向压应力和板料流动的问题，解决了产品凹槽周围的面品缺陷问题，减少模具制作中的研配工作量，缩短了制作周期，具有结构简单、制造方便、压料稳定、维修便利等优点。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。