[发明专利]一种提高板材成形极限的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属板材热充液(热介质)成形工艺，具体涉及一种提高板材成形极限的装置。

背景技术

板材充液成形技术是采用液体作为传力介质来代替部分成形模，使板材在高压液体的作用下贴模，以实现金属板材零件成形的制造技术。作为一种先进的柔性成形技术，充液成形具有成形极限高、零件尺寸精度高、表面质量好等突出优点，特别适合成形加工航空领域的复杂结构薄壁件及低塑性材料，如铝合金、镁合金、铝镁合金、高温合金以及复杂结构拼焊板等。热介质成形技术是21世纪初期迅速发展起来的最具创新性的塑性成形技术。热介质成形是采用高温热流体介质作为传力介质，并以此代替部分模具成形零件的一种制造方法。热介质成形具有热成形与充液成形的双重优点，因此也有人将热介质成形称之为热充液成形。在流体压力诱导的厚向应力参与下，利用热介质成形，材料的塑性和延展性显著提高，屈服强度迅速下降，破裂倾向减小。

鉴于这些优点，越来越多的研究者对充液成形、热介质成形技术展开了更深入的研究工作。然而铝合金、镁合金等轻质材料的硬化指数和异性指数小、普通工艺成形性能差、塑性指标低等因素以成为其成形加工的瓶颈，为此，提高零件的成形极限是铝合金、镁合金等低塑性、难成形轻质板材零件成形的有效途径之一。而许多薄壁件由于拉深比大、坯料法兰部分变形而造成拉深件底部因拉应力过大而破裂，利用普通的充液成形技术成形仍然受到限制。为此，学术界提出了板材双向加压充液成形工艺以及板材双向加压热态充液成形工艺。板材双向加压充液成形工艺即在成形前，使板材的正反两面均充有具有一定初始压力的高压液体，然后增加正面的压力，反面的压力稍减小或保持不变，板材靠其正反两面的压力差完成成形。板材双向加压充液成形工艺与普通充液成形工艺相比，材料成形极限大大提高；板材双向加压热态充液成形工艺则是在成形前，使板材的正反两面均充有具有一定初始压力的高压液体，加热板材本身和板材正面的液体介质，使板材加热至一定的温度，然后增加板材正面的压力，反面的压力稍减小或保持不变；并且和板材直接贴紧的成形模在成形过程中用循环冷却水冷却，板材靠其正反两面的压力差完成成形工艺；而板材正反两面流体介质的温度差有助于实现板材成形极限的提高。

在公开号为CN 101274343A的发明专利中，公开了一种提高板材充液拉深成形极限的装置及方法。该装置由压边圈、凹模、凸模、传力杆和弹簧组成；压边圈置于凹模的上部，压边圈的型腔与凹模的凹模型腔同轴且孔径相同，凸模的一端置于型腔内，传力杆的一端置于压边圈和凹模之间，传力杆的另一端与弹簧固结。该发明属于另一种形式的能提高充液拉深成形极限的装置及方法，该装置只针对板材的充液拉深成形，没有考虑板材的充液胀形工艺；该装置在充液成形过程中也不能对板材进行加热，不能实现板材的热态充液成形。

目前，国内对于金属板材双向加压充液成形工艺以及金属板材双向加压热充液成形工艺的研究还仅仅停留在理论阶段，同时也缺乏相应的成形设备对这两种新型工艺的成形性能进行试验验证，这极大地限制了新型工艺的发展。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种提高板材成形极限的装置，该装置能很好的完成金属板材的双向加压充液成形加工及试验、板材的双向加压热充液成形加工以及试验功能。该板材双向加压热充液成形装置的自动化程度高、应用范围广，其高集成度能有效的降低加工成本；能有效地提高板材的成形极限；且该板材双向加压热充液成形装置使用安全，便于操作，使用过程噪音低、无污染。

一种提高板材成形极限的装置，包括上模装置、下凹模、流体压力产生装置A、流体压力产生装置B、溢流阀A和溢流阀B；

板材位于上模装置和下凹模之间；上模装置中的具体部件内部设有型腔，型腔侧面设置有注液孔B，注液孔B和型腔接通，注液孔B的外端口与流体压力产生装置B连接，流体压力产生装置B中的低压腔连接溢流阀B；上模装置中与板材接触的成形模内部还设有冷却水孔；下凹模内部空腔形成下凹模型腔，下凹模内设置有加热单元，下凹模底面设置有注液孔A，注液孔A和下凹模型腔接通，注液孔A的外端口与流体压力产生装置A连接，流体压力产生装置A中的低压腔连接溢流阀A。

本发明的优点在于：

(1)本发明提出一种提高板材成形极限的装置，自动化程度高、应用范围广；

(2)本发明提出一种提高板材成形极限的装置，其高集成度能有效的降低试验成本；

(3)本发明提出一种提高板材成形极限的装置，使用安全，便于操作，能很好的满足现代企事业单位的工作要求；