[发明专利]一种可实现径向加压和液压压边的板材差温充液成形装置

说明书

技术领域

 本发明涉及板材充液热成形装置，特别涉及一种可实现径向加压和液压压边的板材差温充液成形装置。

背景技术

近几年，随着环境污染，以及能源和原材料短缺的问题日趋严重，航空航天、汽车等制造领域的结构轻量化、整体化、精品化的需求日益增多，使得许多板材如铝合金、镁合金、钛合金、超高强度钢、高温合金或复合材料等受到日渐广泛的关注。这些材料尽管有着许多优势，但相比传统材料如低碳钢等来说，本身存在比较严重的各向异性、应力集中明显、回弹严重且室温塑性差等缺点，成形零件精度低和成形周期长，大大增加了零件的制造难度和成本，严重影响了产品的工业应用。因此，常温下成形困难的问题，已经成为这些新型材料进一步扩大应用的瓶颈，严重阻碍了其应用。

最近研发的新成形技术——板材充液热成形技术，同时发挥了板材温热成形和板材充液成形的双重优点，可显著提高常温下塑性差的板材的成形性能。然而随着能源、环保问题日益严峻，以及低碳生活意识的提出，结构轻量化、整体化要求不断提高，复杂整体结构不断出现，一些更为复杂，拉深比更大的整体结构零件即使现有的板材充液热成形技术也难以实现一次整体成形，一些零件只好采用多道次成形，或局部成形再焊接的方法进行制造，而这样势必会造成工艺冗余，成形零件精度低，成本高，周期长。这就需要工艺方法或结构形式的创新和改进，来充分挖掘材料的成形能力。

在公开号为CN 101274343A中的发明专利中，公开了一种提高板材成形极限的装置。该装置有上模装置、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组成，上模装置中的压边圈和凸模之间形成背压型腔。该发明属于另一种形式的提高板材成形极限的装置，该装置并没有考虑板料成形过程中变形程度最大的法兰部位材料成形能力的提高，另外该发明的加热单元直接放置在凹模内，这需要把模具内部加热到很高温度，再通过热传导加热流体介质和板料，加热效率低，耗能大，且难以实现精确的温度控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种可实现径向加压和液压压边的差温充液成形装置，以提高板材的成形性能，实现形状更复杂、拉深比更高、尺寸精度要求更高的零件成形。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种可实现径向加压和液压压边的板材差温充液成形装置，包括：凸模、压边圈、凹模、第一增压装置、第二增压装置、第一电磁比例溢流阀、第二电磁比例溢流阀、第一流体加热装置、第二流体加热装置；

板料位于所述凹模和所述压边圈之间；所述凹模内部设有凹模腔体，凹模底部设置有注液孔，所述注液孔与所述凹模腔体连通、注液孔外端口与所述第一增压装置的高压端连接，第一增压装置高压端同时通过单向阀、高温泵与所述第一流体加热装置连接，第一增压装置低压端与所述第一电磁比例溢流阀连接；所述压边圈通过密封圈设置在所述凹模上，压边圈底部设有压边圈腔体，压边圈侧面设置有注液孔，所述注液孔与所述压边圈腔体连通，注液孔外端口与所述第二增压装置的高压端连接，第二增压装置高压端同时通过单向阀、高温泵与所述第二流体加热装置连接；第二增压装置的低压端与所述第二电磁比例溢流阀连接；所述凸模的一端位于所述压边圈中间。

进一步地，所述压边圈腔体在所述凹模及板料上形成一个封闭腔体。

进一步地，所述压边圈中间为中空结构，与所述凹模腔体同轴。

进一步地，所述第一流体加热装置、第二流体加热装置向所述凹模腔体、所述压边圈腔体内提供耐热流体介质，所述耐热流体介质为耐热油、气体、低熔点金属或耐高温粉体。

进一步地，所述第一流体加热装置、第二流体加热装置内设置有电热单元对所述耐热流体介质加热，所述加热单元为加热管、加热丝或其他加热元件。

进一步地，所述的第一流体加热装置、第二流体加热装置是各自单独控制加热。

进一步地，所述凸模内部设有冷却水道。

进一步地，所述密封圈为耐高温高压密封圈、并设置在所述凹模上。

进一步地，所述的第一增压装置、第二增压装置均是一种活塞式增压器。

本发明提供的一种可实现径向加压和液压压边的差温充液成形装置，通过液压压边减少了板料与模具间的摩擦力，通过板厚方向施加径向推力，显著促进了材料流动、以及耐热流体介质压力施加和上述可实现的差温成形，有效的实现了可极大提高板材成形极限的板材差温充液的复合成形，充分发挥了板材的成形能力，可实现难成形材料复杂零件的一次整体成形，从而能够促进新型难成形材料的扩大应用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的可实现径向加压和液压压边的板材差温充液成形装置示意图。