[发明专利]超塑成型模具和方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造技术领域，具体而言，涉及一种超塑成型模具和方法。

背景技术

超塑成型技术，尤其是超塑气胀成型技术是一个比较新颖、先进而未成熟的技术，具有性能好、精度高、工序简单、操作方便等优点，在保证产品质量的同时还节约了能源和设备。现有技术中，大圆角的盒体零件成型采取凹凸模成形、液压成形等成形方式，但是对于例如小圆角零件成型时，存在着容易破裂、工件厚度均匀性不一致、工件机械性能减低，导致成形废品率增加等问题。

因此，目前的超塑成型技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种超塑成型模具。

本发明的另一个目的是提供一种超塑成型方法。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种超塑成型模具。根据本发明实施例，所述模具包括：上模，所述上模设置有预成型结构的预成型模腔；以及下模，所述下模上向内凹设有成型模腔，所述成型模腔与所述预成型模腔对应，以使所述下模和所述上模闭合时所述成型模腔和所述预成型模腔形成封闭空间，并且，所述上模和所述下模分别设置有上进气孔和下进气孔，所述上进气孔和所述下进气孔与所述封闭空间相通。

利用根据本发明实施例的超塑成型模具，不仅可以完成超塑成型工艺，并且，预成形和成形可以在同一模具完成，预成形后可以立即进行成形。在使用时，以上模（根据实际需要也可以是下模）的具有预成型结构（根据实际需要进行设计）的预成型模腔作为预成形模腔，成形出预成形态后可以立即将气压反转，以下模（根据实际需要也可以是上模）作为最终成形模腔，获得成型产品。另外，由于预成形结构的存在，在成形复杂盒形工件，特别是有内扣盒形工件时，预成形时的材料厚度保护区必须向易变薄区推送，而不是现有的预成型技术中的纯粹将易变薄区的原材料预先保留，因为只作预先保留很有可能因保护区过早贴模，导致只留有一小部份的材料能够被用来拉伸出极小的圆角，其它部分不能再参与成型，而且利用根据本发明实施例的超塑成型模具，预成形时的原材料厚度保护区不单必须向易变薄区推送，并且被推送的保护区必须尽量接近易变薄区的形状，从而可以有效地防止保护区过早贴模，使成型的厚度可以控制。利用根据本发明实施例的超塑成型模具在进行成型，具有产品一体成形性好、产品的机械性能好、产品的厚度均匀、产品种类丰富、制备工艺简单、生产周期短、产量高、废品率低、生产成本低等优点，适用于工业化、规模化生产，具有广阔的应用空间和巨大的市场推广价值。

根据本发明的一些实施例，上述超塑成型模具还可以具有下列附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述预成型模腔具有环形凹槽、球形、椭圆球形、扇形、波浪形、马鞍形以及方形中的至少一种结构。由此，在成形时，由于预成形结构的存在，原材料可以根据设计鼓起不同形状的泡，鼓起泡后厚度变薄，可以起到两个积极作用：（1）.原材料薄处成形时所需的力量小，在成形时会更优先变形及变薄，如果该位置按理想状态落在成形工件比较难变薄的位置，可以进一步将原材料借用到需要的位置；（2）.基于力学矢量分析，气胀成形时原材料鼓起泡的位置会倾向摊平，因此可利用鼓起的泡的摊平倾向将厚度保护区推向预先设计的理想的位置，帮助将板材的厚度保护区落在最终工件的边角，从而可以解决的例如盒形工件的边角厚度比其他位置薄等问题，使产品的薄厚均匀。

根据本发明的一个实施例，所述模具的预定位置设置有石墨。由此，石墨在液压机的压力下可以填补任何微小的空隙，而且在高温下不会熔化或分解，可以长期保持封气效果，封闭效果非常理想，有利于抑制成型时产生孔洞。

根据本发明的一个实施例，所述上模和所述下模分别连接有上加热板和下加热板，所述上加热板和所述下加热板分别连接有上隔热板和下隔热板。由此，可以根据实际需求对模具加热，使模具能够保持合理的成型温度。

进一步地，还可以将温度控制系统和气压控制系统应用在上述模具上。

在本发明的另外一个方面，本发明提出了一种超塑成型方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：预成型，以便对原材料进行初步成型，获得预成型工件；以及成型，以便对所述预成型工件进行成型，获得成型产品，并且，所述预成型和成型在同一模具中完成。利用根据本发明实施例的超塑成型方法进行成型，具有产品一体成形性好、产品的机械性能高、产品的厚度均匀、产品种类丰富、制备工艺简单、生产周期短、产量高、废品率低、生产成本低等优点，适用于工业化、规模化生产，具有广阔的应用空间和巨大的市场推广价值。