[发明专利]一种波浪式液压加载方法

说明书

本发明公开了一种波浪式液压加载方法，它是将液体注入液压腔中，借助压力机压力，通过改变上下模的距离，挤压液压腔中的液体，获得逐渐增大的液压力；此外，上模下移的同时，带动齿条向下移动，齿条与齿轮啮合传动，带动波浪轮作旋转运动，旋转的波浪轮则使活塞作往复运动，从而实现大小更替的脉动液压力；逐渐增大的液压力与脉动液压力共同作用下，以液体代替传统的刚性凸模，则可以实现板材脉动液压成形；通过更换不同参数的齿轮或波浪轮，以及改变上模下行速度，均可获得不同振幅、不同周期的脉动液压加载方式；本发明具有方法简便、成本低廉、过程可靠、对使用环境要求低等优点。

技术领域

本发明属于机械工程领域，涉及一种脉动液压成形方法，特别是一种用于金属板坯和开口空心零件的脉动液压成形方法，材料包括镁合金、铝合金、钛合金等有色金属以及其它黑色金属。

背景技术

在汽车、飞机、航天等领域，零件“轻量化”技术研究是当前的研究热点。如何在保证低成本条件下，并采用简便的方法制造重量轻、强度高、质量好的零件，以满足节能环保的要求，是该领域迫切解决的关键技术。金属板材或管材的塑性成形技术能获得重量轻、强度高的零件，但许多优质的金属材料室温下塑性较差，塑性成形极限很低。因此需要配备加热设备，使金属板材或管材在高温下完成塑性成形。然而，高温成形方法又具有装置复杂、操作危险、成本高，金属高温易被氧化等缺点。在此背景下，业内提出了液压成形技术。

液压成形技术是以液体代替凸模或凹模，在高压液体或压力机的作用下使金属板材发生塑性变形，进而成形为所需零件的一种先进技术。该技术具有成形极限高、成形零件质量好、精度高，能成形复杂开口零件等优点，在工业领域和试验研究领域均得到了广泛的应用。目前，液压成形方法主要有机械-液压拉深、压力润滑拉深、径向推力充液拉深等成形方法，液压力的加载方式均以恒定液压加载、线性液压加载等简单加载方式为主。研究表明，简单液压力的加载方式下获得的零件壁厚分布不够均匀，容易破裂，成形性能差。为此，2001年，日本的Rikimaru教授提出脉动液压加载方式的新成形技术—脉动液压成形技术。基于该技术，国内学者杨连发等研究了管材的成形性能，得出了脉动液压加载方式下，金属零件的冷成形性能可以大幅度提高的结论。目前，关于金属板材脉动液压成形方面的研究还不多，相关报道也还鲜见。日本学者Yogo基于计算机技术，开发了一种脉动液压成形系统，但是该系统具有设备昂贵、方法复杂、操作不便、实用环境要求高等缺点，很难推广。国内杨连发教授提出了一种用于产生脉动液压力的方法，该方法能实现简单脉动液压加载，但成形过程中液压加载不规律，脉动参数(振幅、周期)难保证。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种方法简便、成本低廉、过程可靠、成形质量高、对使用环境要求低、易于推广的金属板材脉动液压成形方法。

本发明的波浪式液压加载方法，其特征在于：包括如下步骤：

1、将增压活塞装入缸体口部，当密封圈完全进入缸体时保持该高度；

2、利用增压活塞上部的进液口通过手动液压泵将液体注入型腔中，直至液面与增压活塞上端的沉孔底面(工作表面)相平，停止加液；

3、将板坯定位好放置在工作表面上，盖上压边圈；

4、安装好齿轮齿条以及波浪轮，成形装置与单动压力机配合使用；

5、启动压力机，压力机作用压边圈对板坯进行压边，同时压边圈将压力传递给增压活塞，推动增压活塞下移，挤压缸体内的液体，以获得所需的成形液压力；

6、一定压力的液体通过细长通液孔流向板坯周围，对板坯产生径向推力，以提高金属材料的径向流动性；

7、随着增压活塞的下移，齿条与齿轮啮合作用，带动波浪轮旋转，使活塞杆产生直线往复运动，获得所需要的脉动液压；

8、随着型腔内液体压力的增大，压边圈有上浮的趋势，此时液体流经板坯与工作表面之间，对两者进行液体润滑；