[发明专利]板材温热电液高速冲击‑准静态液压复合成形装置及采用该装置实现的板材成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及板材温热电液高速冲击-准静态液压复合成形装置及采用该装置实现的板材成形方法。属于金属材料加工成形领域。

背景技术

随着科技的进步和人们生活水平的提高，板材成形件在人们的生活中应用越来越广泛。板材的成形通常采用冲压的方法，传统的冲压方法需要设计专门的模具，不但模具结构复杂，设计周期长，制造成本高，更重要的是凸模与凹模需要进行精密的配合和精准的定位，还要考虑凸凹模的磨损以及配合公差问题，以及在冲压成形的过程中还会存在材料的硬化而引起变形抗力增大因素。当成形形状复杂件以及常温塑性较差的板件如：镁合金、铝合金、钛合金时，很难实现，即使勉强实现，制造的成本也相当高，周期长，甚至无法保证板材成形件的质量。

在这种情况下，高速率成形技术成为板材成形复杂件以及轻合金的重要手段之一。与传统的成形方式相比，高速率成形技术可大大简化模具结构，缩短成形周期，降低成本。更为重要的是可以极大提高材料的塑性变形能力，甚至达到超塑性的效果，如磁脉冲成形技术。虽然磁脉冲成形技术提高了材料的塑性变形能力，可以成形一些轻合金板材件，但是在一些形状极其复杂的板材成形时，磁脉冲成形工艺由于磁力的分布不均和能量的不稳定控制，依然存在工件的反弹和截面小圆角的无法贴模问题，而且成形件的大小受到线圈尺寸限制。

基于此，电液成形技术解决了电磁成形能量分布不均和成形件大小问题，然而在一些复杂件的成形时贴模效果依然不理想。内高压成形技术很好地解决了贴模问题，但其本身成形周期长，设备一次性投入高需要承受高压，关键部件需特殊制造，工艺知识和技术缺乏，也有一定的应用局限。

发明内容

本发明是为了解决难成形板材及复杂件的成形、贴膜不好、变形不均匀的问题。现提供板材温热电液高速冲击-准静态液压复合成形装置及采用该装置实现的板材成形方法。

板材温热电液高速冲击-准静态液压复合成形装置，它包括电磁成形系统、充液设备、电液成形模具、冷却装置、加热装置和真空泵，

电液成形模具包括上部分模具和下部分模具，

上部分模具包括上模座板、一号内六角螺钉、凹模型腔、上模套板和导套，

下部分模具包括下模座板、液室、二号内六角螺钉、两个绝缘套、导柱、下模套板、放电正电极、放电负电极和金属丝，

凹模型腔和液室均为台阶式结构，且液室为凹槽结构，凹模型腔和液室由上至下排列，且凹模型腔和液室的凹槽部分相对设置，待加工板件设置在液室和凹模型腔之间，进行定位，凹模型腔和上模座板上开有孔，通过该孔与真空泵连接，真空泵用于抽空凹模型腔内的气体，凹模型腔和液室上装有加热装置，凹模型腔上装有冷却装置，加热装置，用于对凹模型腔和液室内的液体进行加热，使待加工板件预热，冷却装置，用于对凹模型腔内充入冷水，使待加工板件冷却，

上模套板和下模套板的结构相同，均为内部中空的矩形结构，且上模套板和下模套板上分别开有6个通孔，其中4个通孔位于上模套板和下模套板上的四角，另外2个通孔位于上模套板和下模套板两端的中部，凹模型腔和液室分别位于上模套板和下模套板中空的矩形结构内，且凹模型腔和液室两端的台阶式结构分别固定在上模套板和下模套板上，

一号内六角螺钉穿过上模套板上的4个通孔将上模套板安装在上模座板上，二号内六角螺钉穿过下模套板上的4个通孔将下模套板安装在下模座板上，

上模套板两端中部的通孔中各穿入一个导套下模套板两端中部的通孔中各穿入一个导柱，每个导套与相对应的一个导柱配合，以起到导向和定位作用，

两个绝缘套结构相同均为台阶式，液室底部和下模座板上均开有两个对称的孔，两个绝缘套设置在液室底部和下模座板上的孔内，两个绝缘套的内空腔分别设置有放电正电极和放电负电极，使放电正电极的一端和放电负电极的一端浸没在充液设备内的液体中，放电正电极的另一端和放电负电极的另一端露在下模座板外，放电正电极的一端和放电负电极的一端之间连接有金属丝，放电正电极的另一端和放电负电极的另一端之间连接电磁成形系统，

液室底部开有小孔，充液设备通过该孔与液室的凹槽结构紧密连接，充液设备，用于为液室内充入高压温热液体，并回收液室中的液体。

根据板材温热电液高速冲击-准静态液压复合成形装置实现的板材成形方法，它包括以下步骤：

步骤一、将待加工的板材放置在液室上，通过液室的凸台和凹模型腔的凹槽进行定位，启动液压机使上模座板和上模套板下行在导柱、导套的导向作用下合模，完全合模后，对电液成形模具施加一定的锁模力，使待加工的板材压紧；

步骤二、利用真空泵抽空凹模型腔内的气体；