[发明专利]一种大尺寸铝合金蒙皮的成形模具及成形方法

说明书

本发明公开了一种大尺寸铝合金蒙皮的成形模具，包括：上模底板；热压终成形上模板，其具有第一型腔面；下模，其具有第二型腔面，第二型腔面的中部具有成形凸台；超塑预成形上模板，其为一环形结构；当超塑预成形上模与下模合模时，超塑预成形上模板环设于成形凸台的外侧，并且超塑预成形上模板的内侧边沿与成形凸台的外侧面保留有环形间隙；通气孔，其设置在上模底板上；当热压终成形上模与下模合模时，第一型腔面和第二型腔面彼此配合形成一用于成形铝合金蒙皮的型腔。本发明还提供了一种大尺寸铝合金蒙皮的成形方法，采用成形模具加工铝合金蒙皮。本发明可以有效解决壁厚局部减薄引起的开裂问题，壁厚均匀性较好。

技术领域

本发明属于金属塑性加工技术领域，尤其涉及一种大尺寸铝合金蒙皮的成形模具及成形方法。

背景技术

热成形和超塑成形技术已成为钛合金、铝合金、高温合金等复杂零部件加工制造的重要手段之一，在航空航天和武器装备领域已得到广泛应用。在轨道交通领域，大尺寸铝合金车身蒙皮的整体化、轻量化程度越来越高，制造精度要求也越来越高。

目前铝合金车身蒙皮常采用先冷压成形，随后再拼焊成整体的方法制备。由于铝合金蒙皮局部特征复杂，冷成形易发生开裂，且拼焊时容易变形，尺寸精度难以达到要求，型面精度也难以控制，通常后续需要大量的手工校形，成形周期长，并且容易产生回弹、起皱等缺陷，加工成本高，制备难度大。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足之处，提出了一种大尺寸铝合金蒙皮的成形模具，以及相应的大尺寸铝合金蒙皮的成形方法。

本发明的技术解决方案是：

一种大尺寸铝合金蒙皮的成形模具，所述铝合金蒙皮包括平面主体，所述平面主体的中部具有环形立筋，所述环形立筋具有附属结构，所述环形立筋与其附属结构之间，所述环形立筋与平面主体之间以及所述附属结构与平面主体之间均通过圆角过渡，所述成形模具包括：

上模底板；

热压终成形上模板，其具有第一型腔面；

下模，其具有第二型腔面，所述第二型腔面的中部具有用于成形所述环形立筋、所述附属结构以及各过渡圆角的成形凸台；

超塑预成形上模板，其为一环形结构；其中，当所述超塑预成形上模板装设于所述上模底板的下部时，所述超塑预成形上模板与所述上模底板组合成超塑预成形上模，所述超塑预成形上模板相对于所述上模底板的下部突出设置；当所述超塑预成形上模与所述下模合模时，所述超塑预成形上模板环设于所述成形凸台的外侧，并且所述超塑预成形上模板的内侧边沿与所述成形凸台的外侧面保留有环形间隙；

通气孔，其设置在所述上模底板上，用于将所述超塑预成形上模与所述下模合模所形成的密闭腔与外部气源连通；

排气孔，其设置在所述下模上；

其中，当所述热压终成形上模板装设于所述上模底板的下部时，所述热压终成形上模板与所述上模底板组合成热压终成形上模，当所述热压终成形上模与所述下模合模时，所述第一型腔面和所述第二型腔面彼此配合形成一用于成形所述铝合金蒙皮的型腔。

优选的是，所述的大尺寸铝合金蒙皮的成形模具中，所述上模底板具有多个第一减重腔，所述热压终成形上模板在所述第一型腔面的上方具有多个第二减重腔，所述下模在所述第二型腔面的下方具有多个第三减重腔。

一种大尺寸铝合金蒙皮的成形方法，采用所述的成形模具加工铝合金蒙皮，包括以下步骤：

步骤一、根据所述铝合金蒙皮构件尺寸和形状，选择板材，并为板材在长度和宽度方向上增加成形余量；