[发明专利]一种渐进成形辅助热加工装置及其热加工方法

说明书

本发明公开了一种渐进成形辅助热加工装置，包括支撑底座，所述支撑底座内设有液压舱体，所述液压舱体内设有多组单元支撑基体，所述液压舱体底部设有液压油路，所述液压油路一端与单元支撑基体连接，另一端连接有液压系统，所述支撑底座顶部设有压板，所述液压舱体内设有单元支撑基体，所述单元支撑基体连接有交流电源控制器；本发明还公开了一种辅助热加工方法；本发明，削减了渐进成形的牵连效应，使得加工出的板料厚度分布更加均匀、提高板料成形性能同时降低了渐进成形过程中所需的成形力。

技术领域

本发明涉及一种渐进成形辅助热加工装置及其热加工方法，属于板料渐进成形加工技术领域。

背景技术

金属板料渐进成形技术是一种快速无模柔性制造技术，该技术引入快速原型制造技术的分层制造的思想，将复杂的三维模型沿高度方向离散成若干层，并生成各等高线层上的加工轨迹，成形工具头沿等高线在二维层面上进行塑性加工，最终将板料成形为所需的工件。

由于渐进成形其特殊的加工方式，成形工具头在成形力的作用下对板料进行变薄拉延，成形区域的材料在工具头的作用下沿着工件轴向作剪切流动，板料厚度会减薄，减薄规律遵循余弦定理，所述的为板材的原始厚度，当成形角超过成形极限角时，板材会发生破裂。

经过对现有渐进成形负成形技术的检索以及实验探究中发现，渐进成形负成形过程中，由于板料底部缺少支撑体，板料在加工过程中并非纯粹的剪切变形，存在牵连效应及板料在成形过程中对已经成区域存在拉应力，伴随着成形深度的增加，成形部分在一定范围内会对已成形部位产生一定的拉延减薄作用，导致实际加工的样件厚度分布不均匀，不再遵循余弦定理，同时渐进成形负成形技术较正成形技术的成形极限低，所能成形的材料塑性要求较高，因此渐进成形负成形技术无法加工一些塑性较差的材料，在一定程度上限制了渐进成形负成形技术的发展与应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种渐进成形辅助热加工装置及其热加工方法，以解决现有技术中导致的上述渐进成形负成形技术无法加工一些塑性较差的材料，以及实际加工样件壁厚分布不均的问题。

一种渐进成形辅助热加工装置，包括支撑底座，所述支撑底座内设有液压舱体，所述液压舱体内设有多组单元支撑基体，所述液压舱体底部设有液压油路，所述液压油路一端与单元支撑基体连接，另一端连接有液压系统，所述支撑底座顶部设有压板，所述液压舱体内设有单元支撑基体，所述单元支撑基体连接有交流电源控制器。

优选地，所述单元支撑基体包括柱塞、双向螺纹隔热接头和支撑头；所述柱塞设于单元支撑基体内，所述双向螺纹隔热接头设在柱塞的顶部，所述支撑头与双向螺纹隔热接头连接，所述支撑头内设有受控感应加热线圈，所述受控感应加热线圈与交流电源控制器连接。

优选地，所述单元支撑基体设有五组，分别为第一圈单元支撑基体、第二圈单元支撑基体、第三圈单元支撑基体、第四圈单元支撑基体和第五圈单元支撑基体。

优选地，所述支撑头的采用绝缘导热材料，且支撑头外表面涂有陶瓷涂层。

优选地，所述双向螺纹隔热接头采用绝缘隔热材料，且双向螺纹隔热接头两端设有螺纹接头。

优选地，所述支撑底座的顶部与压板之间设有板料。

优选地，所述支撑底座为方形，并且支撑底座的内部开设有方型孔洞。

优选地，所述压板为的方形，并且压板的内部开设有方形孔洞；所述压板的四角处设有与支撑底座相适配的螺纹孔。

一种热加工方法，所述方法包括以下步骤：

确定板料的屈服应力σ_s以及板料与单元支撑基体的接触面积A；