專利名稱：一種拉伸充液復(fù)合成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬壓力加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種拉伸充液復(fù)合成形方法。
背景技術(shù)：
隨著設(shè)計(jì)理念的更新以及基礎(chǔ)理論的不斷完善，在航空、航天及汽車制造領(lǐng)域中越來越多的使用到淺拉伸件，例如飛機(jī)蒙皮、汽車外覆蓋件等；這類零件具有成形面積大， 零件曲率小的特點(diǎn)，如雙曲扁殼類零件；利用普通的工藝?yán)詈髽O易產(chǎn)生回彈。目前，對(duì)此類零件通常采用拉形的方法對(duì)其進(jìn)行成形，即以鉗口夾持板料邊緣，通過凸模與鉗口相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使板料受拉沿凸模貼模成形。使用拉形成形的零件雖能基本解決回彈的問題，但同時(shí)易產(chǎn)生壁厚分布不均、表面擦傷、拉裂等成形缺陷；且受其工藝性的限制，拉形所需的設(shè)備通常生產(chǎn)效率低結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占地面積大、成本較高。板材充液成形是一種利用液體代替部分模具以成型零件的新興技術(shù)，按其成形過程分為兩大類型液體代替凹模和液體代替凸模。液體代替凹模時(shí)，鋼性凸模將板材壓入充液室，板材在充液的作用下緊貼凸模而成形。與傳統(tǒng)的拉伸工藝相比，板材充液成形具備以下優(yōu)點(diǎn)(1)提高板的成形極限，減少成形道次，精簡了工裝和模具，降低了費(fèi)用；(2)由于液體壓力的作用，使零件緊緊貼合模具，成形零件的表面質(zhì)量好，尺寸精度高，零件壁厚分布均勻，成形零件的回彈較??；(3)模具結(jié)構(gòu)簡單，可應(yīng)用于多品種少批量的生產(chǎn)，符合現(xiàn)代柔性加工的特點(diǎn)；(4)可用來加工復(fù)雜的零件。但是采用板材充液成形技術(shù)成形淺拉伸件，雖然能極大地提高零件的表面質(zhì)量和壁厚分布，但卻難以對(duì)于成形精度要求較高的零件，其回彈量仍無法滿足要求

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種拉伸充液復(fù)合成形方法，該方法能在很好的保證零件表面質(zhì)量和壁厚分布的同時(shí)解決零件成形后的回彈問題。本發(fā)明提出的一種拉伸充液復(fù)合成形方法，該方法使用的設(shè)備由板材液壓成形機(jī)改裝而成，即在板材液壓成形機(jī)工作臺(tái)上安裝一對(duì)與拉伸液壓缸相連接的夾鉗，本發(fā)明提出的一種拉伸充液復(fù)合成形方法，如圖1 6所示，具體包括以下幾個(gè)步驟步驟一對(duì)板材進(jìn)行預(yù)拉伸。以板材作為坯料，將板材置于板材液壓成形機(jī)的工作臺(tái)上，利用左右兩側(cè)夾鉗夾住板材的兩端，左右兩側(cè)夾鉗沿相對(duì)距離增大的方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)板材的材料屬性，控制其拉力F大小在0 < F彡100000N之間，通過拉伸，使板材進(jìn)入塑性變形階段；步驟二 進(jìn)行合模。通過壓邊圈或上模壓住板材，完成合模過程；當(dāng)上模為凸模時(shí)，利用壓邊圈壓住板材，當(dāng)上模為凹模時(shí)，通過上模壓住板材；步驟三進(jìn)行充液脹形。當(dāng)上模為凹模時(shí)，上模保持靜止?fàn)顟B(tài)，向液室內(nèi)加壓，使其增至板材的成形壓力值(即通過液壓使液室內(nèi)的板材與上模的內(nèi)壁完全貼合)，根據(jù)材料的不同，液室壓力控制為小于等于IOOOMpa ；當(dāng)上模為凸模時(shí)，上模下行至零件成型位置同時(shí)向液室內(nèi)加壓，使其增至坯料的成形壓力值(即通過液壓使液室內(nèi)的板材與上模的內(nèi)壁完全貼合)，根據(jù)材料的不同，液室壓力控制為小于等于IOOOMpa ；步驟四液室卸壓，開模后取出成形后零件。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(1)本發(fā)明提供的一種拉伸充液復(fù)合成形方法能很好的解決零件成形后的回彈問題；(2)本發(fā)明提供的一種拉伸充液復(fù)合成形方法，成形后零件表面質(zhì)量高，壁厚分布均勻；(3)本發(fā)明提供的一種拉伸充液復(fù)合成形方法，材料利用率高。


圖1 實(shí)施例1中對(duì)板材進(jìn)行預(yù)拉伸過程的示意圖；圖2 實(shí)施例1中進(jìn)行合模過程的示意圖；圖3 實(shí)施例1中進(jìn)行充液脹形過程的示意圖；圖4 實(shí)施例2中對(duì)板材進(jìn)行預(yù)拉伸過程的示意圖；圖5 實(shí)施例2中進(jìn)行合模過程的示意圖；圖6 實(shí)施例3中進(jìn)行充液脹形過程的示意圖；圖7-A 本發(fā)明預(yù)拉伸時(shí)板材單向拉伸示意圖；圖7-B 本發(fā)明預(yù)拉伸時(shí)板材雙向拉伸示意圖。圖中101-左側(cè)拉伸液壓缸； 102-左側(cè)夾鉗； 103-板材； 104-壓邊圈；105-上模；106-工作臺(tái)；107-右側(cè)夾鉗；108-右側(cè)拉伸液壓缸； 109-液室。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明提出的一種拉伸充液復(fù)合成形方法，該方法使用的設(shè)備由板材液壓成形機(jī)改裝而成，即在板材液壓成形機(jī)工作臺(tái)106上安裝一對(duì)拉伸液壓缸即左側(cè)拉伸液壓缸101 和右側(cè)拉伸液壓缸102，分別與左側(cè)夾鉗102和右側(cè)夾鉗107連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)成形的板材進(jìn)行拉伸，本發(fā)明提出的一種拉伸充液復(fù)合成形方法，如圖1 6所示，具體包括以下幾個(gè)步驟步驟一對(duì)板材103進(jìn)行預(yù)拉伸。以板材103作為坯料，將板材103置于板材液壓成形機(jī)的工作臺(tái)106上，利用左側(cè)夾鉗102和右側(cè)夾鉗107夾住板材103的兩端，左右兩側(cè)夾鉗沿相對(duì)距離增大的方向運(yùn)動(dòng)， 根據(jù)板材103的材料屬性，控制其拉力F大小在0 < F彡100000N之間，通過拉伸，使板材 103進(jìn)入塑性變形階段；步驟二 進(jìn)行合模。通過壓邊圈104或上模105壓住板材103，完成合模過程；當(dāng)上模105為凸模時(shí)，利用壓邊圈104壓住板材103，當(dāng)上模105為凹模時(shí)，通過上模105壓住板材103 ；步驟三進(jìn)行充液脹形。當(dāng)上模105為凹模時(shí)，上模105保持靜止?fàn)顟B(tài)，向液室109內(nèi)加壓，使其增至板材 103的成形壓力值(即通過液壓使液室109內(nèi)的板材103與上模105的內(nèi)壁完全貼合)，根據(jù)材料的不同，液室109壓力控制為小于等于IOOOMpa ；當(dāng)上模105為凸模時(shí)，上模105下行至零件成型位置同時(shí)向液室109內(nèi)加壓，使其增至坯料的成形壓力值(即通過液壓使液室109內(nèi)的板材103與上模105的內(nèi)壁完全貼合)，根據(jù)材料的不同，液室109壓力控制為小于等于IOOOMpa ；步驟四液室109卸壓，開模后取出成形后零件。所述的步驟一中對(duì)板材進(jìn)行預(yù)拉伸時(shí)，可以通過控制縱向的左右兩側(cè)夾鉗進(jìn)行縱向拉伸即沿著板材的線性方向，如圖7-A ；也可以通過控制橫向的左右兩側(cè)夾鉗進(jìn)行橫向拉伸即垂直于板材線性方向的橫向，如圖7-B所示，即可以實(shí)現(xiàn)單一方向拉伸，也可以實(shí)現(xiàn)雙方向拉伸。實(shí)施例1 本實(shí)施例提供的拉伸充液復(fù)合成形方法，當(dāng)上模105為凸模時(shí)，如圖1 圖3所示，包括以下幾個(gè)步驟步驟一對(duì)板材103進(jìn)行預(yù)拉伸。以板材103作為坯料，將板材103置于板材液壓成形機(jī)的工作臺(tái)106上，利用左側(cè)夾鉗102和右側(cè)夾鉗107夾住板材103的兩端，控制左側(cè)拉伸液壓缸101和右側(cè)拉伸液壓缸108進(jìn)行預(yù)拉伸，兩側(cè)夾鉗沿相對(duì)距離增大的方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)板料材料的屬性，控制其拉力F大小在0 < F彡100000N之間，通過拉伸，使板材103進(jìn)入塑性變形階段；步驟二 進(jìn)行合模。通過壓邊圈104壓住板材103，完成合模過程；步驟三進(jìn)行充液脹形。板材液壓成形機(jī)的上模105為凸模，上模105下行至零件成型位置，向液室109 內(nèi)加壓，使其增至坯料的成形壓力值，根據(jù)材料的不同，液室109壓力控制為小于等于 IOOOMpa ；步驟四液室109卸壓，開模后取出成形后零件。實(shí)施例2 本實(shí)施例提供的拉伸充液復(fù)合成形方法，如圖4-圖6所示，包括以下幾個(gè)步驟步驟一對(duì)板材103進(jìn)行預(yù)拉伸。以板材103作為坯料，將板材103置于板材液壓成形機(jī)的工作臺(tái)106上，利用左側(cè)夾鉗102和右側(cè)夾鉗107夾住板材103的兩端，控制左側(cè)拉伸液壓缸101和右側(cè)拉伸液壓缸108進(jìn)行預(yù)拉伸，兩側(cè)夾鉗沿相對(duì)距離增大的方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)板料材料的屬性，控制其拉力F大小在0 < F彡100000N之間，通過拉伸，使板材103進(jìn)入塑性變形階段；步驟二 進(jìn)行合模。通過上模105壓住板材103，完成合模過程；步驟三進(jìn)行充液脹形。上模105為凹模，上模105保持靜止?fàn)顟B(tài)，向液室109內(nèi)加壓，使其增至坯料的成形壓力值，根據(jù)材料的不同，液室109壓力控制為小于等于IOOOMpa ；
步驟四液室109卸壓，開模后取出成形后零件。
權(quán)利要求
1.一種拉伸充液復(fù)合成形方法，其特征在于包括以下幾個(gè)步驟步驟一對(duì)板材進(jìn)行預(yù)拉伸以板材作為坯料，將板材置于板材液壓成形機(jī)的工作臺(tái)上，利用左右兩側(cè)夾鉗夾住板材的兩端，左右兩側(cè)夾鉗沿相對(duì)距離增大的方向運(yùn)動(dòng)，控制拉力F大小在0 < F < 100000N 之間，通過拉伸，使板材進(jìn)入塑性變形階段；步驟二 進(jìn)行合模通過壓邊圈或上模壓住板材，完成合模過程；步驟三進(jìn)行充液脹形當(dāng)上模為凹模時(shí)，上模保持靜止?fàn)顟B(tài)，向液室內(nèi)加壓，使其增至板材的成形壓力值，通過液壓使液室內(nèi)的板材與上模的內(nèi)壁完全貼合，液室壓力控制為小于等于IOOOMpa ；當(dāng)上模為凸模時(shí)，上模下行至零件成型位置同時(shí)向液室內(nèi)加壓，使其增至坯料的成形壓力值，通過液壓使液室內(nèi)的板材與上模的內(nèi)壁完全貼合，液室壓力控制為小于等于IOOOMpa ；步驟四液室卸壓，開模后取出成形后零件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉伸充液復(fù)合成形方法，其特征在于所述的步驟二中合模過程具體為當(dāng)上模為凸模時(shí)，利用壓邊圈壓住板材，當(dāng)上模為凹模時(shí)，通過上模壓住板材。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉伸充液復(fù)合成形方法，其特征在于所述的步驟一中對(duì)板材進(jìn)行預(yù)拉伸為單向預(yù)拉伸或雙向預(yù)拉伸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種拉伸充液復(fù)合成形方法，包括步驟一對(duì)板材進(jìn)行預(yù)拉伸；步驟二進(jìn)行合模；步驟三進(jìn)行充液脹形；步驟四液室卸壓，開模后取出成形后零件。本發(fā)明提出的一種拉伸充液復(fù)合成形方法能在很好的保證零件表面質(zhì)量和壁厚分布的同時(shí)解決零件成形后的回彈問題，且成形后零件表面質(zhì)量高，壁厚分布均勻。
文檔編號(hào)B21D35/00GK102248066SQ20111015358
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者王永銘, 謝亞蘇, 郎利輝 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)