专利名称：板材液压成形模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及成形模具，具体地说是一种尤其适合于中小批量复杂形状板材零件生产的板材液压成形模具。
随着现代工业的发展，产品的品种越来越多，更新换代的速度越来越快，产品由大批量向多品种和中小批量方向发展，这就要求生产过程向柔性化方向发展。对于批量小、尺寸多变的复杂形状板材零件，采用传统冲压方法成形时，模具设计、制造与调试需要消耗大量的人力、物力与时间，很难适应现代化发展的需要。例如，航空、航天、汽车、电器、厨具及卫生用具等制造业中经常遇到一些大尺寸复杂零件，其批量不大，用传统成形方法成形很困难且造价高。特别是对于汽车样车的制造，由于车型更新周期越来越短，汽车样车一般只有几十台，批量很小，如使用传统冲压工艺生产汽车用冲压件，模具费用太高，制造周期又特别长；国内企业大多采用手工钣金成形方法，虽然成本较低，但质量很难满足要求，且生产周期长。
德国九十年代提出了一种板料零件成对液胀成形(Hydroforming of sheet metalpairs)新技术，其特点是液胀成形，采用叠放的两块平板毛坯边缘进行焊接后，放置在上下凹模上，压边后在两板间充液加压进行成形的结构，这种成形结构适合于成形舱体零件。后来德国学者又提出了有中间加压板的无焊缝对胀成形新技术，其密封结构采用密封圈密封，对于不同形状和尺寸的零件需要更换具有不同形状和不同尺寸密封圈的中间加压板，通用性较差。另外其凹模为整体结构，不能实现成形过程的控制，所以对于结构复杂的深度较大的零件，难以成形。
本实用新型的目的是提供一种通用性强、使用灵活、具有高成形极限和变形均匀性的板材液压成形模具。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是置于可进行加压的框架结构里，包括凹模组、压边圈、及加压板，所述加压板通过管路与坯件空腔及外部压力泵相连接，还包括由弹性元件、密封垫，其中，所述凹模组由两个凹模构成，为对称形、可更换式安装结构，嵌于设置在加压板上、下两侧的压边圈内，所述弹性元件一端安装在凹模底部外侧，另一端与框架接触连接，在压边圈和加压板之间设有可更换式密封垫；所述加压板两侧的凹模可以是不同形状；针对不同零件，凹模尺寸、形状可在一定范围内变动；所述凹模材料可根据成形板料的材质、精度和批量选择金属、树脂、石膏、木材或水泥材料；所述弹性元件为弹簧、橡胶或液压缸。
本实用新型具有如下优点1. 通用性强，使用灵活。本发明成形模具属软凸模成形技术，具有很好的柔性，压边装置结构简单，产品变更容易，对于不同的零件仅需更换凹模部件；本发明采用液压法成形，产品与模具贴合程度好，零件冻结性好，因此质量好，弹复变形小，残余应力通过高压塑性变形接近完全消除，板材成形极限可明显超过拉深或纯液压胀形工艺下的成形极限，它尤其适用于形状复杂、尺寸多变、批量不大的大型板料零件的生产，一次成形可生产一对产品，使复杂形状板材零件的生产简单化、柔性化。
2. 成本低，制造周期短。本发明因采用液压加载，模具不易损坏，使用寿命长；与常规板材成形工艺相比，模具费用可降低30％以上；对于小批量生产，可节约费用35％，能实现零件的快速制造，使用本发明生产周期可缩短30％；可广泛应用于航空航天、航空、汽车等工业部门。
3. 密封性能好、具有高成形极限和变形均匀的特点。由于本发明采用垫密封，无论何形状尺寸的零件，只要在密封垫的尺寸范围内，都能实现密封，从而避免了更换不同的中间压板。另外，密封垫还具有润滑和减摩作用，有利于法兰部金属的流动，有利于拉深变形，在一定程度上提高了成形极限；另外本发明凹模的底部采用弹性支撑，在变形开始时，可尽早的接触坯料，有效的控制变形分布，使变形更加均匀，实现变形的顺序控制，同时能提高成形极限，实现深且复杂形状零件的成形。
图1为本实用新型结构示意图。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。
如
图1所示，本实用新型置于可进行加压的框架结构里(或压力机上)，包括凹模组2、压边圈3、及加压板5，所述加压板5通过管路6与坯件7空腔及外部压力泵相连接，还包括由弹性元件1、密封垫4，其中，所述凹模组2由两个凹模构成，为对称形、可更换式安装结构，嵌于设置在加压板4上、下两侧的压边圈3内，所述弹性元件1一端安装在凹模底部外侧，另一端与框架接触连接，在压边圈3和加压板5之间设有可更换式密封垫4；所述加压板5两侧的凹模可以是不同形状，尺寸或材料；所述凹模为金属材料；所述弹性元件1为弹簧；所述密封垫4、凹模均为可更换式。
本实用新型工作过程为零件成形时先将两张板材坯料分别置于中间加压板5上下两侧，然后闭合压边圈3，利用压力泵通过加压板5上的管路充液加压，板材坯料在液体压力作用下，同时伴随一定的压边区拉入(拉深)，发生胀形-拉深复合塑性变形，直至最终贴模，从而得到所需要的板材零件。
本实用新型所述加压板5两侧的凹模也可以是不同形状，尺寸或材料；所述凹模也可以是树脂、石膏、木材或水泥材料；所述弹性元件1还可以是橡胶或液压缸，小型零件或低强度坯料(如铝合金)用镙栓紧固进行压边，大型零件或高强材料可用压力机压边。
权利要求1. 一种板材液压成形模具，置于可进行加压的框架结构里，包括凹模组(2)、压边圈(3)、及加压板(5)，所述加压板(5)通过管路(6)与坯件(7)空腔及外部压力泵相连接，其特征在于还包括由弹性元件(1)、密封垫(4)，其中，所述凹模组(2)由两个凹模构成，为对称形、可更换式安装结构，嵌于设置在加压板(4)上、下两侧的压边圈(3)内，所述弹性元件(1)一端安装在凹模底部外侧，另一端与框架接触连接，在压边圈(3)和加压板(5)之间设有可更换式密封垫(4)。
2. 按权利要求1所述板材液压成形模具，所述加压板(4)两侧的凹模可以是不同形状，尺寸或材料。
3. 按权利要求1所述板材液压成形模具，所述凹模为金属、树脂、石膏、木材或水泥材料。
4. 按权利要求1所述板材液压成形模具，所述弹性元件(1)为弹簧、橡胶或液压缸。
专利摘要一种板材液压成形模具。置于加压框架结构里,包括凹模组、压边圈、及加压板,所述加压板通过管路与坯件空腔及外部压力泵相连接,还包括由弹性元件、密封垫,所述凹模组由两个凹模构成,为对称形、可更换式安装结构,嵌于设置在加压板上、下两侧的压边圈内,所述弹性元件一端安装在凹模底部外侧,另一端与框架接触连接,在压边圈和加压板之间设有可更换式密封垫。它通用性强、使用灵活、具有高成形极限和变形的均匀性,实现深且复杂形状零件的成形。
文档编号B21D26/031GK2464470SQ0121143
公开日2001年12月12日 申请日期2001年1月20日 优先权日2001年1月20日
发明者张士宏, 许沂, 王忠堂 申请人:中国科学院金属研究所