一种底部中空类薄壁零件的软模成形装置及方法与流程

本发明属于钣金冲压成形技术领域，特别是涉及一种底部中空类薄壁零件的软模成形装置及方法。

背景技术：

目前，想要完成底部中空类薄壁零件的成形加工，最常采用的成形加工方式为通过刚性模具进行先拉深后冲孔或拉深翻边复合成形的方式，即刚模成形。

但是，刚模成形始终存在一些缺陷无法克服，在通过刚性模具对板坯进行拉深冲孔时，刚性模具极易对板坯的表面造成划痕和划伤，而且板坯在成形过程中，板坯的流动性能、变形能力和成形质量也会受到刚性模具的影响，特别是容易导致板坯产生局部变形、过度减薄及颈缩等质量缺陷，因此无法很好的保证板坯的成形性能。

鉴于刚模成形存在的缺陷，软模成形方式越来越多被应用。目前，由于要考虑软模介质的密封性，只能采用无预制孔的板坯，然后对无预制孔的板坯进行拉深或胀形的方式进行成形，当板坯成形后，还需要将成形件的底部区域切除，从而形成底部中空结构，此时才算完成底部中空类薄壁零件的成形加工。

但是，板坯在进行拉深或胀形时，由于板坯无预制孔，软模成形过程中非常不利于板坯的流动，容易导致零件壁厚的过度减薄或破裂，因此也无法很好的保证板坯的成形性能。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种底部中空类薄壁零件的软模成形装置及方法，与刚模成形相比，不会对板坯表面造成划痕和划伤，不会对板坯的流动性能、变形能力和成形质量造成影响，能够避免板坯产生局部变形、过度减薄及颈缩等质量缺陷；与传统的软模成形相比，板坯允许带有预制孔，并且能够保证软模介质的密封性，而且更加有利于板坯的流动，能够有效避免零件壁厚出现过度减薄或破裂缺陷；本发明能够有效保证板坯的成形质量和成形性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种底部中空类薄壁零件的软模成形装置，包括刚性凹模、软模介质、软模介质刚性仓、柱塞及板坯预制孔密封组件；所述刚性凹模与软模介质刚性仓由上至下布置，且刚性凹模的型腔朝下；所述柱塞顶端延伸至软模介质刚性仓内，所述软模介质位于柱塞上方的软模介质刚性仓内；板坯固定装夹在刚性凹模与软模介质刚性仓之间，所述板坯预制孔密封组件安装在板坯的预制孔处。

所述板坯预制孔密封组件包括下密封板及上密封板，所述下密封板与上密封板扣合安装在板坯的预制孔孔口上，在下密封板与板坯之间、上密封板与板坯之间均安装有密封圈，且下密封板与上密封板之间通过若干紧固螺钉相固连；在所述刚性凹模的型腔顶部内壁面上开设有上密封板让位凹槽。

一种底部中空类薄壁零件的软模成形方法，采用了所述的软模成形装置，包括如下步骤：

步骤一：根据底部中空类薄壁零件的尺寸参数、流动性能及成形性能选取板坯，并在板坯上加工出预制孔；

步骤二：将提前准备好的板坯预制孔密封组件安装到板坯的预制孔上；

步骤三：将安装有板坯预制孔密封组件的板坯放置到软模介质刚性仓上方，然后控制刚性凹模下压，将板坯的外周侧边沿部分压紧在刚性凹模与软模介质刚性仓之间；

步骤四：控制柱塞上移，通过软模介质对板坯连续施加成形力，使板坯的边缘和预制孔处的材料向变形区流动，直到板坯在刚性凹模的型腔内完全成形；

步骤五：控制柱塞下移，卸载软模介质施加在板坯上的软模成形力；

步骤六：控制刚性凹模上移，首先取下由板坯成形后得到的底部中空类薄壁零件，然后将板坯预制孔密封组件从零件上卸除，最后完成零件清理。

本发明的有益效果：

本发明与刚模成形相比，不会对板坯表面造成划痕和划伤，不会对板坯的流动性能、变形能力和成形质量造成影响，能够避免板坯产生局部变形、过度减薄及颈缩等质量缺陷。本发明与传统的软模成形相比，板坯允许带有预制孔，并且能够保证软模介质的密封性，而且更加有利于板坯的流动，能够有效避免零件壁厚出现过度减薄或破裂缺陷；本发明能够有效保证板坯的成形质量和成形性能。

附图说明

图1为本发明的一种底部中空类薄壁零件的软模成形装置(初始状态)结构示意图；

图2为本发明的一种底部中空类薄壁零件的软模成形装置(成形状态)结构示意图；

图中，1—刚性凹模，2—软模介质，3—软模介质刚性仓，4—柱塞，5—板坯，6—下密封板，7—上密封板，8—密封圈，9—紧固螺钉，10—上密封板让位凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2所示，一种底部中空类薄壁零件的软模成形装置，包括刚性凹模1、软模介质2、软模介质刚性仓3、柱塞4及板坯预制孔密封组件；所述刚性凹模1与软模介质刚性仓3由上至下布置，且刚性凹模1的型腔朝下；所述柱塞4顶端延伸至软模介质刚性仓3内，所述软模介质2位于柱塞4上方的软模介质刚性仓3内；板坯5固定装夹在刚性凹模1与软模介质刚性仓3之间，所述板坯预制孔密封组件安装在板坯5的预制孔处。

所述板坯预制孔密封组件包括下密封板6及上密封板7，所述下密封板6与上密封板7扣合安装在板坯5的预制孔孔口上，在下密封板6与板坯5之间、上密封板7与板坯5之间均安装有密封圈8，且下密封板6与上密封板7之间通过若干紧固螺钉9相固连；在所述刚性凹模1的型腔顶部内壁面上开设有上密封板让位凹槽10。

本实施例中，目标零件为底部中空圆筒零件，板坯5的材质为lf2铝合金，板坯5的厚度为0.8mm，板坯5的外圆直径为280mm，板坯5中心部预制孔的孔径为100mm；当板坯5制成底部中空圆筒零件后，零件的外圆直径为200mm，零件底部中空的开孔直径为160mm，零件的高度为50mm；用于密封预制孔的下密封板6和上密封板7的直径均为170mm，且厚度均为7.5mm；密封圈8采用外径为165mm且线径为2.62mm的o型密封圈；紧固螺钉9总共六个，且均采用m6的内六角螺钉。

一种底部中空类薄壁零件的软模成形方法，采用了所述的软模成形装置，包括如下步骤：

步骤一：根据底部中空类薄壁零件的尺寸参数、流动性能及成形性能选取板坯5，并在板坯5上加工出预制孔；

步骤二：将提前准备好的板坯预制孔密封组件安装到板坯5的预制孔上；

步骤三：将安装有板坯预制孔密封组件的板坯5放置到软模介质刚性仓3上方，然后控制刚性凹模1下压，将板坯5的外周侧边沿部分压紧在刚性凹模1与软模介质刚性仓3之间；

步骤四：控制柱塞4上移，通过软模介质2对板坯5连续施加成形力，使板坯5的边缘和预制孔处的材料向变形区流动，直到板坯5在刚性凹模1的型腔内完全成形；

步骤五：控制柱塞4下移，卸载软模介质2施加在板坯5上的软模成形力；

步骤六：控制刚性凹模1上移，首先取下由板坯5成形后得到的底部中空类薄壁零件，然后将板坯预制孔密封组件从零件上卸除，最后完成零件清理。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

技术特征：

技术总结
一种底部中空类薄壁零件的软模成形装置及方法，刚性凹模与软模介质刚性仓由上至下布置，柱塞顶端延伸至软模介质刚性仓内，软模介质位于柱塞上方的软模介质刚性仓内；板坯固定装夹在刚性凹模与软模介质刚性仓之间，板坯预制孔密封组件安装在板坯的预制孔处。软模成形方法步骤为：选取加工有预制孔的板坯，将板坯预制孔密封组件安装到板坯预制孔上；再将该板坯放置到软模介质刚性仓上方；控制刚性凹模下压，完成板坯的压边；控制柱塞上移，通过软模介质对板坯连续施加成形力，直到板坯在刚性凹模内完全成形；控制柱塞下移，卸载软模成形力；控制刚性凹模上移，取下底部中空类薄壁零件，卸除零件上的板坯预制孔密封组件，完成零件清理。

技术研发人员：高铁军;吕阳杰;刘小军;姚永杰
受保护的技术使用者：沈阳航空航天大学
技术研发日：2017.09.19
技术公布日：2017.11.24