一种复材工装型板柔性成形模具和成形方法与流程

本发明涉及复合材料制造技术领域，特别是对复材工装型板成形的模具和成形方法。

背景技术：

理想的复合材料成型工装(以下简称复材工装)特点应该是高精度、高刚度、气密性良好、热均匀性好等。复材工装的热均匀性主要是靠型板的厚度均匀性来保证的。如何高效、准确的成形出工装型板是复材工装制造的关键和难题。

目前国内外型板成形的方法有以下几种：厚钢板整体加工法、逐点加压点焊法、滚弯成形法、模具成形法。厚钢板整体加工法的缺点在于：材料利用率低，加工费用高，加工周期长。逐点加压点焊法的缺点在于：成形精度低，成形应力大。滚弯成形法的缺点在于：仅适用于等值段曲面成形，成形适用范围小。模具成形法的缺点在于：需要设计并制造专用的模具，周期长，制造成本高。由于上述方法都有不可避免的缺点，不适合于单件生产的复材工装型板成形。根据生产实际，需要发明一种用于型板成形的方法，该方法要求能够适用于各种复材工装的型板成形，成形精度高，成形后应力应力小。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种复材工装型板的成形方法和成形模具，该方法可以适用于各种复材工装的型板成形，成形精度高，成形后应力应力小。

为达到以上目的，本发明采取如下技术方案予以实现：

一种复材工装型板的成形模具，包括上底板、下底板和固定在上底板和下底板上的多个柔性冲头单元，所述柔性冲头单元包括球形冲头、调整结构、顶杆，上底板和下底板上设置有顶杆安装槽，顶杆固定在安装槽内，调整结构设置在顶杆与球形冲头之间，调节球形冲头的高度，分别形成上模型面和下模型面。

其成形方法主要步骤为：

1依据型板的三维理论数模与实际回弹系数通过catia软件计算出上底板和下底板上各球形冲头z值；

2通过顶杆、调整结构进行上、下底板上球形冲头z值的调整；

3将上底板、下底板分别固定于液压机的冲头和底座上；

4对上底板和下底板的球形冲头涂油，增加润滑；

5将需成形的型板放置于下底板的球形冲头上；

6操作液压机，使上底板下移，直至上、下底板的球形冲头闭合；

7保压10分钟；

8上移上底板；

9用木质样板检查型板型面。

本发明的优点在于可以通过调节球形冲头高度，从而成形出不同曲率、不同形状的复材工装型板。相比于传统方法，成形周期短，成形精度高，成形成本低，成形后应力小。具有实用价值。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1成形模具上模型面示意图

图2成形模具下模型面示意图

图中编号说明：1、上底板；2、螺栓；3、顶杆；4、双头螺柱；5、调整垫块；6、调整垫片；7、球形冲头；8、型板；9、下底板。

具体实施方式

参见图1、图2，一种复材工装型板的成形方法和成形模具，包括上底板、下底板和固定在上底板和下底板上的多个柔性冲头单元。柔性冲头单元由顶杆3、调整结构、球形冲头7组成。上模可以视为由上底板1和固定在上底板1上的柔性冲头单元组成，下模可以视为由下底板9和固定在下底板9上的柔性冲头单元组成。本实施例中调整结构为调整垫块5和调整垫片6。顶杆3用螺栓2固定在安装槽内，调整结构设置在顶杆与球形冲头之间并通过双头螺栓4连接。顶杆3、调整垫块5、调整垫片6的组合调节球形冲头7的高度，形成上模、下模的型面，通过冲压完成型板的精准成型。

其成形方法主要步骤为：

1)依据型板的三维理论数模与实际回弹系数通过catia软件计算出上模、下模中各球形冲头7的z值；

2)通过顶杆3、调整垫块5、调整垫片6的组合进行上模、下模球形冲头7的z值的调整；

3)将上模、下模分别固定于液压机的冲头和底座上；

4)对上模、下模的球形冲头7涂油，增加润滑；

5)将需成形的型板8放置于下模上；

6)操作液压机，使上模下移，直至上下模闭合；

7)保压10分钟；

8)上移上模；

9)用木质样板检查型板8的型面准确性。

技术特征：

技术总结
本申请公开了一种复材工装型板的成形模具和成形方法，包括上底板、下底板和固定在上底板和下底板上的多个柔性冲头单元，柔性冲头单元包括球形冲头、调整结构、顶杆，上底板和下底板上设置有顶杆安装槽，顶杆固定在安装槽内，调整结构设置在顶杆与球形冲头之间，调节球形冲头的高度，分别形成上模型面和下模型面。

技术研发人员：李玉杨;范喜祥;张礼康;王俊荣;郭琪琪;王展鹏
受保护的技术使用者：西安飞机工业（集团）有限责任公司
技术研发日：2018.12.07
技术公布日：2019.03.19