用的非均质金属橡胶3各部分中单位体积内丝线线匝的匝数η,n=A{l~U)/{n2dJdc)
式中Π——金属橡胶体空隙度，dnp——丝线直径，dcp——螺旋卷中径；
步骤二、将待成形板材4加热至成形时所需的温度；
步骤三、将待成形板材4置于容框2的下表面与带有冷却管路的凹模5的上表面之间，且将待成形板材4夹紧；
步骤四、推动柱塞I带动非均质金属橡胶3向下运动作用于板材4，使待成形板材4在非均质金属橡胶3的作用下成形出所需的形状；
步骤五、待成形好的零件4冷却后将柱塞I和容框2从带有冷却管路的凹模5上部移开，将成形后的零件4取出，即完成一个成形过程。
[0015]【具体实施方式】四:结合图1~图5说明本实施方式，本实施方式为步骤一中非均质金属橡胶3的空隙度的变化范围为0.2-0.8。在此范围内，非均质金属橡胶3能够充分的改变包括弹性模量在内的材料性能。其他步骤与【具体实施方式】三相同。
[0016]【具体实施方式】五:结合图1~图5说明本实施方式，本实施方式为步骤一中非均质金属橡胶3所用丝线为直径0.3mm奥氏体不锈钢丝材。采用上述丝材通过在单位体积内布设不同匝数的丝线得到不同空隙度的金属橡胶体，不同空隙度的金属橡胶弹性模量不同，可以适用于不同强度板材及不同结构形状零件的热成形。其他步骤与【具体实施方式】三或四相同。
[0017]【具体实施方式】六:结合图1~图5说明本实施方式，本实施方式为非均质金属橡胶3高空隙度部分的弹性模量随空隙度的增大而减小，非均质金属橡胶3高空隙度部分的空隙度变化范围为0.5-0.8。此范围适合于如铝、镁等强度较小的材料，或零件简单结构部位的成形。其他步骤与【具体实施方式】三、五相同。
[0018]【具体实施方式】七:结合图1~图5说明本实施方式，本实施方式为非均质金属橡胶3低空隙度部分的弹性模量随空隙度的减小而增大，非均质金属橡胶3低空隙度部分的空隙度变化范围为0.2-0.5。此范围适合于如不锈钢等强度较大的材料，或零件复杂结构部位的成形。其他步骤与【具体实施方式】三、五相同。
[0019]【具体实施方式】八:结合图1~图5说明本实施方式，本实施方式为步骤四中成形过程:根据所成形板材零件4的形状，零件中间部位变形程度较小，与这部分相接触的非均质金属橡胶3空隙度较大，弹性模量较小；而零件周边部位变形程度较大，为了提供更大的成形力，与这部分相接触的非均质金属橡胶3空隙度较小，弹性模量较大，使板材4更容易的流动，至板材4完全贴模。针对板材成形过程不同部位的需要，使非均质金属橡胶3的弹性模量适应成形零件的形状结构而不同，最大限度的发挥材料本身的塑性变形能力，有效提高板材的成形极限，并提高零件的成形质量。其他步骤与【具体实施方式】三相同。
【主权项】
1.一种基于非均质金属橡胶的板材软模热成形装置，其特征在于:所述装置包括柱塞(1)、容框(2)、非均质金属橡胶(3)和带有冷却管路的凹模(5)，所述带有冷却管路的凹模(5)的上端面设有凹模腔(5-1)，容框(2)与带有冷却管路的凹模(5)上、下正对设置，容框(2 )套装在柱塞(I)外部，且柱塞(I)的头部位于容框(2 )的内腔中，非均质金属橡胶(3 )放置在柱塞(I)的下表面与容框(2)内壁组成的内腔中。2.根据权利要求1所述一种基于非均质金属橡胶的板材软模热成形装置，其特征在于:所述柱塞(I)、容框(2)和带有冷却管路的凹模(5)均由奥氏体不锈钢制作。3.一种利用权利要求1所述装置进行基于非均质金属橡胶的板材软模热成形方法，其特征在于:所述方法是通过以下步骤实现的: 步骤一、根据待成形板材零件(4)的形状和成形各阶段所需要的弹性模量来确定所用的非均质金属橡胶(3)各部分中单位体积内丝线线匝的匝数/7， λ=4(1-Π)/( π2dJcQ 式中Π—一金属橡胶空隙度，dnp一一丝线直径，dcp一一螺旋卷中径； 步骤二、将待成形板材(4)加热至成形时所需的温度； 步骤三、将待成形板材(4)置于容框(2)的下表面与带有冷却管路的凹模(5)的上表面之间，且将待成形板材(4)夹紧； 步骤四、推动柱塞(I)带动非均质金属橡胶(3)向下运动作用于板材(4)，使待成形板材(4)在非均质金属橡胶(3)的作用下成形出所需的形状； 步骤五、待成形好的零件(4)冷却后将柱塞(I)和容框(2)从带有冷却管路的凹模(5)上部移开，将成形后的零件(4)取出，即完成一个成形过程。4.根据权利要求3所述一种基于非均质金属橡胶的板材软模热成形方法，其特征在于:所述步骤二中非均质金属橡胶(3)所用丝线为直径0.3mm奥氏体不锈钢丝材。5.根据权利要求3和4所述一种基于非均质金属橡胶的板材软模热成形方法，其特征在于:所述非均质金属橡胶的空隙率的变化范围为0.2-0.8。6.根据权利要求3、4或5所述一种基于非均质金属橡胶的板材软模热成形方法，其特征在于:所述步骤一中金属橡胶为非均质，即成形过程中所用金属橡胶的空隙率根据待成形板材零件(4)的形状和成形各阶段所需要的弹性模量来确定，对于板材变形较小区域所需软模弹性模量较小相对应的金属橡胶空隙率稍大，而对于板材变形较大区域所需软模弹性模量较大所对应金属橡胶空隙率较小，使待成形板材(4)在与非均质金属橡胶(3)完全接触下变形。
【专利摘要】一种基于非均质金属橡胶的板材软模热成形装置及方法，它涉及一种板材类软模热成形装置及方法，以解决均质软模无法适应成形不同部位时所需力不同和高温成形环境的问题。装置：容框与带有冷却管路的凹模上下正对设置，柱塞的头部位于容框的内腔中，非均质金属橡胶放置在柱塞下表面。方法：一、根据待成形板材零件的形状和成形各阶段需要力的大小确定非均质金属橡胶组成；二、将待成形板材加热至成形时所需的温度；三、将待成形板材置于容框下表面与带有冷却管路的凹模上表面之间；四、柱塞向下运动带动非均质金属橡胶作用于板材，使待成形板材在合适的受力状态下成形出所需形状；五、待成形好的零件冷却后将其取出。本发明用于板材软模热成形。
【IPC分类】B21D22/10
【公开号】CN105215127
【申请号】CN201510653281
【发明人】袁斌先, 房娃, 曲周德
【申请人】天津职业技术师范大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月12日