专利名称：基于粘弹性介质传力的板料往复式成形方法
技术领域：
本发明属于板料成形技术，尤其涉及板料的软模或无模柔性成形方法类，是一种基于粘弹性介质传力的板料往复式成形方法。
背景技术：
目前国内外软模或无模柔性成形方法主要有①聚氨脂橡胶的软模成形工艺。其缺点是由于弹性体自身的变形程度限制了复杂零件的成形，贴模性差，不能方便地实现压力的控制，压力分布极不均匀。以及对零件合理包络的不足，难于成形落差较深的复杂零件。
②液压胀形和橡皮囊液压成形。液压成形的传压介质通常是油、乳化液或水等，这些介质传压时的共同特点是压力分布均匀。其缺点是均匀分布的压力不利于成形件厚度的控制，油压由于泄漏等问题难于控制。而且，还有一部分复杂板金件由于其落差很深，橡皮囊液压机无法成形，只能通工艺分割、更改设计等办法将就成形。
近年来，美国正在研究一种利用粘介质传压的软模成形工艺，在这种成形工艺中所采用的粘性介质呈半透明状，具有很强的渗透力，有油感，不粘附，不干枯，弹性极好，高压时自身体积压缩明显，并且对拉伸应变速率非常敏感(参见“难成形合金粘介质小变形成形的有限元分析”，J.Mater，Process，Techn.1996.59)。上述工艺中作为传压介质的粘弹性介质是具有粘性、弹性的高分子材料，如醇酸树脂和丙烯酸乳液等，其粘度可根据需要配制。采用上述工艺只是利用粘介质代替液体进行传力，但并没有从成形工序工艺角度做改进，不能更有效地发挥材料的成形性能，对复杂、难成形件的成形仍然存在困难。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种基于粘弹性介质传力的板料往复式成形方法，提高产品的成形极限，获得高质量、厚度均匀的板料产品，并减少成形工序。
本发明的技术方案如下
基于粘弹性介质传力的板料往复式成形方法是采用粘弹性性介质作为传力媒体，在成形装置上进行往复式成形的一种新型成形方法，包括以下步骤(1)将凸模装在下腔的活塞顶端，将待成形板料放置在成形装置的上下两个腔体之间，上模腔下降压紧坯件，对上下两腔同时充入粘弹性介质(可用醇酸树脂或丙烯酸乳液，粘度可根据需要配制)；(2)然后通过动力使装有凸模的活塞向板料所在方向推进，下腔的压力随之增大，通过粘弹性介质的作用致使板料向凸模推进方向变形，同时相对的上腔内的活塞在粘弹性介质的传力作用下向上运动，达到卸压目的；(3)当板料变形达到工艺预计的预成形要求时，将下腔的粘弹性介质卸载，同时凸模由活塞带动继续前行，当凸模上升到预定位置时停止运动；(4)上腔活塞在外动力的作用下向下运动，上腔压力增大，板料在粘弹性介质的压力下沿凸模形状变形，并最终与凸模贴合，得到最终的板金产品。
本发明的优点表现在如下几个方面①获得的产品质量好，厚度均匀。采用粘弹性性介质成形，传力均匀，避免出现象硬模冲压工艺的损伤。粘弹性介质的特点是可以控制在不同的变形区域根据不同的需要提供不同的变形力，由于可以选用不同粘度的介质，可以在零件表面产生不同的压力区域或者在板料两面同时施加正压和反压甚至负压，因此通过调节压力分布就可对成形中材料的流动实现有效控制，从而达到储料和控制材料变薄的目的，产品厚度均匀、质量高。而且由于张力远远大于普通流体，避免泄漏问题。
②增大变形程度。由于在第一次向上胀形时起到预成形效果，并使板料各部分变形均匀，总体提高了产品的成形极限。
③往复成形，减少工序，提高生产率。该成形的往复动作为一个工序，实质上复合了两次成形，从而使工序减少，本发明对于镁合金、钛合金等难成形金属，可以有效改善材料的成形性能，增加极限成形程度；对于复杂形状的产品，可以生产一般塑性成形工艺不能生产的产品，并且实现在少工序或一次成形；对某些特殊行业产品，比如航空飞行器，本发明方法可以满足产品对质量和性能稳定性高要求。因此本发明方法对飞机等要求较高的零件和镁合金等难成形金属和复杂形状零件的成形具有非常好的应用前景。
图1是本发明方法所采用的成形装置的结构示意图；图2是本发明方法的预成形状态图；图3是本发明方法的往复成形状态图；图4是本发明方法的获得最终产品的状态图；图5是最终产品的形状图；具体实施方式
本方法采用的成形装置如图1所示，它由上下两个腔体2和6、上下活塞1和7组成。
以下以生产图5所示的最终产品为例，详细说明本方法的操作过程1、参见图1，将待成形板料4放置在成形装置的上下两个腔体2和6之间，将凸模5装在下腔6的活塞7顶端，对上下两腔同时充入粘弹性介质醇酸树脂3；2、通过外动力推动凸模所在下活塞7，使其上行，下腔6的压力增大，致使板料4向上变形，同时上活塞1受压向上运动，达到卸压目的，如图2；3、当变形达到工艺预计的预成形要求时(对具体产品可以利用CAE软件分析出最佳预成形形状)，下腔的粘弹性介质卸载，同时凸模随下活塞继续上行，当凸模5运动到凸模面和板料法兰的距离与产品符合的位置时停止运动，如图3；4、上活塞1开始向下运动，上腔2压力增大，板料4在粘弹性介质的压力下沿凸模5形状变形，并最终与凸模贴合，得到最终的板金产品。如图4。
权利要求
1.基于粘弹性介质传力的板料往复式成形方法，其特征在于采用粘弹性介质作为传力媒体，在成形装置上进行往复式成形，包括以下步骤(1)将待成形板料放置于成形装置的上下两个腔体之间，将凸模装在下腔的活塞顶端，对上下两腔同时充入粘弹性介质；(2)然后通过动力使装有凸模的活塞向板料所在方向推进，下腔的压力随之增大，致使板料向凸模推进方向变形，同时相对的上腔内的活塞受压向上运动，达到卸压目的；(3)当变形达到工艺预计的预成形要求时，将下腔的粘弹性介质卸载，同时凸模由活塞带动继续上行，当凸模运动到预定距离时停止运动；(4)上腔活塞在动力的作用下向下运动，上腔压力增大，板料在粘弹性介质的压力下沿凸模形状变形，并最终与凸模贴合，得到最终的板金产品。
全文摘要
本发明是一种基于粘弹性介质传力的板料往复式成形方法，采用粘弹性介质作为传力媒体，利用由上下两个腔体、上下活塞组成的成形装置，将待成形板料放置成形装置的上下两个腔体之间，凸模装在下腔的活塞顶端，通过控制活塞的运动，在成形装置内先进行预成形，再进行反向终成形，得到最终的板金产品。本成形方法可以增大材料的变形程度，提高产品的成形极限，并减少成形工序，获得高质量、厚度均匀的板料产品，对飞机零件等要求较高的零件、复杂形状零件和镁合金等难成形金属的成形具有非常好的应用前景。
文档编号B21D26/021GK1631571SQ20041008159
公开日2005年6月29日 申请日期2004年12月22日 优先权日2004年12月22日
发明者邓明, 胡建军, 许洪斌 申请人:重庆工学院