专利名称：一种采用位移控制方式的板材背面加压成形方法
技术领域：
本发明涉及一种板材成形方法，具体涉及一种采用位移控制方式的板材背面加压成形方法。
背景技术：
胀形和拉深是板材零件的两种主要成形方法。胀形和拉深的区别在于，胀形时法兰区的材料不往模具型腔移动，而拉深时法兰区的材料将向模具型腔发生明显流动。成形时，可采用刚性冲头或以流体介质作为凸模。与采用刚性冲头相比，采用流体介质作为凸模时，成形区板材将受到均勻分布的压力作用，不会出现应力集中现象，板材的变形相对均勻、成形性能好。但是，不论是采用刚性冲头还是流体介质作为凸模，中间变形区的材料在成形过程中都只受到单侧凸模的作用，板材另一侧处于自由状态，因此该区域容易发生局部变形和减薄，难以成形变形量大、形状复杂的零件。为防止或控制中间变形区材料的局部变形和减薄，出现了板材背向充液成形方法。通过在板材背面施加液体支撑，可明显提高中间变形区板材的变形性能，适于成形变形量大的零件。但是，由于在板材的正面和背面施加的都是液体，板材的变形完全由正面和背面的液体压力决定。当板材正面和背面的液体压力相差不大时，板材不会发生变形；当正面压力超过背面压力一定数值时，板材才发生变形。这种加载方式可称为压力控制方式。采用压力控制方法进行板材的成形，只需要调节正面和背面的压力，工艺控制相对简单。但是， 由于液体只能对板材施加垂直于板材表面的压力，无法施加沿板材表面切向的成形力或约束力，因此在板材最终贴靠凹模型腔以前板材的变形非常自由，成形过程中无法实现对板材局部变形的有效控制。因此，无法成形形状复杂的板材零件。
发明内容
本发明为解决现有板材零件成形方法无法成形变形量大、形状复杂的零件的问题，进而提出一种采用位移控制方式的板材背面加压成形方法。本发明为解决上述问题采取的技术方案是本发明的步骤如下步骤一、将待成形板坯放置在凹模座上，调整液压缸的柱塞杆的位置，使凹模的上表面与待成形板坯的下表面接触；步骤二、压板向下运动将待成形板坯压紧在凹模座的上表面上，压板的下表面与待成形板坯的上表面形成密闭空腔；步骤三、通过压板上方开设的通孔向空腔注射高压流体介质；步骤四、通过控制液压缸的柱塞杆下移，使凹模及待成形板坯同步向下移动直至待成形板坯完全成形；步骤五、成形结束后，泄除高压流体介质，抬起压板，使凹模向上运动并顶出成形后的板坯。本发明的有益效果是本发明采用刚性凹模作为待成形板坯的背面支撑，只需要控制刚性凹模的位移即可直接控制待成形板坯的变形过程；采用刚性凹模作为待成形板坯的背面支撑，因板材将受到一定摩擦力作用，可防止中间变形区板材缺少约束、变形不可控制的问题；采用刚性凹模作为待成形板坯的背面支撑，可以避免板材背面采用高压流体介质做支撑所带来的密封困难；板材正面的高压流体介质的压力在能够使待成形板坯跟随凹模一起下移的前提下无需精确控制，可根据具体需要增加或降低。本发明可成形变形量大、 形状复杂的零件。
图1是本发明采用胀形工艺时初始状态示意图，图2是本发明采用胀形工艺时成形状态示意图，图3是本发明采用热态胀形工艺时初始状态示意图，图4是本发明采用热态胀形工艺时成形状态示意图，图5是本发明采用拉深工艺时初始状态示意图，图6是本发明采用拉深工艺时成形状态示意图，图7是本发明采用热态拉深工艺时初始状态示意图，图8 是本发明采用热态拉深工艺时成形状态示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图1至图8说明本实施方式，本实施方式所述一种采用位移控制方式的板材背面加压成形方法的具体步骤如下步骤一、将待成形板坯1放置在凹模座2上，调整液压缸4的柱塞杆5的位置，使凹模3的上表面与待成形板坯1的下表面接触；步骤二、压板6向下运动将待成形板坯1压紧在凹模座2的上表面上，压板6的下表面与待成形板坯1的上表面形成密闭空腔7 ；步骤三、通过压板6上方开设的通孔8向空腔7注射高压流体介质9 ；步骤四、通过控制液压缸4的柱塞杆5下移，使凹模3及待成形板坯1同步向下移动直至待成形板坯1完全成形；步骤五、成形结束后，泄除高压流体介质9，抬起压板6，使凹模3向上运动并顶出成形后的板坯。本实施方式可在胀形工艺和拉深工艺中使用。
具体实施方式
二 结合图1、图2、图5和图6说明本实施方式，本实施方式所述一种采用位移控制方式的板材背面加压成形方法的步骤三中高压流体介质9是l-200Mpa的液态高压流体介质9。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图1、图2、图5和图6说明本实施方式，本实施方式所述一种采用位移控制方式的板材背面加压成形方法的步骤三中高压流体介质9是I-IOOMpa的气态高压流体介质9。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四结合图3、图4、图7和图8说明本实施方式，本实施方式所述一种采用位移控制方式的板材背面加压成形方法的凹模座2和凹模3上插装有若干个加热棒 10。其它组成及连接关系与具体实施方式
一、二或三相同。
具体实施方式
五结合图3、图4、图7和图8说明本实施方式，本实施方式所述一种采用位移控制方式的板材背面加压成形方法的待成形板坯1是在50°C -600°C的加热状态下成形的。其它组成及连接关系与具体实施方式
四相同。
权利要求
1.一种采用位移控制方式的板材背面加压成形方法，其特征在于所述一种采用位移控制方式的板材背面加压成形方法的具体步骤如下步骤一、将待成形板坯⑴放置在凹模座⑵上，调整液压缸⑷的柱塞杆(5)的位置， 使凹模(3)的上表面与待成形板坯(1)的下表面接触；步骤二、压板(6)向下运动将待成形板坯(1)压紧在凹模座O)的上表面上，压板(6) 的下表面与待成形板坯(1)的上表面形成密闭空腔(7)；步骤三、通过压板(6)上方开设的通孔⑶向空腔(7)注射高压流体介质(9)；步骤四、通过控制液压缸(4)的柱塞杆( 下移，使凹模C3)及待成形板坯(1)同步向下移动直至待成形板坯(1)完全成形；步骤五、成形结束后，泄除高压流体介质(9)，抬起压板(6)，使凹模(3)向上运动并顶出成形后的板坯。
2.根据权利要求1所述一种采用位移控制方式的板材背面加压成形方法，其特征在于步骤三中高压流体介质(9)是l-200Mpa的液态高压流体介质(9)。
3.根据权利要求1所述一种采用位移控制方式的板材背面加工成形方法，其特征在于步骤三中高压流体介质(9)是I-IOOMpa的气态高压流体介质(9)。
4.根据权利要求1、2或3所述一种采用位移控制方式的板材背面加压成形方法，其特征在于所述凹模座( 和凹模C3)上插装有若干个加热棒(10)。
5.根据权利要求4所述一种采用位移控制方式的板材背面加压成形方法，其特征在于所述待成形板坯(1)是在50°C -600°C的加热状态下成形的。
全文摘要
一种采用位移控制方式的板材背面加压成形方法，它涉及一种板材成形方法，具体涉及一种采用位移控制方式的板材背面加压成形方法。本发明为了解决现有板材零件成形方法无法成形变形量大、形状复杂的零件的问题。本发明的步骤为将待成形板坯放置在凹模座上，调整液压缸的柱塞杆的位置，使凹模的上表面与待成形板坯的下表面接触；压板向下运动将待成形板坯压紧在凹模座的上表面上，压板的下表面与待成形板坯的上表面形成密闭空腔；通过压板上方开设的通孔向空腔注射高压流体介质；通过控制液压缸的柱塞杆，使凹模及待成形板坯同步向下移动直至待成形板坯完全成形。本发明用于板材胀形工艺或拉深成形工艺中。
文档编号B21D26/025GK102513435SQ20111042112
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者何祝斌, 苑世剑 申请人:哈尔滨工业大学