多点成形用复合弹性垫的制作方法

技术领域：

本发明涉及一种用于多点成形的复合弹性垫，用于三维曲面件的多点成形及多点拉伸成形,属于机械工程领域。

背景技术：
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多点成形是柔性化、数字化的板材成形新技术，通过多个规则排列的、高度可调的基本体单元形成模具型面，能够用一套装置成形不同形状的曲面件。

多点模具的成形面是由基本体单元构成的离散曲面，如果基本体单元与直接接触，就会在与板材接触的部位产生剧烈的局部变形，形成凸凹不平的压痕缺陷，且还容易产生皱纹，严重影响成形质量。为了抑制压痕的产生，多点成形过程中经常在的上下侧铺聚氨酯垫板，通过聚氨酯垫板的弹性变形分散基本体单元产生的集中载荷，消除基本体单元与板材之间点接触产生的缺陷。如果聚氨酯垫板厚度较小，很难彻底消除基本体单元所产生的集中载荷；如果聚氨酯垫板厚度较大，又会影响成形面的精度。

利用多个钢垫与聚氨酯垫板组成的复合弹性垫，可通过钢垫分散多点成形装置基本体单元施加的集中载荷，对板材产生均匀的压应力，抑制皱纹和压痕的产生；使板材成形过程中受力更均匀，成形质量更好，精度更高。

技术实现要素：
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本发明的目的在于改善多点成形时容易在被加工板材上留下压痕、皱纹等缺陷的现状，提供一种用于板材多点成形用复合弹性垫，抑制皱纹和压痕的产生，提高板材的成形质量。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现，结合附图说明如下：

多点成形用复合弹性垫主要由钢垫和聚氨酯垫板组成，所述的钢垫为与多点成形装置的基本体单元相对应的一层多个钢质垫片，这些钢垫的上下侧分别设置整体的聚氨酯垫板。所述多个钢垫的横截面形状可以是圆形、方形、八边形、六边形或三角形等形状。所述钢垫的材质可以是弹簧钢、不锈钢或其它弹性材料。所述的多个钢垫和其上、下聚氨酯垫板之间可以通过胶粘的方式连接成一体。所述的多个钢垫之间可以彼此相连成一体，或彼此相互独立。所述钢垫的连接方式为多种。

根据所述构成方式，通过多个钢垫与其上下侧聚氨酯垫板的组合，可有效分散多点成形装置基本体单元施加的集中载荷；对板材产生均匀的压应力和压应变，抑制皱纹和压痕的产生。

本发明的技术效果：

在多点模具成形过程中使用本发明所述的复合弹性垫，利用钢垫的刚度，可有效分散多点成形装置基本体单元施加的集中载荷，对板材产生均匀的压应力,抑制成形过程中压痕与皱纹的产生，获得更好的成形质量。

附图说明：

图1a是复合弹性垫结构图的剖视图；

图1b是复合弹性垫结构图的俯视图。

图2是复合弹性垫与多点成形装置基本体单元的示意图。

图3是使用复合弹性垫的成形过程示意图。

图4是圆形钢垫布置图。

图5是正方形钢垫布置图。

图6是八边形钢垫布置图。

图7是钢垫连接方式一的示意图。

图8是钢垫连接方式二的示意图。

图9是钢垫连接方式三的示意图。

图10是钢垫连接方式四的示意图。

图11是钢垫连接方式五的示意图。

图中：1—板材，2—聚氨酯垫板，3—钢垫，4—基本体单元，5—单元固定板

具体实施方式：

以下结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容及实施方式。

本发明所述的多点成形用复合弹性垫主要由多个钢垫3和钢垫上下聚氨酯垫板2组成，聚氨酯垫板2根据工艺需求选择合适的厚度。多个钢垫之间可以彼此相连成一体。钢垫通过胶粘的方式与其上下侧的聚氨酯垫板2相连接。成形前，多点成形装置的上、下基本体单元4根据成形件的cad数模调节到指定高度。成形时，上模基本体单元4在压力机的驱动下向下运动，压缩靠近基本体单元侧的聚氨酯垫板2，并使其弯曲变形，产生弹性势能，弹性势能通过钢垫3的传递转化为对板材的压应力，使板材产生塑性变形，同时抑制压痕和皱纹的产生。钢垫3处于上下聚氨酯垫板2之间，形成的夹层结构可显著增强弹性垫厚度方向的刚度，能有效分散基本体单元4产生的集中载荷，使板材成形过程中受到的应力、应变更均匀，提高成形件质量。

图1是复合弹性垫的结构示意图。复合弹性垫主要由多个钢垫3和上下聚氨酯垫板2组成。多个钢垫之间可以彼此相连成一体。钢垫通过胶粘的方式与其上下侧的聚氨酯垫板2相连接。

图2是复合弹性垫与多点成形装置基本体单元的示意图。多点成形装置的上、下基本体单元4调节到指定高度，复合弹性垫按照基本体单元对应的位置摆放到位。

图3是使用复合弹性垫的成形过程示意图。上模基本体单元4向下移动，使板材逐渐成形。

图4是钢垫为圆形的平面布置图。圆形钢垫之间的间隙不超过1mm，可应用于多种形状的成形件成形。

图5是钢垫为正方形的平面布置图。相较于圆形的钢垫，正方形的钢垫与板材接触的面积较大，施加的压应力也更均匀，具有更好的抑制皱纹效果。但在成形曲率较大的成形件时，钢垫的四个角与聚氨酯垫板接触时容易产生集中载荷,在板材上形成压痕。

图6是钢垫为八边形的平面布置图。八边形钢垫综合了圆形钢垫和正方形钢垫的优点，与板材接触面积较大,具有较好的抑制皱纹效果，还可以防止钢垫的四个角在板材上形成压痕。

图7是钢垫连接方式一的示意图。为了便于钢垫在成形前定位，防止离散的钢垫在成形过程中出现窜位，在钢垫之间进行了连接。连接方式一的中间水平方向钢垫横向串联，其它钢垫竖直方向对称连接。

图8是钢垫连接方式二的示意图。其所有钢垫连接线与对称中心线成45度角，可有效阻止板材成形时向成形件四条边的中心堆积，减缓板材起皱趋势。

图9是钢垫连接方式三的示意图。其所有钢垫在水平方向以u形图案单向串联，连接区域由水平方向最外侧向竖直方向对称中心逐渐放射性增大，左右对称。

图10是钢垫连接方式四的示意图。其主轴为两条与水平方向成45度的连接线，所有钢垫与主轴成90度方向垂直连接。

图11是钢垫连接方式五的示意图。其最外侧钢垫呈正方形串联，内部钢垫与水平轴上下对称纵向连接。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种多点成形用复合弹性垫，属于机械工程领域。所述一种多点成形用复合弹性垫，主要由钢垫和聚氨酯垫板组成，所述的钢垫为与多点成形装置的基本体单元相对应的一层多个钢质垫片，这些钢垫的上、下分别设置整体的聚氨酯垫板。所述钢垫的横截面形状为圆形、方形、八边形、六边形或三角形形状；钢垫的连接方式为多种。通过钢垫分散多点成形装置基本体单元施加的集中载荷，对板材产生均匀的压应力，抑制皱纹和压痕的产生；使板材成形过程中受力更均匀，成形质量更好，精度更高。

技术研发人员：李明哲;瞿二虎;付文智;李锐
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2017.06.26
技术公布日：2017.09.15