[發明專利]一種板材溫熱介質充液成形設備

有效

• 申請號: 201210579726.6
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103056215A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 郎利輝;劉康寧;蔡高參;郭禪
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B21D26/021
• 分類號: B21D26/021;B21D37/16;B21D26/029
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明涉及充液熱成形設備領域，具體來說，是一種板材溫熱介質充液成形設備。

背景技術

充液熱成形是21世紀初期提出的一種利用流體高壓成形的先進柔性成形技術。若成形金屬板材，則可采用某種高溫傳力介質，如高溫橡膠等粘性介質、液態的等離子水和高溫高壓油、固態的特種粉末等作為軟凸(凹)模，再用一剛性凹(凸)模，在傳力介質的作用下使板材成形；若成形中空類管件，則多采用高溫高壓油和惰性氣體等。碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鋁合金、鈦合金和銅合金等原則上具有一定塑性的材料均適用于充液熱成形，尤其適合常溫下難成形的鋁合金、鎂合金、鈦合金等材料的加工。實際生產中，鋁合金、鎂合金溫熱充液成形介質可采用耐熱油，鎂合金成形配有防氧化工裝，而鈦合金充液熱成形可采用鉛鉍等低熔點合金或惰性氣體，同樣要考慮防氧化問題。該技術可應用于汽車等民用領域、航空航天精密復雜構件、有特種功能和輕量化要求的軍事設備等零件。

板材充液熱成形是一種非常適合于鋁合金、鎂合金等輕質材料加工的新型成形技術。目前，隨著能源危機、環保意識的提高，以及低碳生活意識的提出，為這種新型成形技術的發展提供了契機。

板材充液熱成形技術在國際上尚處于研究初期，沒有成熟的經驗可借鑒。其設備研發中的一些關鍵技術問題還需解決，國外也只有少數的實驗室研發了一些簡單的試驗裝置，且結構較為簡單，多數以熱脹形為主，難以實現復雜動作，無法進行復雜的工藝操作。

公開號為CN2774673的實用新型專利《一種鎂合金板材溫熱液壓成形模具工裝》，提出了于傳統充液拉深設備基礎上通過在壓邊圈與凹模對應位置處安裝加熱管以實現溫熱充液拉深工藝；公開號為CN102139304A的發明專利《點陣自阻電加熱板料溫熱充液拉深成形方法》，提出在壓邊圈內部按點陣分布埋設針式電極通過電極和板料之間的接觸電阻對坯料法蘭處進行自阻電加熱，以進行溫熱充液拉深。這兩項專利僅在加熱方式上有所區別，加熱位置均位于壓邊圈處，只對法蘭部位材料進行加熱，而且沒有冷卻裝置，無法進行差溫充液成形；且成形溫度較低，材料適應性范圍較窄，而且設備由于缺少冷卻系統而無法長時間運行。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種板材溫熱介質充液成形設備，通過對設備的設計以及材料的選取，來最大限度地解決高溫高壓下等溫/差溫成形、設備密封及長時間工作問題，并能大大提高常溫低塑性金屬板料的成形極限，并能在很大程度上提高在常溫下塑性差的金屬板材的成形極限。

本發明一種板材溫熱介質充液成形設備，包括機架、主缸、壓邊缸、爐體、加熱板A、加熱板B、加熱板C、電熱組件、增壓器、凸模、凹模、壓邊圈與充液室。

其中，機架由底座、立柱、上橫梁、主缸橫梁與壓邊橫梁構成；立柱為n根，n≥2，豎直固定在底板上，n根立柱間由上至下依次水平套接有上橫梁、主缸橫梁與壓邊橫梁；上橫梁與n根立柱間相對固定，而主缸橫梁與壓邊橫梁均與n根立柱間采用滑動連接；所述主缸及壓邊缸的缸體端均豎直固定在上橫梁上，主缸與壓邊缸的伸縮端分別與主缸橫梁、壓邊橫梁固連。

所述爐體設置在底座上，爐體內部側壁與頂面上鋪設有保溫層；在爐體內側壁周向均勻設置有電熱組件，電熱組件通過可控硅執行元件控制加熱溫度及加熱功率；爐體內部底面上安裝有隔熱墊板；隔熱墊板上表面由下至上依次固定安裝有加熱板A、充液室、加熱板B；凹模底部與充液室頂部固連；使凹模的內腔與充液室的充液腔連通；充液室與增壓器的高壓端連接并相通，增壓器的低壓端與油泵相連。

所述凸模頂端與凸模連桿一端相連，凸模連桿另一端與主缸橫梁固連，凸模位于凹模的內腔正上方；凸模連桿內部周向上開有循環冷卻液體環腔B；凸模連桿外壁上開有與循環冷卻液體環腔B連通的進液通道B與出液通道B；壓邊圈水平設置，使凸模底端位于通口內；壓邊圈頂面固定有加熱板C，加熱板C通過壓邊圈連桿與壓邊橫梁固連；壓邊圈連桿內部開有循環冷卻液體環腔C，以及與循環冷卻液體環腔C相通的進液通道C和出液通道C。