[發明專利]大型薄壁復雜特征板材雙向加壓充液成形方法

有效

• 申請號: 201410117624.1
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103846331A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 郎利輝;孔德帥;孫志瑩;阮尚文;谷珊珊
• 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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于金屬壓力加工技術領域，特別是涉及大型薄壁帶有復雜淺特征板材的充液成形方法。?

背景技術

隨著航空技術的發展，新一代飛機對氣動性能和外觀要求越來高，飛機鈑金零件朝著高強度，高精度、高表面質量和表面特征復雜的方向發展。高強鋁合金材料由于質量輕，強度高、耐腐蝕性強、疲勞性能好等諸多優點，在飛機結構件上大量應用，但是鋁合金塑性差，延伸率低，厚向異性指數小，硬化指數低，對于型面復雜變形較大的鈑金零件在成形過程中容易出現起皺和開裂缺等陷。傳統的鋁合金類大型薄壁帶有復雜特征的零件加工采用爆炸成形的方法，爆炸成形是壓力加工專業中的一門特殊工藝，它受到場地,工作條件，工作環境等因素的限制。在實際生產過程中,對于形狀復雜的零件欲通過計算給出準確的藥量是十分困難的,因此往往是先對零件形狀進行簡化,然后通過計算估算藥量,在爆炸過程中再適當加以調整，增加加工道次；復雜零件需要多炮爆炸成形，其能源利用率較低。在爆炸成形中真空度要求較高，否則零件會出現燒傷反鼓現象，表面質量很差，需要人工進行二次修復。?

板式充液成形方法是一種利用柔性的液體介質替代部分傳統剛性模具，使坯料在高壓液體的作用下按照預先設計的輪廓發生塑性變形從而成形出所需零件的先進成形方法，具有節省工序、簡化模具結構、降低成本等優點。成形出的零件具有成形精度高，表面質量好，壁厚分布均勻，回彈小、成形極限高等優點。特別適合結構復雜的零件的成形。但是要成形帶有小圓角特征的大型板材零件，需要較高的成形壓力，設備的噸位需求?也相應的提高，因此設備的噸位成為制約此類零件成形的主要因素。?

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種在不增加設備合模噸位情況下，高效、高精度的大型薄壁復雜特征板材雙向加壓充液成形方法。?

為了達到上述目的，本發明提供的大型薄壁復雜特征板材雙向加壓充液成形方法包括按順序進行的下列步驟。?

1）選擇薄壁低塑性的的鋁合金板材作為坯料，為了減小摩擦促進成形過程中的材料流動，將坯料的一面涂抹潤滑油，另一面不做處理。?

2）將板料放入預成形模具中，涂有潤滑油的一側朝向凸模。預成形模具的凸模具有零件的型面特征，把零件上的較小圓角特征看做凸起，提取此時零件上表面的型面作為預成形模具凸模的型面。凹模為液室。凸模凹模之間設有密封圈以便容易的建立起液室壓力。?

3）預成形模具凸模下行，通過限位墊塊使預成形凸凹模之間留有適當的間隙，以便成形過程材料的流動。液室內根據要成形零件的厚度加載壓力，預成形出零件的大致形狀。由于此時零件凸起的圓角較小，不容易貼模，若繼續增大壓力，則由于壓力作用使得模具和板料的摩擦保持效應增大，造成小圓角處過度減薄，出現破裂。?

4）整形模具的凸模帶有型面，提取（2）中所述零件的下表面作為整形模具的凸模的型面，凹模為液室。凸模凹模之間設有密封圈以便容易的建立起液室壓力。將預成形后的板料上的液體擦干并放入整形模具，未涂潤滑油的一側朝向整形模具的凸模。?

5）整形模具凸模下行，通過限位塊使凸凹模之間留有適當的間隙，以便成形過程材料的流動。液室內加壓，由于預成形后板料波峰處的較小圓角處減薄較大，而這些面在終成形模具中為波谷，在整形模具內加壓后最先貼模成形出這些小圓角。由于沒有潤滑，加上鋁合金和凸模之間的摩擦?系數較大，在壓力作用下摩擦保持效應作用加強，使得這些面不再繼續減薄。而另一端較大圓角處由于預成形后基本沒有減薄現象，則適當的進行材料流動保證貼模度。?

6)切除工藝補充面，成形出完整的零件。?

所述的預成形模具由凸模、凹模、限位墊塊和密封圈組成。其中預成形凸模為帶有型面，其型面較小圓角特征在上，較大的圓角特征在下，凹模為液室，預成形脹形方向為從圓角較大的面向圓角較小的面。?

所述的整形模具由凸模、凹模、限位墊塊和密封圈組成。其中整形凸模為帶有型面，其型面較大圓角特征在上，較小圓角特征在下，凹模為液室，整形的脹形方向為從圓角較小的面向圓角較大的面。?

本發明提供的大型薄壁復雜特征板材雙向加壓充液成形方法，可以充分發揮材料的塑性，使成形的零件壁厚分布均勻，精度提高，表面質量好無需人工修復。同時本發明提供的方法工序簡單，效率高，成本低，適合大批量生產。?

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。?

圖1是本發明提供的大型薄壁復雜特征板材雙向加壓充液成形方法所適于制作的一種零件結構示意圖。?

圖2是本發明一個實施例鋁合金薄壁波紋板剖面示意圖。?