[發(fā)明專利]一種固體顆粒介質(zhì)成形方法及設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110119658.4
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112845782A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡彪;蔡高參;辛艷喜;符巨博
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: B21D22/10
• 分類號: B21D22/10;B21D37/16;B21D37/18
• 代理公司: 杭州運(yùn)酬專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33429
• 代理人: 李百玲

一種固體顆粒介質(zhì)成形方法及設(shè)備，所述方法包括以下步驟：首先將潤滑劑涂抹于板料上下表面，待潤滑劑晾干后，放在成形設(shè)備上進(jìn)行成形，采用固體顆粒介質(zhì)為板料變形提供載荷，由鑲嵌式凹模提供板料成形所需的約束與形狀，利用成形設(shè)備完成板料成形。本發(fā)明提供了一種能有效提高板材成形性能、模具結(jié)構(gòu)簡單且易更換、零件成形質(zhì)量好的固體顆粒介質(zhì)成形方法及設(shè)備，無需充液、氣脹等成形工藝中較難的密封問題；能夠有效提高板料成形性能；模具結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；固體顆粒對人體無害，對環(huán)境無污染，可以循環(huán)使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密成形制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種固體顆粒介質(zhì)成形方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，汽車輕量化已經(jīng)是世界汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢。近幾年來，國內(nèi)各汽車企業(yè)開始普遍采用高強(qiáng)度的鋼板。但高強(qiáng)度鋼板在成形時容易起皺和開裂，除此之外，隨著材料強(qiáng)度的提高，回彈量也會相應(yīng)增大。針對這些問題，研究者們提出了軟模成形技術(shù)。軟模成形是利用某種材料代替剛性凸模或凹模作為板料成形的傳力介質(zhì)，再用一剛性模具作為凹模或凸模，在傳力介質(zhì)作用下使板料和凸模或者凹模形面貼合，從而形成凸模或凹模形面所約束的形狀。與傳統(tǒng)的板材沖壓方法相比，軟模成形具有模具制造成本低、周期短，成形零件表面質(zhì)量好、形狀復(fù)雜以及回彈小、起皺小等優(yōu)點(diǎn)，屬于板料柔性制造技術(shù)范疇。但亦存在著諸多的不足之處。如液壓油泄漏將污染環(huán)境；橡膠的壽命較短且在模具的圓角區(qū)域貼模性差；粘質(zhì)介質(zhì)同樣需要良好的密封且成本較高等。這些不足在某種程度上限制了該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

固體顆粒介質(zhì)成形是在傳統(tǒng)軟模成形的基礎(chǔ)上提出的一種采用固體顆粒介質(zhì)代替剛性凸模(或彈性體、液體)的作用，從而實(shí)現(xiàn)對板料進(jìn)行成形的新型板料成形工藝。其不但繼承了軟模成形的一些優(yōu)點(diǎn)，而且也克服了液壓成形、粘質(zhì)成形過程中要求嚴(yán)格密封和橡膠成形貼模性差等缺點(diǎn)。

高強(qiáng)度板材高溫成形模具與常溫條件下的成形模具不同，需要結(jié)構(gòu)簡單可靠，并防止由于模具內(nèi)部溫度梯度的存在而可能出現(xiàn)的熱應(yīng)力甚至破壞現(xiàn)象；由于模具需長時間在高溫條件下工作，模具部分結(jié)構(gòu)會承受較大的壓力，因此所選成形模具材料需具有一定的高溫強(qiáng)度，并具有良好的防氧化性能；另外，模具與成形板坯間潤滑方式的選擇也是需重點(diǎn)考慮的因素之一。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種能有效提高板材成形性能、模具結(jié)構(gòu)簡單且易更換、零件成形質(zhì)量好的固體顆粒介質(zhì)成形方法及設(shè)備。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種固體顆粒介質(zhì)成形方法，所述方法包括以下步驟：

首先將潤滑劑涂抹于板料上下表面，待潤滑劑晾干后，放在成形設(shè)備上進(jìn)行成形，采用固體顆粒介質(zhì)為板料變形提供載荷，由鑲嵌式凹模提供板料成形所需的約束與形狀，利用成形設(shè)備完成板料成形。

進(jìn)一步，所述潤滑劑采用膠體石墨水劑，可起到潤滑作用和防氧化作用。

再進(jìn)一步，所述成形設(shè)備包括隔熱墊板、通用凹模座、鑲嵌式凹模、盛料筒、壓邊間隙調(diào)整片、凸模壓柱、凸模壓塊、溫控系統(tǒng)和液壓自動控制系統(tǒng)，所述通用凹模座設(shè)置在隔熱墊板上，并且通用凹模座上還開設(shè)有加熱絲槽，用以嵌入溫控系統(tǒng)中的加熱裝置，所述鑲嵌式凹模可拆卸地安裝在通用凹模座內(nèi)，所述盛料筒位于鑲嵌式凹模的上方并且用螺栓與通用凹模座連接，板料設(shè)置在盛料筒與鑲嵌式凹模之間，并且被壓置在鑲嵌式凹模的型腔之上，盛料筒與鑲嵌式凹模之間還設(shè)有壓邊間隙調(diào)整片，用以調(diào)整盛料筒與鑲嵌式凹模之間的間隙，所述凸模壓塊由耐高溫內(nèi)六角螺栓固定于凸模壓柱底部，凸模壓塊和凸模壓柱置于盛料筒內(nèi)；在盛料筒中填充固體顆粒介質(zhì)，盛料筒與板料、凸模壓塊形成顆粒介質(zhì)封閉空間，所述液壓自動控制系統(tǒng)包括主缸、壓邊缸、主缸橫梁和液壓自動控制臺，主缸與凸模壓柱相連，壓邊缸固定于主缸橫梁上并隨主缸一起運(yùn)動，壓邊缸提供盛料筒的壓邊力，主缸帶動凸模壓柱和凸模壓塊下行壓縮固體顆粒介質(zhì)，同時為板料提供載荷予以成形；