[發明專利]一種異形件相變復合成型裝置及加工方法

有效

• 申請號: 202110883426.6
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113751588B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 張池;劉文;嚴翔;林立;葉鑫宇;莊忠柱;滕葉瑩;寧敬威
• 申請（專利權）人: 寧波市沃瑞斯機械科技有限公司
• 主分類號: B21D37/10
• 分類號: B21D37/10;B21D37/16;B21D37/01
• 代理公司: 寧波中致力專利代理事務所(普通合伙) 33322
• 代理人: 張圓

本發明公開一種異形件相變復合成型裝置，包括復合沖頭和模具組件，模具組件內設有模型槽，模型槽內設有直壁段和難以進行剛性沖壓加工的異形段，復合沖頭包括剛性體和低熔點合金，模具組件上設有板坯，低熔點合金用于對板坯進行異形段沖壓成型，模具組件內還設有加熱器，加熱器用于將低熔點合金半液化；本發明還公開了一種異形件相變復合成型裝置的加工方法，控制模具組件溫度在120℃以下，復合沖頭下壓，使板坯在直壁段成型，控制模具組件的溫度在135≤t＜175℃，對異形段進行整體成型。本發明提供一種可以對帶有異形結構的殼體零件通過用對鈑金進行沖壓的加工方式來成型的一種異形件相變復合成型裝置及加工方法。

技術領域

本發明屬于沖壓加工設備領域，特別涉及一種異形件相變復合成型裝置及加工方法。

背景技術

一些殼體零件因為結構或者美觀的需要，會在設計過程中進行異形結構的設計，而在傳統加工工藝中，這些異形結構難以通過沖壓成型，往往需要進行車床、切割機、折彎機、焊接機等設備進行多次加工才能成型，或者通過模具澆注，再進行表面打磨拋光的方式成型。而這兩種加工方式中，前者在加工成型中，工藝復雜，步驟多，并且會造成大量原材料的浪費，而后者則需要進行模具的制作，對于一些折彎較多的異形結構，其澆注口較多，造成其生產成本較高，生產周期長，且在打磨拋光過程中，易對零件造成損傷。

發明內容

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種異形件相變復合成型裝置，包括復合沖頭和模具組件，所述復合沖頭設于模具組件的上方，所述模具組件內設有模型槽，所述模型槽內設有直壁段和難以進行剛性沖壓加工的異形段，所述異形段設于直壁段的底端，所述復合沖頭包括剛性體和低熔點合金，所述低熔點合金設于復合沖頭的前端，所述模具組件上設有板坯，所述低熔點合金用于對板坯進行異形段沖壓成型，所述模具組件內還設有加熱器，所述加熱器用于將低熔點合金半液化。

與現有技術相比，本發明的優點在于：傳統的沖壓加工工藝中，沖頭多以高硬度、高強度的材料制作而成，因此沖頭的沖壓結構受到很大的局限性，當模型槽的底部寬度大于模型槽的插入端寬度時，沖頭難以對模具的底部進行成型，同時當模型槽內設有尖角待加工結構時，沖頭也不能進行相應的尖角結構設計，否則在沖頭進行沖壓過程中會對沖頭造成破壞，從而造成尖角結構難以通過沖壓加工的方式進行加工，而通過本發明的設計，復合沖頭在進行沖壓加工過程中，復合沖頭先通過直壁段，對板坯進行直壁段的成型，待復合沖頭頂著板坯移動到與模型槽的底部相抵時，此時復合沖頭上的剛性體與直壁段相配合，封閉剛性體與板坯之間的空間，即封閉低熔點合金所處空間，而后通過加熱器加溫，使低熔點合金半液化，半液化的低熔點合金是固液混合狀態，對板坯具備一定膨脹成型的能力，此時復合沖頭可以繼續沖壓，使半液化的低熔點合金進行高壓膨脹，補足異形段的板坯沖壓成型，從而完成帶有異形結構的殼體零件通過鈑金進行沖壓的加工方式來成型的目的。

作為改進，所述低熔點合金采用70Sn-30In制造而成，通過所述改進，70Sn-30In材料為含有70%的錫與含有30%的銦，它的固相線為120℃，液相線為175℃。該合金凝固區間為55℃，便于控制固液相轉變，且成本低。

作為改進，所述異形段包括第一異形部，所述第一異形部設于直壁段的底端，所述第一異形部的外徑大于直壁段的直徑，所述第一異形部的邊緣呈光滑的弧面，當加工第一異形部時，所述模具組件內溫度為155≤t＜175℃，通過所述改進，當模具組件內溫度為155≤t＜175℃時，此時低熔點合金處于高液相狀態，使低熔點合金具備較好的流動性，同時相較于純液態的流體，分子之間的吸引力更強，更容易被密封，不容易從剛性體與板坯之間流出，在復合沖頭的高壓作用下，低熔點合金可以向外膨脹，帶動板坯膨脹，完成板坯進行第一異形部的沖壓加工成型，該過程適用于結構變化平緩的第一異形部，即第一異形部的邊緣為光滑的弧面。