一种板材成形柔性压边结构及调控方法技术

本发明专利技术属于机械工程领域，公开了一种板材成形柔性压边结构及调控方法，涉及的一种板材柔性压边结构，柔性压边机构主要是由半固态金属介质、介质活动腔、温度快速冷－热温度调节系统以及压力反馈机构组成。在板材成形过程中，半固态金属介质作为压边材料与板材接触并提供压边力，半固态金属介质受到板材挤压时，将作用压力传递至活动腔内的压力反馈机构，测得压力值与起皱临界值比较，根据半固态金属介质热力学本构关系确定介质活动腔的加热温度，对固态介质流动行为进行调整，改变板材压边力大小，实现柔性压边的效果，从而提高板材型面精度和成形质量。精度和成形质量。精度和成形质量。

【技术实现步骤摘要】
一种板材成形柔性压边结构及调控方法


[0001]本专利技术属于机械工程领域，尤其涉及一种板材成形柔性压边结构及调控方法。

技术介绍

[0002]目前，板材成形技术广泛用于航空航天、汽车及轨道交通等工程领域，板材成形曲面精度与成形质量在产品的服役时对能源消耗、噪音等因素具有重要影响。传统的板材冲压成形工艺采用刚性压边圈结构，当板材存在较大塑性变形量时，压边圈接触的板料与塑性变形区板料在形状上的差异逐渐增大，使材料流经成形过渡区的夹角减小，从而增加板料流动阻力，使成形件壁厚分布不均匀，降低产品质量。
[0003]针对上述情况，在板材成形过程中，为减小材料流动阻力，有效提高材料流动性，可从减小板材压边区板料形状与塑性变形区板料形状曲率，提高形状相似度的这一方面提出有效的解决思路。半固态金属介质是一种熔点较低的合金(一般是指低于300℃)，其物理特性可随温度变化而进行改变，利用这一特性可实现板材压边力的自适应调节。由于半固态金属介质具有良好的流动性及温度与流变性能的对应关系，在成形过程中半固态金属介质随着塑性区板料形状改变而产生相应的变形，使压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种板材成形柔性压边结构，其特征在于，所述板材成形柔性压边结构包括：端盖，用于防止挤出腔内的半固态金属介质溢流到腔体外部，同时为挤出腔提供一定背压；快速冷－热温度调节系统，包括冷却管路、加热丝、保温层、温度传感器，用于对所述半固态金属介质进行加热；冷却管路与加热丝交替排布固定在介质活动腔筒壁外侧，保温层包裹在冷却管路和加热丝，保温层起到减少介质活动腔内部热量向外部环境的热量辐射；压力反馈机构固定在背压腔与溢流孔交界凸缘的底部，半固态金属汇入到溢流孔处，使压力反馈机构产生挤压力值；介质活动腔，具有挤出腔、溢流孔及背压腔，半固态金属介质从背压腔流动经过溢流孔，流向挤出腔；介质活动腔体内填充半固态金属介质，作为压边力载荷的传递介质。2.如权利要求1所述板材成形柔性压边结构，其特征在于，所述加热丝与冷却管路单排或双排的螺旋交替盘绕在所述介质活动腔体的外壁，将热量通过所述介质活动腔体传递给所述半固态金属介质，并调节活动腔内的所述半固态金属介质的温度场。3.如权利要求1所述板材成形柔性压边结构，其特征在于，快速冷－热温度调节系统装置对所述半固态金属介质进行加热，所述半固态金属介质实时所需加热温度是由柔性压边结构中压力反馈机构测得的压边力值，再经过半固态材料的热－力本构关系计算求得快速冷－热温度调节系统的温度，所述半固态金属的热－力本构关系为其中应变速率，Q变形激活能，R理想气体常数，T温度，σ应力，n硬化指数。4.一种实施如权利要求1
‑
3任意一项所述板材成形柔性压边结构的调控方法，其特征在于，所述板材成形柔性压边结构的调控方法包括：所述压边力反馈机构测得的压边力载荷，结合半固态金属介质的热力本构模型与临界压边力的理论计算方法，P
LMA
临界压边力；R
D
最大压边范围；r最小压边范围；t板材厚度；μ摩擦系数；σ
r
径向应力；σ
θ
周向应力。将所需温度值发送指令给快速冷－热温度调节系统，调节板材柔性压边结构的温度，控制半固态金属的流变状态，从而控制板材压边力。5.如权利要求4所述板材成形柔性压边结构的调控方法，其特征在于，所述板材柔性压边结构的调节过程具体包括：步骤一：上、下压边结构将板材固定，根据板材大小及厚度，所述冷却管路和所述加热丝保持工作状态，将上、下压边结构的所有柔性压边结构调整成具有相同温度T0，上、下柔性压边机构通过压力装置提供载荷予板材施加一定的压边力；步骤二：开始成形时，柔性压边结构内部根据内置的压力反馈机构，将各处的压边力值大小传递应力调节分析系统中，分析系统会根据反馈压力计算出柔性压边结构所需温度，通过快速冷－热温度调节系统控制温度场；步骤三：压边力反馈的计算过程；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立岩，刘双宇，郑雷，刘煜明，邵林，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：