固体颗粒一体化纤维增强金属层板的成形成性方法及模具技术

本发明专利技术提供一种固体颗粒一体化纤维增强金属层板的成形成性方法及模具，涉及复合板材加工技术领域，其包括：将预处理后的金属板材与纤维增强预浸料进行铺贴，获得半固化状态的纤维增强金属层板试样；将试样定位安装在成形凹模内，使试样中心在成形过程中与冲头轴线重合；采用碟簧连接压边料筒与成形凹模，向压边料筒内填充定量固体颗粒介质，并装配导向环及成形冲头；模具加热至预浸料成形温度区间，冲头压实介质实现塑性成形；同步升温至固化温度完成预浸料固化。本发明专利技术在单一模具内集成成形与固化工艺，利用颗粒介质柔性传压特性，解决传统分步制造的界面污染、热应力累积问题，实现复杂曲面构件的高精度成形与界面结合强化加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合板材加工，具体涉及一种固体颗粒一体化纤维增强金属层板的成形成性方法及模具。

技术介绍

1、纤维增强金属层板作为先进轻量化结构材料，凭借其优异的比强度、抗疲劳性能和损伤容限等特性，在航空航天、新能源汽车及高端装备制造等战略性新兴产业中具有重要应用价值。纤维增强金属层板的传统成形工艺通常采用分步成形工艺，即热压成形+热压罐固化或逆向工序，其不仅工序繁杂、效率低下，而且在多次装夹过程中极易产生界面污染和热应力累积，导致层间结合性能显著降低。更为突出的是，现有技术难以实现纤维增强金属层板复杂曲面构件的高精度成形，导致其目前局限于飞机蒙皮、舱门整流罩等简单曲率零件，曲率半径＞500mm，而在筒形件、双曲率壁板等复杂构件，曲率半径＜200mm中的应用受到严重制约，导致纤维增强金属层板在高端装备领域无法规模化应用。

2、因此，需要提出一种固体颗粒一体化纤维增强金属层板的成形成性方法及模具，实现高性能、复杂曲面的纤维增强金属层板的制造。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术的不足，本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种固体颗粒一体化纤维增强金属层板的成形成性方法，其特征在于：其包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的固体颗粒一体化纤维增强金属层板的成形成性方法，其特征在于：在步骤S3中，在预紧阶段碟簧受到螺母的压力Fnut压缩至初始压缩量x1，此时碟簧反力Fpre-spring=Fnut=keff·x1作用于压边圈从而提供冲压初始压边力；随着冲压的进行，板料法兰区起皱对压边圈施加向上的Fwrinkle，导致压边圈上移，进一步压缩碟簧至x2=x1+△x；此时碟簧反力增大为Fspring=keff·x2，这种增大后的碟簧反力通过压边圈转化为动态压边力，Fblank=Fspring，该动...

【技术特征摘要】

1.一种固体颗粒一体化纤维增强金属层板的成形成性方法，其特征在于：其包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的固体颗粒一体化纤维增强金属层板的成形成性方法，其特征在于：在步骤s3中，在预紧阶段碟簧受到螺母的压力fnut压缩至初始压缩量x1，此时碟簧反力fpre-spring=fnut=keff·x1作用于压边圈从而提供冲压初始压边力；随着冲压的进行，板料法兰区起皱对压边圈施加向上的fwrinkle，导致压边圈上移，进一步压缩碟簧至x2=x1+△x；此时碟簧反力增大为fspring=keff·x2，这种增大后的碟簧反力通过压边圈转化为动态压边力，fblank=fspring，该动态压边力实时抑制板料起皱变形，形成闭环反馈的多模式压边力。

3.根据权利要求1所述的固体颗粒一体化纤维增强金属层板的成形成性方法，其特征在于：在步骤s1中，金属板材的预处理具体包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的固体颗粒一体化纤维增强金属层板的成形成性方法，其特征在于：在步骤s1中，金属板材的预处理具体还包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的固体颗粒一体化纤维增强金属层板的成形成性方法，其特征在于：在步骤s3中，固体颗粒介质的粒径为0.15mm±0.05mm，洛氏硬度达到4...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜冰，黄朝洋，刘凤华，崔海龙，郭硕，严祥鑫，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：