一种双层板材成对胀形成形的方法技术

一种双层板材成对胀形成形的方法，它涉及板材成形方法。本发明专利技术是要解决现有的双层板材成对胀形时法兰区材料受到较大摩擦力，材料流动困难的技术问题。方法：将模具的法兰区外围加工后只保留内圈较窄的凸台；将板材叠放在模具间，设置好介质通道；合模后，对板材施加压边力使板材密封；将压力介质通入板材间使板材发生胀形；成形后，释放压力介质，得到零件。本发明专利技术成形过程中，模具法兰区与板材的直接接触区域面积小，板材向模具型腔流动阻力小。本发明专利技术的双层板材成对胀形成形的方法可用于板材塑性加工领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及板材成形方法。
技术介绍
双层板材的成对胀形是一种先进的板材零件成形方法，其原理示意图如图1所示，其中1为上模具，2为下模具，3为上板材，4为下板材，5为介质通道。成形时，将两层板材3和4叠在一起，在板材3和4的外圈压紧实现密封，然后通过介质通道5向两层板材3 和4的中间充入一定压力的介质(气体或液体)使板材发生胀形后贴合模具型腔而得到所需零件。利用双层板材的成对胀形，可以一次成形两件形状、尺寸完全相同或不同的零件， 成形效率提高。此外，相比传统的板材胀形或拉深成形，双层板材胀形时只有上板上表面和下板下表面与模具接触，两板之间的接触面在成形过程中相互之间无滑动，因此成形后板材该侧的表面质量高。但是，在双层板材成对胀形时，法兰区板材将受到一定压边力(上、下模具对板材的压力)的作用，法兰区板材向模具型腔内流动时将受到一定的摩擦阻力。摩擦阻力的大小主要由模具对板材的压边力、模具与板材间的摩擦系数以及模具与板材间的接触面积决定。为保证双层板之间的可靠密封，需要施加足够的压边力。当压边力较大时，法兰区材料将受到较大摩擦力的阻碍而不易向模具型腔流动，难以成形形状复杂、变形量大的零件。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有的双层板材成对胀形时法兰区材料受到较大摩擦力，材料流动困难的技术问题，而提供。本专利技术的按以下步骤进行一、将双层板材成对胀形成形的上模具和下模具的法兰区外围加工后只保留内圈的上凸台和下凸台，上凸台和下凸台的宽度为IOmm 50mm ；二、将上板材和下板材叠在一起，放在上模具和下模具之间，并将介质通道置于上板材和下板材之间；三、将上模具和下模具合模后，对上板材和下板材施加IOkN 2000kN的压边力使上板材和下板材密封；四、将5Mpa 200MPa的压力介质通过介质通道通入上板材和下板材之间使上板材和下板材发生胀形变形，待成形结束后再将压力介质通过介质通道释放出来，得到胀形后的零件。本专利技术通过将上模具和下模具的法兰区外围加工后只保留内圈较窄的上凸台和下凸台，如此设置，使模具与板材直接接触的区域面积大大减小，从而可减小法兰区的板材材料向模具型腔流动的阻力。本专利技术的上模具和下模具只有内圈较小宽度的凸台需要相互配合，其他部分无需配合，因此降低了模具加工精度要求；在模具法兰区的外围区域存在较大的间隙，这为控制法兰区板材的受力或位移等提供了足够的空间。本专利技术的双层板材成对胀形成形的方法可用于板材塑性加工领域。 附图说明图1是现有的双层板材的成对胀形原理示意图；其中1为上模具，2为下模具，3为上板材，4为下板材，5为介质通道，P表示压力介质；图2是具体实施方式二的双层板材成对胀形成形的方法示意图，其中6为上模具， 6-1为上凸台，7为下模具，7-1为下凸台，8为上板材，9为下板材，10为介质通道，P表示压力介质；图3是具体实施方式三的双层板材成对胀形成形的方法示意图，其中6为上模具， 6-1为上凸台，7为下模具，7-1为下凸台，8为上板材，9为下板材，10为介质通道，11为压紧块，P表示压力介质；图4是具体实施方式四的双层板材成对胀形成形的方法示意图，其中6为上模具， 6-1为上凸台，7为下模具，7-1为下凸台，8为上板材，9为下板材，10为介质通道，11为压紧块，12为密封圈，P表示压力介质；图5是具体实施方式五的双层板材成对胀形成形的方法示意图，其中6为上模具， 6-1为上凸台，7为下模具，7-1为下凸台，8为上板材，9为下板材，10为介质通道，13为压紧夹，F表示水平推力，P表示压力介质；图6是具体实施方式六的双层板材成对胀形成形的方法示意图，其中6为上模具， 6-1为上凸台，7为下模具，7-1为下凸台，8为上板材，9为下板材，10为介质通道，12为密封圈，13为压紧夹，F表示水平推力，P表示压力介质；图7是试验一中双层板材成对胀形成形过程中胀形中的状态图，其中6为上模具， 6-1为上凸台，7为下模具，7-1为下凸台，8为上板材，9为下板材，10为介质通道，11为压紧块，P表示压力介质；图8是试验一中双层板材成对胀形成形过程中胀形后的状态图，其中6为上模具， 6-1为上凸台，7为下模具，7-1为下凸台，8为上板材，9为下板材，10为介质通道，11为压紧块，P表示压力介质；图9是试验二中双层板材成对胀形成形过程中胀形中的状态图；其中6为上模具， 6-1为上凸台，7为下模具，7-1为下凸台，8为上板材，9为下板材，10为介质通道；13为压紧夹，F表示水平推力，P表示压力介质；图10是试验二中双层板材成对胀形成形过程中胀形后的状态图；其中6为上模具，6-1为上凸台，7为下模具，7-1为下凸台，8为上板材，9为下板材，10为介质通道；13为压紧夹，F表示水平推力，P表示压力介质；具体实施例方式具体实施方式一本实施方式的按以下步骤进行一、将双层板材成对胀形成形的上模具6和下模具7的法兰区外围加工后只保留内圈的上凸台6-1和下凸台7-1，上凸台6-1和下凸台7-1的宽度为IOmm 50mm;二、将上板材8和下板材9叠在一起，放在上模具6和下模具7之间，并将介质通4道10置于上板材8和下板材9之间；三、将上模具6和下模具7合模后，对上板材8和下板材9施加IOkN 2000kN的压边力使上板材8和下板材9密封；四、将5MPa-200MPa的压力介质通过介质通道10通入上板材8和下板材9之间使上板材8和下板材9发生胀形变形，待成形结束后再将压力介质通过介质通道10释放出来，得到胀形后的零件。本实施方式通过将上模具6和下模具7的法兰区外围加工后只保留内圈较窄的上凸台6-1和下凸台7-1，如此设置，使模具与板材直接接触的区域面积大大减小，从而可减小法兰区的板材材料向模具型腔流动的阻力。本实施方式的上模具和下模具只有内圈较小宽度的凸台需要相互配合，其他部分无需配合，因此降低了模具加工精度要求；在模具法兰区的外围区域存在较大的间隙，这为控制法兰区板材的受力或位移等提供了足够的空间。具体实施方式二 (参见附图2)本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中上模具6和下模具7合模后通过上凸台6-1和下凸台7-1将上板材8和下板材9压紧以实现密封。其它与具体实施方式一相同。本实施方式通过上模具6和下模具7合模后通过上凸台6-1和下凸台7-1将上板材8和下板材9压紧实现密封，上模具和下模具只有内圈较小宽度的配合凸台需要相互配合，模具与板材直接接触的区域面积大大减小，从而减小法兰区的板材材料向模具型腔的流动阻力。具体实施方式三(参见附图3)本实施方式与具体实施方式一不同的是在上板材8和下板材9的外圈采用独立的压紧块11将板材压紧实现密封，压紧块11与上模具6 和下模具7之间存在0. Imm 1. Omm的空隙，压紧块11与上凸台6-1和下凸台7-1之间的水平间距为IOmm 100mm，上凸台6_1与上板材8存在0. Imm 1. Omm的空隙，下凸台7_1 与下板材9存在0. Imm 1. Omm的空隙。其它与具体实施方式一相同。本实施方式中用压紧块11压紧上板材8和下板材9并实现密封，压紧块11与上模具和下模具之间存在一定间隙，而且上凸台6-1和下凸台7-1在成形时也不压靠上板材 8和下板材9。如此设置，将密封位置转移到本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种双层板材成对胀形成形的方法，其特征在于双层板材成对胀形成形的方法按以下步骤进行：一、将双层板材成对胀形成形的上模具（６）和下模具（７）的法兰区外围加工后只保留内圈的上凸台（６－１）和下凸台（７－１），上凸台（６－１）和下凸台（７－１）的宽度为１０ｍｍ～５０ｍｍ；二、将上板材（８）和下板材（９）叠在一起，放在上模具（６）和下模具（７）之间，并将介质通道（１０）置于上板材（８）和下板材（９）之间；三、将上模具（６）和下模具（７）合模后，对上板材（８）和下板材（９）施加１０放出来，得到胀形后的零件。ｋＮ～２０００ｋＮ的压边力使上板材（８）和下板材（９）密封；四、将５ＭＰａ～２００ＭＰａ的压力介质通过介质通道（１０）通入上板材（８）和下板材（９）之间使上板材（８）和下板材（９）发生胀形变形，待成形结束后再将压力介质通过介质通道（１０）释

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，何祝斌，苑世剑，刘钢，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93