多点无模液压胀形工艺及多点无模液压胀形设备制造技术

多点无模液压胀形工艺及多点无模液压胀形设备。模具成形方法生产效率高、加工件的精度高、适合大批量生产，多年来一直占据着主导地位。但缺点是模具设计制造周期长，维护费用高，往往成形一个零件需要多个模具，造成新产品开发周期长，成本高，而且缺乏柔性，产品稍作改变后模具需要重新设计更换。本发明专利技术工艺包括如下步骤：工件模型制作工序、多点模具调形工序、充液拉伸工序、保压定形工序、充气排液工序、成形工件测量工序、数控切割工序、成品检验工序、成品包装与保护工序。本产品用于多点液压胀形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属成形
，具体涉及一种多点无模液压胀形工艺及多点无模液压胀形设备。
技术介绍
随着社会的发展，复杂的双曲金属板材在飞机、船舶、高速机车、汽车乃至建筑等诸多行业中，得到越来越多的运用。人们不但要求成形的双曲面形状各异，又要求其成形精度高、生产效率高、表面质量好、材料厚度均匀。这就对金属板材成形工艺提出了极大的挑战。 在传统板料成形方法中，手工成形方法由于生产效率低、加工精度低、不适合大批量生产，在板料成形中占据不了主导地位。模具成形方法生产效率高、加工件的精度高、适合大批量生产，多年来一直占据着主导地位。但缺点是模具设计制造周期长，维护费用高，往往成形一个零件需要多个模具，造成新产品开发周期长，成本高，而且缺乏柔性，产品稍作改变后模具需要重新设计更换。因此，一些新形的板料成形技术应运而生，如喷丸成形、激光成形、水射流无模成形技术、数字化渐进成形、无模多点成形等。，然而这几种新形的板料成形技术也存在着一些缺点和局限性，喷丸成形的局限性是球面变形趋势、变形有限、限制条件苛刻、影响因素繁多等；激光成形的缺点是成本高，不容易控制；水射流无模成形技术还需要不断地完善，实际应用中还存在很多问题；数字化渐进成形需要制作模具，加工成本高、周期长，表面质量差等缺点；与前几种成形技术相比较，无模多点成形技术具有很多优点实现无模成形、优化变形路径、小设备成形大形件、易于实现自动化。多点无模成形技术根据成形方式分为多点对压成形技术和多点拉伸成形技术。多点对压成形技术当遇到局部曲率变化较大时，容易出现皱褶，且回弹量较大。多点拉伸成形技术，相比多点对压成形技术，其回弹量小、成型精度高、不起皱褶。现今的多点无模拉伸成形技术都是采用机械拉伸形式，例如用夹钳夹紧板料进行机械拉伸。而机械拉伸成形方式也存在下面三种主要缺陷(I)容易在板料内部形成应力集中现象，对很多强度低、延伸率小的金属材料及一些较为曲率较大的曲面而言，在拉伸过程中，容易产生撕裂；(2)非常浪费材料，在资源如此短缺的今天，这种浪费显得尤为不该；(3)无论是多点对压成形技术还是多点拉伸成形技术，其成形精度都不高，只能达到毫米级。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多点无模液压胀形工艺及多点无模液压胀形设备，将多点无模拉伸成型技术与板材的液压胀形技术结合在一起，通过改进，形成了多点无模液压胀形工艺，将板材的液压胀形技术施力均匀、变形流畅、成形极限高、成形质量好、成形精度高、不损坏模具的特点，与多点无模成形技术不需要制作模具、容易实现自动化的特点结合在了一起。上述的目的通过以下的技术方案实现 一种多点无模液压胀形工艺，所述的工艺包括如下步骤工件模型制作工序、多点模具调形工序、充液拉伸工序、保压定形工序、充气排液工序、成形工件测量工序、数控切割工序、成品检验工序、成品包装与保护工序。所述的多点无模液压胀形工艺，所述的工件模型制作工序，要求将需要成形的工件模型，通过制作成型曲线为2阶可导的光滑曲面，延伸至液压基准平面上。所述的多点模具调形工序，通过多点模具调形系统直接从成形工件模型文件中读取控制点坐标，通过所述的测距 尺反馈距离信息给多点模具调形系统，进行闭环控制，调形精度达到0. 02mm。所述的充液拉伸工序，在压力机压紧后，达到预定压力值保压1-10分钟，打开进液管开关，液压设备向液压腔内注入液体，当液体压力达到预定压力值时，加压结束，液压设备压力设定值与成形形状和金属板材材质有关，对f IOmm的铝合金板材，此设定值在0.5Mpa至40Mpa,对于lmnTl2mm的钢板,此设定值在IMpa至IOOMpa ;压力机预定压力值为液压设备压力设定值乘以金属板材受压面积所得压力值的I. 2^2. 0倍。所述的多点无模液压胀形工艺，所述的保压定形工序，充液拉伸结束后，通过液压设备保持此压力1-10分钟，保压时间根据成形工件曲面的形状及工件材质确定。所述的充气排液工序，保压结束后，关闭进液管开关，打开出液管开关及进气管开关，由气泵向液压腔内充气，液体由出液管回流至液压设备。成型工件测量工序，取出成形工件，放置在三维测量平台上，进行三维扫描，将扫描文件与工件模型相对照，控制尺寸精度为0. 05mm。所述的多点无模液压胀形工艺，所述的数控切割工序，将成形工件，由三维测量平台上取出，放置在数控切割机上，根据工件模型进行切割，切割精度为0. 05mm。所述的成品检验工序，将切割完成的工件放置在三维测量平台上进行成品尺寸检验和外观检验。所述的成品包装与保护工序，将切割好的工件放置在曲面托架上，表面贴膜，再用气泡膜包裹工件。一种数控多点无模液压胀形设备，其组成包括多点模具，所述的多点模具与多点模具调形系统连接，所述的多点模具和所述的多点模具调形系统安装在壳体内，所述的壳体与压力机连接，所述的多点模具连接万向头，所述的金属板材位于上压边圈和下压边圈之间，所述的柔性垫板位于所述的万向头和所述的金属板材之间，气泵通过进气管与所述的液压腔连接，所述的液压设备通过所述的进液管和所述的出液管与所述的液压腔连接。所述的多点无模液压胀形设备，所述的柔性垫板采用聚氨酯板复合金属夹片，所述的柔性垫板可在聚氨酯板内复合金属夹片，所述的柔性垫板的厚度根据成形工件外形特点及成形工件金属材质确定。所述的多点无模液压胀形设备，所述的多点模具调形系统包括计算机控制系统，所述的计算机控制系统分别与旋转电机和电磁离合器连接，所述的电机安装在电机支架上，同步带或链条安装在所述的旋转电机和所述的电磁离合器上，所述的电机同步带或链条上安装有同步带旋转体，所述的电磁离合器与基本体连接。所述的多点无模液压胀形工艺，所述的多点模具调型设备，采用所述的旋转电机通过所述的同步带或链条，带动所述的基本体转动调形，通过电磁离合器，控制基本体与同步带或链条旋转体的离合，所述的同步带或链条串联多个所述的基本体；所述的旋转电机、所述的电磁离合器均与计算机控制系统相连，所述的计算机控制系统根据所述的测距尺反馈的基本体调形高度信息，控制所述的旋转电机旋转，所述的电磁离合器离合，调形精度达到 0.02mm。所述的多点无模液压胀形设备，所述的多点无模液压胀形工艺，所述的基本体为丝杆升降机构，通过丝杆的旋转，来实现丝杆螺母的升降。所述的多点无模液压胀形设备，所述的多点无模液压胀形工艺，所述的万向头安装在所述的基本体末端，以万向头顶部中心点为球心转动，最大空间转角为39°，转动过程中，顶部中心点竖向坐标不改变，所述的万向头可拆卸，根据成形曲面形式进行更换。有益效果 I.实现无模成形。通过对各基本体运动的控制来构造出各种不同的成形曲面，可以取代传统的整体模具节省模具设计制造、调试和保存等所需的人力、物力和财力，显著地缩短产品生产周期，降低生产成本，提高产品的竞争力。与模具成形法相比，不但节省加工制造 模具的费用，而且节省大量的修模与调模时间；与手工成形方法相比，成形的产品精度高、质量好，并且显著提高了生产效率。2.实现自动化。曲面造形采用计算机辅助，实现CAD/CAM/CAE —体化生产，工作效率高，劳动强度小，极大地改善了劳动者作业环境。3.成形极限高。由于液压胀形中液压的作用，使坯料与凹模紧紧贴合，产生“摩擦保持效果”，提高了传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多点无模液压胀形工艺，其特征是：所述的工艺包括如下步骤：工件模型制作工序、多点模具调形工序、充液拉伸工序、保压定形工序、充气排液工序、成形工件测量工序、数控切割工序、成品检验工序、成品包装与保护工序。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈月明，许佳乐，黄技元，刘培江，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学空间钢结构幕墙有限公司，
类型：发明
国别省市：