常温或热态流体可重构模具胀形系统及胀形方法技术方案

常温或热态流体可重构模具胀形系统及胀形方法。随着社会的发展，复杂的双曲板材在飞机、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。一种常温或热态流体可重构模具胀形系统，其组成包括：带有油缸（1）的压力机，所述的压力机装在压力机下平台（2）上，所述的压力机下平台连接压边圈系统，板材（3）穿过所述的压边圈系统或板材拉形设备（5），所述的板材上方具有柔性垫层（4），所述的板材下方具有流体介质加热装置系统，所述的柔性垫层连接可重构模具系统，所述的可重构模具系统连接压力机滑块（6）。本发明专利技术用于常温或热态流体可重构模具胀形系统。

【技术实现步骤摘要】

:本专利技术涉及一种用于板材成形的。
技术介绍
: 随着社会的发展，复杂的双曲板材在飞机、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。固定即不可重构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。但缺点是固定即不可重构模具设计制造周期长，维护费用高，成形一个零件需要一个模具甚至有时需要多个模具，造成新产品开发周期长，成本高，产品稍作改变后模具需要重新设计更换。随着飞机、船舶、高速机车、汽车业的发展，往往需要对大型的板材进行成形，传统工艺作大型板材的成形需要大吨位、大尺寸的机械设备。这样的设备造价高昂，制作周期长，同时耗能巨大，缺乏柔性，不能满足产品更新换代的需求。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、成形精度较高、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以下缺陷: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曲率变化较大的曲面而言，在拉伸过程中，容易产生撕裂。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。无论是多点对压成形技术还是多点拉伸成形技术，回弹大，成形精度都不高。对于大多数镁合金来说，由于材料具有密排六方晶体结构，镁合金室温下塑性加工性能较差，难以成形复杂形状的零件。当温度升高时，镁合金的塑性变形能力得到大幅度提高。铝合金在高温下的延伸率要比室温下高很多，能实现复杂零件成形。常温或热态流体可重构模具胀形系统就是在常温多点无模成形基础上发展而来。
技术实现思路
: 本专利技术的目的是提供一种针对不同的材料，采用不同的成形温度和相应的压力介质；对于中温成形，可采用专用的耐热油作为压力介质，可以满足铝合金、镁合金等材料的成形；对于高温热成形，可采用熔盐或气体作为成形介质，适用于钛合金、镍基合金等高温合金材料。上述的目的通过以下的技术方案实现: 一种常温或热态流体可重构模具胀形系统，其组成包括:带有油缸的压力机，所述的压力机装在压力机下平台上，所述的压力机下平台连接压边圈系统，板材穿过所述的压边圈系统或板材拉形设备，所述的板材上方具有柔性垫层，所述的板材下方具有流体介质加热装置系统，所述的柔性垫层连接可重构模具系统，所述的可重构模具系统连接压力机滑块。所述的常温或热态流体可重构模具胀形系统，所述的可重构模具系统包括可重构模具基本体，所述的可重构模具基本体连接可旋转万向头或固定球头，所述的可旋转万向头或所述的固定球头连接所述的柔性垫层，所述的可重构模具基本体连接可重构模具壳体，所述的可重构模具壳体内装有可重构模具调形系统。所述的常温或热态流体可重构模具胀形系统，所述的流体介质加热装置系统包括带有测温热电偶的流体介质腔，所述的流体介质腔内装有液态介质或液压囊，所述的流体介质腔与所述的测温热电偶均连接温度控制系统，所述的流体介质腔连接控制系统，所述的控制系统连接增压器，所述的增压器连接冷热转换单元，所述的流体介质腔与所述的冷热转换单元之间装有高温单向阀，所述的高温单向阀连接热油泵，所述的热油泵连接热介质预热箱，所述的液压囊外具有外箍件。所述的常温或热态流体可重构模具胀形系统，所述的压边圈系统包括柔性压边圈系统或固定压边圈系统，所述的柔性压边圈系统包括柔性压边圈下液压缸，所述的柔性压边圈下液压缸连接下柔性压边圈，所述的下柔性压边圈上方具有上柔性压边圈，所述的上柔性压边圈连接柔性压边圈上液压缸，所述的板材穿过所述的上柔性压边圈与所述的下柔性压边圈之间。所述的常温或热态流体可重构模具胀形系统，所述的压力机为单动力压力机或双单动力压力机。所述的常温或热态流体可重构模具胀形系统，所述的液压囊连接出液管和进液管，所述的出液管与所述的进液管连接液压站。所述的常温或热态流体可重构模具胀形系统，所述的可重构模具基本体和所述的上柔性压边圈的末端、所述的下柔性压边圈的末端均安装有固定球头或可旋转万向头，所述的固定球头或可旋转万向头连接所述的柔性垫层。一种常温或热态流体可重构模具胀形系统的胀形方法，流体压力介质水或油或气体，在热介质预热箱进行预热；待温度达到常温或热态要求后，由热油泵将热介质预热箱中的热态介质输入到流体压力介质腔内，流体压力介质腔的增压依靠高压源即增压器；由于密封原件和高压伺服阀的限制，增压器不能直接驱动热介质，因此在增压器和热态介质预热箱中的热态介质之间增设一个冷热转换单元；冷热转换单元一端连接增压器，冷热转换单元另一端连接热介质预热箱和流体压力介质腔；于是热介质与增压器之间被隔绝开来，增压器的动作仍可由伺服阀精密控制，不受热态介质高温影响，而冷热转换单元可将增压器的压力1:1地传递到流体压力介质腔内；流体压力介质腔内的温度通过热电偶测量并反馈给温度控制系统，并由温度控制系统加热保持对待加工板材变形所需要的温度；增压前，在热油泵的作用下，冷热转换单元的活塞被推向低温段，热介质在输入到流体压力介质腔的同时被输入到冷热转换单元的高温端；增压时，增压器输出的高压流体进入冷热转换单元的低温端并将推动转换单元活塞，进而将冷热转换单元中的高温高压介质向流体压力介质腔推动；此时，如果增压器回程，冷热转换单元高温端压力下降，热油泵又可推开单向阀，将热介质补充到冷热转换单元高温端，并用于下一次增压过程；流体介质由温度控制系统自动加热和保温，对固定球头或可旋转万向头采取隔热和冷却措施；由单动压力机提供合模力，成形特殊形状的工件采用双动压力机。所述的常温或热态流体可重构模具胀形系统的胀形方法，上压边圈和下压边圈也可以是柔性可调压边圈，也可以不用压边而采用拉边方式，拉边可采用两边拉边或四边拉边的方式；可重构模具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，或可重构模具基本体为液压升降机构，通过液体的流动来实现活塞的升降；柔性垫层采用高分子柔性材料，可以是聚氨酯板或聚酰胺板或橡胶板高分子复合材料，柔性垫层也可以是薄壁低屈服应力金属材料或在高分子柔性材料内复合金属夹片，柔性垫层下表面需复合柔性耐高温隔热材料。根据成形工件外形特点及成形工件材质确定；流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常温或热态流体可重构模具胀形系统，其组成包括：带有油缸的压力机，其特征是：所述的压力机装在压力机下平台上，所述的压力机下平台连接压边圈系统，板材穿过所述的压边圈系统或板材拉形设备，所述的板材上方具有柔性垫层，所述的板材下方具有流体介质加热装置系统，所述的柔性垫层连接可重构模具系统，所述的可重构模具系统连接压力机滑块。

【技术特征摘要】
1.一种常温或热态流体可重构模具胀形系统，其组成包括:带有油缸的压力机，其特征是:所述的压力机装在压力机下平台上，所述的压力机下平台连接压边圈系统，板材穿过所述的压边圈系统或板材拉形设备，所述的板材上方具有柔性垫层，所述的板材下方具有流体介质加热装置系统，所述的柔性垫层连接可重构模具系统，所述的可重构模具系统连接压力机滑块。2.根据权利要求1所述的常温或热态流体可重构模具胀形系统，其特征是:所述的可重构模具系统包括可重构模具基本体，所述的可重构模具基本体连接可旋转万向头或固定球头，所述的可旋转万向头或所述的固定球头连接所述的柔性垫层，所述的可重构模具基本体连接可重构模具壳体，所述的可重构模具壳体内装有可重构模具调形系统。3.根据权利要求1或2所述的常温或热态流体可重构模具胀形系统，其特征是:所述的流体介质加热装置系统包括带有测温热电偶的流体介质腔，所述的流体介质腔内装有液态介质或液压囊，所述的流体介质腔与所述的测温热电偶均连接温度控制系统，所述的流体介质腔连接控制系统，所述的控制系统连接增压器，所述的增压器连接冷热转换单元，所述的流体介质腔与所述的冷热转换单元之间装有高温单向阀，所述的高温单向阀连接热油泵，所述的热油泵连接热介质预热箱，所述的液压囊外具有外箍件。4.根据权利要求1或2或3所述的常温或热态流体可重构模具胀形系统，其特征是:所述的压边圈系统包括柔性压边圈系统或固定压边圈系统，所述的柔性压边圈系统包括柔性压边圈下液压缸， 所述的柔性压边圈下液压缸连接下柔性压边圈，所述的下柔性压边圈上方具有上柔性压边圈，所述的上柔性压边圈连接柔性压边圈上液压缸，所述的板材穿过所述的上柔性压边圈与所述的下柔性压边圈之间。5.根据权利要求1或2所述的常温或热态流体可重构模具胀形系统，其特征是:所述的压力机为单动力压力机或双单动力压力机。6.根据权利要求3所述的常温或热态流体可重构模具胀形系统，其特征是:所述的液压囊连接出液管和进液管，所述的出液管与所述的进液管连接液压站。7.根据权利要求1或2或或3或4所述的常温或热态流体可重构模具胀形系统，其特征是:所述的可重构模具基本体和所述的上柔性压边圈的末端、所述的下柔性压边圈的末端均安装有固定球头或可旋转万向头，所述的固定球头或可旋转万向头连接所述的柔性垫层。8.—种常温或热态流体可重构模具胀形系统的胀形方法，其特征是:流体压力介质水或油或气体，在热介质预热箱进行预热；待温度达到常温或热态要求后，由热油泵将热介质预热...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈月明，黄技元，许佳乐，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：