專利名稱：一種板材液壓或氣壓成形方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械工程領(lǐng)域，具體為一種板材液壓或氣壓成形方法及裝置，主要用于板類件的液壓或氣壓成形，材料可以包括鎂合金、鋁合金、鈦合金等有色金屬以及其它黑色金屬。
背景技術(shù)：
板類件的液壓或氣壓成形是采用液體或氣體作為傳力介質(zhì)作用板料表面，使其變形貼模形成所需形狀。液壓或氣壓成形特點(diǎn)在于，(1)比常規(guī)板材沖壓成形裝置少一個(gè)凹模或凸模，從而減少了模具費(fèi)用和前期準(zhǔn)備時(shí)間；(2)板料在液體或氣體驅(qū)動(dòng)下變形更為均勻，因此能獲得更大的變形量，提高了成形件的剛度，獲得好的零件質(zhì)量；(3)能成形常規(guī)板材沖壓工藝難以成形的復(fù)雜零件，這種成形工藝目前主要應(yīng)用于航空航天業(yè)。現(xiàn)有的板材液壓或氣壓成形裝置，通常一套模具只能成形一種形狀的零件。西方學(xué)者提出的板材成對(duì)液壓成形，一次能成形兩個(gè)可以不同形狀的零件，這種成形工藝實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)凹模共用一個(gè)液壓系統(tǒng)。即現(xiàn)有以液體或氣體作為軟凸模的板材成形裝置，要成形不同形狀零件勢(shì)必加工與之相對(duì)應(yīng)的不同形狀的凹模。在實(shí)際生產(chǎn)中，通常為適應(yīng)市場(chǎng)中產(chǎn)品多樣性需要，成形板件形狀會(huì)有所改變，常規(guī)液壓或氣壓成形裝置要求為每一次產(chǎn)品形狀的改變?cè)O(shè)計(jì)新的模具，每一次設(shè)計(jì)和制造新的凹模，通常要求企業(yè)投入大量的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)，這對(duì)于企業(yè)產(chǎn)品成本控制，產(chǎn)品的快速更新是很不利的。因此有必要針對(duì)這一情況開發(fā)一種新的裝置，能方便快捷的實(shí)現(xiàn)不同形狀板類件的液壓或氣壓成形，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種板材液壓或氣壓成形方法及裝置，解決了同一套液壓或氣壓成形裝置成形不同形狀板類件需要重新加工模具(凹模)的問題，適應(yīng)市場(chǎng)中產(chǎn)品多樣性需要。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種板材液壓或氣壓成形方法，根據(jù)要成形的零件底面尺寸加工墊板，調(diào)節(jié)放置在凹模腔中的可動(dòng)單元群構(gòu)成零件底面輪廓，將墊板放置在可動(dòng)單元群上，坯料放置在構(gòu)成凹模腔的凹模座上，凹模腔截面尺寸與零件截面相同，坯料上面采用壓板壓邊，液壓或氣壓從壓板內(nèi)導(dǎo)入，驅(qū)動(dòng)坯料變形與凹模腔側(cè)壁和可動(dòng)單元群支撐的墊板貼合，成形所需形狀的零件。
采用分階段液壓或氣壓成形所需形狀的板類件，在進(jìn)行分階段成形時(shí)，初始階段，可動(dòng)單元群支撐著墊板處在某一位置，施加液壓或氣壓成形后，釋放液壓或氣壓，即完成了初始階段的成形；然后，向下整體調(diào)節(jié)可動(dòng)單元群到另一位置，施加液壓或氣壓進(jìn)行第二階段成形，成形后釋放液壓或氣壓，即完成了第二階段的成形；然后再次向下整體調(diào)整可動(dòng)單元群，進(jìn)行下一階段成形，直到最后成形成所需零件。
所述可動(dòng)單元群的可動(dòng)單元單獨(dú)沿其軸線作無級(jí)運(yùn)動(dòng)，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，根據(jù)螺紋自鎖原理保持固定在任意位置。
所述的板材液壓或氣壓成形所用的裝置，具有固定用螺栓、基座、凹模座、壓板、密封圈，還包括墊板、可動(dòng)單元群、電機(jī)，凹模座中心開孔形成凹模腔，凹模腔內(nèi)有由多個(gè)可動(dòng)單元構(gòu)成的可動(dòng)單元群和置于可動(dòng)單元群上、與所要成形零件底面尺寸相對(duì)應(yīng)的墊板，可動(dòng)單元群在凹模腔中并排均勻分布，其底部連有用于可動(dòng)單元軸向驅(qū)動(dòng)的電機(jī)。
所述可動(dòng)單元采用圓柱狀沖頭，沖頭與墊板接觸部位為正方形或圓形。
所述凹模座底部設(shè)有基座，采用螺栓連接，基座上均勻分布用于可動(dòng)單元群固定和導(dǎo)向的螺紋孔，可動(dòng)單元頂部穿過螺紋孔置于凹模腔內(nèi)，可動(dòng)單元中間部分帶有與基座上螺紋孔配合的螺紋。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)如下1、本發(fā)明與現(xiàn)有板類件液壓或氣壓成形裝置相比較，引入了可動(dòng)單元群和墊板，凹模腔內(nèi)置有由若干個(gè)小沖頭(可動(dòng)單元)組成的可動(dòng)單元群和與所要成形零件底面尺寸相對(duì)應(yīng)的墊板，凹模腔和可動(dòng)單元群支撐的墊板構(gòu)成了成形零件所需的輪廓，可動(dòng)單元之間相互獨(dú)立，可以沿著其軸線作無級(jí)運(yùn)動(dòng)，并能固定在任意位置，在沿著軸線方向調(diào)整位置時(shí)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，根據(jù)螺紋自鎖原理保持固定，驅(qū)動(dòng)和控制的裝置和原理均比較簡(jiǎn)單。墊板主要用來避免液壓或氣壓成形薄板時(shí)，在零件底部由于多點(diǎn)可動(dòng)單元間的間隙形成凹坑，墊板可以采用板料進(jìn)行常規(guī)的彎曲成形，之后線切割成凹模腔的橫截面形狀，制造工藝簡(jiǎn)單。
2、本發(fā)明采用同一套裝置，通過改變墊板的形狀和調(diào)整可動(dòng)單元群的位置進(jìn)行不同形狀板件的液壓或氣壓成形，節(jié)省了設(shè)計(jì)和加工用于新產(chǎn)品的凹模所需的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間，能加快企業(yè)中產(chǎn)品的更新速度，降低新產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)對(duì)市場(chǎng)中存在的產(chǎn)品多樣性需求的適應(yīng)能力。
3、采用本發(fā)明還能實(shí)現(xiàn)板材的分階段成形，改善成形件的厚度分布均勻性，一方面提高產(chǎn)品質(zhì)量，另一方面能成形更為復(fù)雜難成形的板類件，擴(kuò)展了液壓或氣壓成形工藝的應(yīng)用范圍。
4、本發(fā)明中的液壓或氣壓成形裝置可以安裝在單動(dòng)或雙動(dòng)壓力機(jī)上，可以在同一裝置上實(shí)現(xiàn)相同橫截面階梯形零件的分階段液壓或氣壓成形或直接成形不同形狀板類件。


圖1(a)-(c)為階梯形板類件液壓或氣壓成形裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖1(a)為成形雙盒形階梯形零件；圖1(b)為成形底部為平面的階梯形零件；圖1(c)為成形底部為斜面的階梯形零件。
圖2(a)-(c)為階梯形板類件分階段液壓或氣壓成形裝置結(jié)構(gòu)示意圖。成形分為三個(gè)階段，其中，圖2(a)為初始階段；圖2(b)為第二階段；圖2(c)第三階段即終成形階段。
圖中，1-螺栓，2-基座，3-凹模座，4-坯料，5-壓板，6-密封圈，7-凹模腔，8-墊板，9-可動(dòng)單元群，10-電機(jī)。
具體實(shí)施例方式
如圖1(a)所示成形一種雙盒形板類件的液壓或氣壓成形裝置示意圖，本發(fā)明的液壓或氣壓成形裝置結(jié)構(gòu)包括螺栓1、基座2、凹模座3、壓板5、密封圈6、凹模腔7、墊板8、可動(dòng)單元群9、電機(jī)10。凹模座3中心開孔形成凹模腔7，凹模腔的橫截面除了是常見的圓形，長(zhǎng)方形或正方形，也可以是其它形狀，凹模腔7內(nèi)有若干個(gè)小沖頭(可動(dòng)單元)構(gòu)成的可動(dòng)單元群9和與所要成形零件尺寸相對(duì)應(yīng)的墊板8，沖頭為圓柱形，沖頭與墊板接觸的頂部也可以是其它截面形狀。坯料的壓邊、液壓或氣壓的加載和密封等均與常規(guī)板類件液壓或氣壓成形裝置相同。螺栓1用于基座2和凹模座3的連接固定，壓板5用于坯料4的壓邊和液壓或氣壓的引入，圖中P向?yàn)橐簤夯驓鈮阂敕较?，密封?用于液壓或氣壓的密封，基座2上均勻分布許多螺紋孔，用于可動(dòng)單元群9的固定和導(dǎo)向，小型電機(jī)10用于可動(dòng)單元的軸向驅(qū)動(dòng)。此種成形方式，只需根據(jù)要成形的零件加工墊板，調(diào)節(jié)可動(dòng)單元構(gòu)成零件底部輪廓，將墊板8放置在可動(dòng)單元群9上，液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)板料變形與可動(dòng)單元群9支撐的墊板8和凹模腔7的內(nèi)壁貼合，即成形所需形狀的板類件。要成形其它具有相同橫截面，不同底面形狀的板類件，只需加工一個(gè)與零件底面輪廓對(duì)應(yīng)的墊板，然后調(diào)節(jié)可動(dòng)單元群的位置，即可成形。因此，本發(fā)明的裝置，采用控制系統(tǒng)控制電機(jī)調(diào)節(jié)可動(dòng)單元，匹配不同的墊板可以實(shí)現(xiàn)不同形狀的板類件的成形；采用相同的墊板，只調(diào)節(jié)可動(dòng)單元，還能實(shí)現(xiàn)零件的分階段成形。
如圖1(b)-(c)所示，本發(fā)明裝置可以通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)可動(dòng)單元到不同位置，并配以相應(yīng)的墊板成形不同的板類件，圖1(b)為成形底部為平面的階梯形零件；圖1(c)為成形底部為斜面的階梯形零件。
如圖2(a)-(c)所示，本發(fā)明裝置還可以不改變墊板形狀實(shí)現(xiàn)板類件的分階段液壓(氣壓)成形。在進(jìn)行分階段成形時(shí)，初始階段，可動(dòng)單元群支撐著墊板處在某一位置，施加液壓或氣壓成形后，釋放液壓或氣壓，即完成了初始階段的成形；然后向下整體調(diào)節(jié)可動(dòng)單元群到另一位置，施加液壓或氣壓進(jìn)行第二階段成形，成形后釋放液壓或氣壓，即完成了第二階段的成形；然后再次向下整體調(diào)整可動(dòng)單元群，進(jìn)行下一階段成形，直到最后成形成所需零件。
權(quán)利要求
1.一種板材液壓或氣壓成形方法，其特征在于根據(jù)要成形的零件底面尺寸加工墊板，調(diào)節(jié)放置在凹模腔中的可動(dòng)單元群構(gòu)成零件底面輪廓，將墊板放置在可動(dòng)單元群上，坯料放置在構(gòu)成凹模腔的凹模座上，凹模腔截面尺寸與零件截面相同，坯料上面采用壓板壓邊，液壓或氣壓從壓板內(nèi)導(dǎo)入，驅(qū)動(dòng)坯料變形與凹模腔側(cè)壁和可動(dòng)單元群支撐的墊板貼合，成形所需形狀的零件。
2.按照權(quán)利要求1所述的板材液壓或氣壓成形方法，其特征在于采用分階段液壓或氣壓成形所需形狀的板類件，在進(jìn)行分階段成形時(shí)，初始階段，可動(dòng)單元群支撐著墊板處在某一位置，施加液壓或氣壓成形后，釋放液壓或氣壓，即完成了初始階段的成形；然后，向下整體調(diào)節(jié)可動(dòng)單元群到另一位置，施加液壓或氣壓進(jìn)行第二階段成形，成形后釋放液壓或氣壓，即完成了第二階段的成形；然后再次向下整體調(diào)整可動(dòng)單元群，進(jìn)行下一階段成形，直到最后成形成所需零件。
3.按照權(quán)利要求1所述的板材液壓或氣壓成形方法，其特征在于所述可動(dòng)單元群的可動(dòng)單元單獨(dú)沿其軸線作無級(jí)運(yùn)動(dòng)，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，根據(jù)螺紋自鎖原理保持固定在任意位置。
4.按照權(quán)利要求1所述的板材液壓或氣壓成形所用的裝置，具有固定用螺栓(1)、基座(2)、凹模座(3)、壓板(5)、密封圈(6)，其特征在于還包括墊板(8)、可動(dòng)單元群(9)、電機(jī)(10)，凹模座(3)中心開孔形成凹模腔(7)，凹模腔(7)內(nèi)有由多個(gè)可動(dòng)單元構(gòu)成的可動(dòng)單元群(9)和置于可動(dòng)單元群(9)上、與所要成形零件底面尺寸相對(duì)應(yīng)的墊板(8)，可動(dòng)單元群(9)在凹模腔(7)中并排均勻分布，其底部連有用于可動(dòng)單元軸向驅(qū)動(dòng)的電機(jī)。
5.按照權(quán)利要求4所述的板材液壓或氣壓成形所用的裝置，其特征在于所述可動(dòng)單元采用圓柱狀沖頭，沖頭與墊板接觸部位為正方形或圓形。
6.按照權(quán)利要求4所述的板材液壓或氣壓成形所用的裝置，其特征在于所述凹模座(3)底部設(shè)有基座(2)，采用螺栓(1)連接，基座(2)上均勻分布用于可動(dòng)單元群(9)固定和導(dǎo)向的螺紋孔，可動(dòng)單元頂部穿過螺紋孔置于凹模腔(7)內(nèi)，可動(dòng)單元中間部分帶有與基座(2)上螺紋孔配合的螺紋。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種板材液壓或氣壓成形方法及裝置，根據(jù)要成形的零件底面尺寸加工墊板，調(diào)節(jié)放置在凹模腔中的可動(dòng)單元群構(gòu)成零件底面輪廓，將墊板放置在可動(dòng)單元群上，坯料放置在構(gòu)成凹模腔的凹模座上，凹模腔截面尺寸與零件截面相同，坯料上面采用壓板壓邊，液壓或氣壓從壓板內(nèi)導(dǎo)入，驅(qū)動(dòng)坯料變形與凹模腔側(cè)壁和可動(dòng)單元群支撐的墊板貼合，成形所需形狀的零件。該裝置的可動(dòng)單元群在凹模腔中并排均勻分布，其底部連有用于可動(dòng)單元軸向驅(qū)動(dòng)的電機(jī)，裝置的密封系統(tǒng)與常規(guī)液壓或氣壓成形裝置的相同。本發(fā)明解決了同一套液壓或氣壓成形裝置成形不同形狀板類件需要重新加工模具(凹模)的問題，適應(yīng)市場(chǎng)中產(chǎn)品多樣性需要，用于板類件的液壓或氣壓成形。
文檔編號(hào)B21D26/031GK1911552SQ200510047029
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月10日
發(fā)明者鄭文濤, 張士宏, 徐永超, 王中堂, 周麗新 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所