專利名稱：一種變徑零件粘彈塑性軟模成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變徑零件軟模成形方法，屬于板材成形技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
單位長度變徑比較大的殼體零件是一種廣泛應(yīng)用于航空、航天和汽車等領(lǐng)域的典 型零件，對于這類零件當(dāng)前的主要成形方法是分體成形，然后組合焊接，零件的尺寸精度受 每一分體成形工序的影響，質(zhì)量控制困難，同時焊縫的存在嚴(yán)重影響了零件的質(zhì)量和性能， 增加了制造成本。隨著對變徑零件的尺寸精度、表面質(zhì)量和制造效率等的要求越來越高，現(xiàn) 有的成形方法已經(jīng)無法適應(yīng)；并且當(dāng)前的成形方法無法滿足其他一次性成形技術(shù)(如旋壓 成形)，在成形單位長度變徑比較大零件時需多道次進(jìn)行，對失穩(wěn)和起皺的控制較為困難； 而液壓成形中所需控制參數(shù)較多，加載路徑復(fù)雜，內(nèi)部均勻壓力分布不利于壁厚控制，限制 了零件單位長度變徑比的進(jìn)一步提高。所述單位長度變徑比是指單位成形長度L上的變化的半徑比值(R-r )/L，如圖4所 示，其中r為筒坯原始半徑，R為變徑之后筒坯半徑，L為變形長度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的成形方法僅適用于單位長度變徑比小的變徑零 件，質(zhì)量控制困難，而且成形的變徑零件存在的尺寸精度低和制造成本高的問題，進(jìn)而提供 一種變徑零件粘彈塑性軟模成形方法。本發(fā)明的一種變徑零件粘彈塑性軟模成形方法的步驟為
步驟一將筒坯的上端安裝在上模的腔內(nèi)，將筒坯的下端安裝在下模的腔內(nèi)，同時采用 下柱塞將筒坯的下端密封；
步驟二 將筒坯內(nèi)部注滿粘彈塑性材料；
步驟三采用上柱塞將筒坯的上端密封，且上柱塞的下端壓入筒坯內(nèi)壓實(shí)粘彈塑性材 料，形成廣3MPa的預(yù)壓力；
步驟四將上模和下模安裝定位在壓力機(jī)上，根據(jù)壓力機(jī)的行程確定上模與下模之間 的間隙；
步驟五啟動壓力機(jī)，壓力機(jī)同時帶動上柱塞和上模以0. 005m/s的速度向下運(yùn)動，筒 坯和其內(nèi)部的粘彈塑性材料整體加載，閉合模具，筒坯在其內(nèi)部的粘彈塑性材料的壓力以 及上模與下模的壓力下與模具型腔貼合成形；
步驟六壓力機(jī)帶動上柱塞和上模同時向上運(yùn)動，開啟模具，將成形零件協(xié)同其內(nèi)部的 粘彈性材料整體取出；
步驟七清除成形零件內(nèi)部的粘彈塑性材料。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果本發(fā)明采用了軟模成形方法，在室溫 下成形，通過粘彈塑性材料作為傳力介質(zhì)，可以充分利用其高壓下流動性好、半固態(tài)介質(zhì)容易密封的特點(diǎn)，較容易地在型腔內(nèi)建立成形所需的高壓。粘彈塑性材料具有較高的應(yīng)變速 率敏感性，可以在筒坯表面建立非均勻的壓力分布，自適應(yīng)于筒坯變形過程應(yīng)力的變化，抑 制成形過程中有可能出現(xiàn)的起皺。粘彈塑性材料對筒坯存在切向摩擦力，有效地促進(jìn)了材 料向變形較大區(qū)域流動，提高成形零件壁厚分布的均勻性，防止局部區(qū)域的破裂，提高了變 徑零件質(zhì)量。同時由于上模運(yùn)動，可有效成形出具有較小半徑曲面的變徑零件。本發(fā)明的 成形方法成形過程簡單，所需壓力較小，對成形設(shè)備要求不高，需要控制的參數(shù)較少，質(zhì)量 得到有效保障。成形的變徑零件尺寸精度高、制造成本低。本發(fā)明的成形方法提高了單位 長度變徑比，最終可達(dá)到的單位長度變徑比為3。


圖1是變徑零件粘彈塑性軟模成形的成形初始狀態(tài)的模具結(jié)構(gòu)的剖視圖，圖2是 變徑零件粘彈塑性軟模成形的加載狀態(tài)的模具結(jié)構(gòu)的剖視圖，圖3是筒坯完全貼模時的模 具結(jié)構(gòu)剖視圖，圖4是單位長度變徑比原理圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1-圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種變徑零件粘 彈塑性軟模成形方法的步驟為
步驟一將筒坯2的上端安裝在上模3的腔內(nèi)，將筒坯2的下端安裝在下模1的腔內(nèi)， 同時采用下柱塞6將筒坯2的下端密封；
步驟二 將筒坯2內(nèi)部注滿粘彈塑性材料5 ；
步驟三采用上柱塞4將筒坯2的上端密封，且上柱塞4的下端壓入筒坯2內(nèi)壓實(shí)粘彈 塑性材料5，形成廣3MPa的預(yù)壓力；
步驟四將上模3和下模1安裝定位在壓力機(jī)上，根據(jù)壓力機(jī)的行程確定上模3與下模 1之間的間隙；
步驟五啟動壓力機(jī)，壓力機(jī)同時帶動上柱塞4和上模3以0. 005m/s的速度向下運(yùn)動， 筒坯2和其內(nèi)部的粘彈塑性材料5整體加載，閉合模具，筒坯2在其內(nèi)部的粘彈塑性材料5 的壓力以及上模3與下模1的壓力下與模具型腔貼合成形；
步驟六壓力機(jī)帶動上柱塞4和上模3同時向上運(yùn)動，開啟模具，將成形零件協(xié)同其內(nèi) 部的粘彈性材料5整體取出；
步驟七清除成形零件內(nèi)部的粘彈塑性材料5。本實(shí)施方式的步驟五中根據(jù)成形零件的材料和尺寸確定壓力機(jī)的壓力。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是筒坯2的壁厚為 lmnT4mm。成形的變徑零件尺寸精度更高。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是步驟二中的粘彈 塑性材料5是分子量為400000g/mo廣600000g/mol，粘度為lOOOOPa 16000Pa 的高 分子聚合物材料，粘彈塑性材料5的物態(tài)為半固態(tài)。粘彈塑性材料5的應(yīng)變速率敏感性更 好，更適應(yīng)于筒坯2變形過程應(yīng)力的變化，更好的抑制了成形過程中可能出現(xiàn)的起皺。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二或三不同的是步驟三中，上 柱塞4的下端壓入筒坯2內(nèi)壓實(shí)粘彈塑性材料5，形成2MPa的預(yù)壓力。粘彈塑性材料5的應(yīng)變速率敏感性更好，更適應(yīng)于筒坯2變形過程應(yīng)力的變化，更好的抑制了成形過程中可 能出現(xiàn)的起皺。
權(quán)利要求
一種變徑零件粘彈塑性軟模成形方法，其特征在于成形方法的步驟為步驟一將筒坯(2)的上端安裝在上模(3)的腔內(nèi)，將筒坯(2)的下端安裝在下模(1)的腔內(nèi)，同時采用下柱塞(6)將筒坯(2)的下端密封；步驟二將筒坯(2)內(nèi)部注滿粘彈塑性材料(5)；步驟三采用上柱塞(4)將筒坯(2)的上端密封，且上柱塞(4)的下端壓入筒坯(2)內(nèi)壓實(shí)粘彈塑性材料(5)，形成1~3MPa的預(yù)壓力；步驟四將上模(3)和下模(1)安裝定位在壓力機(jī)上，根據(jù)壓力機(jī)的行程確定上模(3)與下模(1)之間的間隙；步驟五啟動壓力機(jī)，壓力機(jī)同時帶動上柱塞(4)和上模(3)以0.005m/s的速度向下運(yùn)動，筒坯(2)和其內(nèi)部的粘彈塑性材料(5)整體加載，閉合模具，筒坯(2)在其內(nèi)部的粘彈塑性材料(5)的壓力以及上模(3)與下模(1)的壓力下與模具型腔貼合成形；步驟六壓力機(jī)帶動上柱塞(4)和上模(3)同時向上運(yùn)動，開啟模具，將成形零件協(xié)同其內(nèi)部的粘彈性材料(5)整體取出；步驟七清除成形零件內(nèi)部的粘彈塑性材料(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變徑零件粘彈塑性軟模成形方法，其特征在于所述筒 坯(2)的壁厚為lmnT4mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種變徑零件粘彈塑性軟模成形方法，其特征在 于所述步驟二中的粘彈塑性材料(5)是分子量為400000g/mo廣600000g/mol，粘度為 lOOOOPa s 16000Pa s的高分子聚合物材料，粘彈塑性材料(5)的物態(tài)為半固態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種變徑零件粘彈塑性軟模成形方法，其特征在于所 述步驟三中，上柱塞(4)的下端壓入筒坯(2)內(nèi)壓實(shí)粘彈塑性材料(5)，形成2MPa的預(yù)壓力。
全文摘要
一種變徑零件粘彈塑性軟模成形方法，它涉及一種變徑零件軟模成形方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的成形方法僅適用于單位長度變徑比小的變徑零件，質(zhì)量控制困難，而且成形的變徑零件存在的尺寸精度低和制造成本高的問題。本發(fā)明的成形步驟為將筒坯安裝在模具的腔內(nèi)，用下柱塞將筒坯的下端密封；將筒坯內(nèi)部注滿粘彈塑性材料；用上柱塞將筒坯的上端密封，且上柱塞的下端壓入筒坯內(nèi)壓實(shí)粘彈塑性材料，形成預(yù)壓力；將模具安裝在壓力機(jī)上；閉合模具，筒坯在其內(nèi)部的粘彈塑性材料的壓力以及上模與下模的壓力下與模具型腔貼合成形；開啟模具，將成形零件協(xié)同其內(nèi)部的粘彈性材料整體取出；清除成形零件內(nèi)部的粘彈塑性材料。本發(fā)明適用于變徑零件的成形。
文檔編號B21D22/10GK101862782SQ201010195839
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者李繼光, 王忠金, 胡泊 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)