CN103191984A

CN103191984A - 时效成形装置

Info

Publication number: CN103191984A
Application number: CN2013100931494A
Authority: CN
Inventors: 甘忠; 熊仕鹏; 钱志伟; 夏玉山
Original assignee: Northwestern Polytechnical University
Current assignee: Northwestern Polytechnical University
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2013-07-10

Abstract

一种时效成形装置，包括支架、模具和千斤顶。所述支架包括底座和4根支柱，所述模具半个凸模和凹模；各支柱分别固定在底座上，凸模和凹模均套装在各支柱上，并使凸模安放在位于各支柱上的凸模安装面上；凹模位于凸模的上方。千斤顶安装在底座的上表面。凸模与凹模相对应的表面均为与试件型面相同的型面，并且凸模的型面与凹模的型面相配合。在凸模型面长度方向的中心有用于安放T型试件筋条的凹槽。本发明对各种厚度的平板试件和T型试件进行弯曲，提供足够的加载力，达到成形的要求。并且由于本发明结构简单、体积小，不仅可以实现热压罐中的成形要求，还可以用于干燥箱和烘干加温器中，具有更佳的经济性。

Description

时效成形装置

技术领域

本发明涉及钣金成形领域，是一种用于厚板和T型零件的时效成形装置。

背景技术

时效成形（Age Forming）,国内通常称之为时效应力松弛成形，国外称之为蠕变时效成形（Creep Age-forming，CAF）。

典型的时效成形工艺，主要是利用合金材料在高温中发生应力松弛的效应，使工件产生一定初始变形，通过外加载荷保持工件的变形，在恒温中静置一段时间，材料的应力水平随时间延长而降低，部分弹性应变转化为塑性应变，从而达到成形的目的。

铝合金热处理时效成形一般指的是单级时效，但单级时效其显微组织的不均匀性对机械性能和抗应力腐蚀断裂等性能有强烈的不利影响。为了克服单级时效的这种缺点,采用对铝合金进行分级(或多级)时效试验方法。分级(或多级)时效成形材料组织形成晶间析出相,无沉淀带(PF2),可以提高显微组织的均匀性和组织性能，克服单级时效的显微组织不均匀性的缺点。

为研究单级时效材料与多级时效材料对零件成形性的影响，需要对材料进行时效处理。其研究过程通常是先将待加工平板材料进行时效工艺处理，然后将材料加工成T型零件，再对T型零件进行时效成形。

西北工业大学在专利号为CN201220019619.3实用新型专利中，公开了一种纯弯曲时效成形模具。该发明与本发明相近，也是应用于时效成形弯曲领域。但其采用的液压泵加载设计成本更高；其次，对于弯曲各厚度的平板试件，需要较大的加载力，该发明易造成液压泄露，无法提供足够加载力；另外，实用新型CN201220019619.3带有活塞，油箱设计，其模具空间远大于试件体积。

发明内容

为克服现有技术中存在的体积大，经济性差的不足，本发明提出了一种时效成形装置

本发明包括支架、模具和千斤顶。所述支架包括底座和4根支柱，所述模具半个凸模和凹模；各支柱分别固定在底座上，凸模和凹模均套装在各支柱上，并使凸模安放在位于各支柱上的凸模安装面上；凹模位于凸模的上方。千斤顶安装在底座的上表面。

所述凸模与凹模相对应的表面均为与试件型面相同的型面，并且凸模的型面与凹模的型面相配合。在凸模型面长度方向的中心有用于安放T型试件筋条的凹槽。

支柱的外圆周表面为阶梯状，其中的大直径段为支撑段，小直径段为模具运动段，由支撑段和模具运动段衔接处形成的阶梯端面为凸模的安装面。模具运动段的长度等于凸模的高度与凹模的高度之和。

本发明使用千斤顶作为加载装置，结构简单、体积小，能够实现厚板和T型试件的时效弯曲成形，并适于较小的干燥箱。

在用于T型零件的时效成形时，将试件放于凸模模具型面上，并使T型试件的筋条嵌入凸模型面凹槽内，凹模落下压住试件。调整各支柱上的螺母位于同一水平面。通过千斤顶使凹模和凸模上升。通过各支柱上的螺母限制凹模和凸模向上移动的距离，观察试件变形情况，试件贴模后，拧紧螺栓螺母，对T型零件进行时效成形。

本发明提出的时效成形模具，利用千斤顶作为加载装置，克服了厚板试件刚度大不易变形的特点，并且在模具型面上采用开槽设计，使得本发明能够在一次加载中对厚板和T型件同时进行弯曲，有效的提高了工作效率和减少了设备的使用次数。针对时效成形的特点，本发明加装了四个紧固螺钉，用于保持试件载荷从而使得模具结构更加紧凑。同时，本发明中所使用的千斤顶，螺栓等部件都是常用件，使得模具制造更加经济。另外，凸模和凹模尺寸与试件相当，使本发明可以适用于包括热压罐、干燥箱在内的其外小容量加热仪器。最后，由于加温装置在使用时要消耗大量的能量，为减小设备的使用次数，在满足螺栓抗拉强度的前提下，可以将多块厚板试件叠加同时进行时效试验。

本发明采用千斤顶加载方式能够适于更厚，刚度大和尺寸更大的零件成形要求，对各种厚度的平板试件和T型试件进行弯曲，提供足够的加载力，达到成形的要求。并且由于本发明结构简单、体积小，不仅可以实现热压罐中的成形要求，还可以用于干燥箱和烘干加温器中，具有更佳的经济性。

附图说明

附图1是整套弯曲系统的结构示意图。

附图2是凸模结构示意图。

附图3是凹模结构示意图。

附图4是底座示意图。

1.底座2.凸模3.凹模4.支柱

具体实施方式

实施例一

本实施例是一种用于对厚板和T型试件的弯曲半径试件的弯曲时效成形装置，包括支架、模具和千斤顶。

所述支架包括底座1和支柱4。其中，底座1是弯曲模具的支撑基础，是一块矩形的金属厚板。在底座1的四角通过螺纹固定有四根用于承受千斤顶产生的加载力的支柱4。所述各支柱4的一端固定在底座1上。支柱4的外圆周表面为阶梯状，其中的大直径段为支撑段，小直径段为模具运动段。各支柱4支撑段的直径大于凸模上通孔的孔径，各支柱4模具运动段的直径小于模具中的凸模2和凹模3上通孔的孔径，并且由支撑段和模具运动段衔接处形成的阶梯端面为凸模2的安装面。所述支柱4上支撑段的长度大于千斤顶纵向高度，模具运动段的长度等于凸模2的高度与凹模3的高度之和。在所述各支柱4的模具运动段顶端一端有外螺纹。

安装时，将凸模2套装在各支柱4上，并使凸模2安放在位于各支柱4上的凸模安装面上，将凹模3安放在所述凸模2的上方，并通过螺栓将所述凸模2和凹模3之间的距离固定。

千斤顶安装在底座1的上表面。

所述模具包括凸模2和凹模3。

凸模2和凹模3均为块状。凸模2与凹模3相对应的表面均为与试件型面相同的型面，其中凸模2的型面为凸面，凹模3的型面为凹面，并且凸模2的型面与凹模3的型面相配合。在凸模2型面长度方向的中心有用于安放T型试件筋条的凹槽。使用中，凸模2的型面在千斤顶的作用下向凹模的型面靠近，使安装在所述凸模和凹模之间的试件的上表面和下表面分别与凸模和凹模的型面贴合。安装中，凸模2和凹模3外围四个通孔穿过支柱4，内部四个通孔分别用螺栓紧固。

安装时，将四根支柱4小杆向上穿过底座1的阶梯孔，阶梯孔限制支柱4向上位移。普通螺栓为标准件，在试件弯曲到位后，由六角螺母将凸模2和凹模3紧固。

弯曲装置为凸模2和凹模3。凸模2的上表面和凹模3的下表面分别与试件的型面相同。凹模3型面表面有正中有凹槽，用于安装T型试件筋条。使用中，凸模2和凹模3的型面在千斤顶的作用下相互靠近，使试件与模具型面贴合。安装中，凸模2和凹模3外围四个通孔穿过支柱4，内部四个通孔分别用螺栓紧固，同时，凸模2和凹模3两者的上下位置能够互换。

使用中，第一步，将试件放于凸模2模具型面上，T型试件筋条伸入凸模2型面凹槽内，凹模3落下压住试件；第二步，将支柱4上四个螺母调成一个水平面；第三步，手摇千斤顶臂杆，凹模3和凸模2在千斤顶伸缩杆带动下上升；第四步，支柱上四个螺母限制凹模3和凸模2向上移动，观察试件变形情况，试件贴模后，拧紧螺母；第五步，拧下支柱螺母，取下已被螺栓紧固的凹模3和凸模2。

本实施例的加载装置采用千斤顶，其放置底板1之上，凸模2之下，通过手摇千斤顶提供向上的加载力。所述的千斤顶选用市面上的车用千斤顶即可。

Claims

1.一种时效成形装置，其特征在于，包括支架、模具和千斤顶；所述支架包括底座和4根支柱，所述模具半个凸模和凹模；各支柱分别固定在底座上，凸模和凹模均套装在各支柱上，并使凸模安放在位于各支柱上的凸模安装面上；凹模位于凸模的上方；千斤顶安装在底座的上表面。

2.如权利要求1所述一种时效成形装置，其特征在于，凸模与凹模相对应的表面均为与试件型面相同的型面，并且凸模的型面与凹模的型面相配合；在凸模型面长度方向的中心有用于安放T型试件筋条的凹槽。

3.如权利要求1所述一种时效成形装置，其特征在于，支柱的外圆周表面为阶梯状，其中的大直径段为支撑段，小直径段为模具运动段，由支撑段和模具运动段衔接处形成的阶梯端面为凸模的安装面；模具运动段的长度等于凸模的高度与凹模的高度之和。