CN103639257B - 利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形的装置 - Google Patents

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Abstract

利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形的装置，它涉及一种板材弯曲成形装置，以解决现有双曲率零件的成形技术难以保证成形件的曲率精度要求的问题。凹模设置在凹模通槽中，凹模的上端面设有双曲率圆弧凹槽，双曲率圆弧凹槽沿横向设有横向圆弧凹槽，双曲率圆弧凹槽沿纵向设有纵向圆弧凹槽，纵向圆弧凹槽对应的凹模侧面上对称设有斜孔，凸模的下端面设有双曲率圆弧面，双曲率圆弧面沿横向设有与横向圆弧凹槽弧度相同的横向圆弧面，双曲率圆弧面沿纵向设有与纵向圆弧凹槽弧度相同的纵向圆弧面，上螺母与上连接螺栓螺纹连接，下螺母与下连接螺栓螺纹连接，凸模的双曲率圆弧面设置在双曲率圆弧凹槽中。本发明用于金属板材双曲率弯曲成形。

Description

利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形的装置
技术领域
本发明涉及一种板材弯曲成形装置，具体涉及一种利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形的装置。
背景技术
双曲率零件多用于航空航天工业，如飞机的蒙皮、双曲率壁板等，在民用领域也占有一定的比重。双曲率零件的曲率半径沿不同方向而发生变化，因此复杂的几何轮廓也增加了制造模具的难度。在实际双曲率钣金件生产中，需考虑上下模之间以及板料在凹模上放置等问题，同时在一些工况下，成形后的板料完全紧贴在凹模凹腔内，不易取出。现有的多点弯曲工艺是一种成形双曲率零件的方法，但是该工艺相对制造成本高，板料各部分间非均匀性变形显著。
现有板材弯曲成形技术大多针对单向曲率而设计的。中国专利号为201010574220.7、公开日为2011年10月19日的发明专利公开了一种复杂双曲率蠕变时效成形装置，该专利虽可以实现复杂单双曲率零件的成形，该装置是通过多组压杆组合而成的凸模和凹模，压杆数量少，难以保证成形件的曲率精度要求，而且压杆与板料接触区域可能造成应力集中，影响了成形件使用性能，适用的材料范围较窄。
发明内容
本发明为解决解决现有双曲率零件的成形技术难以保证成形件的曲率精度要求的问题，而提供一种利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形的装置。
利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形的装置包括上螺母、凸模、凹模、凹模座、下螺母、顶出杆和四个定位螺栓，凹模座的下端设有下连接螺栓，凹模座的上端设有凹模通槽，凹模通槽对应的凹模座每个侧壁上设有两个定位螺孔，左侧壁上两个定位螺孔与右侧壁上两个定位螺孔一一对应，每个定位螺孔中螺纹连接一个定位螺栓，凹模设置在凹模通槽中，凹模的上端面设有双曲率圆弧凹槽，双曲率圆弧凹槽沿横向设有横向圆弧凹槽，双曲率圆弧凹槽沿纵向设有纵向圆弧凹槽，纵向圆弧凹槽对应的凹模侧面上对称设有斜孔，斜孔的斜向为由上而下、由里至外倾斜，凸模的上端设有上连接螺栓，凸模的下端面设有双曲率圆弧面，双曲率圆弧面沿横向设有与横向圆弧凹槽弧度相同的横向圆弧面，双曲率圆弧面沿纵向设有与纵向圆弧凹槽弧度相同的纵向圆弧面，上螺母与上连接螺栓螺纹连接，下螺母与下连接螺栓螺纹连接，凸模的双曲率圆弧面设置在双曲率圆弧凹槽中，顶出杆设置在任意斜孔中，双曲率圆弧凹槽的四个角上分别设有试样定位台。
本发明与传统挤扭工艺相比具有以下有益效果：
一、本发明依靠的凸模和凹模座上的螺栓与试验机的压头快速连接，并最终用上、下螺母紧固。凸模与凹模对中后，用定位螺栓紧固即能保证凹模的紧固，做到了省时省力，凸模与凹模的整体曲面可保证板料间的均匀变形，保证成形精度，成形精度相比现有技术提高一倍以上。
二、本发明的成型装置的几何尺寸较小，材料均采用热作模具钢，可置于配备有箱式炉的试验机实现高温环境下的成形，最高温度可达900℃，可满足多种合金的冷成形或热成形。
三、凹模上的斜孔，很好的解决了热成形后由于零件与凹模面紧密粘帖而不易取件的问题，而且装置一经调试后，可在高温环境下重复使用，避免了多次拆卸和调试过程。
四、本发明的成型装置的还可与压力机配合使用。
附图说明
图1是本发明的整个结构立体图；图2是凸模2的立体图；图3是凹模座4的立体图；图4是凹模3的立体图；图5是图4的I局部放大图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图5说明本实施方式，本实施方式包括上螺母1、凸模2、凹模3、凹模座4、下螺母6、顶出杆7和四个定位螺栓5，凹模座4的下端设有下连接螺栓4-1，凹模座4的上端设有凹模通槽4-2，凹模通槽4-2对应的凹模座4每个侧壁上设有两个定位螺孔4-3，左侧壁上两个定位螺孔4-3与右侧壁上两个定位螺孔4-3一一对应，每个定位螺孔4-3中螺纹连接一个定位螺栓5，凹模3设置在凹模通槽4-2中，凹模3的上端面设有双曲率圆弧凹槽3-1，双曲率圆弧凹槽3-1沿横向设有横向圆弧凹槽3-1-1，双曲率圆弧凹槽3-1沿纵向设有纵向圆弧凹槽3-1-2，纵向圆弧凹槽3-1-2对应的凹模3侧面上对称设有斜孔3-2，斜孔3-2的斜向为由上而下、由里至外倾斜，凸模2的上端设有上连接螺栓2-1，凸模2的下端面设有双曲率圆弧面2-2，双曲率圆弧面2-2沿横向设有与横向圆弧凹槽3-1-1弧度相同的横向圆弧面2-2-1，双曲率圆弧面2-2沿纵向设有与纵向圆弧凹槽3-1-2弧度相同的纵向圆弧面2-2-2，上螺母1与上连接螺栓2-1螺纹连接，下螺母6与下连接螺栓4-1螺纹连接，凸模2的双曲率圆弧面2-2设置在双曲率圆弧凹槽3-1中，顶出杆7设置在任意斜孔3-2中，双曲率圆弧凹槽3-1的四个角上分别设有试样定位台3-1-3。试样定位台3-1-3便于坯料定位。
利用双曲率板材弯曲成形的装置在电子万能试验机的使用方法：首先分别将上螺母1旋至凸模2一端的螺栓根部，将下螺母6旋入凹模座4一端的螺栓根部；上连接螺栓2-1旋进上压头8内一定深度，保证凸模2与上压头8的可靠连接。同样利用凹模座4一端的下连接螺栓4-1旋进下压头9内一定深度位置，将凹模3放置于凹模座4内，并使凹模3的底面与凹模座4的凹模通槽4-2内保持水平接触。控制试验机使凸模2与凹模3上下接近，同时按顺时针或逆时针旋转凸模2使之与凹模3对中，并使凸模2对中压入凹模3；此时，从凹模座4左右两侧的定位螺孔4-3分别旋入两个定位螺栓5，使凹模3紧固；分别拧紧上螺母1和下螺母6，保证弯曲过程中凸模3与凹模座4不发生松动；再次控制试验机，使凸模2离开凹模3一段距离，使板料置于凹模3四个倒圆角顶点，此时成形装置调试完毕，启动试验，成形后利用顶出杆7通过凹模3的斜孔可顶出成形板料。
具体实施方式二：结合图2和图4说明本实施方式，本实施方式的横向圆弧凹槽3-1-1的曲率半径与横向圆弧面2-2-1的曲率半径差值为成形板料厚度。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图2和图4说明本实施方式，本实施方式的纵向圆弧凹槽3-1-2的曲率半径与纵向圆弧面2-2-2的曲率半径差值为成形板料厚度。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图4说明本实施方式，本实施方式的斜孔3-2的轴线与水平线的倾斜为10°～20°。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图4说明本实施方式，本实施方式的斜孔3-2的轴线与水平线的倾斜为12°。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图4说明本实施方式，本实施方式的斜孔3-2的轴线与水平线的倾斜为15°。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式七：结合图4说明本实施方式，本实施方式的斜孔3-2的轴线与水平线的倾斜为18°。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式八：结合图4说明本实施方式，本实施方式的斜孔3-2的孔径为2mm～5mm。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式九：结合图4说明本实施方式，本实施方式的斜孔3-2的孔径为2.5mm。其它组成及连接关系与具体实施方式八相同。
具体实施方式十：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式的上螺母1、凸模2、凹模3、凹模座4、下螺母6、顶出杆7和四个定位螺栓5的材质均为4Cr5MoSiV。这种材质耐高温，可以在900℃以下使用。其它组成及连接关系与具体实施方式一或四相同。

Claims (10)

1.一种利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形的装置，其特征在于：所述装置包括上螺母(1)、凸模(2)、凹模(3)、凹模座(4)、下螺母(6)、顶出杆(7)和四个定位螺栓(5)，凹模座(4)的下端设有下连接螺栓(4-1)，凹模座(4)的上端设有凹模通槽(4-2)，凹模通槽(4-2)对应的凹模座(4)每个侧壁上设有两个定位螺孔(4-3)，左侧壁上两个定位螺孔(4-3)与右侧壁上两个定位螺孔(4-3)一一对应，每个定位螺孔(4-3)中螺纹连接一个定位螺栓(5)，凹模(3)设置在凹模通槽(4-2)中，凹模(3)的上端面设有双曲率圆弧凹槽(3-1)，双曲率圆弧凹槽(3-1)沿横向设有横向圆弧凹槽(3-1-1)，双曲率圆弧凹槽(3-1)沿纵向设有纵向圆弧凹槽(3-1-2)，纵向圆弧凹槽(3-1-2)对应的凹模(3)侧面上对称设有斜孔(3-2)，斜孔(3-2)的斜向为由上而下、由里至外倾斜，凸模(2)的上端设有上连接螺栓(2-1)，凸模(2)的下端面设有双曲率圆弧面(2-2)，双曲率圆弧面(2-2)沿横向设有与横向圆弧凹槽(3-1-1)弧度相同的横向圆弧面(2-2-1)，双曲率圆弧面(2-2)沿纵向设有与纵向圆弧凹槽(3-1-2)弧度相同的纵向圆弧面(2-2-2)，上螺母(1)与上连接螺栓(2-1)螺纹连接，下螺母(6)与下连接螺栓(4-1)螺纹连接，凸模(2)的双曲率圆弧面(2-2)设置在双曲率圆弧凹槽(3-1)中，顶出杆(7)设置在任意斜孔(3-2)中，双曲率圆弧凹槽(3-1)的四个角上分别设有试样定位台(3-1-3)。
2.根据权利要求1所述利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形的装置，其特征在于：所述横向圆弧凹槽(3-1-1)的曲率半径与横向圆弧面(2-2-1)的曲率半径差值为成形板料厚度。
3.根据权利要求1或2所述利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形的装置，其特征在于：所述纵向圆弧凹槽(3-1-2)的曲率半径与纵向圆弧面(2-2-2)的曲率半径差值为成形板料厚度。
4.根据权利要求3所述利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形的装置，其特征在于：所述斜孔(3-2)的轴线与水平线的倾斜为10°～20°。
5.根据权利要求4所述利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形的装置，其特征在于：所述斜孔(3-2)的轴线与水平线的倾斜为12°。
6.根据权利要求4所述利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形的装置，其特征在于：所述斜孔(3-2)的轴线与水平线的倾斜为15°。
7.根据权利要求4所述利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形的装置，其特征在于：所述斜孔(3-2)的轴线与水平线的倾斜为18°。
8.根据权利要求4所述利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形的装置，其特征在于：所述斜孔(3-2)的孔径为2mm～5mm。
9.根据权利要求8所述利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形的装置，其特征在于：所述斜孔(3-2)的孔径为2.5mm。
10.根据权利要求1或4所述利用电子万能试验机进行双曲率板材弯曲成形装置，其特征在于：所述上螺母(1)、凸模(2)、凹模(3)、凹模座(4)、下螺母(6)、顶出杆(7)和四个定位螺栓(5)的材质均为4Cr5MoSiV。
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