CN103760930A - 一种变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制方法及其控制装置和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制方法及其控制装置和使用方法，属于流体压力执行机械技术领域。包含一条及以上的并行工作的气路，各气路均共同使用一台中央控制器作为指令输入端及控制端，所述中央控制器内设置有PID控制算法模块和压力-时间加载曲线模块；本发明不仅能够成形出形状尺寸精确且壁厚均匀的多层板复杂结构零件，而且实现了复杂的压力-时间曲线的加载，且控制精度大为提高，同时满足超塑胀形工艺的多气路加载需求，不仅提高了压力控制的精度，更可以提高此组合工艺的生产效率。

Description

一种变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制方法及其控制装置和使用方法

技术领域

本发明涉及一种变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制方法及其控制装置，属于流体压力执行机械技术领域。

背景技术

钣金超塑胀形类似于热塑性塑料的吹塑过程，是一种低成本、高效益、近无余量的成形技术，与焊接技术组合运用，可以加工其他方法无法加工的多层空心结构。超塑成形对变形温度和成形速度都有严格的要求,成形速度不仅决定了成形效率，而且影响着成形件的壁厚均匀性。

超塑成形是应变速率敏感型工艺，为了在整个成形过程中维持超塑性状态以尽量缩短成形时间并获得厚度比较均匀的零件，就必须将等效应变速率限制在狭窄的特定范围之内，以达到最佳应变速率。目前超塑胀形普遍采用恒应变速率单向拉伸获得的最佳应变速率定值控制气压加载。然而，通过最大m值法拉伸研究发现，材料最佳应变速率随着应变增加而时时变化，且可获得比恒应变速率法拉伸更优良的超塑性能。为此，在成形过程中就必须很好地控制气压载荷的施加。一般说来超塑性状态相对应的应变速率是相当低的，如10^-3～10^-5s^-1，为了很好地将应变速率控制在最佳应变速率附近，保证材料变形性能，同时尽可能缩短加工时间，优化设计成形压力-时间（P-T）曲线。（[1]王卫英，张中元，李靖宜，丁秋林. 板料超塑胀形过程仿真及其应用[J]. 机械科学与技术，1999， 5(18)：795-796.）。

因此，在超塑气压胀形中应采用控制及执行装置来对气体的压力和流量进行实时调节。特别是对于形状复杂、精度要求高或者进行精密的科学研究，必须使成形设备具有过程自动控制和数据实时监控功能。（[2]唐黎明. 超塑性气胀形测控系统的设计与实现[D]. 南京：南京航空航天大学，2006.），在文献[2]中，介绍了一种超塑性气压胀形测控系统。利用计算机进行数据处理和过程监控，同时使用PLC来采集数据和控制过程，两者通过RS232串行通信实现数据交互，结合电动阀门、缓冲气瓶、压阻式传感器等多种元件，并开发了相关软件进行压力-时间曲线控制。

目前多数超塑胀形工艺的压力加载都是简单的通过减压阀手动调节，或通过简易装置改变阀门开度来实现对压力的控制。文献[2]中超塑性气压胀形测控系统是根据设定值与检测信号来改变电动阀门开度，实现压力改变。缺乏相应的控制算法，控制过程不够准确、平稳,可以实现简单地压力-时间加载曲线，难以达到变最佳应变速率超塑胀形的复杂精确压力-时间加载曲线的要求。同时，此气压控制装置只有一个电动阀门，同一时间只能执行一条压力-时间曲线，所有输出口的压力都是相同的，无法到达复杂多腔情况下不同压力加载要求。

超塑胀形工艺常与焊接工艺组合应用，可以加工其他方法无法加工的多层空心结构。但这往往需要向几个相互隔离的部位同时加载气压，从而实现对零件指定部位加压进行超塑胀形或扩散连接，并有效控制零件不同区域的成形顺序及应变速率，成形出带有加强筋结构的多层空心零件。只有一路气压可控的加载装置，是难以达到复杂多腔零件超塑成形工艺气压加载要求的。

综上所述：在超塑胀形工艺中，板料的成形力是作用在其表面的气体压力。为了成形零件壁厚分布均匀，需按设计优化的压力-时间曲线加载气压，从而使零件成形满足变最佳应变速率的控制要求。变最佳应变速率的实现需要精确的气压加载。对于复杂多层空心结构零件，常有多个成形部位需要同时加载压力，且不同部位的气压-时间加载曲线存在差异，以控制零件不同部位的成形顺序及变形速率。以往，压力-时间加载曲线通常依赖于人工手动控制或简易装置调节气源阀门，输出气压不稳定、误差大，零件的成形不能满足变最佳应变速率的要求。同时在单气源情况下，也无法实现多路同时供给压力的需求。

发明内容

本发明针对上述问题的不足，提出一种构建一个可联网并行工作的多路输出的气体压力闭环控制系统，通过设定PID控制算法程序，精确控制每条气路压力输出，使其压力输出相对误差小于1%，实现优化设计的基于变最佳应变速率控制的超塑胀形气压-时间曲线加载的变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制方法。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制方法，包含一条及以上的并行工作的气路，各气路均共同使用一台中央控制器作为指令输入端及控制端，所述中央控制器内设置有PID控制算法模块和压力-时间加载曲线模块，通过由中央控制器读取输入端输入PID控制参数和设定的气压-时间加载曲线，向每条气路中的执行器发出压力调节指令，执行器接受中央控制器指令后作用于气路中的压力调节阀门，改变其开度，控制输出端气体压力；然后通过压力传感器测量输出气压值，并通过数字信号传送给中央控制器，中央控制器根据压力传感器传递的反馈信号及输入的压力-时间加载曲线，经过PID控制算法模块修正向执行器发出的压力调节指令，从而形成负反馈控制机制可获得精确的压力调节效果。

优选的：所述气路的执行器为电子压力控制器；所述中央控制器为计算机。

优选的：所述气路的条数为三条。

本发明还提供一种变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制装置，包括气源、第一电源、第二电源、中央控制器以及一条以上的气路，所述中央控制器内设置有PID控制算法模块和压力-时间加载曲线模块；所述气路沿气流流向依次设置有气源接口、双表头手动减压阀、第一电磁阀、压力执行器、第二电磁阀、缓冲气瓶、压力表、压力传感器、单向阀、第三电磁阀以及输出口，所述气源接口与气源相接；还包括电子压力控制器，所述电子压力控制器的进气口与双表头手动减压阀的另一个接口相接，同时所述电子压力控制器与双表头手动减压阀之间设置有手动减压阀，且所述电子压力控制器与第一电源相串联；所述电子压力控制器、压力传感器均与中央控制器连接，而所述中央控制器与第二电源串联；所述压力-时间加载曲线模块用于通过中央控制器向每条气路中的执行器发出压力调节指令，同时将设定的压力-时间加载曲线传递给PID控制算法模块；所述PID控制算法模块用于根据压力传感器传递的反馈信号和输入的设定压力-时间加载曲线修正压力调节指令，同时将修正后的压力调节指令向执行器发送。

进一步地：还包括真空接口，所述真空接口设置于单向阀和第三电磁阀之间。

进一步地：还包括排气阀，所述排气阀设置于单向阀和第三电磁阀之间。

优选的：所述气路的条数为三条。

优选的：所述中央控制器为计算机；所述第一电源为直流电源，且所述直流电源的电压为24 V；所述第二电源为交流电源，所述交流电源的电压为220V。

本发明还提供一种变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制装置的使用方法，包括表面涂抹石墨水并晾干的TC4钛合金板料、超塑成形用加热炉、加压设备以及成形用模具，包括以下步骤：第一步，在模具中安放好TC4钛合金板料，并置于加压设备中加压，覆盖保温材料；在中央控制器中输入设定PID参数，所述PID参数包括比例系数P、积分时间常数I以及微分时间常数D，输入加载曲线；第二步，加热加热炉，将模具温度升高至900℃，保温半小时，模具通气管接至变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制装置的输出口；第三步，先调节手动减压阀值，打开气源并调节气源减压阀，然后将压力执行器前后的第一、第二电磁阀开关打开，执行压力-时间加载曲线；第四步，待压力-时间曲线加载完毕后，将压力调至零输出并关闭程序和气源，关闭打开的第一、第二电磁阀。

优选的:所述 PID参数分别为：P=1200，I=100，D=50；所述手动减压阀值为0.7MPa；所述气源减压阀值为3MPa。

本发明的一种变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制方法，相比现有技术，具有以下有益效果：1.由于包含一条及以上的并行工作的气路，各气路均共同使用一台中央控制器作为指令输入端及控制端，所述中央控制器内设置有PID控制算法模块和压力-时间加载曲线模块，通过由中央控制器读取输入端输入设定的气压-时间加载曲线，向每条气路中的执行器发出压力调节指令，执行器接受中央控制器指令后作用于气路中的压力调节阀门，改变其开度，控制输出端气体压力；然后通过压力传感器测量输出气压值，并通过数字信号传送给中央控制器，中央控制器根据压力传感器传递的反馈信号及输入的压力-时间加载曲线，经过PID控制算法模块修正向执行器发出的压力调节指令，从而形成负反馈控制机制可获得精确的压力调节效果，因此应用此气体压力控制装置于钛合金等材料的超塑胀形工艺中，可实现多路气体压力的精确加载，使得材料成形满足变最佳应变速率的要求。通过计算机PID控制算法程序输入相应控制参数，执行由数值模拟确定的压力-时间加载曲线，可以成形出形状尺寸精确且壁厚均匀的多层板复杂结构零件，因而本装置实现了复杂的压力-时间曲线的加载，且控制精度大为提高。由于每一条气路都是可独立控制的，本装置可以满足超塑胀形工艺的多气路加载需求，不仅提高了压力控制的精度，更可以提高此组合工艺的生产效率。

2.由于设置有真空接口，因此可以满足超塑胀形工艺的抽真空需求。

3.由于设置有排气阀，因此可将气路中多余的气体排出。

附图说明

图1是本发明实施例的闭环控制系统原理图；

图2是本发明实施例的单气路结构示意图；

图3是本发明实施例的工作流程图；

图4是本发明实施例的使用流程图；

其中：1气源；2双表头手动减压阀；3手动减压阀；4直流电源；5计算机；6电子压力控制器；7压力执行器；8 RS232/RS485接口；9第一电磁阀；10缓冲气瓶；11压力表；12压力传感器；13单向阀；14排气阀；15抽真空接口；16第二电磁阀；17输出口；18第三电磁阀。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明一个优选实施例的结构示意图，以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。

实施例

本实施例的一种变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制方法，如图1-4所示，包含一条及以上的并行工作的气路，各气路均共同使用一台中央控制器作为指令输入端及控制端，所述中央控制器内设置有PID控制算法模块和压力-时间加载曲线模块，通过由中央控制器读取输入端输入PID控制参数和设定的气压-时间加载曲线，向每条气路中的执行器发出压力调节指令，执行器接受中央控制器指令后作用于气路中的压力调节阀门，改变其开度，控制输出端气体压力；然后通过压力传感器测量输出气压值，并通过数字信号传送给中央控制器，中央控制器根据压力传感器传递的反馈信号及输入的压力-时间加载曲线，经过PID控制算法模块修正向执行器发出的压力调节指令，从而形成负反馈控制机制可获得精确的压力调节效果。

所述气路的执行器为电子压力控制器；所述中央控制器为计算机。

所述气路的条数为三条。

一种变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制装置，如图1-3所示，包括气源、第一电源、第二电源、中央控制器以及一条以上的气路，所述中央控制器内设置有PID控制算法模块和压力-时间加载曲线模块；所述气路沿气流流向依次设置有气源接口、双表头手动减压阀、第一电磁阀、压力执行器、第二电磁阀、缓冲气瓶、压力表、压力传感器、单向阀、第三电磁阀以及输出口，所述气源接口与气源相接；还包括电子压力控制器，所述电子压力控制器的进气口与双表头手动减压阀的另一个接口相接，同时所述电子压力控制器与双表头手动减压阀之间设置有手动减压阀，且所述电子压力控制器与第一电源相串联；所述电子压力控制器、压力传感器均与中央控制器连接，而所述中央控制器与第二电源串联；所述压力-时间加载曲线模块用于通过中央控制器向每条气路中的执行器发出压力调节指令，同时将设定的压力-时间加载曲线传递给PID控制算法模块；所述PID控制算法模块用于根据压力传感器传递的反馈信号和输入的设定压力-时间加载曲线修正压力调节指令，同时将修正后的压力调节指令向执行器发送。

还包括真空接口，所述真空接口设置于单向阀和第三电磁阀之间。

还包括排气阀，所述排气阀设置于单向阀和第三电磁阀之间。

所述气路的条数为三条。

所述中央控制器为计算机；所述第一电源为直流电源，且所述直流电源的电压为24 V；所述第二电源为交流电源，所述交流电源的电压为220V。

一种变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制装置的使用方法，如图4所示，包括表面涂抹石墨水并晾干的TC4钛合金板料、超塑成形用加热炉、加压设备以及成形用模具，包括以下步骤：第一步，在模具中安放好TC4钛合金板料，并置于加压设备中加压，覆盖保温材料；在中央控制器中输入设定PID参数，所述PID参数包括比例系数P、积分时间常数I以及微分时间常数D，输入加载曲线；第二步，加热加热炉，将模具温度升高至900℃，保温半小时，模具通气管接至变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制装置的输出口；第三步，先调节手动减压阀值，打开气源并调节气源减压阀，然后将压力执行器前后的第一、第二电磁阀开关打开，执行压力-时间加载曲线；第四步，待压力-时间曲线加载完毕后，将压力调至零输出并关闭程序和气源，关闭打开的第一、第二电磁阀。

所述 PID参数分别为：P=1200，I=100，D=50；所述手动减压阀值为0.7MPa；所述气源减压阀值为3MPa。

本发明的原理如下：

本发明如图1所示，共有3条联网并行工作气路，每条气路都可作为一个独立的闭环控制系统进行压力加载。每条气路都由输入部分、控制部分、执行部分、控制对象、反馈机构及输出部分组成。包括三条独立的气路，但其构成都是相同的。三条气路共用一个气压源提供压力输入，共用一台计算机作为控制器。每条气路都是一个独立的闭环控制系统，其各部分组成相同。三条气路共同使用一台计算机作为指令输入端及控制器，由计算机读取设定气压-时间加载曲线，向每条气路中的执行器——电子压力控制器发出压力调节指令。电子压力控制器接受计算机指令后作用于气路中的压力调节阀门，改变其开度，控制输出端气体压力——控制对象。反馈系统通过压力传感器测量输出气压值，并通过数字信号传送给计算机。计算机根据此反馈信号及输入的压力-时间加载曲线，经过PID控制算法修正设定值，更新向电子压力控制器发出的指令，从而形成负反馈控制机制可获得精确的压力调节效果。

以一条气路为例介绍其构成，如附图2所示。

气源1通过气源接口为气路提供压力输入。进入装置的气体分为两路，一路经过两个减压阀调节后供给电子压力控制器作为其工作气压，另一路经减压阀2调节后提供压力输入作为原始压力输入。计算机5通过安装在气路输出端的压力传感器12的反馈信号及输入的压力-时间曲线来控制电子压力控制器6，电子压力控制器6作用于压力调节阀7，调节输出的气压。气路输出的气压可以由相应的压力表11及计算机程序观测。气路中通过3个电磁阀9、18、16，实现压力调节器的的进气、输出和排气。装置中各气压元件均由直径6.35mm的紫铜管及不锈钢接头连接。电子压力控制器需要独立的工作电源4（24V直流）。同时为了满足超塑胀形工艺的抽真空需求，设置了抽真空的接口15。该抽真空接口可与真空泵连接，用于在超塑成形及扩散连接组合工艺零件成形。

装置工作流程如附图3所示。本装置使用一台计算机作为控制器，通过信号线与3台电子压力控制器及3个压力传感器连接，传输信号均为4-20mA模拟信号。使用开发的计算机程序用于输入气压-时间加载曲线、读取压力传感器反馈信号、设定PID（比例、积分、微分）控制参数及向电子压力控制器输出指令信号。程序根据输入的压力-时间加载曲线数据，输出压力调节指令给电子压力控制器。电子压力控制器通过信号线接受计算机新的指令信号，改变与其连接的压力调节阀门开度，调节气体压力输出值，通入应用超塑胀形工艺的零件中。每条气路输出端安装气体压力传感器，采集输出端的气体压力值，并通过信号线向计算机提供负反馈信号。计算机程序读入传感器反馈的压力值并与设定值比较计算误差，应用PID算法进行比例、积分、微分计算得到更新控制量，输出新的压力调节指令给电子压力控制器，从而形成一个完整的负反馈调节机制。

本气压控制装置三条气路共同使用一个氩气气压源供给气体压力。由气压源输出的气体首先经过一个手动减压阀，设定了气路中可输出压力的最大值。而后气源气体分为两路，一路气体经过减压阀后输出压力值为0.7MPa，分为3路分别通入3台电子压力控制器作为其工作动力。3台电子压力控制器分别由3个开关控制其工作电源。由气源分出的另一路气体也分为3路，分别通向3条气路中与电子压力控制器相连接的气动压力调节阀门。在电子压力控制器不工作时，气动压力调节阀门为闭合状态，出口无压力输出。压力调节阀门输出的气体通入缓冲气瓶，以达到缓冲气压冲击、减小压力震荡的目的。通过缓冲气瓶后，分别通向三个接口——输出接口、排气接口、抽真空接口。输出接口与零件需要加载气压的部位连接，进行超塑胀形。抽真空接口可外接真空泵，根据超塑胀形及扩散连接工艺的特定要求中对某些部位进行抽真空。排气接口直接通入大气，在超塑胀形完毕后可以快速卸载压力。在气动压力调节阀门前后及排气接口均安装电磁阀，通过电磁阀电源开关控制压力调节阀气体的通入与输出以及排气口排放气路中气体。

使用流程如附图4所示。使用开始，首先需要将气压控制装置与所需气体压力源连接，输出压力口与零件超塑胀形部位，抽真空接口连接真空泵。打开系统供电电源。在计算机程序中输入优化的基于变最佳应变速率超塑胀形压力-时间加载曲线，并设定PID控制参数。超塑胀形工艺如需要抽真空，此时可打开真空泵对零件相应部位抽真空。抽真空完毕后打开气源并调节双表头手动减压阀，使其输出值大于压力-时间加载曲线最大压力值。将另一手动减压阀输出值设定为0.7MPa，供给电子压力控制器作为工作动力。打开气动压力调节阀前、后电磁阀，程序执行压力-时间加载曲线，气体进入零件进行超塑胀形。压力-时间加载曲线执行完毕后，关闭电子压力控制器及气动压力调节阀前、后电磁阀。打开排气口电磁阀，排出气路内剩余气体。关闭排气口电磁阀。关闭电源，将本气压加载装置与气源、真空泵、零件拆离。使用结束。

使用本装置对TC4钛合金板料进行盒形件超塑成形，如图4所示，实验主要目的是检验此气压控制装置实际加载效果是否满足设计要求。

试验条件：TC4板料80mm×80mm，表面涂抹石墨水并晾干；超塑成形用加热炉；成形用模具；压力控制系统等。

试验过程：

（1）在模具中安放好TC4板料，并置于加压设备中加压，覆盖保温材料。

（2）加热设备通电后，等待模具温度升高至900℃。

（3）加热达到900℃，保温半小时，模具通气管接至气压控制系统输出口。

（4）加压操作：首先调节手动减压阀值0.7MPa，打开气源并调节气源减压阀至3MPa。然后给压力控制系统接通电源，并启动计算机，在程序中设定PID（比例、积分、微分）参数（比例系数P=1200，积分时间常数I=100，微分时间常数D=50），输入加载曲线。将压力执行器前后的电磁阀开关打开，执行压力-时间加载曲线。

（5）停止供压：待压力-时间曲线加载完毕后，将压力调至零输出并关闭程序和气源，关闭打开的两个电磁阀。随后打开排气口电磁阀进行排气。

试验结果：通过试验，对输入的压力-时间加载曲线及测量的输出压力-时间曲线进行分析，在压力升高过程中，初始压力偏差较大，随后加压过程压力-时间曲线基本与设定的优化曲线吻合，平均相对误差为0.29%，达到零件成形的压力-时间加载要求。同时，成形出的零件厚度分布均匀程度提高，达到变最佳应变速率控制目标。

相对于以往的手动控制加压操作，本装置实现了复杂的压力-时间曲线的加载，且控制精度大为提高。由于每一条气路都是可独立控制的，本装置可以满足超塑胀形工艺的多气路加载需求，不仅提高了压力控制的精度，更可以提高此组合工艺的生产效率。

实验实际P-t曲线与设定P-t曲线误差分析

上面结合附图所描述的本发明优选具体实施例仅用于说明本发明的实施方式，而不是作为对前述发明目的和所附权利要求内容和范围的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术和权利保护范畴。

Claims (10)

1.一种变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制方法，其特征在于；包含一条及以上的并行工作的气路，各气路均共同使用一台中央控制器作为指令输入端及控制端，所述中央控制器内设置有PID控制算法模块和压力-时间加载曲线模块，通过由中央控制器读取输入端输入PID控制参数和设定的气压-时间加载曲线，向每条气路中的执行器发出压力调节指令，执行器接受中央控制器指令后作用于气路中的压力调节阀门，改变其开度，控制输出端气体压力；然后通过压力传感器测量输出气压值，并通过数字信号传送给中央控制器，中央控制器根据压力传感器传递的反馈信号及输入的压力-时间加载曲线，经过PID控制算法模块修正向执行器发出的压力调节指令，从而形成负反馈控制机制可获得精确的压力调节效果。

2.根据权利要求1所述变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制方法，其特征在于：所述气路的执行器为电子压力控制器；所述中央控制器为计算机。

3.根据权利要求2所述变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制方法，其特征在于：所述气路的条数为三条。

4.一种基于权利要求1所述的变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制方法的控制装置，其特征在于:包括气源、第一电源、第二电源、中央控制器以及一条以上的气路，所述中央控制器内设置有PID控制算法模块和压力-时间加载曲线模块；所述气路沿气流流向依次设置有气源接口、双表头手动减压阀、第一电磁阀、压力执行器、第二电磁阀、缓冲气瓶、压力表、压力传感器、单向阀、第三电磁阀以及输出口，所述气源接口与气源相接；还包括电子压力控制器，所述电子压力控制器的进气口与双表头手动减压阀的另一个接口相接，同时所述电子压力控制器与双表头手动减压阀之间设置有手动减压阀，且所述电子压力控制器与第一电源相串联；所述电子压力控制器、压力传感器均与中央控制器连接，而所述中央控制器与第二电源串联；所述压力-时间加载曲线模块用于通过中央控制器向每条气路中的执行器发出压力调节指令，同时将设定的压力-时间加载曲线传递给PID控制算法模块；所述PID控制算法模块用于根据压力传感器传递的反馈信号和输入的设定压力-时间加载曲线修正压力调节指令，同时将修正后的压力调节指令向执行器发送。

5.根据权利要求4所述变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制装置，其特征在于：还包括真空接口，所述真空接口设置于单向阀和第三电磁阀之间。

6.根据权利要求5所述变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制装置，其特征在于：还包括排气阀，所述排气阀设置于单向阀和第三电磁阀之间。

7.根据权利要求6所述变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制装置，其特征在于：所述气路的条数为三条。

8.根据权利要求7所述变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制装置，其特征在于：所述中央控制器为计算机；所述第一电源为直流电源，且所述直流电源的电压为24 V；所述第二电源为交流电源，所述交流电源的电压为220V。

9.一种基于权利要求4所述的变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制装置的使用方法，包括表面涂抹石墨水并晾干的TC4钛合金板料、超塑成形用加热炉、加压设备以及成形用模具，其特征在于:包括以下步骤：第一步，在模具中安放好TC4钛合金板料，并置于加压设备中加压，覆盖保温材料；在中央控制器中输入设定PID参数，所述PID参数包括比例系数P、积分时间常数I以及微分时间常数D，输入加载曲线；第二步，加热加热炉，将模具温度升高至900℃，保温半小时，模具通气管接至变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制装置的输出口；第三步，先调节手动减压阀值，打开气源并调节气源减压阀，然后将压力执行器前后的第一、第二电磁阀开关打开，执行压力-时间加载曲线；第四步，待压力-时间曲线加载完毕后，将压力调至零输出并关闭程序和气源，关闭打开的第一、第二电磁阀。

10.根据权利要求9所述的变最佳应变速率超塑胀形多气路压力控制装置的使用方法，其特征在于:所述 PID参数分别为：P=1200，I=100，D=50；所述手动减压阀值为0.7MPa；所述气源减压阀值为3MPa。

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