CN107042253B - 一种防止反胀破裂的自适应充液拉伸成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止反胀破裂的自适应充液拉伸成形方法，涉及拉伸液压机充液拉伸领域。针对充液拉伸过程中容易出现反胀破裂的问题，提出新的防止反胀破裂的自适应充液拉伸成形方法，在板料达到最大减薄之前，通过控制液室液压力（F_y）和拉伸作用力（F_n）的大小来控制板料反胀减薄。当液室液压力（F_y）和拉伸作用力（F_n）之和达到设定值（F₀），通过减小液室液压力（F_y）使液室液压力（F_y）和随拉伸深度增大的拉伸作用力（F_n）之和保持设定值（F₀）来实现液室液压力自动适应拉伸作用力的变化规律。当反胀高度降低至设定值（H₀），反胀现象消失时，增大液室液压力（F_y）至设定值F₁，直到拉伸过程完成。

Description

一种防止反胀破裂的自适应充液拉伸成形方法

技术领域

本发明涉及了一种防止反胀破裂的自适应充液拉伸成形方法，涉及拉伸液压机充液拉伸领域。解决了传统充液拉伸过程中难以精确把握液室液压力导致反胀减薄率过大形成反胀破裂的问题，提出新的防止反胀破裂的自适应充液拉伸成形方法。

背景技术

在充液拉伸成形过程中，用充满液体的液室代替传统的凹模，其中液室内的液压力通过液压系统来控制。随着凸模的下行，液室内的液体受到挤压，导致反作用于板料的液压力增大。法兰边根部板料悬空部分受压变形，向上鼓胀凸起，板料产生反胀减薄。凸模继续下行，板料底部的拉力较大，产生反胀的部位逐渐贴合到凸模表面，反胀现象逐渐消失，板料状态逐渐转为常规拉伸过程。在充液拉伸成形过程中，板料厚度一直在减小，反胀减薄过大会导致在接下来的拉伸阶段中板料累积减薄过大，造成破裂失效。现有根据经验加载大小恒定的液室液压力，无法根据反胀的动态变化精确控制液室液压力，减小反胀减薄率，保证薄壁构件的拉伸成形质量。

发明内容

为了解决传统充液拉伸过程中难以精确把握液室液压力导致反胀破裂的问题，本发明提供一种防止反胀破裂的自适应充液拉伸成形方法。防止反胀破裂的自适应充液拉伸成形方法，针对传统充液拉伸过程中难以精确把握液室液压力导致反胀破裂的问题，提出新的防止反胀破裂的自适应充液拉伸成形方法并进行相应装置设计。

一种防止反胀破裂的自适应充液拉伸成形方法，包括以下步骤：

步骤1：滑块空程下行，即将接触板料前开始减速，使凸模以5~10毫米每秒恒定速度开始接触板料；

步骤2：凸模以恒定速度接触板料时，液室液压力（F_y）= 8×拉伸作用力（F_n）/受力面积；

步骤3：取一小于板料破裂临界拉伸力（F_σmax）的设定值（F₀），当液室液压力（F_y）+拉伸作用力（F_n）= 设定值（F₀）时，逐渐减小液室液压力（F_y），使液室液压力（F_y）和逐渐增大的拉伸作用力（F_n）之和保持设定值（F₀）；

步骤4：随着凸模的继续下移，反胀高度降低至设定值（H₀），反胀现象逐渐消失；

步骤5：取一小于板料屈服时的恒定力（F_e）的设定值（F₁），当反胀现象消失后，逐渐增大液室液压力（F_y）至设定值（F₁），一直到拉伸成形结束。

所述板料破裂临界力（F_σmax）的数值是实验测得，所述设定值（F₀）=1.05F_σmax。

所述设定值（H₀）=0.01×凸模直径（D₀）。

所述板料屈服时的恒定力（F_e）的数值是实验测得，所述设定值（F₁）=0.4 F_e。

本发明的有益效果是：

凸模刚接触板料时，液压系统控制液室内产生液压力，随凸模下降拉伸压力增大，自适应减小液室液压力，使得法兰边根部板料悬空部分变形减小，避免向上胀起过多导致板料减薄率过大，在接下来的拉伸阶段中板料累积减薄过大，造成破裂失效。

具体实施方式

本发明实施例所述防止反胀破裂的自适应充液拉伸成形方法，其主要步骤包括：

步骤1：滑块空程下行，即将接触板料前开始减速，使凸模以5~10毫米每秒恒定速度开始拉伸板料；

步骤2：凸模以恒定速度接触板料时，设定液室液压力（F_y）=8×拉伸作用力（F_n）/受力面积；

步骤3：取一大于板料屈服时的恒定力（F_e）的设定值（F₀），当液室液压力（F_y）+ 拉伸作用力（F_n）= 设定值（F₀）时，逐渐减小液室液压力（F_y），使液室液压力（F_y）和逐渐增大的拉伸作用力（F_n）之和保持设定值（F₀）；

步骤4：随着凸模的继续下移，反胀高度降低至设定值（H₀），反胀现象逐渐消失；

步骤5：取一小于板料屈服时的恒定力（F_e）的设定值（F₁），当反胀现象消失后，逐渐增大液室液压力（F_y）至设定值（F₁），一直到拉伸成形结束。

实施例1

以凸模直径150毫米，拉伸作用力（F_n）=20000N，1毫米厚45号钢板为具体实施例，板料屈服时的恒定力（F_e）为29000N，板料破裂临界力（F_σmax）为35000N。首先滑块空程下行，即将接触板料前开始减速，使凸模以20毫米每秒恒定速度开始接触板料。液室液压力（F_y）=8×20000÷（0.25×π×150²）≈9.06MPa，凸模接触板料后，液室内液体被压缩，液室液压力逐渐增大，当液室液压力（F_y）+拉伸作用力（F_n）=1.05×35000N= 36750N，逐渐减小液室液压力（F_y），保持设定值（F₀）。随着凸模的继续下移，反胀高度降低至0.1×150mm=1.5mm设定值（H₀），反胀现象逐渐消失，逐渐增大液室液压力（F_y）至0.4×29000N=11600N，一直到拉伸成形结束。

实施例2

以凸模直径150毫米，拉伸作用力（F_n）=18000N，1毫米厚铝合金为具体实施例，板料屈服时的恒定力（F_e）为25000N，板料破裂临界力（F_σmax）为33000N。首先滑块空程下行，即将接触板料前开始减速，使凸模以20毫米每秒恒定速度开始接触板料。液室液压力（F_y）=8×18000÷（0.25×π×150²）≈8.15MPa，凸模接触板料后，液室内液体被压缩，液室液压力逐渐增大，当液室液压力（F_y）+拉伸作用力（F_n）=1.05×33000N= 34650，逐渐减小液室液压力（F_y），保持设定值（F₀）。随着凸模的继续下移，反胀高度降低至0.1×150mm=1.5mm设定值（H₀），反胀现象逐渐消失，逐渐增大液室液压力（F_y）至0.4×25000N=10000N，一直到拉伸成形结束。

实施例3

以凸模直径150毫米，拉伸作用力（F_n）=15000N，1毫米厚不锈钢为具体实施例，板料屈服时的恒定力（F_e）为22000N，板料破裂临界力（F_σmax）为30000N。首先滑块空程下行，即将接触板料前开始减速，使凸模以20毫米每秒恒定速度开始接触板料。液室液压力（F_y）=8×15000÷（0.25×π×150²）≈6.79MPa，凸模接触板料后，液室内液体被压缩，液室液压力逐渐增大，当液室液压力（F_y）+拉伸作用力（F_n）=1.05×30000N= 31500N，逐渐减小液室液压力（F_y），保持设定值（F₀）。随着凸模的继续下移，反胀高度降低至0.1×150mm=1.5mm设定值（H₀），反胀现象逐渐消失，逐渐增大液室液压力（F_y）至0.4×22000N=8800N，一直到拉伸成形结束。

Claims (2)

1.一种防止反胀破裂的充液拉伸成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：滑块空程下行，即将接触板料前开始减速，使凸模以5~10毫米每秒恒定速度开始拉伸板料；

步骤2：凸模以恒定速度接触板料时，液室液压力（F_y）=8×拉伸作用力（F_n）/受力面积；

步骤3：取一小于板料破裂临界拉伸力（F_σmax）的设定值（F₀），当液室液压力（F_y）×受力面积+ 拉伸作用力（F_n）= 设定值（F₀）时，逐渐减小液室液压力（F_y），使液室液压力（F_y）和逐渐增大的拉伸作用力（F_n）之和保持设定值（F₀）；步骤4：随着凸模的继续下移，反胀高度降低至设定值（H₀），反胀现象逐渐消失；

步骤5：取一小于板料屈服时的恒定力（F_e）的设定值（F₁），当反胀现象消失后，逐渐增大液室液压力（F_y）至设定值（F₁），一直到拉伸成形结束。

2.根据权利要求1所述的一种防止反胀破裂的充液拉伸成形方法，其特征在于，所述设定值（H₀）=0.01×凸模直径（D₀）。