CN107214232A - 一种具有小圆角特征的铝合金薄板零件的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有小圆角特征的铝合金薄板零件的加工工艺，首先采用双动充液拉深的方法拉深出底部圆角较大的零件；然后将预成形的零件放置在第二序凹模上的指定位置；压边圈下行至接触板料，对板料施加一定的压边力，保证板料与凹模形成一个密封的容腔；凹模提供一定的液室压力，同时具有小圆角特征的凸模下行一定的位移，在高压介质以及凸模的作用下成形出符合最终零件的小圆角特征。本发明成形过程中小圆角零件没有发生破裂等产品缺陷，零件成形整体性好；本发明中的双动充液拉伸技术，可以广泛应用于零件的板材加工成形中。

Description

一种具有小圆角特征的铝合金薄板零件的加工工艺
技术领域
本发明涉及金属压力加工技术领域，尤其是一种采用双动充液拉伸技术成形具有小圆角特征的铝合金薄板零件的工艺方法。
背景技术
充液成形是一种先进的柔性成形技术，是现代轻量化、精确制造的代表性技术之一，能够很好的解决钣金零件精确成形问题，在新能源汽车及航空航天等领域具有较大的优越性。与传统工艺方法相比具有成形极限高、成形零件复杂、成形质量和精度高、可以成形特种材料等优点，同时又适应了航空航天产品的小批量、多品种的柔性发展方向。充液成形是指采用液态的水、油或粘性物质作传力介质，代替刚性的凹模或凸模，使坯料在传力介质的压力作用下贴靠凸模或凹模而成形。一般情况下，充液成形可以极大的提高零件的成形极限，可以成形出圆角较小的零件，但是一次成形4倍料厚圆角的零件比较困难，最终还需要刚性模整形，刚性模整形出的零件表面质量较差，整形过程容易破裂，工艺稳定性较差。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种具有小圆角特征的铝合金薄板零件的加工工艺。
本发明的技术方案是：一种具有小圆角特征的铝合金薄板零件的加工工艺，包括如下步骤：
步骤一：按设计要求把第一序的凸模、凹模和压边圈装配于双动压机上，凹模的进液口通过管路与增压器连接，其中凹模不动，凸模和压边圈上行至设定高度，开启空间，在凹模上放置板料；
步骤二：将板料放置在凹模的指定位置，通过控制压力机的压边滑块运动使压边圈下行，直到与板料接触并施加一定的压边力，使凹模与板料之间形成密闭腔；通过控制压力机的主滑块运动使凸模下行到指定位置，然后通过与凹模连接的增压器向凹模液室注入介质，使介质充满型腔，当型腔压力达到设定压力时，主滑块带动凸模向下运动，增压器按设定的压力加载曲线向型腔内加压，当凸模拉深到位后，板料在液室压力的作用下贴在凸模上；
步骤三：通过增压器卸掉凹模液室的压力，主滑块带动凸模，压边滑块带动压边圈同时上行，使坯料与凸模和凹模分离，获得满足要求的大圆角盒形件；
步骤四：按设计要求把第二序的凸模、凹模和压边圈装配于双动压机上，凹模的进液口通过管路与增压器连接，其中凹模不动，凸模和压边圈上行至设定高度，开启空间，在凹模上放置板料；
步骤五：将大圆角盒形件放置在凹模的指定位置，通过控制压力机的压边滑块运动使压边圈下行，直到与板料接触并施加一定的压边力，使凹模与板料之间形成密闭腔；通过控制压力机的主滑块运动使凸模下行到指定位置，然后通过与凹模连接的增压器向凹模液室注入介质，使介质充满型腔，当型腔压力达到设定压力时，主滑块带动小圆角凸模向下运动，增压器按设定的压力加载曲线向型腔内加压，当凸模下行到位后，板料在液室压力和凸模运动的作用下贴模；
步骤六：通过增压器卸掉凹模液室的压力，主滑块带动凸模，压边滑块带动压边圈同时上行，使坯料与凸模和凹模分离，获得最终满足设计要求的小圆角盒形件。
进一步的，所述步骤二和步骤五中的压力设定值为0.5MPa-50MPa。
进一步的，所述步骤二中的介质采用液体或其他柔性介质，避免与金属的直接碰撞或划伤，使其受力均匀，不会出现破裂和起皱的缺陷，保证了零件成形后的表面质量。
进一步的，该成形方法可以通过调节液室压力和凸模位移来控制整圆角过程的变形量，工艺可控性较好。
进一步的，所述步骤三中的大圆角盒形件的底部圆角是步骤六中的小圆角盒形件的底部圆角的3-4倍。
进一步的，所述步骤三中的大圆角盒形件高度高于步骤六中的小圆角盒形件。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明先通过常规的充液拉深方法成形较大圆角的铝合金薄板零件，将所获的大圆角零件放到第二序整形模具中，通过液室压力支撑零件，同时在凸模机械力的作用下，大圆角零件最终变为满足要求的小圆角零件。由于该成形方法板料不直接与模具接触，因此，所得终成形零件的板料表面质量好。
(2)本发明很好的完成了整形小圆角零件的制作过程，零件的成形表面质量好，工艺过程稳定。
(3)本发明自动化程度高，应用范围广，生产过程噪音小无污染，有利于改善操作人员的工作环境。
附图说明
图1为本发明的盒形零件截面图。
图2为本发明的盒形零件俯视图。
图3为本发明的第一序与第二序零件的位置关系示意图。
图4为本发明的第一序充液拉深成形初期示意图。
图5为本发明的第一序充液拉深结束示意图。
图6为本发明的第二序成形初期模具与零件关系状态示意图。
图7为本发明的第二序贴膜后模具与零件关系状态示意图。
图中：1-凸模，2-压边圈，3-板料，4-凹模，5-第二序凸模，6-第二序压边圈，7-第二序凹模，h1-最终零件高度，R1-最终零件的底部圆角，h2-第一序预成形后零件高度，R2-第一序预成形零件的底部圆角。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图所示，一种具有小圆角特征的铝合金薄板零件的加工工艺，包括如下步骤：
步骤一：按设计要求把第一序的凸模、凹模和压边圈装配于双动压机上，凹模的进液口通过管路与增压器连接，其中凹模不动，凸模和压边圈上行至设定高度，开启空间，在凹模上放置板料；
步骤二：将板料放置在凹模的指定位置，通过控制压力机的压边滑块运动使压边圈下行，直到与板料接触并施加一定的压边力(600T-800T)，使凹模与板料之间形成密闭腔；通过控制压力机的主滑块运动使凸模下行到指定位置，然后通过与凹模连接的增压器向凹模液室注入介质，使介质充满型腔，当型腔压力达到设定压力时(反胀压力为0.5MPa-5MPa)，主滑块带动凸模向下运动，增压器按设定的压力加载曲线向型腔内加压，当凸模拉深到位后，板料在液室压力(最终整形压力为30MPa-50MPa)的作用下贴在凸模上；
步骤三：通过增压器卸掉凹模液室的压力，主滑块带动凸模，压边滑块带动压边圈同时上行，使坯料与凸模和凹模分离，获得满足要求的大圆角盒形件；
步骤四：按设计要求把第二序的凸模、凹模和压边圈装配于双动压机上，凹模的进液口通过管路与增压器连接，其中凹模不动，凸模和压边圈上行至设定高度，开启空间，在凹模上放置板料；
步骤五：将大圆角盒形件放置在凹模的指定位置，通过控制压力机的压边滑块运动使压边圈下行，直到与板料接触并施加一定的压边力(600T-800T)，使凹模与板料之间形成密闭腔；通过控制压力机的主滑块运动使凸模下行到指定位置，然后通过与凹模连接的增压器向凹模液室注入介质，使介质充满型腔，当型腔压力达到设定压力时(初始液室压力为1MPa-5MPa)，主滑块带动小圆角凸模向下运动，增压器按设定的压力加载曲线向型腔内加压(最终成形压力为30MPa-50MPa)，当凸模下行到位后，板料在液室压力和凸模运动的作用下贴模；
步骤六：通过增压器卸掉凹模液室的压力，主滑块带动凸模，压边滑块带动压边圈同时上行，使坯料与凸模和凹模分离，获得最终满足设计要求的小圆角盒形件。
步骤二和步骤五中的压力设定值为0.5MPa-50MPa。
步骤二中的介质采用液体或其他柔性介质，避免与金属的直接碰撞或划伤，使其受力均匀，不会出现破裂和起皱的缺陷，保证了零件成形后的表面质量。
该成形方法可以通过调节液室压力和凸模位移来控制整圆角过程的变形量，工艺可控性较好。
步骤三中的大圆角盒形件的底部圆角是步骤六中的小圆角盒形件的底部圆角的3-4倍。
步骤三中的大圆角盒形件高度高于步骤六中的小圆角盒形件。
如图所示，其中h1为最终零件高度，R1是最终零件的底部圆角，h2为第一序预成形后零件高度，R2是第一序预成形零件的底部圆角，h′＝h2-h1；R2＝3-4倍R1。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种具有小圆角特征的铝合金薄板零件的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：按设计要求把第一序的凸模、凹模和压边圈装配于双动压机上，凹模的进液口通过管路与增压器连接，其中凹模不动，凸模和压边圈上行至设定高度，开启空间，在凹模上放置板料；
步骤二：将板料放置在凹模的指定位置，通过控制压力机的压边滑块运动使压边圈下行，直到与板料接触并施加一定的压边力，使凹模与板料之间形成密闭腔；通过控制压力机的主滑块运动使凸模下行到指定位置，然后通过与凹模连接的增压器向凹模液室注入介质，使介质充满型腔，当型腔压力达到设定压力值时，主滑块带动凸模向下运动，增压器按设定的压力加载曲线向型腔内加压，当凸模拉深到位后，板料在液室压力的作用下贴在凸模上；
步骤三：通过增压器卸掉凹模液室的压力，主滑块带动凸模，压边滑块带动压边圈同时上行，使坯料与凸模和凹模分离，获得满足要求的大圆角盒形件；
步骤四：按设计要求把第二序的凸模、凹模和压边圈装配于双动压机上，凹模的进液口通过管路与增压器连接，其中凹模不动，凸模和压边圈上行至设定高度，开启空间，在凹模上放置板料；
步骤五：将大圆角盒形件放置在凹模的指定位置，通过控制压力机的压边滑块运动使压边圈下行，直到与板料接触并施加一定的压边力，使凹模与板料之间形成密闭腔；通过控制压力机的主滑块运动使凸模下行到指定位置，然后通过与凹模连接的增压器向凹模液室注入介质，使介质充满型腔，当型腔压力达到设定压力值时，主滑块带动小圆角凸模向下运动，增压器按设定的压力加载曲线向型腔内加压，当凸模下行到位后，板料在液室压力和凸模运动的作用下贴模；
步骤六：通过增压器卸掉凹模液室的压力，主滑块带动凸模，压边滑块带动压边圈同时上行，使坯料与凸模和凹模分离，获得最终满足设计要求的小圆角盒形件。
2.根据权利要求1所述的一种具有小圆角特征的铝合金薄板零件的加工工艺，其特征在于，所述步骤二和步骤五中的压力设定值为0.5MPa-50MPa。
3.根据权利要求1所述的一种具有小圆角特征的铝合金薄板零件的加工工艺，其特征在于，所述步骤二中的介质采用液体或其他柔性介质。
4.根据权利1所述的一种具有小圆角特征的铝合金薄板零件的加工工艺，其特征在于，所述步骤三中的大圆角盒形件的底部圆角是步骤六中的小圆角盒形件的底部圆角的3-4倍。
5.根据权利1所述的一种具有小圆角特征的铝合金薄板零件的加工工艺，其特征在于，所述步骤三中的大圆角盒形件高度高于步骤六中的小圆角盒形件。
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