CN107262584A - 一种可调节参数板材胀形组合模具及胀形实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可调节参数板材胀形组合模具，包括上模板，在上模板上通过连接螺钉连接上模；上模下端面中心位置设有油腔，上模上设有与外部供油系统相连的油路；在上模的下端套装有环形压块；环形压块通过压块连接螺钉与上模连接，环形压块的下端面设有凸起；在下模板通过下模连接螺钉连接下模；在下模的中心位置设有与胀形凹模形状匹配的胀形凹模放置腔，所述下模的中心与上模的中心重合；下模的上表面对应环形压块下端面凸起位置设有与凸起形状大小相同的凹槽。本发明还提供一种胀形实验方法，综上所述本发明具有结构简单、参数可调节、互换性强、灵活性好、装卸简单、对比性强、提高实验效率等优点。
Description
技术领域
本发明属于金属压力试验技术领域，特别是涉及一种可调节参数板材胀形组合模具及胀形实验方法。
背景技术
板材液压胀形是采用液体做为传力介质来代替传统冲压工艺中的凸模，将板材放置于下模上，压力机滑块下行时先把制件的边缘压住，然后利用高压液体充入上模容腔，作用于板材上表面，使板材变形，充满凹模型腔的过程。液体替代凸模大大减小成形过程的摩擦力，因此具有成形极限高、零件表面质量好、尺寸精度高，多用于生产航空领域表面质量和精度要求较高的低塑性材料复杂形状零件。
由于上述多种优点，板材液压胀形技术目前已得到了广泛的重视并且逐渐应用于航空航天、汽车等领域；但是由于铝合金、镁合金等轻质材料的塑性指标低、各向异性指数小、硬化指数小等特点，许多零件发生局部破裂、局部小特征胀形不到位、回弹(指物体在力的作用下产生物理变形，当压力释放时所产生的还原或近还原的状态的物理变化)大等失效现象。而零件的质量取决于多种工艺参数，如材料参数、零件变形量、零件曲率、进料阻力、液压加载路径、材料厚度等，因此研究不同工艺参数对板材充液胀形失效控制的影响是极为重要的工作，然而考虑多种工艺参数需要多套模具，制造成本高，实验复杂，并且不同模具得到的实验结果不易对比，因此急需开发相应的可调节参数板材液压胀形、测试装置。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、参数可调节、互换性强、灵活性好、装卸简单、对比性强、提高实验效率的可调节参数板材胀形组合模具及胀形实验方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种可调节参数板材胀形组合模具，其特征在于：包括上模板、上模、压块、胀形凹模、垫片、凹模垫块、下模、下模板；上述的上模板为圆形结构，在上模板上均布设有上模连接孔，所述上模连接孔内穿装有上模连接螺钉，所述上模连接螺钉的内端部螺纹连接上模；所述上模为T型结构的旋转体，所述上模的下端面中心位置设有油腔，所述上模上设有油路，油路的一端与油腔连通，所述油路的另一端为进油口，并与外部供油系统相连；在上模的下端套装有环形压块；沿圆径向方向环形压块的外圆周均布设有压块连接孔，所述压块连接孔内穿装压块连接螺钉，所述压块连接螺钉的内端部螺装在上模的侧壁，所述环形压块的下端面设有凸起；
所述下模板为圆形结构，在下模板的均布设有下模连接孔，所述下模连接孔内穿装有下模连接螺钉，所述下模连接螺钉的内端部螺纹连接下模；所述下模为环形结构，在下模的中心位置设有与胀形凹模形状匹配的胀形凹模放置腔，所述下模的中心与上模的中心重合；所述下模的上表面对应环形压块下端面凸起位置设有与凸起形状大小相同的凹槽。
本发明还可以采用如下技术措施：
所述胀形凹模放置腔的底部嵌装有凹模垫块，在胀形凹模放置腔内胀形凹模放置在凹模垫块的上表面。
所述胀形凹模和凹模垫块之间设有标准厚度的预制垫片。
所述的上模连接孔、压块连接孔和下模连接孔均为沉孔结构，所述上模连接螺钉、压块连接螺钉和下模连接螺钉为内六角圆柱头螺钉。
本发明还提供一种可调节参数板材胀形组合模具的胀形实验方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤1、将上模与下模分别连接在上模板与下模板上，在下模的胀形凹模放置腔内依次放置凹模垫块、垫片、胀形凹模，将上模板与下模板固定在液压机的模架上；
步骤2、通过均布设置压块连接螺钉将环形压块连接在上模的下端；
步骤3、将板材放置于下模的上端面，并且板材的中心点与下模上端面的中心点重合；
步骤4、启动液压机，并控制液压机的下行速度，使上模垂直向下缓慢进给，直到上模的下表面与下模的上表面之间的间隙达到预先设定的压边间隙值，液压机停止下行；
步骤5、启动液压机的补油装置，从上模的进油口开始进油；
步骤6、启动液压机的增压装置，建立板材成形的液压力，直至压力到达预先设定的压力值；
步骤7、完成上述步骤后，板材成形完毕，将液压机卸压；
步骤8、控制液压机使上模板、上模、压块退回，取出成形完毕的板材。
此外还可以继续如下实验，如果继续进行其他形状的板材胀形实验，即可更换步骤1中的胀形凹模，重复步骤1-8。
此外还可以继续如下实验，如果继续进行不同深度的板材胀形实验，即可变换步骤1中垫片的个数，重复步骤1-8。
此外还可以继续如下实验，如果继续进行不同进料阻力的板材胀形实验，即可去掉步骤2，重复步骤1、3-10。
本发明具有的优点和积极效果是：
(1)该可调节参数板材胀形组合模具采用液压机外部供液系统，能准确控制液压力，使其按照预先设置的压力变化。
(2)可以随时更换不同胀形凹模；本发明一般设置多种不同形式的胀形凹模，以镶块的形式嵌入下模，实际生产中，可根据需要加工不同形状的胀形凹模，制造简单、成本低，增加了模具的互换性，大大降低模具成本。
(3)可以随时拆卸压块、可以调节胀形凹模高度，增加了试验的灵活性和模具的互换性，降低了模具成本费用，并且可以快速对比不同参数的板材胀形实验结果。
(4)该模具安装拆卸简单，对液压机要求低，单动液压机即可实现，操作简单、成本低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明剖视图；
图3是上模结构示意图；
图4是环形压块结构示意图；
图5是下模板结构示意图；
图6至图10是五种不同形状的胀形凹模。
图中：1、上模板；1-1、上模连接孔；1-2、上模连接螺钉；2、上模；2-1、油腔；2-2、油路；3、环形压块；3-1、压块连接孔；3-2、压块连接螺钉；3-3、凸起；4a、胀形凹模；4b、胀形凹模；4c、胀形凹模；4d、胀形凹模；4e、胀形凹模；5、垫片；6、凹模垫块；7、下模；7-1、胀形凹模放置腔；8、下模板；8-1、下模连接孔；8-2、下模连接螺钉；9、凹模垫块；10、预制垫片；11、板材。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1至图5，一种可调节参数板材胀形组合模具，包括上模板1、上模2、压块3、胀形凹模4、垫片5、凹模垫块6、下模7、下模板8；上述的上模板为圆形结构，在上模板1上均布设有上模连接孔1-1，所述上模连接孔内穿装有上模连接螺钉1-2，所述上模连接螺钉的内端部螺纹连接上模；所述上模2为T型结构的旋转体，所述上模的下端面中心位置设有油腔2-1，所述上模上设有油路2-2，油路的一端与油腔连通，所述油路的另一端为进油口，并与外部供油系统相连；在上模2的下端套装有环形压块3；沿圆径向方向环形压块的外圆周均布设有压块连接孔3-1，所述压块连接孔内穿装压块连接螺钉3-2，所述压块连接螺钉的内端部螺装在上模2的侧壁，所述环形压块3的下端面设有凸起3-3；
所述下模板8为圆形结构，在下模板的均布设有下模连接孔8-1，所述下模连接孔内穿装有下模连接螺钉8-2，所述下模连接螺钉的内端部螺纹连接下模7；所述下模为环形结构，在下模的中心位置设有与胀形凹模形状匹配的胀形凹模放置腔7-1，胀形凹模放嵌入胀形凹模放置腔7-1内，本实施例中给出五种不同形状的胀形凹模4a、4b、4c、4d、4e，如图6至图10；所述下模的中心与上模的中心重合；所述下模的上表面对应环形压块下端面凸起位置设有与凸起形状大小相同的凹槽7-2。
为了满足高度需求，所述胀形凹模放置腔的底部嵌装有凹模垫块9，在胀形凹模放置腔内胀形凹模放置在凹模垫块的上表面。
为了满足高度调节的需求，所述胀形凹模和凹模垫块之间设有标准厚度的预制垫片10，本实施例一般制成厚度为5mm、10mm的预制垫片备用。
为了提高装配的紧凑性，所述的上模连接孔、压块连接孔和下模连接孔均为沉孔结构，所述上模连接螺钉、压块连接螺钉和下模连接螺钉为内六角圆柱头螺钉。
本发明还提供一种可调节参数板材胀形组合模具的胀形实验方法，该方法包括如下步骤：
步骤1、将上模2与下模7分别连接在上模板1与下模板8上，在下模的胀形凹模放置腔7-1内依次放置凹模垫块9、垫片10、胀形凹模4，将上模板与下模板固定在液压机的模架上；
步骤2、通过均布设置压块连接螺钉3-2将环形压块3连接在上模2的下端；
步骤3、将板材11放置于下模7的上端面，并且板材的中心点与下模7上端面的中心点重合；
步骤4、启动液压机，并控制液压机的下行速度，使上模2垂直向下缓慢进给，直到上模2的下表面与下模7的上表面之间的间隙达到预先设定的压边间隙值，液压机停止下行；
步骤5、启动液压机的补油装置，从上模的进油口开始进油；
步骤6、启动液压机的增压装置，建立板材成形的液压力，直至压力到达预先设定的压力值；
步骤7、完成上述步骤后，板材成形完毕，将液压机卸压；
步骤8、控制液压机使上模板、上模、压块退回，取出成形完毕的板材。
此外还可以继续如下实验，如果继续进行其他形状的板材胀形实验，即可更换步骤1中的胀形凹模，重复步骤1-8。
此外还可以继续如下实验，如果继续进行不同深度的板材胀形实验，即可变换步骤1中垫片的个数，重复步骤1-8。
此外还可以继续如下实验，如果继续进行不同进料阻力的板材胀形实验，即可去掉步骤2，重复步骤1、3-10。
本发明具有如下优点：(1)该可调节参数板材胀形组合模具采用液压机外部供液系统，能准确控制液压力，使其按照预先设置的压力变化。
(2)可以随时更换不同胀形凹模；本发明一般设置多种不同形式的胀形凹模，以镶块的形式嵌入下模，实际生产中，可根据需要加工不同形状的胀形凹模，制造简单、成本低，增加了模具的互换性，大大降低模具成本。
(3)可以随时拆卸压块、可以调节胀形凹模高度，增加了试验的灵活性和模具的互换性，降低了模具成本费用，并且可以快速对比不同参数的板材胀形实验结果。
(4)该模具安装拆卸简单，对液压机要求低，单动液压机即可实现，操作简单、成本低。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，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，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种可调节参数板材胀形组合模具，其特征在于：包括上模板、上模、压块、胀形凹模、垫片、凹模垫块、下模、下模板；上述的上模板为圆形结构，在上模板上均布设有上模连接孔，所述上模连接孔内穿装有上模连接螺钉，所述上模连接螺钉的内端部螺纹连接上模；所述上模为T型结构的旋转体，所述上模的下端面中心位置设有油腔，所述上模上设有油路，油路的一端与油腔连通，所述油路的另一端为进油口，并与外部供油系统相连；在上模的下端套装有环形压块；沿圆径向方向环形压块的外圆周均布设有压块连接孔，所述压块连接孔内穿装压块连接螺钉，所述压块连接螺钉的内端部螺装在上模的侧壁，所述环形压块的下端面设有凸起；
所述下模板为圆形结构，在下模板的均布设有下模连接孔，所述下模连接孔内穿装有下模连接螺钉，所述下模连接螺钉的内端部螺纹连接下模；所述下模为环形结构，在下模的中心位置设有与胀形凹模形状匹配的胀形凹模放置腔，所述下模的中心与上模的中心重合；所述下模的上表面对应环形压块下端面凸起位置设有与凸起形状大小相同的凹槽。
2.根据权利要求1所述的可调节参数板材胀形组合模具，其特征在于：所述胀形凹模放置腔的底部嵌装有凹模垫块，在胀形凹模放置腔内胀形凹模放置在凹模垫块的上表面。
3.根据权利要求2所述的可调节参数板材胀形组合模具，其特征在于：所述胀形凹模和凹模垫块之间设有标准厚度的预制垫片。
4.根据权利要求1所述的可调节参数板材胀形组合模具，其特征在于：所述的上模连接孔、压块连接孔和下模连接孔均为沉孔结构，所述上模连接螺钉、压块连接螺钉和下模连接螺钉为内六角圆柱头螺钉。
5.上述可调节参数板材胀形组合模具的胀形实验方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤1、将上模与下模分别连接在上模板与下模板上，在下模的胀形凹模放置腔内依次放置凹模垫块、垫片、胀形凹模，将上模板与下模板固定在液压机的模架上；
步骤2、通过均布设置压块连接螺钉将环形压块连接在上模的下端；
步骤3、将板材放置于下模的上端面，并且板材的中心点与下模上端面的中心点重合；
步骤4、启动液压机，并控制液压机的下行速度，使上模垂直向下缓慢进给，直到上模的下表面与下模的上表面之间的间隙达到预先设定的压边间隙值，液压机停止下行；
步骤5、启动液压机的补油装置，从上模的进油口开始进油；
步骤6、启动液压机的增压装置，建立板材成形的液压力，直至压力到达预先设定的压力值；
步骤7、完成上述步骤后，板材成形完毕，将液压机卸压；
步骤8、控制液压机使上模板、上模、压块退回，取出成形完毕的板材。
6.根据权利要求5所述的可调节参数板材胀形组合模具的胀形实验方法，其特征在于：如果继续进行其他形状的板材胀形实验，即可更换步骤1中的胀形凹模，重复步骤1-8。
7.根据权利要求5所述的可调节参数板材胀形组合模具的胀形实验方法，其特征在于：如果继续进行不同深度的板材胀形实验，即可变换步骤1中垫片的个数，重复步骤1-8。
8.根据权利要求5所述的可调节参数板材胀形组合模具的胀形实验方法，其特征在于：如果继续进行不同进料阻力的板材胀形实验，即可去掉步骤2，重复步骤1、3-10。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Yanfeng Inventor after: Sang Yuecheng Inventor before: Su Junming Inventor before: Wang Yanan Inventor before: Lang Lihui Inventor before: Sun Gang Inventor before: Shi Lijun Inventor before: Zhang Yanfeng Inventor before: Sang Yuecheng Inventor before: Wang Xinfang |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |