CN112058991B

CN112058991B - 一种半球形精细加压橡皮成形装置

Info

Publication number: CN112058991B
Application number: CN202011020896.1A
Authority: CN
Inventors: 李金声; 张好府; 江安; 程祎强
Original assignee: China Helicopter Research and Development Institute
Current assignee: China Helicopter Research and Development Institute
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2022-07-15
Anticipated expiration: 2040-09-25
Also published as: CN112058991A

Abstract

本发明属于模具成型技术领域，公开了一种半球形精细加压橡皮成形装置。通过优化模具设计，把橡皮容框设计成半球形。与分块式矩形橡皮容框局部加压方法不同，本发明可按照具体零件加压成形目的，于半球形容框上任一位置、角度设计精细加压滑动块，在半球形装置整体加压后，小液压机通过滑动块对零件局部进行二次精细加压，以期改良橡皮成形回弹、起皱等问题，提高钣金零件的成形质量。并可在滑动块与半球形容框之间设置行程及压力传感器，记录零件成型最佳参数，以便批量成形，达到智能制造的目的。

Description

一种半球形精细加压橡皮成形装置

技术领域

本发明属于模具成型技术领域，特别涉及一种半球形精细加压橡皮成形装置。

背景技术

与常规的冲压相比,橡皮成形具有以下优点：1）可制造出形状更加复杂的零件；2）减少或简化模具,模具整修简单，大大降低了模具费用；3）减少了成形工序,缩短了准备周期,可以实现快速响应，很适用于试生产和单件-小批量生产；4）不会使工件划伤；5）绿色化生产：污染少、能耗低、噪声低。

但橡皮成形发展至今亦存在着许多不足：1）贴模性差,手工校形工作量大，变形程度较大时,板料容易失稳起皱或过薄破裂；2）机床工作台面积和压力机行程要求大、单位压力要求高；3）智能化普及程度低，生产率不如传统弯边法；4）试错法占有较大比重。

在研究克服橡皮成形劣势的过程中，涌现出了各种先进的半模成形工艺，如充液冷态半模成形、超塑胀形、爆炸成形、热半模成形等，这些工艺在改进橡皮成形某些缺点的同时，也存在着其自身所固有的不足，目前都难以较大规模地应用。橡皮成形仍然是应用最广的半模成形。因此，从橡皮成形本身出发，保留其优点的同时较大程度改善其不足，是当下研究的一个重要课题，必将发挥重大作用。

无论是传统的橡皮垫成形还是橡皮囊成形，板料回弹、起皱、破裂等问题都没能得到很好解决，这也是塑性成形行业最需要解决的三大难题,历经了加大液压机吨位、改良橡皮介质、加测压块、数值模拟+实验验证等研究过程。根据目前的研究，改进机床模具的设计与改善橡皮性能是解决橡皮成形劣势的两个基本方式。

发明内容

本专利要解决的技术问题：设计提供一种半球形精细加压橡皮成形装置。

本发明技术方案：

一种半球形精细加压橡皮成形装置，包括：凸模、钣金件、液压机、半球形橡皮容框、精细加压滑动块和橡胶介质；

所述凸模设置在外部承力平台上，所述凸模作为提供零件实际形状的模具；所述凸模还用于承载和定位钣金件；

所述半球形橡皮容框为开有多个通孔的半球形；

所述橡胶介质为半球形，所述橡胶介质安装在半球形橡皮容框内；

所述精细加压滑动块设置在半球形橡皮容框的通孔内；

所述液压机包括：主液压机和多台辅液压机；所述主液压机设置在半球形橡皮容框正中央，所述主液压机用于给半球形橡皮容框加压推动橡胶介质整体向下运动使得橡胶介质包裹钣金件成型；

所述多台辅液压机分别设置在半球形橡皮容框的多个通孔上方，所述多台辅液压机用于给精细加压滑动块加压推动橡胶介质局部运动对钣金件精细成型。

进一步，所述精细加压滑动块数量与半球形橡皮容框上的通孔数量相同。

进一步，所述半球形橡皮容框上的通孔直径不超过半球形橡皮容框半径的1/3，以避免多个精细加压滑动块之间互相干涉；通孔直径不小于半球形橡皮容框半径的1/10，以保证结构强度。

进一步，通孔方向面向半球形橡皮容框球心。

进一步，精细加压滑动块为圆柱状，精细加压滑动块与半球形橡皮容框上的通孔为间隙配合。

进一步，所述装置还包括:压力传感器，所述压力传感器设置在精细加压滑动块与半球形橡皮容框之间；所述传感器用于检测精细加压滑动块的压力及行程。

进一步，半球形橡皮容框具有至少八个方向的通孔，以保证对钣金件各个方向均可进行加压。

有益效果：

1）通过对橡皮容框进行半球形设计，和精细加压滑动块位置、方向的预先任意设计，改进了传统的橡皮成形方法与装置，可实现橡皮成形从整体加压到局部加压，再到对点加压的精细化改良；

2）局部、分点加压的方式解决了传统橡皮成形机床工作台面积和压力机行程要求大、单位压力要求高的问题；

3）滑动块精细加压改善了传统橡皮成形贴模性差,手工校形工作量大，变形程度较大时板料容易失稳起皱或过薄破裂的问题；

4）数字建模及有限元模拟对钣金件成形进行预先分析，在滑动块与半球形容框之间可设置行程及压力传感器，记录零件成型最佳参数，解决了传统橡皮成形智能化普及程度低、试错法占有较大比重的问题；

5）整体、局部、对点加压方式的组合应用，保留了橡皮成形优点的同时又较大程度改善其不足，极大程度地改良钣金成形回弹、起皱问题，制造出形状更加复杂的航空钣金零件。

附图说明

图1为半球形精细加压橡皮成形装置示意图；

图中，1为凸模、2为钣金件、3为传感器、4为液压机、5为半球形橡皮容框、6为精细加压滑动块、7为橡皮介质、8主液压机、9辅液压机。

具体实施方式

一种半球形精细加压橡皮成形装置，如图1所示，包括：凸模1、钣金件2、传感器3、液压机4、半球形橡皮容框5、精细加压滑动块6、橡皮介质7。

装置位置关系与使用方法：

1) 凸模1作为给零件提供实际形状的模具，为钣金件2的承载部件和定位部件，一起放置于外部承力平台上，接受液压机4通过加压半模的加压；

2) 加压半模由半球形橡皮容框5、精细加压滑动块6、橡皮介质7组成，橡皮介质7作为传力介质放置在半球形橡皮容框5中，精细加压滑动块6设计在半球形橡皮容框5上，穿透半球形橡皮容框5直达橡皮介质7，与半球形橡皮容框5组成滑动副；

3)液压机4有多台，半球形橡皮容框5的液压机给加压半模加压，加压半模往下运动使橡皮介质7包裹钣金件成形；精细加压滑动块6的液压机给精细加压滑动块6加压，使橡皮介质7局部流动加压，让钣金件精细成形；

4)传感器3设置在精细加压滑动块6与半球形橡皮容框5之间，记录精细加压滑动块6行程及压力，记录零件成型最佳参数。

5）还包括：主液压机8和多台辅液压机9；所述主液压机设置在半球形橡皮容框正中央，所述主液压机用于给半球形橡皮容框加压推动橡胶介质整体向下运动使得橡胶介质包裹钣金件成型。

本发明关键点

1)本发明的结构及应力方式符合逻辑，通过数字建模及有限元模拟对钣金件成形进行预先分析，可确定精细加压滑动块在半球形橡皮容框上的具体位置和方向；

2)与分块式矩形橡皮容框局部加压方法不同，半球形橡皮容框可预先任意设计精细加压滑动块的位置和方向，不仅可以实现X、Y、Z三向的加压，还可以实现倾斜任意方向的组合加压；

3)本发明旨在设计一种精确智能加压方法与装置，橡皮介质可接受任一方向、任一面积的加压应力，精细加压滑动块能够预先自由设计，本发明可实现橡皮成形从整体加压到局部加压，再到对点加压的精细化改进。

Claims

1.一种半球形精细加压橡皮成形装置，其特征在于：所述装置包括：压力传感器、凸模、钣金件、液压机、半球形橡皮容框、精细加压滑动块和橡胶介质；

所述半球形橡皮容框为开有多个通孔的半球形；

所述精细加压滑动块设置在半球形橡皮容框的通孔内组成滑动副；所述压力传感器设置在精细加压滑动块与半球形橡皮容框之间；所述传感器用于检测精细加压滑动块的压力及行程；

2.根据权利要求1所述的一种半球形精细加压橡皮成形装置，其特征在于：所述精细加压滑动块数量与半球形橡皮容框上的通孔数量相同。

3.根据权利要求2所述的一种半球形精细加压橡皮成形装置，其特征在于：所述通孔直径不超过半球形橡皮容框半径的1/3。

4.根据权利要求3所述的一种半球形精细加压橡皮成形装置，其特征在于：半球形橡皮容框上的通孔直径不小于半球形橡皮容框半径的1/10。

5.根据权利要求4所述的一种半球形精细加压橡皮成形装置，其特征在于：精细加压滑动块为圆柱状，精细加压滑动块与半球形橡皮容框上的通孔为间隙配合。

6.根据权利要求5所述的一种半球形精细加压橡皮成形装置，其特征在于：通孔方向面向半球形橡皮容框球心。