CN114985552A - 一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置及方法 - Google Patents
一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114985552A CN114985552A CN202210606864.2A CN202210606864A CN114985552A CN 114985552 A CN114985552 A CN 114985552A CN 202210606864 A CN202210606864 A CN 202210606864A CN 114985552 A CN114985552 A CN 114985552A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- loading
- punches
- punch
- die
- thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 54
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 12
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 claims description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 4
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 4
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
- B21D37/10—Die sets; Pillar guides
- B21D37/12—Particular guiding equipment, e.g. pliers; Special arrangements for interconnection or cooperation of dies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
- B21D43/003—Positioning devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
本发明公开了一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置及方法，成形装置包括上模、下模和冲头导向装置，上模包括上模板、固定装置、控制装置及若干个冲头，下模包括凹模、下模板及若干个加热孔，控制装置能够控制若干个冲头对金属坯料独立地进行垂直向加载运动，采用若干个可独立加载行程的冲头对金属坯料交替式地小变形量加载的方法，可以实现对变形区域的金属流动行为的精确调控，还可根据实际构件成形的几何形状需求灵活调整调用的冲头、每道次加载量和加载速率、总变形量等工艺参数。
Description
技术领域
本申请涉及热加工技术领域，特别涉及一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置及方法。
背景技术
随着航空航天装备向轻量化、精密化、高性能的方向发展，各种复杂形状构件的应用越来越广泛。采用T型、H型、V型、L型以及纵横交错筋条的薄腹高筋结构(网格加强筋)是实现关键承力构件轻量化的有效途径。
这种薄腹高筋类关键承力结构件在航空航天装备中获得了大量应用，其对成形质量和力学性能要求极高。然而，目前的制造方法难以满足薄腹高筋类构件形性一体化制造的需求。切削加工是制造薄腹高筋构件的主要方法。然而，切削加工导致的残余应力极易导致弱刚性的薄腹高筋结构发生变形，难以满足制造精度需求，且存在加工效率低、材料利用率低等问题；为了解决这一问题，国内外航天航空零件制造厂商对带高筋薄腹构件的制造技术非常重视。为满足服役性能要求，目前，高性能带高筋薄腹构件需采用整体锻造成形，然而，其锻造成形面临难以克服的三大难题：一是由于具有薄壁高筋特征和纵横交错的内筋结构，采用整体加载技术成形薄腹高筋类构件时高筋部位充填阻力大，难以实现精确成形；二是终锻后期大量的金属会由中心向外部流动，金属变形流动方向、流动距离及流动量难以控制，金属的长距离和无序流动会造成筋部充不满、折叠等严重锻造缺陷，特别是在筋部的根部易产生流线紊乱、涡流和流线切断等缺陷，进而导致构件难以实现形性协同控制；三是装置灵活性差，带高筋薄腹构件通常具有较大尺寸和投影面积，其整体锻造成形工艺所需装置用材多、加工量大，导致构件生产成本极高。
因此，亟需一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置及方法，以解决现有技术中所存在的上述问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置及方法，以解决现有技术存在的薄腹高筋类构件难以精确成形，金属变形流动方向距离及流动量难以控制，长距离和无序流动造成的锻造缺陷，装置灵活性差等难题。
本申请的实施例可以通过以下技术方案实现：
一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置，包括上模、下模和冲头导向装置，所述上模、下模和冲头导向装置可装配为呈闭合状的模具；
所述上模包括上模板、固定装置、控制装置及若干个冲头，
所述下模包括凹模、下模板及若干个加热孔；
所述控制装置为能够独立控制若干个所述冲头加载运动的控制装置，使得每个所述冲头可以独立地进行垂直加载运动，所述冲头的一端为导向部分，所述冲头的导向部分与所述固定装置连接，所述固定装置用于固定所述冲头在垂直加载运动时不偏离运动方向。
进一步，所述冲头导向装置预设有若干个通道，用于供若干个所述冲头垂直加载运动。
进一步，所述凹模为具有一定形状的模具型腔，所述凹模的几何形状与预成形构件的几何形状、尺寸相吻合。
进一步，若干个所述加热孔设置于所述凹模上，所述加热孔为能够装配加热装置的孔。
一种应用前述带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置的成形方法，包括以下步骤：
步骤一：计算并加工所需的金属坯料，
加工出用于成形带高筋薄腹构件所需的金属坯料，要求金属坯料体积与最终成形构件体积匹配；其尺寸的设计要求满足该坯料在加载成形结束后能够充满型腔并且尽可能不产生飞边；
步骤二：加热模具并保温，
用多组加热棒将冲头和下模共同加热至某一温度T(适合所成形金属构件所需的模具温度区间要求)并保温；在此过程中，当模具整体加热至120℃～180℃范围内时，将脱模剂均匀喷涂在模具各个部分的工作面表面；
步骤三：加热金属坯料并保温，
将步骤一中所得的金属坯料进行预热并保温，随后将预热后的金属坯料转移至下模内；
步骤四：将若干个冲头进行分组并设计各组冲头的加载路径，并完成第一道次内所有所需冲头的加载动作，
根据成形带高筋薄腹构件的几何形状将所有离散式冲头进行分组，根据高筋薄腹结构的高度/厚度比值为n设计各组冲头的加载路径(即每道次的加载量hi)和总加载量hf；使第一组冲头加载，加载量为h1，随后使第一组冲头保持该行程并停止加载，即第一组冲头与金属坯料已变形区域部分保持相对位置关系，使第二组冲头加载，加载量同为h1，在此过程中第一组冲头不施加载荷，可随第二组冲头加载导致的金属材料变形而自由上下浮动；以此类推，在一道次加载中已完成加载动作的冲头不施加载荷，可随后加载的冲头运动而自由上下浮动，直至完成一道次内所有所需冲头的加载动作；
步骤五：根据步骤四的方法再次进行第二梯次加载，完成第二至所有道次所有所需冲头的加载动作，成形出具有高度/厚度比值为n的高筋结构，
根据步骤五所述方法开展第二梯次加载，加载量为h2，完成第二梯次加载；以此类推，直至完成所有道次的加载，每组冲头的总加载量达到步骤五中所设计的总加载量hf，直至加载量
成形出具有高度/厚度比值为n的高筋结构；
步骤六：冷却并得到最终的带高筋薄腹构件，
打开上模及下模，取出步骤五的成形的高筋结构并根据最终的组织性能实际需求采取相应的冷却方式，最终得到带高筋薄腹构件。
进一步，所述一种带高筋薄腹构件的梯次离散加载成形方法适用于包括铝合金、钛合金的金属材料，以及铝合金、钛合金为基体的金属基复合材料。
本申请的实施例提供的一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置及方法至少具有以下有益效果：
本申请采用能够独立控制垂直加载行程的若干个冲头对金属材料进行加载的方法，每工步加压的冲头个数和加载区域可根据实际工艺需求进行调整，依靠多组独立冲头交替式的小变形量加载，根据工艺路径设计多次交替变化加载区域并进行加载，直至各个独立加载区域的累积加载量达到预期目标，达到成形出满足高筋的高度/厚度比值需求，实现对变形区域的金属流动行为的精确调控，极大降低成形载荷，有效地规避了金属的长距离和无序流动会造成筋部充不满、折叠等严重锻造缺陷，特别是在筋部的根部易产生流线紊乱、涡流和流线切断等缺陷，具有可以对变形区域的金属流动行为进行精确调控，进而有助于实现带高筋薄腹构件复杂形性协同制造的优势。
本申请可根据实际构件成形的几何形状的需求来灵活调整冲头、总变形量、每道次加载量及加载速率等工艺参数，具有装置灵活性高、加载路径调节灵活、一模多用、节约成本等优势。
附图说明
图1为本申请一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置的结构示意图；
图2为本申请成形装置进行梯次离散柔性加载的原理示意图；
图3为本申请通过高筋薄腹构件结构阐明梯次离散加载路径变化原理的示意图。
图中标号
1-上模板；2-固定装置；3-控制装置；4-冲头；5-冲头导向装置；6-凹模；7-下模板；8-加热孔。
具体实施方式
以下，基于优选的实施方式并参照附图对本申请进行进一步说明。
此外，为了方便理解，放大(厚)或者缩小(薄)了图纸上的各种构件，但这种做法不是为了限制本申请的保护范围。
单数形式的词汇也包括复数含义，反之亦然。
在本申请实施例中的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是本申请实施例的产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，本申请的描述中，为了区分不同的单元，本说明书上用了第一、第二等词汇，但这些不会受到制造的顺序限制，也不能理解为指示或暗示相对重要性，其在本申请的详细说明与权利要求书上，其名称可能会不同。
本说明书中词汇是为了说明本申请的实施例而使用的，但不是试图要限制本申请。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，可以具体理解上述术语在本申请中的具体含义。
一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置，包括上模、下模和冲头导向装置5，所述上模包括上模板1、固定装置2、控制装置3及若干个冲头4，所述下模包括凹模6、下模板7及若干个加热孔8。
所述控制装置3为控制若干个所述冲头4加载运动的控制装置，所述控制装置3具有能够实现独立控制每个冲头加载行程的功能，使得若干个所述冲头4可以独立地进行垂直加载运动。
所述冲头4用于对金属坯料施加压力，所述冲头4的一端为导向部分，所述冲头4的导向部分与所述固定装置2连接，所述固定装置2用于固定所述冲头4在垂直加载运动时不偏离运动方向。
本实施例中，所述冲头4的导向部分通过U型槽、燕尾槽等结构与所述固定装置2组合，用于尽可能地避免所述冲头4在加载运动过程中偏离加载方向。
所述固定装置2、所述冲头4均采用耐高温的模具钢制造，使得将所述上模、所述下模闭合进行加热时，所述冲头4和所述下模可以同时加热至成形时所需温度，同时，所述固定装置2、所述冲头4不会因高温而变形。
所述冲头4的导向部分可以采用耐高温润滑脂或润滑油进行润滑。
所述冲头导向装置5预设有若干个通道，用于供若干个所述冲头4垂直加载运动。
所述凹模6为具有一定形状的模具型腔，所述凹模6的几何形状与预成形构件的几何形状、尺寸相吻合。
若干个所述加热孔8设置于所述凹模6上，所述加热孔8为能够装配加热装置的孔。
请参考图2至图3，一种带高筋薄腹构件的梯次离散加载成形方法及工作原理如下：
本申请一种带高筋薄腹构件的梯次离散加载成形方法，采用上述的一种带高筋薄腹构件的梯次离散加载成形装置对金属材料进行加载成形，若干个能够独立控制垂直加载行程的所述冲头4对金属坯料进行加载，每工步加压的所述冲头4的数量、加载区域可根据实际工艺需求进行调整，依靠多组独立的所述冲头4交替式的小变形量加载，通过多次交替变化加载区域并累积变形量，直至各个独立区域加载量平衡，且达到成形出满足高筋的高度/厚度比值需求，实现对变形区域的金属流动行为的精确调控，同时降低成形所需的最大载荷。
所述一种带高筋薄腹构件的梯次离散加载成形方法，包括以下步骤：
步骤一：计算并加工所需的金属坯料，
加工出用于成形带高筋薄腹构件所需的金属坯料，要求金属坯料体积与最终成形构件体积匹配；其尺寸的设计要求满足该坯料在加载成形结束后能够充满型腔并且尽可能不产生飞边；
步骤二：加热模具并保温，
用多组加热棒将冲头4和下模共同加热至某一温度T(适合所成形金属构件所需的模具温度区间要求)并保温；在此过程中，当模具整体加热至120℃～180℃范围内时，将脱模剂均匀喷涂在模具各个部分的工作面表面；
步骤三：加热金属坯料并保温，
将步骤一中所得的金属坯料进行预热并保温，随后将预热后的金属坯料转移至下模内；
其预期和保温的温度根据材料实际情况来选择适合塑性变形的温度区间。
步骤四：将若干个冲头进行分组并设计各组冲头的加载路径，并完成第一道次内所有所需冲头的加载动作，
根据成形带高筋薄腹构件的几何形状将所有离散式冲头4进行分组，根据高筋薄腹结构的高度/厚度比值为n设计各组冲头的加载路径(即每道次的加载量hi)和总加载量hf；使第一组冲头加载，加载量为h1，随后使第一组冲头保持该行程并停止加载，即使第一组冲头与金属坯料已变形区域部分保持相对位置关系，使第二组冲头加载，加载量同为h1，在此过程中第一组冲头不施加载荷，可随第二组冲头加载导致的金属材料变形而自由上下浮动；以此类推，在一道次加载中已完成加载动作的冲头不施加载荷，可随后加载的冲头运动而自由上下浮动，直至完成一道次内所有所需冲头的加载动作；
步骤五：根据步骤四的方法再次进行第二梯次加载，完成第二至所有道次所有所需冲头的加载动作，成形出具有高度/厚度比值为n的高筋结构，
根据步骤五所述方法开展第二梯次加载，加载量为h2，完成第二梯次加载；以此类推，直至完成所有道次的加载，每组冲头的总加载量达到步骤五中所设计的总加载量hf，直至加载量
成形出具有高度/厚度比值为n的高筋结构；
步骤六：冷却并得到最终的带高筋薄腹构件，
打开上模及下模，取出步骤五的成形的高筋结构并根据最终的组织性能实际需求采取相应的冷却方式，最终得到带高筋薄腹构件。
本方法可成形的材料包括各种铝合金、钛合金的金属材料，以及以上所述类型金属为基体的金属基复合材料。
实施例1
以下，以成形单独的高度/厚度比值为n的交叉十字网格高筋为例，对上述一种带高筋薄腹构件的梯次离散加载成形方法的步骤五进行详细说明：
设成形所需筋周围区域的加载总量为hf，采用四个独立控制行程的冲头4(按其象限分布编号为第一冲头41、第二冲头42、第三冲头43、第四冲头44)对十字筋周边区域进行离散式加载。
首先，所述第一冲头41、所述第三冲头43垂直向下加载，加载量为h1(h1<<hf)；
其次，第二冲头42、第四冲头44加载，加载量为h1，此时，保持第一冲头41、第三冲头43浮动状态并停止加载，即第一冲头41、第三冲头43与金属坯料已变形区域部分保持相对位置关系，使在此过程中所述第一冲头41、所述第三冲头43不施加载荷，可随第二冲头42、第四冲头44加载而自由上下浮动；
再次，所述第一冲头41、所述第三冲头43再次进行加载，加载量为h2，采用相同方法，使第二冲头42、第四冲头44保持该行程并停止加载；
以此循环往复，直至加载量
成形出高度/厚度比值为n的交叉十字网格高筋。
图2为本申请成形装置进行梯次离散柔性加载的原理示意图，将所述上模、所述下模和所述冲头导向装置5进行安装并保持固定，若干个所述冲头4在所述导向装置5中进行导向，所述冲头4可沿垂直方向进行加载运动，每个冲头的加载行程由所述控制装置3独立控制。
本实施例中，将若干个所述冲头4分别列为第一冲头41、第二冲头42、第三冲头43、第四冲头44……进行阐述，但此种方式的阐述并不是为了限制本申请成形装置中所述冲头4的数量及设置形式。
如图2所示，以第一冲头41、第二冲头42为例阐述梯次离散柔性加载的原理：
首先，由所述第一冲头41率先对金属坯料进行加载，所述第一冲头41加载量为h1，对应所述第一冲头41加载区域的金属坯料因被挤压变形而发生反挤压流动；
随后，保持所述第一冲头41浮动，所述第二冲头42进行加载，所述第二冲头42加载量为h2，所述第一冲头41、所述第二冲头42此两次加载的金属坯料变形区存在重叠区域，所述第二冲头42加载区域对应的金属坯料因挤压变形而发生反挤压流动，使得部分金属坯料流动至到所述第一冲头41对应区域的金属坯料处，由于所述第一冲头41处于浮动状态，使得所述第一冲头41对应区域的金属坯料在流动变形作用下可以将所述第一冲头41沿垂直方向发生小范围抬升；
随后，所述第一冲头41、所述第二冲头42多次交替循环加载，每一个加载循环记为一个道次，共加载i道次，直至变形区金属坯料总加载量达到hf，即
因若干个所述冲头4每次加载过程中变形区的金属坯料流动方向不同，采用保持所述第一冲头41浮动，所述第二冲头42独立加载的此种加载方式，可以严格限制金属坯料因每次加载而产生的变形量，从而可以确保在若干个所述冲头4交替加载后，变形区金属坯料不会因流动方向改变而发生折叠等缺陷。
图2通过带高筋薄腹构件结构阐明梯次离散加载路径变化原理，以某十字高筋构件为例，将该构件向邻近的周围四块区域定义为区域1、区域2、区域3、区域4，成形此区域可根据成形设备吨位、高筋结构特点等因素任意定义加载路径，例如：首先，先对金属板料区域1、区域4进行加载，再对区域2、区域3加载，随后往复交替加载i道次；其次，依次对区域1、区域2、区域3、区域4加载，随后往复交替加载i道次等。
具体加载路径可实际根据预成形构件的结构、加载的高筋数量、高筋结构相对位置关系等因素，优化设计加载区域的加载路径。
在一些实施例中，当成形具有相似结构的高筋时，也可通过平移金属板料来实现加载区域的变化，以实现所述冲头4对金属坯料柔性加载成形，具体加载路径在此不做进一步限定。
以上对本申请的具体实施方式作了详细介绍，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也属于本申请权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置，其特征在于：
包括上模、下模和冲头导向装置，所述上模、下模和冲头导向装置可装配为呈闭合状的模具；
所述上模包括上模板、固定装置、控制装置及若干个冲头，
所述下模包括凹模、下模板及若干个加热孔；
所述控制装置为能够独立控制若干个所述冲头加载运动的控制装置，使得每个所述冲头可以独立地进行垂直加载运动，所述冲头的一端为导向部分，所述冲头的导向部分与所述固定装置连接，所述固定装置用于固定所述冲头在垂直加载运动时不偏离运动方向。
2.根据权利要求1所述的一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置，其特征在于：
所述冲头导向装置预设有若干个通道，用于供若干个所述冲头垂直加载运动。
3.根据权利要求1所述的一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置，其特征在于：
所述凹模为具有一定形状的模具型腔，所述凹模的几何形状与预成形构件的几何形状、尺寸相吻合。
4.根据权利要求1所述的一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置，其特征在于：
若干个所述加热孔设置于所述凹模上，所述加热孔为能够装配加热装置的孔。
5.一种应用权利要求1～4所述的一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置的成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：计算并加工所需的金属坯料，
加工出用于成形带高筋薄腹构件所需的金属坯料，要求金属坯料体积与最终成形构件体积匹配；其尺寸的设计要求满足该坯料在加载成形结束后能够充满型腔并且尽可能不产生飞边；
步骤二：加热模具并保温，
用多组加热棒将冲头和下模共同加热至某一温度T(适合所成形金属构件所需的模具温度区间要求)并保温；在此过程中，当模具整体加热至120℃～180℃范围内时，将脱模剂均匀喷涂在模具各个部分的工作面表面；
步骤三：加热金属坯料并保温，
将步骤一中所得的金属坯料进行预热并保温，随后将预热后的金属坯料转移至下模内；
步骤四：将若干个冲头进行分组并设计各组冲头的加载路径，并完成第一道次内所有所需冲头的加载动作，
根据成形带高筋薄腹构件的几何形状将所有离散式冲头进行分组，根据高筋薄腹结构的高度/厚度比值为n设计各组冲头的加载路径(即每道次的加载量hi)和总加载量hf；使第一组冲头加载，加载量为h1，随后使第一组冲头保持该行程并停止加载，即第一组冲头与金属坯料已变形区域部分保持相对位置关系，使第二组冲头加载，加载量同为h1，在此过程中第一组冲头不施加载荷，可随第二组冲头加载导致的金属材料变形而自由上下浮动；以此类推，在一道次加载中已完成加载动作的冲头不施加载荷，可随后加载的冲头运动而自由上下浮动，直至完成一道次内所有所需冲头的加载动作；
步骤五：根据步骤四的方法再次进行第二梯次加载，完成第二至所有道次所有所需冲头的加载动作，成形出具有高度/厚度比值为n的高筋结构，
根据步骤五所述方法开展第二梯次加载，加载量为h2，完成第二梯次加载；以此类推，直至完成所有道次的加载，每组冲头的总加载量达到步骤五中所设计的总加载量hf，直至加载量
成形出具有高度/厚度比值为n的高筋结构；
步骤六：冷却并得到最终的带高筋薄腹构件，
打开上模及下模，取出步骤五的成形的高筋结构并根据最终的组织性能实际需求采取相应的冷却方式，最终得到带高筋薄腹构件。
6.根据权利要求5所述一种带高筋薄腹构件的梯次离散加载的成形方法，其特征在于：
所述一种带高筋薄腹构件的梯次离散加载成形方法适用于包括铝合金、钛合金的金属材料，以及铝合金、钛合金为基体的金属基复合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210606864.2A CN114985552A (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210606864.2A CN114985552A (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114985552A true CN114985552A (zh) | 2022-09-02 |
Family
ID=83031497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210606864.2A Pending CN114985552A (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114985552A (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN88100177A (zh) * | 1988-01-20 | 1988-07-13 | 洛阳工学院 | 标准件模具的超塑成形技术 |
| US6581428B1 (en) * | 2002-01-24 | 2003-06-24 | Ford Motor Company | Method and apparatus for superplastic forming |
| CN101284343A (zh) * | 2008-06-05 | 2008-10-15 | 中国船舶重工集团公司第十二研究所 | 一种异形曲面定子精密复合塑性成形方法及模具 |
| CN105397010A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-03-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种稀土镁合金薄腹支叉等温模锻成形模具及方法 |
| CN105728634A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-06 | 河南锦源精密机械制造有限公司 | 预应力多孔锚具一次锻造成形新工艺及设备 |
| CN106624666A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-05-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有薄壁超高加强筋的整体壁板的制造方法 |
| CN111872300A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-11-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种超长网格高筋壁板复杂构件的渐进加载精密成形模具装置及工艺方法 |
| CN112916783A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种带有局部孔增厚特征的板锻造成形模具装置及工艺方法 |
| CN112916782A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种带有局部突变特征的超长薄腹板高筋复杂构件的局部渐进加载精密成形模具及方法 |
-
2022
- 2022-05-31 CN CN202210606864.2A patent/CN114985552A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN88100177A (zh) * | 1988-01-20 | 1988-07-13 | 洛阳工学院 | 标准件模具的超塑成形技术 |
| US6581428B1 (en) * | 2002-01-24 | 2003-06-24 | Ford Motor Company | Method and apparatus for superplastic forming |
| CN101284343A (zh) * | 2008-06-05 | 2008-10-15 | 中国船舶重工集团公司第十二研究所 | 一种异形曲面定子精密复合塑性成形方法及模具 |
| CN105397010A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-03-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种稀土镁合金薄腹支叉等温模锻成形模具及方法 |
| CN105728634A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-06 | 河南锦源精密机械制造有限公司 | 预应力多孔锚具一次锻造成形新工艺及设备 |
| CN106624666A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-05-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有薄壁超高加强筋的整体壁板的制造方法 |
| CN111872300A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-11-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种超长网格高筋壁板复杂构件的渐进加载精密成形模具装置及工艺方法 |
| CN112916783A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种带有局部孔增厚特征的板锻造成形模具装置及工艺方法 |
| CN112916782A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种带有局部突变特征的超长薄腹板高筋复杂构件的局部渐进加载精密成形模具及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3265739B1 (de) | 3d-gedrucktes heizflächenelement für einen plattenwärmeübertrager | |
| US8601850B2 (en) | Incremental forging | |
| CN103128211A (zh) | 一种闭塞内挤压成形装置及成形工艺 | |
| CN113523104B (zh) | 一种提高深凹底型件贴模精度的刚柔复合成形装置及方法 | |
| CN203292405U (zh) | 一种闭塞内挤压成形装置 | |
| CN103846331B (zh) | 大型薄壁复杂特征板材双向加压充液成形方法 | |
| SE439887B (sv) | Sett och anordning for utformning av en integral flens i en plastiskt deformerbar metallplat | |
| CN109622845A (zh) | 一种鼓式转向节预锻件闭式近净成形工艺及模具 | |
| CN114985552A (zh) | 一种带高筋薄腹构件的梯次离散柔性加载成形装置及方法 | |
| CN201220252Y (zh) | 一种复杂形状工件的压延成型模具 | |
| CN112517657B (zh) | 外纵筋筒形件双向差速挤压成形方法 | |
| CN109127851A (zh) | 一种基于液压的铝合金薄板零件的成形方法 | |
| DE102012000694A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für eine Brennkraftmaschine und Kolben | |
| CN202571011U (zh) | 一种用于成形三通件的模具 | |
| CN105149391B (zh) | 一种钛合金波纹加强筒形零件成形装置及成形方法 | |
| CN114472571A (zh) | 一种变截面板材条带式可动芯模挤压成形装置及方法 | |
| CN105921662A (zh) | 一种双工位正向精整模具及精整工艺 | |
| CN110000266A (zh) | 一种多通道液压成型模具 | |
| CN112517658B (zh) | 外纵筋筒形件双向差速挤压成形模具 | |
| CN114453521A (zh) | 飞机蒙皮现场冲压成型机 | |
| CN105945120A (zh) | 一种轴对称零件充液拉深工艺设计方法 | |
| CN114029441A (zh) | 一种大高径比不等厚金属件板锻造成形模具及方法 | |
| CN108188325B (zh) | 一种薄壁制件冷镦成形防折叠模具 | |
| CN103240294B (zh) | 一种金属塑性挤压成形主机 | |
| Matsushita | Improvement of equipment for close-tolerance forging and extrusion in Japan |
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 |