[发明专利]一种双层板材成对胀形成形的方法

说明书

技术领域

本发明涉及板材成形方法。

背景技术

双层板材的成对胀形是一种先进的板材零件成形方法，其原理示意图如图1所示，其 中1为上模具，2为下模具，3为上板材，4为下板材，5为介质通道。成形时，将两层板 材3和4叠在一起，在板材3和4的外圈压紧实现密封，然后通过介质通道5向两层板材 3和4的中间充入一定压力的介质(气体或液体)使板材发生胀形后贴合模具型腔而得到 所需零件。利用双层板材的成对胀形，可以一次成形两件形状、尺寸完全相同或不同的零 件，成形效率提高。此外，相比传统的板材胀形或拉深成形，双层板材胀形时只有上板上 表面和下板下表面与模具接触，两板之间的接触面在成形过程中相互之间无滑动，因此成 形后板材该侧的表面质量高。

但是，在双层板材成对胀形时，法兰区板材将受到一定压边力(上、下模具对板材的 压力)的作用，法兰区板材向模具型腔内流动时将受到一定的摩擦阻力。摩擦阻力的大小 主要由模具对板材的压边力、模具与板材间的摩擦系数以及模具与板材间的接触面积决 定。为保证双层板之间的可靠密封，需要施加足够的压边力。当压边力较大时，法兰区材 料将受到较大摩擦力的阻碍而不易向模具型腔流动，难以成形形状复杂、变形量大的零件。

发明内容

本发明是要解决现有的双层板材成对胀形时法兰区材料受到较大摩擦力，材料流动困 难的技术问题，而提供一种双层板材成对胀形成形的方法。

本发明的一种双层板材成对胀形成形的方法按以下步骤进行：

一、将双层板材成对胀形成形的上模具和下模具的法兰区外围加工后只保留内圈的上 凸台和下凸台，上凸台和下凸台的宽度为10mm～50mm；

二、将上板材和下板材叠在一起，放在上模具和下模具之间，并将介质通道置于上板 材和下板材之间；

三、将上模具和下模具合模后，对上板材和下板材施加10kN～2000kN的压边力使上 板材和下板材密封；

四、将5Mpa～200MPa的压力介质通过介质通道通入上板材和下板材之间使上板材和 下板材发生胀形变形，待成形结束后再将压力介质通过介质通道释放出来，得到胀形后的 零件。

本发明通过将上模具和下模具的法兰区外围加工后只保留内圈较窄的上凸台和下凸 台，如此设置，使模具与板材直接接触的区域面积大大减小，从而可减小法兰区的板材材 料向模具型腔流动的阻力。本发明的上模具和下模具只有内圈较小宽度的凸台需要相互配 合，其他部分无需配合，因此降低了模具加工精度要求；在模具法兰区的外围区域存在较 大的间隙，这为控制法兰区板材的受力或位移等提供了足够的空间。

本发明的双层板材成对胀形成形的方法可用于板材塑性加工领域。

附图说明

图1是现有的双层板材的成对胀形原理示意图；其中1为上模具，2为下模具，3为 上板材，4为下板材，5为介质通道，P表示压力介质；

图2是具体实施方式二的双层板材成对胀形成形的方法示意图，其中6为上模具，6-1 为上凸台，7为下模具，7-1为下凸台，8为上板材，9为下板材，10为介质通道，P表示 压力介质；

图3是具体实施方式三的双层板材成对胀形成形的方法示意图，其中6为上模具，6-1 为上凸台，7为下模具，7-1为下凸台，8为上板材，9为下板材，10为介质通道，11为 压紧块，P表示压力介质；

图4是具体实施方式四的双层板材成对胀形成形的方法示意图，其中6为上模具，6-1 为上凸台，7为下模具，7-1为下凸台，8为上板材，9为下板材，10为介质通道，11为 压紧块，12为密封圈，P表示压力介质；

图5是具体实施方式五的双层板材成对胀形成形的方法示意图，其中6为上模具，6-1 为上凸台，7为下模具，7-1为下凸台，8为上板材，9为下板材，10为介质通道，13为 压紧夹，F表示水平推力，P表示压力介质；

图6是具体实施方式六的双层板材成对胀形成形的方法示意图，其中6为上模具，6-1 为上凸台，7为下模具，7-1为下凸台，8为上板材，9为下板材，10为介质通道，12为 密封圈，13为压紧夹，F表示水平推力，P表示压力介质；