[发明专利]多点无模液压胀形工艺及多点无模液压胀形设备

说明书

技术领域：

本发明涉及金属成形技术领域，具体涉及一种多点无模液压胀形工艺及多点无模液压胀形设备。

背景技术：

随着社会的发展，复杂的双曲金属板材在飞机、船舶、高速机车、汽车乃至建筑等诸多行业中，得到越来越多的运用。人们不但要求成形的双曲面形状各异，又要求其成形精度高、生产效率高、表面质量好、材料厚度均匀。这就对金属板材成形工艺提出了极大的挑战。

在传统板料成形方法中，手工成形方法由于生产效率低、加工精度低、不适合大批量生产，在板料成形中占据不了主导地位。模具成形方法生产效率高、加工件的精度高、适合大批量生产，多年来一直占据着主导地位。但缺点是模具设计制造周期长，维护费用高，往往成形一个零件需要多个模具，造成新产品开发周期长，成本高，而且缺乏柔性，产品稍作改变后模具需要重新设计更换。

因此，一些新形的板料成形技术应运而生，如：喷丸成形、激光成形、水射流无模成形技术、数字化渐进成形、无模多点成形等。，然而这几种新形的板料成形技术也存在着一些缺点和局限性，喷丸成形的局限性是球面变形趋势、变形有限、限制条件苛刻、影响因素繁多等;激光成形的缺点是成本高，不容易控制;水射流无模成形技术还需要不断地完善，实际应用中还存在很多问题;数字化渐进成形需要制作模具，加工成本高、周期长，表面质量差等缺点；与前几种成形技术相比较，无模多点成形技术具有很多优点：实现无模成形、优化变形路径、小设备成形大形件、易于实现自动化。

多点无模成形技术根据成形方式分为：多点对压成形技术和多点拉伸成形技术。多点对压成形技术当遇到局部曲率变化较大时，容易出现皱褶，且回弹量较大。多点拉伸成形技术，相比多点对压成形技术，其回弹量小、成型精度高、不起皱褶。现今的多点无模拉伸成形技术都是采用机械拉伸形式，例如用夹钳夹紧板料进行机械拉伸。而机械拉伸成形方式也存在下面三种主要缺陷：（1）容易在板料内部形成应力集中现象，对很多强度低、延伸率小的金属材料及一些较为曲率较大的曲面而言，在拉伸过程中，容易产生撕裂；（2）非常浪费材料，在资源如此短缺的今天，这种浪费显得尤为不该；（3）无论是多点对压成形技术还是多点拉伸成形技术，其成形精度都不高，只能达到毫米级。

发明内容：

本发明的目的是提供一种多点无模液压胀形工艺及多点无模液压胀形设备，将多点无模拉伸成型技术与板材的液压胀形技术结合在一起，通过改进，形成了多点无模液压胀形工艺，将板材的液压胀形技术施力均匀、变形流畅、成形极限高、成形质量好、成形精度高、不损坏模具的特点，与多点无模成形技术不需要制作模具、容易实现自动化的特点结合在了一起。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种多点无模液压胀形工艺，所述的工艺包括如下步骤：工件模型制作工序、多点模具调形工序、充液拉伸工序、保压定形工序、充气排液工序、成形工件测量工序、数控切割工序、成品检验工序、成品包装与保护工序。

所述的多点无模液压胀形工艺，所述的工件模型制作工序，要求将需要成形的工件模型，通过制作成型曲线为2阶可导的光滑曲面，延伸至液压基准平面上。

所述的多点模具调形工序，通过多点模具调形系统直接从成形工件模型文件中读取控制点坐标，通过所述的测距尺反馈距离信息给多点模具调形系统，进行闭环控制，调形精度达到0.02mm。

所述的充液拉伸工序，在压力机压紧后，达到预定压力值保压1-10分钟，打开进液管开关，液压设备向液压腔内注入液体，当液体压力达到预定压力值时，加压结束，液压设备压力设定值与成形形状和金属板材材质有关，对1~10mm的铝合金板材，此设定值在0.5Mpa至40Mpa，对于1mm~12mm的钢板，此设定值在1Mpa至100Mpa；压力机预定压力值为液压设备压力设定值乘以金属板材受压面积所得压力值的1.2~2.0倍。

所述的多点无模液压胀形工艺，所述的保压定形工序，充液拉伸结束后，通过液压设备保持此压力1-10分钟，保压时间根据成形工件曲面的形状及工件材质确定。

所述的充气排液工序，保压结束后，关闭进液管开关，打开出液管开关及进气管开关，由气泵向液压腔内充气，液体由出液管回流至液压设备。