[发明专利]金属板料局部特征成形方法与装置

说明书

本发明提供了一种金属板料局部特征成形装置，包含驱动机构、成形机构以及支撑组件，驱动机构、成形机构安装在支撑组件上；成形机构包含渐进压模与导向组件，渐进压模滑动连接在所述导向组件上，驱动机构与渐进压模相连，驱动机构能够带动渐进压模相对导向组件运动；所述渐进压模在上下方向上形成上模与下模，上模与下模之间形成夹料空间，导向组件上设置有斜向导向面，上模和/或下模沿所述斜向导向面运动使得上模与下模在上下方向上能够相对运动。本发明还提供了一种使用上述金属板料局部特征成形装置的成形方法。相比于冲压成形，本发明采用渐进成形，通过增力效果后小的横向牵引力变为大的成形压力，成形后的零件弹性回复小，残余应力小。

技术领域

本发明涉及板材成形领域，具体地，涉及一种金属板料局部特征成形方法与装置。

背景技术

金属板材零件在航空航天、船舶汽车以及轨道交通等领域有着广泛的应用。随着技术的不断进步，对金属板材零件的功能性、整体性的要求也越来越高，于是产生了在零件上成形局部特征这一生产需求。对于金属板材零件成形局部特征的方法通常难以兼顾经济性与高效性，尤其是对待成形特征存在微小尺寸要求时。因此，开发一种经济高效的金属板材零件局部特征成形方法是有重大实际生产价值的。

为了成形局部特征，专利文献CN102873165A提出了一种复杂零件小特征部位的冲击液压复合成形工艺，该装置的问题主要存在两个方面，一方面，该工艺是通过瞬间释放冲击源高能量产生的骤增压力以冲击波的形式成形局部特征，所成形的零件易出现明显的弹性回复和较大的残余应力；另一方面，由于冲击液体的压力相当大，容易在零件表面形成缺陷。此外，一些其他局部特征的成形工艺也被相继提出，其中就包括渐进成形方法。

渐进成形方法是将瞬时的、剧烈的变形过程转变为逐次成形或者逐渐成形。传统的渐进成形是将复杂的三维特征沿高度方向离散成断面层，即分解成一系列等高线层，工具头沿各等高线层对特征逐次成形，如专利文献CN102847772B提出的基于零件形状特征的板料渐进成形方法等。这类方法大都局限于逐层成形或逐次成形，由于连续多次的碾压变形过程常出现对无效成形路径的重复，所以这类方法均存在效率低下这一重要弊端。然而，对在局部特征方向上逐渐成形，避开做无用功的方法和成形设备的研究则很少。

除实现金属板材零件的局部特征基本成形要求外，探索如何提高成形方法及装置的经济性也具有深远意义。实际生产中，由于市场上缺少针对局部特征成形的装置，由大吨位压机冲压成形局部特征是应用较为广泛的一种方案。但这一方案无疑存在以下两个主要问题：一、经济性低下，大吨位压机通常价格高昂，且由于不是专门成形局部特征，设备一般同时承担其它生产任务，将之用于金属板材零件局部特征的特诊可能会延误其它工作；二、成形效果差，由于成形压力巨大且通常不可调节，采用大吨位压机加工的零件容易出现成形精度低、残余应力大等问题。

综上所述，亟待开发一种经济高效的金属板材零件局部特征成形方法及装置。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种金属板料局部特征成形方法与装置。

根据本发明提供的金属板料局部特征成形装置，包含驱动机构、成形机构以及支撑组件，驱动机构、成形机构安装在支撑组件上；

所述成形机构包含渐进压模与导向组件，渐进压模滑动连接在所述导向组件上，驱动机构与渐进压模相连，驱动机构能够带动渐进压模相对导向组件运动；

所述渐进压模在上下方向上形成上模与下模，上模与下模之间形成夹料空间，导向组件上设置有斜向导向面，上模和/或下模沿所述斜向导向面运动使得上模与下模在上下方向上能够相对运动。

优选地，所述渐进压模包含模具块与模具安装板，一个或多个所述模具块安装在模具安装板上；

所述上模包含上模具块与上模具安装板，所述下模包含下模具块与下模具安装板。