[发明专利]一种小圆角盒形件精确成形方法及其成形装置

说明书

本发明提供了一种小圆角盒形件精确成形方法及其成形装置，可以实现预成形和电液成形的复合成形。如图1所示，主要由凸模、压变圈、定位板和凹模几部分组成。凸模呈盒形，在凸模四个角上安装放电电极对，外连高压放电电路。成形方法主要分为预成形和圆角电液成形两个步骤，根据电液成形的原理使得圆角贴合模具。此方法主要利用电液成形实现小圆角的精确成形，由于使用液体介质传力，故可用于加工用传统刚性凸、凹模无法成形的复杂圆角，再配合上不同的预成形方法就可以实现多种零件的加工成形，应用范围广。

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，具体地是指一种小圆角盒形件精确成形方法及其成形装置。

背景技术

传统的拉深工艺生产筒形零件，容易出现平面凸缘部分起皱和筒壁拉裂的问题。平面凸缘部分的起皱是指在拉深过程中，该部分材料沿切向产生波浪形的拱起。起皱现象轻微时，材料在流入凸、凹模间隙时能被凸、凹模挤平；起皱现象严重时，起皱的材料无法被凸、凹模挤平，继续拉深时将因拉深力的急剧增加导致危险端面破裂，即使被强行拉入凸、凹模间隙，也会在拉深件筒壁留下折皱纹或沟痕，影响拉深件的表面质量。

通过对拉深过程的应力应变分析，可近似认为筒壁部分受单向拉应力作用。变形开始时，凹模口处的胚料变薄最大，靠近凹模圆角的材料拉深开始包向凸模圆角时，沿凸模圆角发生弯曲及胀形变形，使其厚度继续变薄。在凸模圆角于直壁交界处形成了拉深件第一个厚度极小值；而凹模圆角发生反复弯曲后再度减薄形成拉深件厚度的第二个极小值。当拉深力过大，筒壁材料的应力达到抗拉强度极限时，筒壁将被拉裂。由于在筒壁部分与底部圆角部分的交界面附近材料的厚度最薄、硬度最低，因而该处是发生拉裂的危险断面。拉深件的拉裂一般都发生在危险断面。

公开号为CN104353718A的中国专利针对板材在拉深过程中存在材料减薄严重容易破裂和成形高度浅等问题，提出一种板材包拉成形装置及使用该装置进行拉深成形的方法，通过在凹模的圆角处设置电磁放电线圈，使凹模的圆角正对的板材区域发生折弯胀起，通过分步放电使板材逐步包裹凸模的方法成形筒形件。与普通拉深相比，板材包拉成形工艺改善了板材的法兰部材料的流动性，极大的提高了板材拉深成形深度，但是该方法并没有解决凹模底部圆角部位成形问题。

在文献“5052铝合金板材磁脉冲辅助冲压成形变形行为及机理研究”中，国内哈尔滨工业大学的刘大海等提出了采用电磁辅助冲压工艺来实现小圆角半径筒形零件的成形。该工艺的思路为：首先采用圆角半径较大的凸模成形出具有较大底部圆角的筒形件轮廓，然后再采用嵌有线圈的模具结构对底部圆角部位放电再成形。与普通冲压相比，磁脉冲辅助成形工艺能显著改善底部圆角成形问题，得到普通拉深方法难以得到的小圆角半径筒形件，但在电磁脉冲辅助冲压成形中，需要首先对板材进行拉深预成形，而且电磁线圈只对工件的局部难变形区域放电校形，这就使得板材成形性能很大程度上由拉深工艺决定，并且该方法没有解决板材的法兰部的材料的流动问题，难以大幅度提高材料的成形深度。

因此，设计一种新的筒形零件成形工艺，既能解决传统拉深工艺带来的起皱和断裂问题，又能提高凹模底部圆角成形性能，对形状复杂，具有难加工圆角的零件的生产具有深远意义。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种小圆角盒形件精确成形方法及其成形装置，所述技术方案如下：

一方面，提供了一种小圆角盒形件精确成形装置，包括凸模、压边圈、定位板、凹模，所述的凸模底端装有四对共八个电极，每对电极的极线呈90°排列，对应着凹模底部的四个圆角；所述的凸模中心加工有互相贯通的孔(17)和孔(18)，用于通液；所述的板材置于定位板和凹模之间；所述的凹模上有与成形零件形状相同的凹模腔，底部开有小孔。

可选的，所述的压边圈和凸模之间设置有密封圈；

可选的，所述的压边圈和定位板之间设置有密封圈；

可选的，所述的定位板和板料之间设置有密封圈；