[发明专利]一种控制构件壁厚均匀性等温热拉深成形装置及成形方法

说明书

一种控制构件壁厚均匀性等温热拉深成形装置及其成形方法，本发明涉及控制构件壁厚均匀性等温热拉深成形装置及其成形方法领域。本发明要解决现有热拉深工艺方法中由于底部减薄严重，坯料变形不均匀的技术问题。装置包括热成形压力机、模具和气体冷却器，其中模具包括模板、固定板、进气管、出气管、凸模和凹模。方法：一、将模具安装在热成形压力机上；二、加热，放入板料，保温，通入冷却气体，进行拉深成形，保压；三、开模，冷却至室温，检验验收。本发明通过上凸模的气道将循环氦气通入凸模中空结构腔里降低上模具温度，减少板材与上凸模接触部分的变形度，增加板材底部圆弧处的厚度，实现成形件的均匀变形。本发明用于制备板材零件。

技术领域

本发明涉及控制构件壁厚均匀性等温热拉深成形装置及其成形方法领域。

背景技术

目前传统的等温热成形工艺中，对于薄壁和大表面积为特征的板类构件，一般采取等温热拉深成形，由于在拉深过程中与模具接触部分温度较高引起的变形量增大导致坯料与模具接触的部分过薄，使得变形不均匀且抗拉强度下降，会产生开裂等现象，不利于提高产品的质量和生产效率。同时液体冷却速度不好控制，且在实际生产中受冷却次数的影响较大，容易产生废液，污染环境，并且需要频繁的清理管道内水垢，微生物结垢及沉积物，间接增加维修保养的麻烦和费用。

发明内容

本发明要解决现有热拉深工艺方法中由于底部减薄严重，坯料变形不均匀的技术问题，而提供一种控制构件壁厚均匀性等温热拉深成形装置及其成形方法。

一种控制构件壁厚均匀性等温热拉深成形装置，包括热成形压力机、模具和气体冷却器，其中模具包括模板、固定板、进气管、出气管、凸模和凹模；模板装配在热成形压力机上侧热压板上，凹模装配在热成形压力机下侧热压板上，所述凸模通过固定板与模板密闭固定，所述凸模内部设有空腔，凸模设置在凹模上方，所述凸模与所述凹模的轴线重合，所述模板内部设有进气管和出气管，所述进气管的一端伸入凸模的空腔内，并靠近凸模底部，进气管的另一端与气体冷却器出气口连通，所述出气管的一端伸入凸模的空腔内，出气管的另一端与气体冷却器进气口连通。

进一步的，位于凸模空腔内的出气管深度小于进气管深度。

所述一种控制构件壁厚均匀性等温热拉深成形装置的成形方法，具体按以下步骤进行：

一、将模具安装在热成形压力机上；

二、将热成形压力机加热至热成形温度，放入板料，保温10～60min，然后通过进气管向凸模通入冷却气体，当凸模温度降至底部预成形温度时，进行拉深成形，凸模和凹模闭合后，停止通入冷却气体，保压5～30min，凸模升温至热成形温度；

三、开模，取出成形零件，冷却至室温，对零件进行检验验收，完成一种控制构件壁厚均匀性的等温热拉深成形方法。

进一步的，步骤二中底部预成形温度低于热成形温度90～600℃。

进一步的，步骤二中板料为钛合金，热成形温度为650～750℃，底部预成形温度为250～450℃。

进一步的，步骤二中板料为铝合金，热成形温度为350～450℃，底部预成形温度为150～250℃。

进一步的，步骤二中板料为镁合金，热成形温度为180～240℃，底部预成形温度为50～150℃。

进一步的，步骤二中冷却气体为氦气。

进一步的，步骤二中控制通气速度为20～100m³/h，最大压力为0.1～2.0MPa。

进一步的，步骤二中拉深成形时，控制热成形压力机下行速度为1～20mm/s。

步骤二中冷却气体通过气体冷却器冷却后通入凸模空腔，升温后气体再进入气体冷却器中冷却，达到冷却气体循环的目的。