[发明专利]一种铝锂合金板材高速冲击液压成形装置及方法

说明书

本发明涉及金属板材成形技术领域，提供了一种铝锂合金板材高速冲击液压成形装置及方法，该装置包括冲压装置和板材成形装置，冲压装置包括上模板、上模具、套管、导柱、弹簧、下模具和下模板，导柱外部设有弹簧套，导柱插在套管内，同轴上下运动；板材成形装置包括L型管、左控制阀、上模腔、下模腔、右控制阀、压力表和液体容器，上模腔和下模腔采用螺栓连接，连接处设有密封圈，两个铝锂合金板材分别位于上模腔和下模腔，由柔性密封圈支撑。其成形方法主要步骤为注液、密封、闭模、成形。本发明装置结构简单，方法简单易行，有效的缩短了铝锂合金板材成形的多种工序，提高了材料利用率和安全性。

技术领域

本发明涉及金属板材成形技术领域，具体涉及一种铝锂合金板材高速冲击液压成形装置及方法。

背景技术

铝锂合金具有低密度、较高的比刚度和比强度、耐腐蚀性等优良的综合性能，被广泛应用于航空航天领域。航空用高强铝锂合金板材塑性差，成形过程中容易起皱和开裂。我国一直沿袭前苏联的落锤成形技术，落锤成形需通过模具压制与人工结合，通过锤击、垫橡胶等方式进行多道次压制和人工辅助加工成形，以消除起皱并通过人工手动工序控制材料流动以防止破裂发生，要求操作者具有丰富的加工经验和技术技巧。落锤成形由于是刚性模成形，成形零件会有划痕等缺陷，成品率不高，零件精度及一致性差，材料利用率低，模具寿命较低，劳动条件和安全性差。

最近，中国科学院金属研究所塑性加工先进技术课题组在铝合金板材高应变率冲击液压成形技术与装备方面取得系列进展，通过将充液拉伸成形技术与高速冲击成形技术相结合，提出了一种新型冲击液压成形技术。此技术以液体为传压介质，利用高速合模获得高压液体使板材胀形获得期望胀形件的塑性成形新技术。但其开发的设备庞大且费用较高，不适用于小型少量铝锂合金板材的成形。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提出了本发明涉及金属板材成形技术领域，具体涉及一种铝锂合金板材高速冲击液压成形装置及方法。本发明装置只需外部压力机提供冲击力，不需要专门的液压成形设备，结构简单，成本低，装置内模腔上下都可以放铝锂合金板材，一次冲击液压成形可以生产两个板材，生产效率高，不受外界环境条件影响，生产方便。

本发明采用以下的技术方案：

一种铝锂合金板材高速冲击液压成形装置，包括冲压装置和板材成形装置，所述冲压装置包括上模板、上模具、套管、导柱、弹簧、下模具和下模板；上模具、下模具分别固定在上模板和下模板的内表面上；套管和导柱成对设置于冲压装置的两边，套管固定于上模板上，导柱的一端固定于下模板上，弹簧套设在导柱外，导柱的另一端插在套管内，与其同轴上下运动；

所述板材成形装置包括模腔、L型管、左控制阀、右控制阀和液体容器；所述模腔包括上模腔和与上模腔可拆卸连接的下模腔，上模腔与下模腔之间设有密封圈，上模腔和下模腔的内周分别设有用于支撑铝锂合金板材的柔性密封圈，在使用状态时上下两片铝锂合金板材分别与上模腔和下模腔形成密封连接；L型管通过左控制阀与模腔的左侧相通，液体容器通过右控制阀与模腔的右侧相通。

上述技术方案中，模具可以更换，用于生产不同形状的铝锂合金板材，模具和模板采用螺钉连接，便于拆卸模具。

进一步地，密封圈为聚氨酯环。柔性密封圈能够被压缩，且密封性好，不会有液体渗入。

进一步地，L型管的上端高度高于模腔的顶端高度。以确保当L型管中液体溢出时，整个模腔已经充满液体。

进一步地，所述上模具、下模具均为通过螺钉固定在上模板和下模板的内表面上。

进一步地，所述套管为通过焊接固定于上模板上。

进一步地，所述导柱的一端为通过焊接固定于下模板上。

进一步地，所述上模腔与下模腔之间为通过螺栓与螺母相连。