[发明专利]一种磁流变多孔软模及板材成形装置

说明书

本发明涉及一种磁流变多孔软模及板材成形装置。磁流变多孔软模，包括：弹性基体，具有孔隙；磁性颗粒，一体成型在弹性基体内，磁性颗粒在弹性基体内分散布置且处于孔隙外部；弹性基体包括至少两个成形段；所有的成形段内均具有所述的孔隙，至少一个成形段的孔隙率大于其余各成形段的孔隙率，以使孔隙率大的成形段的弹性模量小于孔隙率小的成形段的弹性模量；或者至少一个成形段内具有所述的孔隙且至少一个成形段内未具有所述的孔隙，以使具有孔隙的成形段的弹性模量小于未具有孔隙的成形段的弹性模量。通过上述结构的设计，使得坯料与异形凹模完全接触时，整个坯料的受力较为均匀，避免了坯料在成形较深部分时因成形力过大而导致破裂。

技术领域

本发明涉及一种磁流变多孔软模及板材成形装置。

背景技术

异形薄壁壳体零件是航空、航天、汽车等对装备轻量化有迫切需求的领域常用的一类板材零件。目前，加工这类零件的常用方法有刚性凸凹模冲压成形、软模成形等。由于软模成形的方法相对于刚性凸凹模冲压成形的方法较为简单，且可以避免刚性凸凹模成形中容易出现破裂缺陷的问题，目前应用较为广泛。

授权公告号为CN103273644B的中国发明专利公开了一种基于磁流变弹性体的板材软模成形装置，包括柱塞、线圈、容框、磁流变弹性体和凹模，凹模的上端面设有凹模腔，容框与凹模上下正对设置，容框套装在柱塞外部，柱塞的头部位于容框的内腔中，磁流变弹性体填充在柱塞的下表面与容框内壁组成的内腔中，线圈套装在容框与凹模的外侧壁上。

在成形过程中，由于上述磁流变弹性体的弹性模量处处相同，在成形腔体深浅不一的零件时，腔体较浅区域率先贴模成形，使得磁流变弹性体无法为腔体较深区域提供足够的成形力，导致成形不够均匀，同时率先贴模区域限制了材料向型腔继续流动，可能出现局部成形不足或破裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁流变多孔软模，以解决现有技术中磁流变弹性体的弹性模量处处相同，在成形腔体深浅不一的零件时而导致成形不够均匀的技术问题；本发明的目的还在于提供一种使用该磁流变多孔软模的板材成形装置。

为实现上述目的，本发明磁流变多孔软模的技术方案是：

磁流变多孔软模，包括：

弹性基体，具有孔隙；

磁性颗粒，一体成型在弹性基体内，磁性颗粒在弹性基体内分散布置且处于孔隙外部；

弹性基体包括至少两个成形段；

所有的成形段内均具有所述的孔隙，至少一个成形段的孔隙率大于其余各成形段的孔隙率，以使孔隙率大的成形段的弹性模量小于孔隙率小的成形段的弹性模量；或者至少一个成形段内具有所述的孔隙且至少一个成形段内未具有所述的孔隙，以使具有孔隙的成形段的弹性模量小于未具有孔隙的成形段的弹性模量。

有益效果是：通过在弹性基体内设置孔隙，并使得至少一个成形段内的孔隙率大于其余各成形段的孔隙率，以使孔隙率大的成形段的弹性模量小于孔隙率小的成形段的弹性模量，进而使得孔隙率大的成形段的刚度小于孔隙率小的成形段的刚度；在成形时，将孔隙率大的成形段对应成形较浅的部分，孔隙率小的成形段对应成形较深的部分，以在坯料与凹模完全接触时，整个坯料的受力较为均匀，避免坯料成形较深的部分时局部成形不足或破裂。

作为进一步的改进，各成形段内的磁性颗粒的体积分数相同。

有益效果是：由于磁流变多孔软模是通过3D打印的方式加工的，各成形段内的磁性颗粒的体积分数相同，使得磁性颗粒成形在各成形段内时，无需更换打印头，便于磁流变多孔软模的加工成型。

作为进一步的改进，磁性颗粒的体积分数为25-30%。