薄壁零件冲压拉伸成形方法技术

薄壁零件冲压拉伸成形方法，针对厚度０．４～２ｍｍ的原料，将其减薄到原厚度５０～１００％；原材料为：镁合金、铝合金、钛合金、高温合金、复杂结构拼焊板；方法具体为：采用柔性成型技术，借助于凹凸配合的模具和液压机；对上下压边圈和凹／凸模进行单独的施加液压压力控制；施加在凹／凸模上的主液压缸公称压力为２５０００～４５００ＫＮ，压边液压缸的公称压力为主液压缸公称压力的５０～６７％；液室最高工作压力１５０ＭＰａ。本发明专利技术取得了预计效果，零件的合格率及效率明显提高，充液成形技术填补了行业应用空白，为彻底解决某型作动筒罩子成形的技术瓶颈，也为今后新型薄壁件钣金成形零件的研制奠定了坚实的基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冲压成形
，特别提供了一种。
技术介绍
现有技术中，板材成形具有十分重要的地位。随着现代工业的发展，人们对板材成 形零件的质量和外观要求越来越高，使得零件的成形复杂性大大的提高。对于-些复杂形 状板材零件，采用传统冲压方法成形时，成形过程中经常会出现起皱、破裂和回弹等缺陷， 严重影响成形件的质量，而解决这类问题的主要方法就是依赖工艺员的经验和直觉对模具 进行修整，并且通过反复试验调试来保证成形质量。这不仅需要消耗大量的人力物力，而且 周期长，效率低，质量不稳定，不能适应社会发展的需要。这使得人们迫切希望能够采用更 为先进的成形工艺。现有技术中，较大型薄壁非旋转体覆盖型拉伸件的加工方法一直以来就是需要解 决的技术难题之一。现有技术中，加工中一直是在4000KN液压机上边成型、边靠钣金工配 合手工敲修，每个零件要成型、敲修重复多次，这样加工出的零件表面还是存在死皱褶、拉 裂等缺陷，表面质量差，合格率低，效率低，占用设备时间较长，严重影响生产的顺利进行。随着零件批量生产的需要，对于有迫切需求。人们期 望获得一种技术要效果更好的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种技术效果更好的。本专利技术提供了一种，所述 具体针对厚度0. 4 2mm的原料，要求将其减薄到原来厚度的50 100% ；原材料要求为 以下几种之一镁合金、铝合金、钛合金、高温合金、其他复杂结构拼焊板；其特征在于所 述具体为采用柔性成型技术，借助于凹凸配合的模具和液压机；要求对上下压边圈和 凹/凸模进行单独的施加液压压力控制；施加在凹/凸模上的主液压缸公称压力要求为 25000 4500KN，压边液压缸的公称压力要求为主液压缸公称压力的50 67% ；液室最高 工作压力达到150MPa。所述的优选保护内容还包括所述具体针对厚度0. 5mm的原料，允许将其减薄到原 来厚度的70 100% ；所述具体为采用柔性成型技术，借助于传统的凹/ 凸模、特别设计的凸/凹模和液压机；要求对上下压边圈和凸/凹模进行单独的施加液压压 力控制；施加在凸/凹模上的主液压缸公称压力要求为3500KN，压边液压缸的公称压力为 2000KN ；液室最高工作压力达到IOOMPa ；所述的特别设计的凸/凹模具体要求是其设置在液压缸中的液压杆前端，其前端面与传统凹/凸模形状基本一致；在所述薄壁零件冲压拉伸成形过程中，凸/凹模逐渐伸入到与凹/凸模相配合的 最终成型位置附近；在作用的过程中所述的特别设计的凸/凹模与传统的凹/凸模之间填充有施压液 体。所述优选具体使用IGrlSMOTi板材作为原料，所要 求的零件反胀压力为2 3MPa，最佳液室工作压力为lOMPa，最合理压边间隙为0. 55 0. 61mm。所述薄壁零件冲压拉伸成形的工艺过程主要分为三大步1)压边压边圈下行，将坯料预弯为双曲率形状并贴附于凹模面上；2)反胀在定压边力或定压边间隙的情况下，凸模下行到离板料一定的距离后， 液室充液，按照设置的反胀压力进行初始反胀；3)充液成形在凸模不断下行的同时液室保持设定的成形压力，使得坯料包覆在 凸模表面，最终成形出零件。所述薄壁零件冲压拉伸成形模架的结构组成如附附图说明图1所示，具体构成部分为支 撑块1、上模板2、凸模3、压边圈4、压边缸5、凹模液室6、下模板7 ；构成关系由附图1结合 现有技术能够清楚理解。本专利技术相关理论基础补充介绍如下1、充液成形原理充液成形是指采用液态的水、油或粘性物质作传力介质，代替刚 性凹模或凸模，使坯料在传力介质的压力作用下贴合凸模或凹模而成形，它是一种柔性成 技术。与传统板成形工艺不同的是，充液成形中用液体来代替或用液体辅助成形。充液 成形技术可以分为很多种，图3为其中较为典型的一种方法，充液拉伸成形。此种方法是利 用在凹模中充以液体油，当凸模下行时，凹模液压室中的液体被压缩产生相对压力将毛坯 紧紧的贴在凸模上，形成有力的摩擦保持效果，使工件完全按凸模形状成形。另外在凹模与 板料下表面之间产生流体润滑，减少有害的摩擦阻力，这样不仅使板料的成形极限大大的 提高，而且可以减少传统拉深时的容易引起的局部缺陷，从而成形零件的精度高，表面质量 好。2、充液成形的优点由于液体的运用，使得充液成形有着摩擦保持、溢流润滑等特 点。与传统工艺相比有其如下优越性1)液压成形仅需要单面凸模或凹模，另一半被液体介质所代替，减少了模具费用， 一般模具费用可降低30%以上，降低了零件的生产成本。另外，模具材料可以用便宜的材料 加工，加工精度要求较低，通用性好，配套数量少。非常适合于现代小批量多品种的柔性加 工的要求。2)能提高产品质量，并能大大改善产品性能，充液成形的零件重量轻、强度高，成 形零件的回弹性小，零件的表面质量和尺寸精度得到提高。3)成形极限提高，减少了工件的成形次数和退火次数以及配套模具数量和成本。4)由于液体的应用，可以成形室温下一些难成形的材料如镁合金、铝合金、钛合 金、高温合金以及复杂结构拼焊板等。5)可以成形结构形状复杂的零件。3、充液成形的主要缺陷及其理论分析板料成形中常见的失稳主要是受压失 稳——起皱；受拉失稳——破裂。起皱的理论分析板料冲压成形中，面内产生复杂的应力状态，由于板厚尺寸同 其它方向尺寸相比非常小，导致厚度方向不稳定。起皱产生的主要原因是由于板面内压应 力而引起的失稳起皱和因材料流动不均勻与过剩等引起的堆积起皱。在板料成形过程中， 当板面内维持理想曲面的应力状态不稳定或材料难于向理想曲面流动时，就会产生起皱现象。充液成形过程中板料起皱的主要原因有1)毛坯相对厚度t/DO 板料毛坯的相对厚度越小，拉深变形区抗失稳的能力越 差，也越容易起皱。2)拉深系数d/DO 拉深系数越小，拉深变形程度越大，拉深变形区内金属的硬化 程度也越高，所以切向压应力的数值也相应地增大。另一方面，拉深系数越小，拉深变形区 的宽度越大，所以其抗失稳的能力变小。上述两个因素综合作用的结果，都使拉深系数较小 时坯料起皱趋向加大。3)压边间隙及压边力采用定间隙或施加压边力压边时，都会因为间隙过大或压 边力过小，使得坯料流入凹模过快，而引起起皱。4)坯料形状坯料形状太小的时候，会使得压边圈压不住法兰边，从而导致板料 流动过多，引起起皱，而当坯料形状过大时，则会由于法兰边过大产生拉裂现象。另外，坯料形状不合理，会使坯料流动不均勻也易引起内皱和破裂。5)液室压力液室压力是充液成形中的关键工艺参数之一，它的变化关系着零件 最终的成败。当液室压力不足够大时，变形早期在悬空带区域将会发生起皱现象，由于液 压力较低，成形中不足以将皱纹展平，而是随着凸模行程有增大趋势，继而引起法兰部分增 厚，若此时法兰增厚过大，板料流入困难，进一步拉深将会破裂。破裂的理论分析在以拉为主的伸长类变形方式中，板料往往在某一部位过渡变 薄甚至拉断，这种现象称之为拉伸失稳。在50年代初，H. W. Swift提出了塑性变形中的“分 散性失稳”理论，R. Hill提出了 “集中性失稳”理论，后来人们针对以前理论的缺陷，先后对 “分散性失稳”理论和“集中性失稳”理论进行了修正。但是，分散性失稳理论和集中性失稳 理论给出的成形极限图与试验结果有差距，需要进一步的研究工作使其逐步完善。根据拉 伸失稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．薄壁零件冲压拉伸成形方法，所述薄壁零件冲压拉伸成形方法具体针对厚度０．４～２ｍｍ的原料，要求将其减薄到原来厚度的５０～１００％；原材料要求为以下几种之一：镁合金、铝合金、钛合金、高温合金、复杂结构拼焊板；其特征在于：所述薄壁零件冲压拉伸成形方法具体为：采用柔性成型技术，借助于凹凸配合的模具和液压机；要求对上下压边圈和凹／凸模进行单独的施加液压压力控制；施加在凹／凸模上的主液压缸公称压力要求为２５０００～４５００ＫＮ，压边液压缸的公称压力要求为主液压缸公称压力的５０～６７％；液室最高工作压力达到１５０ＭＰａ。

【技术特征摘要】
1.薄壁零件冲压拉伸成形方法，所述薄壁零件冲压拉伸成形方法具体针对厚度0.4 2mm的原料，要求将其减薄到原来厚度的50 100% ；原材料要求为以下几种之一镁合金、 铝合金、钛合金、高温合金、复杂结构拼焊板；其特征在于所述薄壁零件冲压拉伸成形方 法具体为采用柔性成型技术，借助于凹凸配合的模具和液压机；要求对上下压边圈和凹/凸模 进行单独的施加液压压力控制；施加在凹/凸模上的主液压缸公称压力要求为25000 4500KN，压边液压缸的公称压力要求为主液压缸公称压力的50 67% ；液室最高工作压力 达到 150MPa。2.按照权利要求所述薄壁零件冲压拉伸成形方法，其特征在于所述薄壁零件冲压拉伸成形方法具体针对厚度0. 5mm的原料，允许将其减薄到原来厚 度的70 100% ；所述薄壁零件冲压拉伸成形方法具体为采用柔性成型技术，借助于传统的凹/凸 模、特别设计的凸/凹模和液压机；要求对上下压边圈和凸/凹模进行单独的施加液压压 力控制；施加在凸/凹模上的主液压缸公称压力要求为3500KN，压边液压缸的公称压力为 20...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩国平，郎利辉，张炳海，邵天巍，杨踊，段新民，
申请(专利权)人：沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]