一種具有小圓角特徵的鋁合金薄板零件的加工工藝的製作方法
2024-02-19 05:28:15 1
本發明涉及金屬壓力加工技術領域，尤其是一種採用雙動充液拉伸技術成形具有小圓角特徵的鋁合金薄板零件的工藝方法。
背景技術：
充液成形是一種先進的柔性成形技術，是現代輕量化、精確製造的代表性技術之一，能夠很好的解決鈑金零件精確成形問題，在新能源汽車及航空航天等領域具有較大的優越性。與傳統工藝方法相比具有成形極限高、成形零件複雜、成形質量和精度高、可以成形特種材料等優點，同時又適應了航空航天產品的小批量、多品種的柔性發展方向。充液成形是指採用液態的水、油或粘性物質作傳力介質，代替剛性的凹模或凸模，使坯料在傳力介質的壓力作用下貼靠凸模或凹模而成形。一般情況下，充液成形可以極大的提高零件的成形極限，可以成形出圓角較小的零件，但是一次成形4倍料厚圓角的零件比較困難，最終還需要剛性模整形，剛性模整形出的零件表面質量較差，整形過程容易破裂，工藝穩定性較差。
技術實現要素：
針對上述存在的問題，本發明的目的是提供一種具有小圓角特徵的鋁合金薄板零件的加工工藝。
本發明的技術方案是：一種具有小圓角特徵的鋁合金薄板零件的加工工藝，包括如下步驟：
步驟一：按設計要求把第一序的凸模、凹模和壓邊圈裝配於雙動壓機上，凹模的進液口通過管路與增壓器連接，其中凹模不動，凸模和壓邊圈上行至設定高度，開啟空間，在凹模上放置板料；
步驟二：將板料放置在凹模的指定位置，通過控制壓力機的壓邊滑塊運動使壓邊圈下行，直到與板料接觸並施加一定的壓邊力，使凹模與板料之間形成密閉腔；通過控制壓力機的主滑塊運動使凸模下行到指定位置，然後通過與凹模連接的增壓器向凹模液室注入介質，使介質充滿型腔，當型腔壓力達到設定壓力時，主滑塊帶動凸模向下運動，增壓器按設定的壓力加載曲線向型腔內加壓，當凸模拉深到位後，板料在液室壓力的作用下貼在凸模上；
步驟三：通過增壓器卸掉凹模液室的壓力，主滑塊帶動凸模，壓邊滑塊帶動壓邊圈同時上行，使坯料與凸模和凹模分離，獲得滿足要求的大圓角盒形件；
步驟四：按設計要求把第二序的凸模、凹模和壓邊圈裝配於雙動壓機上，凹模的進液口通過管路與增壓器連接，其中凹模不動，凸模和壓邊圈上行至設定高度，開啟空間，在凹模上放置板料；
步驟五：將大圓角盒形件放置在凹模的指定位置，通過控制壓力機的壓邊滑塊運動使壓邊圈下行，直到與板料接觸並施加一定的壓邊力，使凹模與板料之間形成密閉腔；通過控制壓力機的主滑塊運動使凸模下行到指定位置，然後通過與凹模連接的增壓器向凹模液室注入介質，使介質充滿型腔，當型腔壓力達到設定壓力時，主滑塊帶動小圓角凸模向下運動，增壓器按設定的壓力加載曲線向型腔內加壓，當凸模下行到位後，板料在液室壓力和凸模運動的作用下貼模；
步驟六：通過增壓器卸掉凹模液室的壓力，主滑塊帶動凸模，壓邊滑塊帶動壓邊圈同時上行，使坯料與凸模和凹模分離，獲得最終滿足設計要求的小圓角盒形件。
進一步的，所述步驟二和步驟五中的壓力設定值為0.5mpa-50mpa。
進一步的，所述步驟二中的介質採用液體或其他柔性介質，避免與金屬的直接碰撞或劃傷，使其受力均勻，不會出現破裂和起皺的缺陷，保證了零件成形後的表面質量。
進一步的，該成形方法可以通過調節液室壓力和凸模位移來控制整圓角過程的變形量，工藝可控性較好。
進一步的，所述步驟三中的大圓角盒形件的底部圓角是步驟六中的小圓角盒形件的底部圓角的3-4倍。
進一步的，所述步驟三中的大圓角盒形件高度高於步驟六中的小圓角盒形件。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
(1)本發明先通過常規的充液拉深方法成形較大圓角的鋁合金薄板零件，將所獲的大圓角零件放到第二序整形模具中，通過液室壓力支撐零件，同時在凸模機械力的作用下，大圓角零件最終變為滿足要求的小圓角零件。由於該成形方法板料不直接與模具接觸，因此，所得終成形零件的板料表面質量好。
(2)本發明很好的完成了整形小圓角零件的製作過程，零件的成形表面質量好，工藝過程穩定。
(3)本發明自動化程度高，應用範圍廣，生產過程噪音小無汙染，有利於改善操作人員的工作環境。
附圖說明
圖1為本發明的盒形零件截面圖。
圖2為本發明的盒形零件俯視圖。
圖3為本發明的第一序與第二序零件的位置關係示意圖。
圖4為本發明的第一序充液拉深成形初期示意圖。
圖5為本發明的第一序充液拉深結束示意圖。
圖6為本發明的第二序成形初期模具與零件關係狀態示意圖。
圖7為本發明的第二序貼膜後模具與零件關係狀態示意圖。
圖中：1-凸模，2-壓邊圈，3-板料，4-凹模，5-第二序凸模，6-第二序壓邊圈，7-第二序凹模，h1-最終零件高度，r1-最終零件的底部圓角，h2-第一序預成形後零件高度，r2-第一序預成形零件的底部圓角。
具體實施方式
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」等僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」等的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
如圖所示，一種具有小圓角特徵的鋁合金薄板零件的加工工藝，包括如下步驟：
步驟一：按設計要求把第一序的凸模、凹模和壓邊圈裝配於雙動壓機上，凹模的進液口通過管路與增壓器連接，其中凹模不動，凸模和壓邊圈上行至設定高度，開啟空間，在凹模上放置板料；
步驟二：將板料放置在凹模的指定位置，通過控制壓力機的壓邊滑塊運動使壓邊圈下行，直到與板料接觸並施加一定的壓邊力(600t-800t)，使凹模與板料之間形成密閉腔；通過控制壓力機的主滑塊運動使凸模下行到指定位置，然後通過與凹模連接的增壓器向凹模液室注入介質，使介質充滿型腔，當型腔壓力達到設定壓力時(反脹壓力為0.5mpa-5mpa)，主滑塊帶動凸模向下運動，增壓器按設定的壓力加載曲線向型腔內加壓，當凸模拉深到位後，板料在液室壓力(最終整形壓力為30mpa-50mpa)的作用下貼在凸模上；
步驟三：通過增壓器卸掉凹模液室的壓力，主滑塊帶動凸模，壓邊滑塊帶動壓邊圈同時上行，使坯料與凸模和凹模分離，獲得滿足要求的大圓角盒形件；
步驟四：按設計要求把第二序的凸模、凹模和壓邊圈裝配於雙動壓機上，凹模的進液口通過管路與增壓器連接，其中凹模不動，凸模和壓邊圈上行至設定高度，開啟空間，在凹模上放置板料；
步驟五：將大圓角盒形件放置在凹模的指定位置，通過控制壓力機的壓邊滑塊運動使壓邊圈下行，直到與板料接觸並施加一定的壓邊力(600t-800t)，使凹模與板料之間形成密閉腔；通過控制壓力機的主滑塊運動使凸模下行到指定位置，然後通過與凹模連接的增壓器向凹模液室注入介質，使介質充滿型腔，當型腔壓力達到設定壓力時(初始液室壓力為1mpa-5mpa)，主滑塊帶動小圓角凸模向下運動，增壓器按設定的壓力加載曲線向型腔內加壓(最終成形壓力為30mpa-50mpa)，當凸模下行到位後，板料在液室壓力和凸模運動的作用下貼模；
步驟六：通過增壓器卸掉凹模液室的壓力，主滑塊帶動凸模，壓邊滑塊帶動壓邊圈同時上行，使坯料與凸模和凹模分離，獲得最終滿足設計要求的小圓角盒形件。
步驟二和步驟五中的壓力設定值為0.5mpa-50mpa。
步驟二中的介質採用液體或其他柔性介質，避免與金屬的直接碰撞或劃傷，使其受力均勻，不會出現破裂和起皺的缺陷，保證了零件成形後的表面質量。
該成形方法可以通過調節液室壓力和凸模位移來控制整圓角過程的變形量，工藝可控性較好。
步驟三中的大圓角盒形件的底部圓角是步驟六中的小圓角盒形件的底部圓角的3-4倍。
步驟三中的大圓角盒形件高度高於步驟六中的小圓角盒形件。
如圖所示，其中h1為最終零件高度，r1是最終零件的底部圓角，h2為第一序預成形後零件高度，r2是第一序預成形零件的底部圓角，h′＝h2-h1；r2＝3-4倍r1。
以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。