阅读说明：本技术 一种通过主动径向加压提高温热充液拉深成形贴模性的方法 (Method for improving warm hydromechanical deep drawing forming die attaching performance through active radial pressurization ) 是由 刘晓晶 曹洪营 李连峰 于 2019-11-28 设计创作，主要内容包括：本发明属于金属板材加工领域,尤其适用于高性能难成形的铝合金、镁合金及钛合金等板材。具体公开了一种通过主动径向加压提高温热充液拉深成形贴模性的方法,包括：对板料保温,然后合模进行温热充液预胀工序,使板料取得凸模异形底的形状；在保持合理液压值加载前提下,同时凸模下行进行温热充液拉深工序；同时,根据板料异形底的贴模变化情况,通过主动的液压加载对板料的径向进行合理、均匀的液压加载；凸模下行至工件合格尺寸位置,进行保压定形工序；最后,卸压开模。本发明能在满足工件成形质量要求的前提下,通过对温热充液拉深成形中板料径向施加主动的液压载荷,有效阻止成形板料异形底部分在拉深过程中被复位,提高异形底件的贴模精度。(The invention belongs to the field of metal plate processing, and is particularly suitable for high-performance aluminum alloy, magnesium alloy, titanium alloy and other plates which are difficult to form. Specifically discloses a method for improving warm hydromechanical deep drawing forming die attaching performance by active radial pressurization, which comprises the following steps: preserving heat of the plate, and then closing the die to perform a warm liquid-filled pre-expansion process so that the plate takes the shape of the special-shaped bottom of the male die; on the premise of keeping reasonable hydraulic value loading, the male die moves downwards to perform a warm hydro-mechanical drawing process; meanwhile, according to the die-attaching change condition of the special-shaped bottom of the plate, reasonable and uniform hydraulic loading is carried out on the radial direction of the plate through active hydraulic loading; the male die descends to the position of the qualified size of the workpiece, and the pressure maintaining and shaping process is carried out; and finally, releasing the pressure and opening the die. The invention can effectively prevent the deformed bottom part of the formed plate from being reset in the deep drawing process by applying active hydraulic load to the radial direction of the plate in warm hydro-mechanical deep drawing forming on the premise of meeting the forming quality requirement of a workpiece, and improves the die attaching precision of the deformed bottom part.)

一种通过主动径向加压提高温热充液拉深成形贴模性的方法

技术领域

本发明属于金属板材加工领域，尤其适用于高性能但难成形的铝合金、镁合金及钛合金等合金板材，应用于航空、航天以及汽车轻量化等高端技术领域的一种通过主动径向加压提高温热充液拉深成形贴模性的方法。

背景技术

航空、航天以及汽车轻量化等高端技术发展不断要求零构件的高性能化、轻量化、高可靠性、高精度，使得所用材料轻质高强但十分难变形，如高性能铝合金、镁合金以及钛合金等，尤其目前汽车领域正快速向着轻量化、高质量且复杂造型发展的趋势，汽车的覆盖件以及结构件成形工艺急需技术的改进和提高，以期实现轻量化和节能环保的要求。

针对这一重大需求和挑战，瞄准先进成形制造研究的前沿，本发明提出一种通过主动径向加压提高温热充液拉深成形贴模性的方法，提高零件的成形精度。温热充液拉深成形是目前板料拉深成形领域被广为研究与逐渐适用到生产应用中的一种先进拉深成形方式，以流体介质、粘性介质以及颗粒型介质等等作为软模去替换原本的刚模，使得温热板料在贴模性、拉深比等方面都得到提高。但该种成形技术对于一些复杂异形底拉深件的贴模性仅能通过液室的液压载荷大小去控制。在拉深过程中，由于材料加热软化，已贴模的异型底部材料，往往在较大的径向拉应力作用下被拉开使贴模性降低。要提高贴模性就需要加大液室压力阻止贴模部分板料在拉深中复位(即已成形部分被回复)，而过大的液室压力会使拉深中的板料减薄严重，影响了成形件成形质量。

由此可见，现有拉深成形技术在提高一些复杂异形底拉深件贴模性方面具有一定的局限性，如何能阻止在温热充液拉深成型中异形底贴模部分板料的减薄，进一步提高复杂异形底拉深件的贴模性是目前急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种通过主动径向加压提高温热充液拉深成形贴模性的方法，该方法通过对板料径向施加线性推力不仅可阻止异形底贴模部分板料在拉深中被复位(即已成形部分被回复)，还阻止了在温热充液拉深成形中异形底贴模部分板料的减薄，进一步提高复杂异形底拉深件的贴模性。

为实现上述目的，本发明提出一种通过主动径向加压提高温热充液拉深成形贴模性的方法，其包括如下步骤：

S1对板料进行一定时间、温度的保温，然后合模加载合理的凹模液压进行温热充液预胀工序，使板料取得凸模异形底的形状；

S2在保持加载合理凹模液室液压的前提下，同时凸模继续下行进行温热充液拉深工序；

S3在预胀后期以及凸模下行进行拉深过程的同时，根据板料异形底的贴模变化情况，通过独立、主动的径向液压加载系统对板料的半径方向进行加载合理、均匀的液压载荷；

S4凸模下行至工件合格尺寸位置停止，进行凹模液室压力为保压定型压力值的保压定形工序；

S5该温热充液拉深成形工序完成，卸压开模取件。

作为进一步优选的，所述步骤S2具体为：为了保证从预胀后到温热充液成形完成整个过程中工件异形底部分的良好贴模性，其板料下的凹模液室压力依次是预胀压力值、拉深过程压力值、保压定型压力值三个过程逐一阶梯递增加载的；在凸模继续下行进行温热充液拉深成形时，保持凹模液室进行加载该合理的拉深过程液压值。

作为进一步优选的，所述步骤S3具体为：由于拉深过程中与压边圈接触的板料法兰部分逐渐减少，其主动径向加载压力也线性递减，根据异形底复杂形状及贴模情况分别设定N组不同线性递减径向压力加载路径，对比贴模效果，选择贴模最优的径向液压加载路径对板料径向进行加载均匀的液压载荷。

总体而言，通过本发明所提供的以上技术方案与现有技术相比，主要具有以下的技术优点：

1.本技术方案能有效阻止在温热充液拉深成形中异形底贴模部分板料的复位和减薄，进一步提高复杂异形底拉深件贴模性及成形质量。

2.通过本发明的方法，能够在保证贴模性及壁厚质量前提下，相比普通温热充液拉深成形提高了板料拉深补料的速度，提高了整个拉深工序的效率。

附图说明

图1是主动径向加压温热充液拉深成形示意简图；

图2是预胀、拉深、保压定形三过程成形液室的压力阶梯加载路径示意图；

图3是主动径向加压液室的压力线性加载路径示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

图1是主动径向加压温热充液拉深成形示意图，如图1所示，整个主动径向加压温热充液拉深成形中包括凸模1、压边圈2、密封圈3、凹模4、凹模室的液压介质5、径向加压的液压介质6、成形板料7。其中，压边圈2和凹模4进行合模，在保证合理压边间隙的同时，由多圈密封圈3分布在压边圈2和凹模4上。当在板料径向施加液压载荷时，由多道密封圈3保证径向加压液室的密封性，同时也起到对板料润滑的作用。在整个主动径向加压温热充液拉深成形中，板料径向变化压力对板料径向的推力配合凹模液室变化压力对板料异形底贴模性的压力对异形底拉深件贴模质量进一步提升。

本发明实施例提供的通过主动径向加压提高温热充液拉深成形贴模性的方法，包括以下步聚：

S1通过外部加热炉对板料进行合理时间、温度的保温，然后将板料放入模具，压边圈下行合模并留出合理的压边间隙，凸模下行至贴近板料处停止，接下来对凹模液室进行进行合理的液压加载进行温热充液预胀工序，使板料取得凸模异形底的形状；

S2为了保证从预胀后到温热充液成形完成整个过程中工件异形底部分的良好贴模性，如图2所示其板料下的凹模液室压力依次是预胀压力阶段1、拉深过程压力阶段2、保压定型压力阶段3逐一阶梯递增加载的；在凸模继续下行进行温热充液拉深成形时，如图2里的拉深过程压力阶段2所示保持合理的凹模液室液压加载；

S3在预胀后期以及凸模下行进行拉深过程的同时，由于拉深过程中与压边圈接触的板料法兰部分逐渐减少，因此如图3所示其主动径向加载压力也是线性递减的；根据异形底复杂形状及贴模情况分别设定N组不同线性递减径向压力加载路径，对比贴模效果，选择贴模最优的径向液压加载路径对板料的半径方向进行合理、均匀的液压载荷加载；

S4凸模下行至工件合格尺寸位置停止，接下来进行如图3保压定型压力阶段3所示的保压定形工序；

S5该主动径向加压温热充液拉深成形工序完成，卸压开模取件。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。