一種板制半管的柔性沖壓模具及沖壓方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及飛機制造領域的一種鈑金半管成形技術，具體是一種板制半管柔性沖壓模具及使用方法，尤其適用于薄板半管沖壓成形。
【背景技術】
[0002]目前板制薄板半管主要成形方法為曲壓、落壓、拉深，其成形主要缺陷為壓偏、破裂、起皺等問題。傳統沖壓方法缺點有幾個方面，一是因多數半管形狀不規則，成形受力不均，容易產生壓偏現象;二是成形過程板料中部區域處于懸空自由變形狀態，無法抑制變形不均產生失穩起皺問題;三是為了克服毛料壓偏只能采取增大尺寸補償成形缺料問題，導致放邊、收邊難度劇增；四是模具需要加工出與零件內外表面相匹配的復雜凸出型面及凹陷型面，模具加工量大，配合精度要求高。以上原因導致新產品研制成功率較低，造成各種沖壓模具反復試模、修模，引起大量成本及時間浪費。

【發明內容】

[0003]本申請的目的在于針對現有技術的不足，提供一種板制半管柔性沖壓模具及使用方法;該沖壓模具采用上模剛性凸型面與下模內高壓柔性介質持續作用于板料，抑制板料中部區域起皺，同時產生足夠摩擦力緩解壓偏問題，可減少成形所需毛料降低半管成形難度。
[0004]—種板制半管柔性沖壓方法，含有剛性上模和柔性下模，其特征在于:I)所述的剛性上模的下方有與板制半管內表面匹配的凸型面，所述柔性下模的基體是一個方形的剛性容筐和剛性蓋板，在剛性容框的左右兩側壁板內側分別通過帶彈簧的螺桿螺母各連接一個活動的剛性嵌板，兩個剛性嵌板的頂部通過彈性蒙皮連接，該剛性嵌板與剛性容框的另兩個側壁中部以及彈性蒙皮構成一個封閉的柔性空腔，所述的剛性蓋板的中部設有與剛性上模凸型面輪廓匹配的外形孔，剛性蓋板通過緊固件蓋壓在剛性容框的頂部;2)下降上模使凸型面通過剛性蓋板的外形孔完全嵌入下模的柔性空腔內，調節連接剛性嵌板的螺桿螺母，將彈簧壓緊到適當位置;3)向下模的柔性空腔注入粘性介質使其充滿柔性空腔;4)上升上模，再次調節螺桿螺母放松彈簧到適當位置，彈簧推動剛性嵌板向內滑動，使下模柔性空腔內保持一定初始壓強;5)將待成形的板料置于上模與下模之間，下降上模使凸型面嵌入柔性空腔內，彈簧的壓縮抗力促使粘性介質產生柔性壓力持續作用板料完成板制半管沖壓成形。
[0005]本發明的有益效果是:I)本申請沖壓成形僅需加工模具凸型面和下模的外形孔，模具制造工作量極大降低，不存在模具上模凸型面與下模凹型面制造配合精度問題。2)本申請通過更換成形所需上模及與之匹配的蓋板外形孔，可滿足各種形狀半管沖壓成形，不受半管形狀限制，適用范圍廣。3)本申請通過高壓粘性介質作用與板料表面，與傳統剛性沖壓模相比受力更加均勻，對板料表面損傷小，產品質量高。4)本申請沖壓過程板料中部產生摩擦力可以緩解毛料壓偏問題，有利于減少成形所需毛料，同時中部起皺區多余材料被排除并補充到變薄區，極大緩解了變薄區開裂。
[0006]以下結合實施例附圖對本申請作進一步詳細描述:
【附圖說明】
[0007]圖1是板制半管柔性沖壓下模裝配示意
[0008]圖2是剛性容筐與剛性嵌板組裝示意
[0009]圖3是板制半管柔性沖壓方法原理示意
[0010]圖中編號說明:I剛性容筐、2剛性蓋板、3彈簧、4螺桿螺母、5、剛性嵌板、6彈性蒙皮、7柔性空腔、8外形孔、9上模、10凸型面、11粘性介質、12壓縮抗力、13柔性壓力、14注料通孔、15排料通孔、16板料。
【具體實施方式】
[0011]參見附圖，實施例公開的板制半管柔性沖壓模具，含有剛性上模和柔性下模，所述的剛性上模9的下方有與板制半管內表面匹配的凸型面10，所述柔性下模的基體是一個方形的剛性容筐I和剛性蓋板2，在剛性容框I的左右兩側壁板內側分別通過帶彈簧3的螺桿螺母4各連接一個活動的剛性嵌板5，兩個剛性嵌板5的頂部通過彈性蒙皮6連接，該剛性嵌板5與剛性容框I的另兩個側壁中部以及彈性蒙皮6構成一個封閉的柔性空腔7，所述的剛性蓋板2的中部設有與剛性上模凸型面10輪廓匹配的外形孔8，剛性蓋板2通過緊固件蓋壓在剛性容框I的頂部。在剛性容筐I的前后兩側側壁中部靠近底部與頂部分別設有一個連通柔性空腔7的注料通孔14和一個排料通孔15。
[0012]使用上述沖壓模具對板制半管的柔性成形方法，其操作步驟如下:
[0013]I)下降上模使凸型面10通過剛性蓋板2的外形孔8完全嵌入下模的柔性空腔7內，調節螺桿螺母4將彈簧3壓緊到適當位置。2)同時打開注料通孔14及排料通孔15，向下模的柔性空腔7注入粘性介質11使其充滿柔性空腔7。3)同時關閉注料通孔14及排料通孔15，上升上模，調節螺桿螺母4放松彈簧3到適當位置，彈簧3推動剛性嵌板5向內滑動，使下模柔性空腔7內保持一定初始壓強。4)將待成形的板料16置于上模與下模之間，下降上模使凸型面9嵌入柔性空腔7內，彈簧3的壓縮抗力12促使粘性介質11產生柔性壓力13持續作用板料完成板制半管沖壓成形。
[0014]需要補充說明三個方面，一是本申請附圖及說明書以板制三通半管舉例說明，該申請通過更換剛性蓋板2與之匹配上模凸型面10可適合于板制半彎管、半扁管等柔性沖壓成形，因此其它零件采取類似施加反向柔性壓力的沖壓技術應屬于本說明書保護范圍。二是剛性容筐I前后兩側側壁上的注料通孔14及排料通孔15分別靠近底部與頂部，目的是為了注入粘性介質11排放柔性空腔7內的氣體，使粘性介質11順利注入柔性空腔7。三是剛性嵌板5的高度略小于剛性容筐I最大深度，目的是確保剛性嵌板5在剛性容筐I內順利滑動，避免剛性嵌板5與剛性蓋板2下表面摩擦。
【主權項】
1.一種板制半管柔性沖壓方法，含有剛性上模和柔性下模，其特征在于:I)所述的剛性上模的下方有與板制半管內表面匹配的凸型面，所述柔性下模的基體是一個方形的剛性容筐和剛性蓋板，在剛性容框的左右兩側壁板內側分別通過帶彈簧的螺桿螺母各連接一個活動的剛性嵌板，兩個剛性嵌板的頂部通過彈性蒙皮連接，該剛性嵌板與剛性容框的另兩個側壁中部以及彈性蒙皮構成一個封閉的柔性空腔，所述的剛性蓋板的中部設有與剛性上模凸型面輪廓匹配的外形孔，剛性蓋板通過緊固件蓋壓在剛性容框的頂部;2)下降上模使凸型面通過剛性蓋板的外形孔完全嵌入下模的柔性空腔內，調節連接剛性嵌板的螺桿螺母，將彈簧壓緊到適當位置;3)向下模的柔性空腔注入粘性介質使其充滿柔性空腔;4)上升上模，再次調節螺桿螺母放松彈簧到適當位置，彈簧推動剛性嵌板向內滑動，使下模柔性空腔內保持一定初始壓強;5)將待成形的板料置于上模與下模之間，下降上模使凸型面嵌入柔性空腔內，彈簧的壓縮抗力促使粘性介質產生柔性壓力持續作用板料完成板制半管沖壓成形。2.—種板制半管柔性沖壓模具，含有剛性上模和柔性下模，所述的剛性上模的下方有與板制半管內表面匹配的凸型面，其特征在于:所述柔性下模的基體是一個方形的剛性容筐和剛性蓋板，在剛性容框的左右兩側壁板內側分別通過帶彈簧的螺桿螺母各連接一個活動的剛性嵌板，兩個剛性嵌板的頂部通過彈性蒙皮連接，該剛性嵌板與剛性容框的另兩個側壁中部以及彈性蒙皮構成一個封閉的柔性空腔，所述的剛性蓋板的中部設有與剛性上模凸型面輪廓匹配的外形孔，剛性蓋板通過緊固件蓋壓在剛性容框的頂部。3.如權利要求2所述的板制半管柔性沖壓模具，其特征在于，在剛性容筐的前后兩側側壁中部靠近底部與頂部分別設有一個連通柔性空腔的注料通孔和一個排料通孔。
【專利摘要】一種板制半管柔性沖壓模具和沖壓方法，含有剛性上模和柔性下模，剛性上模的下方有與板制半管內表面匹配的凸型面，柔性下模的基體是一個方形的剛性容筐和剛性蓋板，剛性蓋板的中部設有與剛性上模凸型面輪廓匹配的外形孔，剛性蓋板通過緊固件蓋壓在剛性容框的頂部；向下模的柔性空腔注入粘性介質使其充滿柔性空腔；將待成形的板料置于上模與下模之間，下降上模使凸型面嵌入柔性空腔內，彈簧的壓縮抗力促使粘性介質產生柔性壓力持續作用板料完成板制半管沖壓成形。
【IPC分類】B21D37/12, B21D37/10
【公開號】CN105710218
【申請號】CN201610203908
【發明人】倪興屹, 彭永前, 李善良, 榮娜, 葉紅
【申請人】中航飛機股份有限公司西安飛機分公司