[发明专利]一种大尺寸薄壁曲面件超低温成形装置及成型方法

说明书

本发明提供一种大尺寸薄壁曲面件超低温成形装置及成形方法，属于薄壁曲面件成形技术领域，所述大尺寸薄壁曲面件超低温成形装置，包括成形模具、冷却结构和顶升结构，成形模具包括上模、下模和压边圈，上模和压边圈与压力机相连接，压边圈适于设置于下模的上方，且下模与压边圈之间适于放置待成形坯料，且下模内设置与冷却结构相连通的第一冷却腔体，压边圈内设置与冷却结构相连通的第二冷却腔体，且第一冷却腔体和/或第二冷却腔体适于向待成形坯料输送冷却介质，顶升结构与下模相连接，且顶升结构适于沿上模的移动方向移动以使待成形坯料变形。本发明能够有效地抑制拉深成形过程中的起皱和开裂缺陷，且成形载荷小、装置简单、便于制造。

技术领域

本发明涉及薄壁曲面件成形技术领域，具体而言，涉及一种大尺寸的大尺寸薄壁曲面件超低温成形装置及成形方法。

背景技术

传统薄壁曲面件的冷拉深和热拉深成形时悬空区极易同时发生起皱和开裂缺陷，为克服上述缺陷，现有技术中有的采用充液拉深的成形方法，通过在下模模腔内部设置充液室，将板料覆盖于充液室顶部，上模垂直于板料朝充液室底部运动，板料在高压流体支撑下拉深成形。该虽然方法能够有效抑制薄板成形过程的起皱缺陷，但由于液体反力的作用导致拉深载荷过大，使设备吨位和制造成本显著增大；现有技术中还有的通过模内多个环形套筒和油缸的上下位置组合，多点调节待成形坯料的变形区，使待成形坯料朝向上模的一面形成弧形面，在待成形坯料的悬空区形成拉深筋。该方法能够有效抑制待成形坯料拉深过程悬空区的起皱问题，在一定程度上代替了液体反力，使拉深载荷降低。但该方法增加了模内环形套筒和液压油缸的数量，由于模内空间有限，导致大吨位油缸安装受限；同时增加了液压控制系统多级协同、精确控制的难度；多个油缸在板材悬空区施加外力，导致待成形坯料悬空区受力不均匀，很容易使悬空区的材料局部减薄和拉裂，进而增加工艺控制的难度。

发明内容

本发明解决的问题是现有大尺寸薄壁曲面件成形过程中容易发生起皱、开裂、拉深载荷过大、成本高或不易成形中的至少一个方面。

为解决上述问题，本发明提供一种大尺寸薄壁曲面件超低温成形装置，所述大尺寸薄壁曲面件超低温成形装置包括：

成形模具、冷却结构和顶升结构，

所述成形模具包括上模、下模和压边圈，所述上模和所述压边圈与压力机相连接，且所述压力机适于带动所述上模和所述压边圈移动，所述下模固定于所述压力机的工作台面上，所述压边圈适于设置于所述下模的上方，且所述下模与所述压边圈之间适于放置待成形坯料，且所述下模内设置与所述冷却结构相连通的第一冷却腔体，所述压边圈内设置与所述冷却结构相连通的第二冷却腔体，且所述第一冷却腔体和/或所述第二冷却腔体适于向所述待成形坯料输送冷却介质，

所述顶升结构与所述下模相连接，且所述顶升结构适于沿所述上模的移动方向移动以使所述待成形坯料变形。

较佳地，所述下模与所述待成形坯料的接触端设有与所述第一冷却腔体相连通的第一冷却通道，和/或，所述压边圈与所述待成形坯料的接触端设有与所述第二冷却腔体相连通的第二冷却通道。

较佳地，所述压边圈的内侧端设置与所述第二冷却腔体相连通的第三冷却通道，且所述压边圈的内侧端与所述压边圈与所述待成形坯料的接触端相邻设置。

较佳地，所述下模通过下模固定板固定于所述压力机的工作台面上，所述顶升结构包括相互连接的顶升单元和动力单元，所述顶升单元的一端适于伸入到所述下模的模腔内，所述顶升单元的另一端适于在所述动力单元的带动下在所述下模固定板上移动。

较佳地，所述顶升单元包括相互连接的顶升环和导向部，所述顶升环适于伸入到所述下模的模腔内与所述待成形坯料相接触，所述导向部与所述动力单元相连接，且所述动力单元适于向所述导向部提供动力以带动所述导向部和所述顶升环移动。