[发明专利]一种基于粘弹性颗粒介质的板材成形方法

说明书

本发明涉及一种基于粘弹性颗粒介质的板材成形方法，采用粘弹性颗粒介质代替传统液压、气压和颗粒介质，对板材金属进行软模成形。所述方法包括以下步骤：步骤S1：对固体颗粒介质和粘结剂进行配比；步骤S2：对板材进行拉深成形处理；利用本发明方法制备板材成形件可以降低所需成形的成形力，提高板材的成形质量，进一步提高板材的成形极限，能够减少成形复杂截面的成形道次，其工艺控制简易，投入成本低廉，绿色环保无污染，成形介质易于回收，同时抗干扰能力强，易于密封。

技术领域

本发明涉及金属板材成形技术领域，尤其涉及一种基于粘弹性颗粒介质的板材成形方法。

背景技术

随着汽车、航空航天、军工等行业的快速发展和对节能降耗的要求提高，对一些高精度、形状复杂的成形件的需求越来越大。但是对于传统刚性凸凹模拉深工艺和软凸模(凹模)成形工艺均存在一定的问题。传统刚性凸凹模拉深工艺，成形件质量较差，对于低塑性材料、大变形件的拉深成形存在较大难度，面对复杂截面构件，所需配合模具质量精度要求高，加大模具生产成本及加工难度；以油或水(乳化液)为传力介质的半模成形工艺对成形件厚度的控制较为困难，对成形过程中密封的要求也非常高，且板材出现失稳起皱现象，油液飞溅污染环境，危及操作人员，另外必须配备复杂的控制系统；而以粘性材料为介质的半模成形工艺密封要求高，控制系统复杂，成形后成形件清理困难；以固体颗粒介质为软凸模(凹模)成形工艺，存在成形成形件质量由颗粒粒径及材质决定、厚度均匀性难以保证等问题，成形后颗粒介质不易回收。

而板材粘性介质成形后有成形件难清理及模具需要配备单独的控制系统的问题；固体颗粒介质成形后有颗粒难回收，成形质量不稳定等问题；这些都成为了拉深成形工艺亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于粘弹性颗粒介质的板材成形方法，能够提高成形件质量，且成形介质易于回收利用，节能环保。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种基于粘弹性颗粒介质的板材成形方法，具体包括以下步骤：

S1：对固体颗粒介质和粘结剂进行配比；

(S1.1)选择固体颗粒介质；

(S1.2)选择粘结剂；

(S1.3)将所选粘结剂和固体颗粒进行混合配比，最终获得最终成形时所需粘弹性颗粒介质；

S2：对板材进行拉深成形；根据成形件形状，采用拉深模具对板材进行粘弹性颗粒介质拉深成形，最终获得所需成形板材。

进一步的，所述拉深模具包括形状凹模、凸模，压边圈和料桶；所述形状凹模固定在压机工作台上，形状凹模的型腔侧壁形状根据成形件的形状而定；所述形状凹模上端面边部设置有压边圈；所述压边圈上方同轴设置有料筒，用以盛装粘弹性颗粒介质；所述凸模同轴设置在料筒上端，位于料筒内的粘弹性颗粒介质之上。

进一步的，所述步骤S2具体包括：

(S2.1)根据所需成形件的形状，确定板材原始坯料尺寸；

(S2.2)根据所需板材成形件的形状，确定形状凹模的形状；

(S2.3)拉深成形时，首先将板材坯料放置在形状凹模上方，将压边圈对应设置在坯料的边部上方；且在形状凹模和压边圈与坯料接触的一面涂润滑剂，然后对压边圈施加压边力P，防止板材在变形过程中起皱；在料筒和坯料上端面之间的空腔中添加粘弹性颗粒介质，其添加量约等于成形件容积；然后根据所加工成形件的材料、形状、壁厚参数，设定凸模的加载路线，凸模按照设定的路线加载，凸模下行，对粘弹性颗粒介质施加压力F，使得粘弹性颗粒介质产生成形压力，使得板材坯料产生向下的塑性变形，直至变形到需要的成形件形状，最后回收粘弹性颗粒介质，并卸下成形后的板材。