[发明专利]一种INVAR钢基体复材成型工装型板成型模具

说明书

本发明公开了一种INVAR钢基体复材成型工装型板成型模具，该模具包括上模组件以及下模组件，上模组件具有多个上压头部，各上压头部分别具有第一安装座以及压头，压头浮动地安装到第一安装座，压头的下部设置有呈平面状的冲压面，各上压头部的压头的冲压面整体形成为凸出状，下模组件设置在上模组件的下方，下模组件具有多个下压头部，各下压头部分别具有第二安装座以及支撑头，支撑头浮动地安装到第二安装座上，支撑头的上部设置有呈平面状的支撑面，各下压头部的支撑头的支撑面整体形成为凹入状。该模具能够减少冲压模具对板材的表面所造成的压痕、褶皱。

技术领域

本申请涉及航空设备制造领域，尤其涉及一种INVAR钢基体复材成型工装型板成型模具。

背景技术

复合材料，特别是碳纤维复合材料，由于其重量轻、强度高，在飞机等航空航天领域应用越来越广泛。例如，美国波音787、欧洲空客800等大型飞机中复合材料零部件的使用量已占到50％左右。复合材料零件一般需要在模具上成型，再在专门的设备中进行高温固化定型。考虑到材料的热胀冷缩，为保证复合材料零件的质量，一般选取与复合材料相近的热膨胀系统的材料作为成型模具。

INVAR钢作为一种热膨胀系数极低(10-6)的特种金属材料，是一种理想的复合材料制件模具型板材料。考虑到模具的高精度以及模具板热均匀性，一般选用15mm或19mm的INVAR钢厚板作为模具型板，先进行塑性加工预成型，再焊接到专用胎架上，进行曲面精加工。为保证模具板的热均匀性，同时减少数控机床的精加工量，要求INVAR钢模具型板预成形精度控制在±1mm左右。这就对INVAR钢厚板的曲面成形提出了很高的要求。大型的板材通常需要在模具上成形。现有技术当中，存在采用整体模具对INVAR钢板材进行冲压从而形成曲面状的压力机。然而，在板材尺寸较大的情况下，使用整体模具冲压成形，其设计成本高、且制造周期长。因此，有采用可重构模具(即可变模具)进行冲压成形的压力机。然而，现有的可重构的冲压模具在对板材进行冲压时，容易造成板材表面的压痕和起皱现象，这可能会影响板材表面质量、成形精度等。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了本发明提出了一种冲压模具，能够减少冲压模具对板材的表面所造成的压痕、褶皱。

为达到以上目的，本申请采取如下技术方案予以实现：

1.一种INVAR钢基体复材成型工装型板成型模具，包括上模组件以及下模组件，上模组件具有多个上压头部，各上压头部分别具有第一安装座以及压头，压头浮动地安装到第一安装座，压头的下部设置有呈平面状的冲压面，各上压头部的压头的冲压面整体形成为凸出状，下模组件设置在上模组件的下方，下模组件具有多个下压头部，各下压头部分别具有第二安装座以及支撑头，支撑头浮动地安装到第二安装座上，支撑头的上部设置有呈平面状的支撑面，各下压头部的支撑头的支撑面整体形成为凹入状。

上模组件包括上基座，上模组件通过上基座可拆卸地安装到压力机的上部并与压力机的动力系统连接，动力系统驱动上基座沿上下方向进给，各上压头部分别设置在上基座上，各上压头部的压头距离上基座的距离，从上基座的中间开始，朝边缘逐渐变小，使各上压头部的压头的冲压面整体形成凸出状的圆弧面或者球面，凸出状的圆弧面或者球面的半径根据所要冲压的板材的半径以及形状进行设置。

进一步的，多个上压头部呈矩形阵列状地分布在上基座上。

进一步的，多个上压头部呈圆形阵列地分布在上基座上。

进一步的，各上压头部沿前后方向和/或左右方向可调节地安装在上基座上。

进一步的，上模组件包括多个沿上下方向可调节的第一调节部，上压头部分别安装到第一调节部上。