[发明专利]一种高模量曲面拉压复合热成形方法

说明书

本发明公开了一种高模量曲面拉压复合热成形方法，所述拉压复合热成形方法采用：前部下拉式三缸柔性拉形机、多点模具以及柔性加热弹性垫；前部下拉式三缸柔性拉形机的两排三缸加载拉伸机构对称分布，每一排三缸加载拉伸机构均由若干结构相同的三缸加载拉伸机构呈线性排布组成，所述加载拉伸机构中，水平液压缸、倾斜液压缸和竖直液压缸均与夹钳铰接；柔性加热弹性垫设置于板材的表面与多点模具之间；拉压复合热成形方法包括：初步确定板材成形模拟参数；基于板材成形模拟参数进行实际拉压复合热成形试验，确定最终拉压复合热成形参数。本发明所述拉压复合热成形方法能够有效抑制高模量板料拉形过程中产生的起皱、拉裂、回弹等缺陷问题。

技术领域

本发明属于金属零件塑性加工技术领域，适用于高弹性模量材料曲面零件拉压成形，具体涉及一种高模量曲面拉压复合热成形方法。

背景技术

板材成形最早应用在轮船船身制造、汽车车身制造等领域，其成形方法包括：激光弯曲成形、单点渐进成形、柔性卷板成形等。随着板材成形技术的不断进步，以及航空航天、轨道交通等领域的快速崛起，大曲率薄板材作为飞机蒙皮，火车车身外壳等被广泛应用到各个领域。随着所需板材形状的不断复杂化，优质轻量化，成形方法也在随着技术的进步不断改进。

传统的横向或纵向拉形技术早在上世纪中叶开始广泛使用，但面临产品的不断升级，传统拉形设备在制作成本，使用周期等方面逐渐显露出不足。采用拉形设备配以多点模具的多点成形技术是目前板材拉形技术领域的优选，通过调节多点模具中的各基本体高度，进而形成各种与目标曲面件相匹配的模面用以拉压成形，极大节省了模具生产成本，缩短板材加工成形的成本及成形周期。

对于强度低、塑韧性好的低弹性模量材料来说，利用多点模具与拉形机配合的多点拉伸成形技术，可以加工出质量较好的薄板成形件。然而，对于高强度的高弹性模量材料来说，以往的成形方式一般是采用多次冷成形，或者先对板材辐射加热，然后进行一次或多次拉形，该拉形方法的成形时间较长，板材成形效果不理想，易出现起皱的缺陷，且拉形过程中板料厚度减薄较严重，过渡区太长将导致拉裂甚至拉断，以及由于板料回弹较大，致使板料成形全局误差较大等缺陷，故，如想成形出高质量的高弹性模量板材，需要进一步改善成形方法。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供了一种高模量曲面拉压复合热成形方法，能够有效抑制高模量板料拉形过程中产生的起皱、拉裂、回弹等缺陷问题。

结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一种高模量曲面拉压复合热成形方法，所述拉压复合热成形方法采用：前部下拉式三缸柔性拉形机、多点模具以及柔性加热弹性垫；

所述前部下拉式三缸柔性拉形机的两排三缸加载拉伸机构对称分布，每一排三缸加载拉伸机构均由若干结构相同的三缸加载拉伸机构呈线性排布组成，所述加载拉伸机构中，水平液压缸、倾斜液压缸和竖直液压缸均与夹钳铰接；

所述柔性加热弹性垫设置于板材的表面与多点模具之间；

所述拉压复合热成形方法包括：

S1：初步确定板材成形模拟参数；

S2：基于板材成形模拟参数进行实际拉压复合热成形试验，确定最终拉压复合热成形参数。

进一步地，所述步骤S1中，初步确定的板材成形模拟参数包括：水平液压缸、倾斜液压缸和竖直液压缸为实现拉压复合热成形在各成形阶段加载力大小和方向，以及柔性加热弹性垫的加热温度；

初步确定板材成形模拟参数具体过程如下：

首先，确定板材尺寸；

所述板材尺寸包括板材长度方向尺寸和板材宽度方向尺寸，其中：

板材长度方向尺寸H计算公式如下：