[发明专利]一种应用于蠕变时效成形的柔性模具及蠕变时效成形方法

权利要求书

1.一种应用于蠕变时效成形的柔性模具，其特征在于，包括压边条（1）、单元体（8）、侧壁（2）、固定板（7）、液压缸（4）、底座（6）、托架（3）、液压控制系统、液压油接管（5），

所述托架（3）和呈点阵式分布的多个液压缸（4）均设置在底座（6）上，托架（3）设置在液压缸（4）的外周，四块侧壁（2）围成矩形竖立在托架（3）上，固定板（7）呈水平设置在托架（3）上，固定板（7）上开设有与液压缸（4）位置对应的通孔，单元体（8）包括单元体主体和球形端头，单元体主体匹配穿过固定板（7）上开设的通孔，单元体主体的下端与液压缸（4）的活塞相连，压边条（1）设置在四块侧壁（2）上，用于对构件（9）进行固定；单元体主体上方与球形端头可拆卸连接，球形端头的上表面呈球形曲面，呈点阵式分布的球形端头的表面顶部构成与构件接触的模具型面；位于热压罐外的液压控制系统通过穿过热压罐的液压油接管（5）控制热压罐内的液压缸（4）内活塞的升降，来调节由球形端头表面顶部构成的模具型面的变化。

2.根据权利要求1所述的应用于蠕变时效成形的柔性模具，其特征在于，所述单元体主体的下端与液压缸（4）的活塞呈可拆卸连接；液压缸（4）的下端可拆卸设置在底座（6）上，液压缸（4）上下两侧设置有法兰，且上下两侧的法兰上均设有通油孔，分别与不同的液压油接管（5）进行连接。

3.根据权利要求1所述的应用于蠕变时效成形的柔性模具，其特征在于，所述应用于蠕变时效成形的柔性模具还包括位移传感器，所述位移传感器用于感应单元体（8）的位移距离并通过导线将感应数据传输给液压控制系统。

4.根据权利要求1所述的应用于蠕变时效成形的柔性模具，其特征在于，所述压边条（1）呈L形，一条边压在构件（9）上，另一条边设置在侧壁（2）的侧面；四个压边条（1）分别设置在四块侧壁（2）所围成矩形的直角处。

5.根据权利要求1所述的应用于蠕变时效成形的柔性模具，其特征在于，所述单元体主体上方设有内螺纹孔，球形端头下方设有与内螺纹孔匹配的外螺纹杆，单元体主体上方与球形端头之间通过螺纹进行连接；四块侧壁（2）包括对称设置的两块长侧壁和两块短侧壁，且四块侧壁（2）的底部均与固定板（7）的四边相接；所述液压缸（4）通过螺栓设置在底座（6）上。

6.根据权利要求1所述的应用于蠕变时效成形的柔性模具，其特征在于，所述球形端头的直径为90~126mm，两个相邻的单元体（8）之间的距离为250~350mm。

7.根据权利要求1所述的应用于蠕变时效成形的柔性模具，其特征在于，每个所述液压缸（4）均有一个单独的液压回路实现独立控制。

8.根据权利要求1所述的应用于蠕变时效成形的柔性模具，其特征在于，所述液压控制系统包括定量液压泵和变量液压泵，变量液压泵根据溢流损失进行调节，减小小流量时产生的溢流损失。

9.一种基于柔性模具的蠕变时效成形方法，其特征在于，所述基于柔性模具的蠕变时效成形方法采用了权利要求1~8中任意一项所述的应用于蠕变时效成形的柔性模具；具体步骤如下：

先对构件（9）的变形过程进行仿真，根据仿真结果在液压控制系统中输入构件（9）变形曲线相关数据，然后具体的构件成形过程如下，先控制所有球形端头的表面最上端与四块侧壁（2）的顶面处于同一水平面内，然后将待处理的构件（9）放置在所有球形端头所组成的模具型面上，通过压边条（1）将构件（9）固定在模具型面上，然后安装透气毡、密封胶和真空袋，安装好后放入热压罐，将液压缸与液压油接管（5）连接；启动热压罐加载后，控制单元体（8）随着构件（9）的变形而升降，单元体运动过程与构件变形保持同步联锁控制，从而实现模具型面的柔性可调。

10.根据权利要求9所述的基于柔性模具的蠕变时效成形方法，其特征在于，液压控制回路流量调节方法如下：

A、液压油经双泵抽取，在单向阀门的作用下流至四通换向阀，四通换向阀接收计算机所输入流量曲线信号，在内部电磁铁的作用下调节阀门通道，改变流向，实现单元体上升和下降的更替；上升时液压缸下进上出，下降时液压缸上进下出；

B、液压油经四通换向阀流向液压缸，途中经单向阀流入、调节阀流出，控制出口的调节阀的开度来调节液压缸出口流量大小，从而控制单元体升降速度，当所测单元体位移达到最终所需位置后，出口的调节阀关闭，回路进入保压状态，单元体静止；

C、调节阀开度根据输入控制端流量曲线与节流阀出口设置的流量传感器测量值实现各支路间独立的负反馈调节，不断调节阀门开度获得所需出口流量大小以对应单元体运动所需速度；

D、为了减少控制阀的频繁波动，液压控制系统的阀门开度控制部分采取PI控制，且控制增益小，使其接近纯积分控制即积分时间足够小。