[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

说明书

本发明公开了一种应用于蠕变时效成形的柔性模具，包括压边条、单元体、侧壁、固定板、液压缸、底座、托架、液压控制系统、液压油接管，托架和呈点阵式分布的多个液压缸均设在底座上，侧壁和固定板设在托架上，固定板上开设有与液压缸位置对应的通孔，单元体包括单元体主体和球形端头，单元体主体匹配穿过通孔，单元体主体的下端与液压缸的活塞相连，压边条设在侧壁上；球形端头的上表面呈球形曲面，球形端头的表面顶部构成模具型面；液压控制系统通过控制液压缸内活塞的升降来调节模具型面的变化。本发明还提供了一种基于柔性模具的蠕变时效成形方法。本发明解决了面对不同曲率构件成形需要频繁更换型面甚至替换模具的问题。

技术领域

本发明属于铝合金构件蠕变时效成形技术领域，具体涉及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。

背景技术

蠕变时效成形技术(Creep Age Forming，CAF)是为实现大型整体壁板构件高性能与精确成形协同制造而发展起来的一种新型钣金成形方法，成形精度高。现有蠕变时效成形模具设计较为繁琐：在模具型面确定后，由于卸载后构件回弹量较大，需要预测回弹量并将其补偿到模具型面上，以获得所需目标构件形状。回弹量的预测和成形工装型面的补偿优化一直是蠕变时效成形技术的关键问题。在如此繁琐、耗时的模具设计基础上，面对不同曲率构件，或者因温度或材料造成回弹量的变化，需要频繁更换型面甚至替换模具，造成模具适用性低，成本高、生产效率低。

专利文献CN201911157801.8公开了一种基于机械加载的蠕变时效成形方法，该成形方法包括以下步骤：第一步、将待成形板材放置在模具上；第二步、首先通过主液压缸和加载液压缸向待成形板材上表面施载荷，使待成形板材发生变形，直至待成形板材下表面与模具形板上表面紧密贴合，然后用盖板将待成形制件与模具型面固定；第三步、将待成形制件与模具放入热压罐中，升温至时效温度并保温；第四步、降温至室温，卸载即得蠕变时效成形后的制件。但该方法不足之处在于需手动调节，增加了人工成本，且调整精度不易保证；另外其成型面属于块调节，不适用于大型双曲率构件的成形；为使构件紧贴型面，利用液压缸来调节加载装置，使得装置复杂、成本有所增加。

因此，需要设计一种新的应用于蠕变时效成形的模具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于蠕变时效成形的柔性模具，以解决背景技术中提出的现有的蠕变时效成形模具面对不同曲率构件，或者因温度或材料造成回弹量的变化，需要频繁更换型面甚至替换模具，造成模具适用性低，成本高、生产效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种应用于蠕变时效成形的柔性模具，包括压边条、单元体、侧壁、固定板、液压缸、底座、托架、液压控制系统、液压油接管，

所述托架和呈点阵式分布的多个液压缸均设置在底座上，托架设置在液压缸的外周，四块侧壁围成矩形竖立在托架上，固定板呈水平设置在托架上，固定板上开设有与液压缸位置对应的通孔，单元体包括单元体主体和球形端头，单元体主体匹配穿过固定板上开设的通孔，单元体主体的下端与液压缸的活塞相连，压边条设置在四块侧壁上，用于对构件进行固定；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控制热压罐内的液压缸内活塞的升降，来调节由球形端头表面构成的模具型面的变化。

在一种具体的实施方式中，所述单元体主体的下端与液压缸的活塞呈可拆卸连接；液压缸的下端可拆卸设置在底座上，液压缸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进行连接。

在一种具体的实施方式中，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的位移距离并通过导线将感应数据传输给液压控制系统。

在一种具体的实施方式中，所述压边条呈L形，一条边压在构件上，另一条边设置在侧壁的侧面；四个压边条分别设置在四块侧壁所围成矩形的直角处。