一种板制半管的柔性冲压模具及冲压方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及飞机制造领域的一种钣金半管成形技术，具体是一种板制半管柔性冲压模具及使用方法，尤其适用于薄板半管冲压成形。
【背景技术】
[0002]目前板制薄板半管主要成形方法为曲压、落压、拉深，其成形主要缺陷为压偏、破裂、起皱等问题。传统冲压方法缺点有几个方面，一是因多数半管形状不规则，成形受力不均，容易产生压偏现象;二是成形过程板料中部区域处于悬空自由变形状态，无法抑制变形不均产生失稳起皱问题;三是为了克服毛料压偏只能采取增大尺寸补偿成形缺料问题，导致放边、收边难度剧增；四是模具需要加工出与零件内外表面相匹配的复杂凸出型面及凹陷型面，模具加工量大，配合精度要求高。以上原因导致新产品研制成功率较低，造成各种冲压模具反复试模、修模，引起大量成本及时间浪费。
【发明内容】
[0003]本申请的目的在于针对现有技术的不足，提供一种板制半管柔性冲压模具及使用方法;该冲压模具采用上模刚性凸型面与下模内高压柔性介质持续作用于板料，抑制板料中部区域起皱，同时产生足够摩擦力缓解压偏问题，可减少成形所需毛料降低半管成形难度。
[0004]—种板制半管柔性冲压方法，含有刚性上模和柔性下模，其特征在于:I)所述的刚性上模的下方有与板制半管内表面匹配的凸型面，所述柔性下模的基体是一个方形的刚性容筐和刚性盖板，在刚性容框的左右两侧壁板内侧分别通过带弹簧的螺杆螺母各连接一个活动的刚性嵌板，两个刚性嵌板的顶部通过弹性蒙皮连接，该刚性嵌板与刚性容框的另两个侧壁中部以及弹性蒙皮构成一个封闭的柔性空腔，所述的刚性盖板的中部设有与刚性上模凸型面轮廓匹配的外形孔，刚性盖板通过紧固件盖压在刚性容框的顶部;2)下降上模使凸型面通过刚性盖板的外形孔完全嵌入下模的柔性空腔内，调节连接刚性嵌板的螺杆螺母，将弹簧压紧到适当位置;3)向下模的柔性空腔注入粘性介质使其充满柔性空腔;4)上升上模，再次调节螺杆螺母放松弹簧到适当位置，弹簧推动刚性嵌板向内滑动，使下模柔性空腔内保持一定初始压强;5)将待成形的板料置于上模与下模之间，下降上模使凸型面嵌入柔性空腔内，弹簧的压缩抗力促使粘性介质产生柔性压力持续作用板料完成板制半管冲压成形。
[0005]本发明的有益效果是:I)本申请冲压成形仅需加工模具凸型面和下模的外形孔，模具制造工作量极大降低，不存在模具上模凸型面与下模凹型面制造配合精度问题。2)本申请通过更换成形所需上模及与之匹配的盖板外形孔，可满足各种形状半管冲压成形，不受半管形状限制，适用范围广。3)本申请通过高压粘性介质作用与板料表面，与传统刚性冲压模相比受力更加均匀，对板料表面损伤小，产品质量高。4)本申请冲压过程板料中部产生摩擦力可以缓解毛料压偏问题，有利于减少成形所需毛料，同时中部起皱区多余材料被排除并补充到变薄区，极大缓解了变薄区开裂。
[0006]以下结合实施例附图对本申请作进一步详细描述:
【附图说明】
[0007]图1是板制半管柔性冲压下模装配示意
[0008]图2是刚性容筐与刚性嵌板组装示意
[0009]图3是板制半管柔性冲压方法原理示意
[0010]图中编号说明:I刚性容筐、2刚性盖板、3弹簧、4螺杆螺母、5、刚性嵌板、6弹性蒙皮、7柔性空腔、8外形孔、9上模、10凸型面、11粘性介质、12压缩抗力、13柔性压力、14注料通孔、15排料通孔、16板料。
【具体实施方式】
[0011]参见附图，实施例公开的板制半管柔性冲压模具，含有刚性上模和柔性下模，所述的刚性上模9的下方有与板制半管内表面匹配的凸型面10，所述柔性下模的基体是一个方形的刚性容筐I和刚性盖板2，在刚性容框I的左右两侧壁板内侧分别通过带弹簧3的螺杆螺母4各连接一个活动的刚性嵌板5，两个刚性嵌板5的顶部通过弹性蒙皮6连接，该刚性嵌板5与刚性容框I的另两个侧壁中部以及弹性蒙皮6构成一个封闭的柔性空腔7，所述的刚性盖板2的中部设有与刚性上模凸型面10轮廓匹配的外形孔8，刚性盖板2通过紧固件盖压在刚性容框I的顶部。在刚性容筐I的前后两侧侧壁中部靠近底部与顶部分别设有一个连通柔性空腔7的注料通孔14和一个排料通孔15。
[0012]使用上述冲压模具对板制半管的柔性成形方法，其操作步骤如下:
[0013]I)下降上模使凸型面10通过刚性盖板2的外形孔8完全嵌入下模的柔性空腔7内，调节螺杆螺母4将弹簧3压紧到适当位置。2)同时打开注料通孔14及排料通孔15，向下模的柔性空腔7注入粘性介质11使其充满柔性空腔7。3)同时关闭注料通孔14及排料通孔15，上升上模，调节螺杆螺母4放松弹簧3到适当位置，弹簧3推动刚性嵌板5向内滑动，使下模柔性空腔7内保持一定初始压强。4)将待成形的板料16置于上模与下模之间，下降上模使凸型面9嵌入柔性空腔7内，弹簧3的压缩抗力12促使粘性介质11产生柔性压力13持续作用板料完成板制半管冲压成形。
[0014]需要补充说明三个方面，一是本申请附图及说明书以板制三通半管举例说明，该申请通过更换刚性盖板2与之匹配上模凸型面10可适合于板制半弯管、半扁管等柔性冲压成形，因此其它零件采取类似施加反向柔性压力的冲压技术应属于本说明书保护范围。二是刚性容筐I前后两侧侧壁上的注料通孔14及排料通孔15分别靠近底部与顶部，目的是为了注入粘性介质11排放柔性空腔7内的气体，使粘性介质11顺利注入柔性空腔7。三是刚性嵌板5的高度略小于刚性容筐I最大深度，目的是确保刚性嵌板5在刚性容筐I内顺利滑动，避免刚性嵌板5与刚性盖板2下表面摩擦。
【主权项】
1.一种板制半管柔性冲压方法，含有刚性上模和柔性下模，其特征在于:I)所述的刚性上模的下方有与板制半管内表面匹配的凸型面，所述柔性下模的基体是一个方形的刚性容筐和刚性盖板，在刚性容框的左右两侧壁板内侧分别通过带弹簧的螺杆螺母各连接一个活动的刚性嵌板，两个刚性嵌板的顶部通过弹性蒙皮连接，该刚性嵌板与刚性容框的另两个侧壁中部以及弹性蒙皮构成一个封闭的柔性空腔，所述的刚性盖板的中部设有与刚性上模凸型面轮廓匹配的外形孔，刚性盖板通过紧固件盖压在刚性容框的顶部;2)下降上模使凸型面通过刚性盖板的外形孔完全嵌入下模的柔性空腔内，调节连接刚性嵌板的螺杆螺母，将弹簧压紧到适当位置;3)向下模的柔性空腔注入粘性介质使其充满柔性空腔;4)上升上模，再次调节螺杆螺母放松弹簧到适当位置，弹簧推动刚性嵌板向内滑动，使下模柔性空腔内保持一定初始压强;5)将待成形的板料置于上模与下模之间，下降上模使凸型面嵌入柔性空腔内，弹簧的压缩抗力促使粘性介质产生柔性压力持续作用板料完成板制半管冲压成形。2.—种板制半管柔性冲压模具，含有刚性上模和柔性下模，所述的刚性上模的下方有与板制半管内表面匹配的凸型面，其特征在于:所述柔性下模的基体是一个方形的刚性容筐和刚性盖板，在刚性容框的左右两侧壁板内侧分别通过带弹簧的螺杆螺母各连接一个活动的刚性嵌板，两个刚性嵌板的顶部通过弹性蒙皮连接，该刚性嵌板与刚性容框的另两个侧壁中部以及弹性蒙皮构成一个封闭的柔性空腔，所述的刚性盖板的中部设有与刚性上模凸型面轮廓匹配的外形孔，刚性盖板通过紧固件盖压在刚性容框的顶部。3.如权利要求2所述的板制半管柔性冲压模具，其特征在于，在刚性容筐的前后两侧侧壁中部靠近底部与顶部分别设有一个连通柔性空腔的注料通孔和一个排料通孔。
【专利摘要】一种板制半管柔性冲压模具和冲压方法，含有刚性上模和柔性下模，刚性上模的下方有与板制半管内表面匹配的凸型面，柔性下模的基体是一个方形的刚性容筐和刚性盖板，刚性盖板的中部设有与刚性上模凸型面轮廓匹配的外形孔，刚性盖板通过紧固件盖压在刚性容框的顶部；向下模的柔性空腔注入粘性介质使其充满柔性空腔；将待成形的板料置于上模与下模之间，下降上模使凸型面嵌入柔性空腔内，弹簧的压缩抗力促使粘性介质产生柔性压力持续作用板料完成板制半管冲压成形。
【IPC分类】B21D37/12, B21D37/10
【公开号】CN105710218
【申请号】CN201610203908
【发明人】倪兴屹, 彭永前, 李善良, 荣娜, 叶红
【申请人】中航飞机股份有限公司西安飞机分公司