专利名称：复杂曲面空腔零件液压成形装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种金属板材成形装置和方法，具体涉及一种复杂曲面空腔零件液压成形装置和方法。
背景技术：
薄壁复杂曲面空腔零件是一类较为典型的壳体结构件，成形的主要难点是由于构成空腔的壳体为薄壁复杂曲面，且该空腔的截面尺寸变化较大。对于截面尺寸变化较小的零件，通常采用管材扩径或缩径(如管材液压成形、电磁成形)等成形方法。而对于截面变化较大的零件，依靠管材扩径成形的方法受到管材最大膨胀率的限制，容易导致管材局部极度减薄，甚至破裂；同样，依靠管材缩径成形的方法容易导致局部材料失稳起皱和材料堆积、折叠等缺陷。对于薄壁复杂曲面空腔零件的成形制造，现有技术是采用板材冲压、拉深等方法分别成形出局部曲面，然后通过焊接组合在一起构成空腔零件，这种方法不足之处 在于成形工序多、需要多套成形模具，成形后的复杂曲面件焊接难度大、焊接变形大、残余应力高、焊缝多。因而，传统成形方法难以保证该类零件的成形性和可靠性。板材液压成形是采用液体代替刚性模具作为传力介质，使板材成形的一种柔性成形新技术，包括液体代替凹模或液体代替凸模两类。其中，液体代替凸模成形又分为单板液压成形和双板液压成形。双板液压成形是将两张板材周边焊接后，通过合模压力机压在上下模具里，然后由两张板材中间预留的充液口充入高压液体，最后两张板材在内部高压液体作用下分别贴靠到上下模腔内，从而可以成形出腔体零件。双板液压成形的工艺优势在于使用一套模具装置一步成形出零件，取代了传统冲压或拉深工艺的单件成形或多步成形；此外，板材可以根据零件需要配对组合，可以是不同材料、不同厚度的板材，因此可以显著提高材料利用率，实现材料、结构轻量化，缩短了成形工艺步骤，同时也节省了模具、设备和手工的费用，因而提高了生产效率。然而，现有双板液压成形技术的不足之处在于充液口的液体密封压力由合模力提供，因而需要施加足够的合模力以保证两张板材之间的液体密封，液体密封无法控制，从而导致法兰处的板材很难流入模具型腔，板材是在液压作用下产生大的胀形变形，而对于复杂曲面空腔零件的成形，较大的胀形变形使壁厚减薄严重而导致破裂，最终无法成形零件。
发明内容
本发明的目的是为解决现有用于复杂曲面零件的冲压和拉深成形技术存在焊接变形大，焊接残余应力较高的问题，以及双板液压成形技术存在在成形初期，需要较大的合模力压制双板坯以保证充液口的液体密封，在成形复杂曲面空腔零件时，导致型腔两端的板坯很难流入模具型腔，较大的胀形变形使壁厚减薄，零件难以成形的问题，进而提供一种复杂曲面空腔零件液压成形装置及方法。本发明为解决上述问题采取的技术方案是本发明的复杂曲面空腔零件液压成形装置，所述装置包括上模和下模，所述装置还包括下充液镶块、上充液镶块、弹性部件、第一密封圈和第二密封圈，上模的下端面上具有上型腔，下模的上端面上具有下型腔，上模和下模完全闭合后上型腔和下型腔构成待成形零件的空腔，与上型腔相邻的上模的下端面上加工有一个上凹槽，下模的上端面上与上凹槽正对的位置处加工有一个下凹槽，上凹槽内由上至下依次设置有弹性部件和上充液镶块，弹性部件分别与上模和上充液镶块固定连接，上充液镶块与上凹槽的侧壁滑动接触，上充液镶块的下端面上具有凹坑，凹坑的表面为半球面，位于上型腔和上凹槽之间的上模的下端面设置有第一凹槽，位于第一凹槽和凹坑之间的上充液镶块的下端面上设置有第二凹槽，上模和下模完全闭合后第一凹槽和第二凹槽连通，且第一凹槽和第二凹槽高度相同，所述第一凹槽和第二凹槽用于上板坯形成凸埂，下凹槽内设置有下充液镶块，下充液镶块与下模的侧壁滑动接触，下充液镶块的上端面上与凹坑正对的位置处设置有一个与凹坑相配合的凸棱，凸棱的表面为半球面，下模的侧壁面加工有指向下充液镶块的第一通道，下充液镶块的下端面上加工有穿过凸棱并与第一通道连通的第二通道，位于第二通道外侧的下充液镶块的下端面上设置有第一密封槽，第一密封槽内安装有第一密封圈，下充液镶块的上端面上沿凸棱的周向设置有齿，上充液镶块的下端面上与齿相对应的位置处设置有与齿相咬合的齿槽，位于齿外侧的下充液镶块的上端面上设置有第二密封槽，第二密封槽内安装有第二密封圈，上充液镶块与下充液镶块通过齿和齿槽相咬合的结构方式以及第二密封圈 密封的方式实现密封。本发明的复杂曲面空腔零件液压成形方法的具体步骤为步骤一、根据复杂曲面空腔零件的结构设计板坯形状，采用冲孔或钻孔的方法，在下板坯的一端上加工一个和凸棱的形状大小相同的凸孔，采用压制的方法在上板坯的与第一凹槽和第二凹槽对应位置处压制出凸梗，以保证成形过程中高压液体的充入；步骤二、将下板坯和上板坯沿周边对焊形成封闭的焊缝，构成双板坯件；步骤三、将焊接后的下板坯和上板坯形成的双板坯件放在下模上，使下板坯上的凸孔穿过下充液镶块上的凸棱，上板坯的凸梗的部分进入第一凹槽和第二凹槽内；步骤四、上模向下运动与下模合模，在合模的过程中，在弹性部件的作用下，上充液镶块首先与双板还件接触，上充液镶块和下充液镶块之间的双板还件被逐渐压紧，在压紧过程中，上板坯的凸梗的端部被凸棱和凹坑压制出一个与凸棱或凹坑相配合的凸起，直至下模和上模完全闭合，此时，上模上施加合模力F ；步骤五、经第一通道和第二通道注入液体压力为P的液体，液体通过下板坯与凸梗之间的间隙充入下板坯与上板坯之间，位于上型腔和下型腔之间的上板坯和下板坯分别发生拉深和胀形的复合变形，上板坯逐渐贴靠在上型腔的型腔面上，上板坯逐渐贴靠在下模型腔的型腔面上；步骤六、增加合模力F和液体压力P，上板坯完全紧密贴合在上型腔的型腔面上，下板坯完全紧密贴合在下型腔的型腔面上，成形得到复杂曲面空腔零件；步骤七、成形结束后，通过第一通道和第二通道导出液体，打开上模和下模取出成形后的复杂曲面空腔零件。本发明的有益效果是一、本发明的装置在下模上设置了下充液镶块，上模上设置了上充液镶块，上模和上充液镶块之间内置弹性部件，弹性部件分别与上模和上充液镶块固定连接，上模和下模闭合后，弹性部件可以单独给下充液镶块和上充液镶块之间提供压合力，而不受合模力的影响，同时，上充液镶块与下充液镶块通过齿和齿槽相咬合的结构方式以及第二密封圈密封的方式实现液体密封，上充液镶块与下充液镶块通过齿和齿槽相咬合的结构方式，可以约束充液镶块之间的板坯移动和变形，上充液镶块与下充液镶块通过齿和齿槽相咬合的结构，根据需要可以设I道至3道齿或齿槽，第二密封圈密封的方式可以根据需要设I至3圈，上述结构中，上充液镶块受弹性部件的单独控制，上充液镶块在弹性部件的作用下对下充液镶块提供合适的压力，能有效克服现有双板液压工艺中充液口处，在板坯成形初期，需要较大的合模力压制双板坯以保证充液口的液体密封，本发明在成形初期，在较小的合模力作用下，能实现板材拉深和胀形复合成形，有效的解决了现有现有双板液压技术在成形初期，需要较大的合模力压制双板坯以保证充液口的液体密封，在成形复杂曲面空腔零件时，型腔两端的板坯很难流入模具型腔，较大的胀形变形使壁厚减薄，零件难以成形的问题。二、本发明的下充液镶块和上充液镶块均为独立可更换的镶块式结构，当成形板材厚度发生变化时，可以根据板材厚度修改下充液镶块和上充液镶块之间的配合尺寸，而无需修改下模和上模；
三、本发明的成形方法是将焊接工艺安排在成形工艺前，且沿平板的周边进行焊接，避免了传统制造工艺先成形后焊接导致的复杂曲面零件焊接变形问题，焊接效率明显提高，提高了 50% _80%，焊接残余应力在成形过程中随着变形逐渐释放，比传统先成形后焊接残余应力显著降低，降低了 40% -70% ;两张板坯的焊接由于是沿周边的封闭式焊接，焊接强度比传统的点焊强度显著提高，提高了 30% -50% ；四、板材在高压液体作用下发生拉深和胀形的复合变形，与传统冲压成形相比具有壁厚均匀性好提高了 10% -30%、尺寸精度高，提高了 5% -20%、表面质量高和刚性强的优点，成形性和可靠性好；五、本发明可以根据零件形状灵活设计板坯尺寸，截面形状不受变形率制约，板坯件轴线可以是直线或者曲线，板坯件形状可以是空间不对称结构，以实现不同板材零件或上下腔深度差别较大的复杂曲面零件成形，适应性好。
图I是本发明的整体结构示意图，图2是本发明的弹性部件为由聚氨酯或橡胶制成的弹性部件的局部连接结构示意图，图3是上模和下模闭合后双板坯件置于上模和下模之间的状态图，图4是双板坯件在液体压力P的作用下成形过程图，图5是图4中的双板坯件成形结束后得到的复杂曲面空腔零件状态图，图6是双板坯件在液体压力P和下板坯在液体压力Pl的作用下的成形过程图，图7是双板坯件在液体压力P和上板坯在液体压力P2的作用下的成形过程图，图8是双板坯件在液体压力P、下板坯在液体压力P4，上板坯在液体压力P3的共同作用下的成形过程图，图9是一种焊接后的双板坯件的整体结构示意图，图10是图9的A-A向视图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图I-图10说明本实施方式，本实施方式的复杂曲面空腔零件液压成形装置包括上模2和下模I，所述装置还包括下充液镶块3、上充液镶块4、弹性部件5、第一密封圈6和第二密封圈7，上模2的下端面上具有上型腔2-1，下模I的上端面上具有下型腔1-1，上模2和下模I完全闭合后上型腔2-1和下型腔1-1构成待成形零件的空腔13，与上型腔2-1相邻的上模2的下端面上加工有一个上凹槽2-2，下模I的上端面上与上凹槽2-2正对的位置处加工有一个下凹槽1-3，上凹槽2-2内由上至下依次设置有弹性部件5和上充液镶块4，弹性部件5分别与上模2和上充液镶块4固定连接，上充液镶块4与上凹槽2-2的侧壁滑动接触，上充液镶块4的下端面上具有凹坑4-1，凹坑4-1的表面为半球面，位于上型腔2-1和上凹槽2-2之间的上模2的下端面设置有第一凹槽2-4，位于第一凹槽2-4和凹坑4-1之间的上充液镶块4的下端面上设置有第二凹槽4-3，上模2和下模I完全闭合后第一凹槽2-4和第二凹槽4-3连通，且第一凹槽2-4和第二凹槽4-3高度相同，所述第一凹槽2-4和第二凹槽4-3用于上板坯10形成凸埂10-1，下凹槽1-3内设置有下充液镶块3，下充液镶块3与下模I的侧壁滑动接触，下充液镶块3的上端面上与凹坑4-1正对的位置处设置有一个与凹坑4-1相配合的凸棱3-1,凸棱3-1的表面为半球面,下模I的侧壁面加工有指向下充液镶块3的第一通道1-2，下充液镶块3的下端面上加工有穿过凸棱3-1并与第一通道1-2连通的第二通道3-5，位于第二通道3-5外侧的下充液镶块3的下端面上设置有第一密封槽3-4，第一密封槽3-4内安装有第一密封圈6，下充液镶块3的上端 面上沿凸棱3-1的周向设置有齿3-2，上充液镶块4的下端面上与齿3-2相对应的位置处设置有与齿3-2相咬合的齿槽4-2,位于齿3-2外侧的下充液镶块3的上端面上设置有第二密封槽3-3，第二密封槽3-3内安装有第二密封圈7，上充液镶块4与下充液镶块3通过齿3-2和齿槽4-2相咬合的结构方式以及第二密封圈7密封的方式实现密封。
具体实施方式
二 结合图I说明本实施方式，本实施方式所述弹性部件5为弹簧。如此设置，上模和下模闭合后，弹簧可以给上充液镶块与下充液镶块之间提供压合力，而不受上模和下模的合模力的影响，液体密封可单独控制，满足设计要求和成形需要。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图2说明本实施方式，本实施方式所述弹性部件5为由聚氨酯制成的弹性部件。如此设置，上模和下模闭合后，聚氨酯可以给上充液镶块与下充液镶块之间提供压合力，而不受上模和下模的合模力的影响，液体密封可单独控制，满足设计要求和成形需要。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四结合图2说明本实施方式，本实施方式所述弹性部件5为由橡胶制成的弹性部件。如此设置，上模和下模闭合后，橡胶可以给上充液镶块与下充液镶块之间提供压合力，而不受上模和下模的合模力的影响，液体密封可单独控制，满足设计要求和成形需要。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五结合图7说明本实施方式，本实施方式所述装置还包括第三密封圈12，位于上型腔2-1的外侧的上模2的下端面上设置有一圈第三密封槽2-5，第三密封槽2-5内安装有第三密封圈12，上模2的侧壁面上加工有与上型腔2-1连通的第三通道2-6。本实施方式通过第三通道2-6给上板坯10施加一个背向液体压力，单独控制上板坯10的变形，从而有效改善上板坯10的壁厚分布，使上板坯10的变形更加均匀，可以实现上型腔较深的复杂曲面零件成形。如此设置，满足设计要求和实际成形需要。其它与具体实施方式
一、二、三、或四相同。
具体实施方式
六结合图6说明本实施方式，本实施方式所述装置还包括第四密封圈8，位于下型腔1-1外侧的下模I的上端面上设置有一圈第四密封槽1-5，第四密封槽
1-5内安装有第四密封圈8，下模I的侧壁面上加工有与下型腔1-1连通的第四通道1-4。本实施方式通过第四通道1-4给下板坯9施加一个背向液体压力，单独控制下板坯9的变形，从而有效改善下板坯9的壁厚分布，使下板坯9的变形更加均匀，可以实现下型腔较深的复杂曲面零件成形。如此设置，满足设计要求和实际成形需要。其它与具体实施方式
一、二、三、或四相同。
具体实施方式
七，结合图3-图10说明本实施方式，本实施方式利用如具体实施方式
一至六中任意一个具体实施方式
所述的复杂曲面空腔零件液压成形装置实现复杂曲面空腔零件成形方法，所述的复杂曲面空腔零件液压成形方法的具体步骤为步骤一、根据复杂曲面空腔零件的结构设计板坯形状，采用冲孔或钻孔的方法，在下板还9的一端上加工一个和凸棱3-1的形状大小相同的凸孔9-1,米用压制的方法在上板坯10的与第一凹槽2-4和第二凹槽4-3对应位置处压制出凸梗10-1，以保证成形过程中高压液体的充入； 步骤二、将下板坯9和上板坯10沿周边对焊形成封闭的焊缝11，构成双板坯件；步骤三、将焊接后的下板坯9和上板坯10形成的双板坯件放在下模I上，使下板坯9上的凸孔穿过下充液镶块3上的凸棱3-1，上板坯10的凸梗10-1的部分进入第一凹槽
2-4和第二凹槽4-3内；步骤四、上模2向下运动与下模I合模，在合模的过程中，在弹性部件5的作用下，上充液镶块4首先与双板坯件接触，上充液镶块4和下充液镶块3之间的双板坯件被逐渐压紧，在压紧过程中，上板坯10的凸梗10-1的端部被凸棱3-1和凹坑4-1压制出一个与凸棱3-1或凹坑4-1相配合的凸起，直至下模2和上模I完全闭合，此时，上模2上施加合模力F;步骤五、经第一通道和第二通道7注入液体压力为P的液体，液体通过下板坯9与凸梗10-1之间的间隙充入下板坯9与上板坯10之间，位于上型腔2-1和下型腔1-1之间的上板坯10和下板坯9分别发生拉深和胀形的复合变形，上板坯9逐渐贴靠在上型腔2-1的型腔面上，上板坯10逐渐贴靠在下模型腔1-1的型腔面上；步骤六、增加注入液体压力P，上板坯10完全紧密贴合在上型腔2-1的型腔面上，下板坯9完全紧密贴合在下型腔1-1的型腔面上，成形得到复杂曲面空腔零件；步骤七、成形结束后，通过第一通道1-2和第二通道3-5导出液体，打开上模2和下模I取出成形后的复杂曲面空腔零件。本实施方式中将成形后的空腔零件，根据实际需要机械切除上充液镶块和下充液镶块所压区域的板坯，并焊接封口，进而形成需要的封闭腔体。本实施方式所述的液体介质可以为矿物油或水。
具体实施方式
八，结合图7说明本实施方式，本实施方式的步骤五中经第一通道1-2和第二通道3-5注入液体，同时，向上型腔2-1内充入液体压力为P2的液体，且P2小于P，P_P2记为Λ P2，其中AP2的取值范围为IMPa lOOMPa，液体压力为P2的液体对上板坯10施加背向压力。本实施方式在上板坯10施加一个背向压力，单独控制上板坯10的变形，从而有效改善上板坯10的壁厚分布，使上板坯10的变形更加均匀，可以实现上型腔较深的复杂曲面零件成形。如此设置，满足设计要求和实际成形需要。其它与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
九，结合图6说明本实施方式，本实施方式的步骤五中经第一通道1-2和第二通道3-5注入液体，同时，向下型腔1-1内充入液体压力为Pl的液体，且Pl小于P,P-Pl记为AP1，其中AP1的取值范围为IMPa lOOMPa，液体压力为Pl的液体对下板坯9施加背向压力。本实施方式在下板坯9施加一个背向压力，单独控制下板坯9的变形，从而有效改善下板坯9的壁厚分布，使下板坯9的变形更加均匀，可以实现下型腔较深的复杂曲面零件成形。如此设置，满足设计要求和实际成形需要。其它与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
十，结合图8说明本实施方式，本实施方式的步骤五中经第一通道1-2和第二通道3-5注入液体，同时，向上型腔2-1内充入液体压力为P3的液体，且P3小于P，P_P3记为Λ P3,其中AP3的取值范围为IMPa lOOMPa，液体压力为P3的液体对上板坯10施加背向压力，向下型腔1-1内充入液体压力为P4的液体，且P4小于P，P-P4记为ΛΡ4，其中AP4的取值范围为IMPa lOOMPa，液体压力为P4的液体对下板坯9施加背向压力。本实施方式可以通过给上板还10和下板还9各施加一个背向压力，从而分别控制上板还和 下板坯的变形，使两张板坯变形更加均匀或协调，可以实现不同板材零件或上下腔深度差别较大的复杂曲面零件成形。如此设置，满足设计要求和实际成形需要。其它与具体实施方式
七相同。
权利要求
1.复杂曲面空腔零件液压成形装置，所述装置包括上模(2)和下模(I)，其特征在于所述装置还包括下充液镶块(3)、上充液镶块(4)、弹性部件(5)、第一密封圈(6)和第二密封圈(7)，上模(2)的下端面上具有上型腔(2-1)，下模(I)的上端面上具有下型腔(1-1)，上模(2)和下模(I)完全闭合后上型腔(2-1)和下型腔(1-1)构成待成形零件的空腔(13)，与上型腔(2-1)相邻的上模(2)的下端面上加工有一个上凹槽(2-2)，下模(I)的上端面上与上凹槽(2-2)正对的位置处加工有一个下凹槽(1-3)，上凹槽(2-2)内由上至下依次设置有弹性部件(5)和上充液镶块(4)，弹性部件(5)分别与上模(2)和上充液镶块(4)固定连接，上充液镶块(4)与上凹槽(2-2)的侧壁滑动接触，上充液镶块(4)的下端面上具有凹坑(4-1)，凹坑(4-1)的表面为半球面，位于上型腔(2-1)和上凹槽(2-2)之间的上模(2)的下端面设置有第一凹槽(2-4)，位于第一凹槽(2-4)和凹坑(4-1)之间的上充液镶块(4)的下端面上设置有第二凹槽(4-3)，上模(2)和下模(I)完全闭合后第一凹槽(2-4)和第二凹槽(4-3)连通，且第一凹槽(2-4)和第二凹槽(4-3)高度相同，所述第一凹槽(2-4)和第二凹槽(4-3)用于上板坯(10)形成凸埂(10-1)，下凹槽(1-3)内设置有下充液镶块(3)，下充液镶块(3)与下模(I)的侧壁滑动接触，下充液镶块(3)的上端面上与凹坑(4-1)正对的位置处设置有一个与凹坑(4-1)相配合的凸棱(3-1),凸棱(3-1)的表面为半球面,下模(I)的侧壁面加工有指向下充液镶块(3)的第一通道(1-2)，下充液镶块(3)的下端面上加工有穿过凸棱(3-1)并与第一通道(1-2)连通的第二通道(3-5)，位于第二通道(3-5)外侧的下充液镶块(3)的下端面上设置有第一密封槽(3-4)，第一密封槽(3-4)内安装有第一密封圈￠)，下充液镶块(3)的上端面上沿凸棱(3-1)的周向设置有齿(3-2)，上充液镶块(4)的下端面上与齿(3-2)相对应的位置处设置有与齿(3-2)相咬合的齿槽(4-2)，位于齿(3-2)外侧的下充液镶块(3)的上端面上设置有第二密封槽(3-3)，第二密封槽(3-3)内安装有第二密封圈(7)，上充液镶块⑷与下充液镶块(3)通过齿(3-2)和齿槽(4-2)相咬合的结构方式以及第二密封圈(7)密封的方式实现密封。
2.根据权利要求I所述的复杂曲面空腔零件液压成形装置，其特征在于所述弹性部件(5)为弹黃。
3.根据权利要求I所述的复杂曲面空腔零件液压成形装置，其特征在于所述弹性部件(5)为由聚氨酯制成的弹性部件。
4.根据权利要求I所述的复杂曲面空腔零件液压成形装置，其特征在于所述弹性部件(5)为由橡胶制成的弹性部件。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的复杂曲面空腔零件液压成形装置，其特征在于所述装置还包括第三密封圈(12)，位于上型腔(2-1)的外侧的上模(2)的下端面上设置有一圈第三密封槽(2-5)，第三密封槽(2-5)内安装有第三密封圈(12)，上模(2)的侧壁面上加工有与上型腔(2-1)连通的第三通道(2-6)。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的复杂曲面空腔零件液压成形装置，其特征在于所述装置还包括第四密封圈(8)，位于下型腔(1-1)外侧的下模(I)的上端面上设置有一圈第四密封槽(1-5)，第四密封槽(1-5)内安装有第四密封圈(8)，下模(I)的侧壁面上加工有与下型腔(1-1)连通的第四通道(1-4)。
7.利用如权利要求I至6的任意一个权利要求所述的复杂曲面空腔零件液压成形装置实现复杂曲面空腔零件成形方法，其特征在于所述的复杂曲面空腔零件液压成形方法的具体步骤为 步骤一、根据复杂曲面空腔零件的结构设计板坯形状，采用冲孔或钻孔的方法，在下板坯(9)的一端上加工一个和凸棱(3-1)的形状大小相同的凸孔(9-1)，采用压制的方法在上板坯(10)的与第一凹槽(2-4)和第二凹槽(4-3)对应位置处压制出凸梗(10-1)，以保证成形过程中高压液体的充入； 步骤二、将下板坯(9)和上板坯(10)沿周边对焊形成封闭的焊缝(11)，构成双板坯件； 步骤三、将焊接后的下板坯(9)和上板坯(10)形成的双板坯件放在下模(I)上，使下板坯(9)上的凸孔穿过下充液镶块(3)上的凸棱(3-1)，上板坯(10)的凸梗(10-1)的部分进入第一凹槽(2-4)和第二凹槽(4-3)内； 步骤四、上模(2)向下运动与下模(I)合模，在合模的过程中，在弹性部件(5)的作用下，上充液镶块(4)首先与双板坯件接触，上充液镶块(4)和下充液镶块(3)之间的双板坯件被逐渐压紧，在压紧过程中，上板坯(10)的凸梗(10-1)的端部被凸棱(3-1)和凹坑(4-1)压制出一个与凸棱(3-1)或凹坑(4-1)相配合的凸起，直至下模(2)和上模(I)完全闭合，此时，上模(2)上施加合模力F ； 步骤五、经第一通道和第二通道(7)注入液体压力为P的液体，液体通过下板坯(9)与凸梗(10-1)之间的间隙充入下板坯(9)与上板坯(10)之间，位于上型腔(2-1)和下型腔(1-1)之间的上板坯(10)和下板坯(9)发生拉深和胀形的复合变形，上板坯(10)逐渐贴靠在上型腔(2-1)的型腔面上，下板坯(9)逐渐贴靠在下模型腔(1-1)的型腔面上； 步骤六、增加合模力F和液体压力P，上板坯(10)完全紧密贴合在上型腔(2-1)的型腔面上，下板坯(9)完全紧密贴合在下型腔(1-1)的型腔面上，成形得到复杂曲面空腔零件；步骤七、成形结束后，通过第一通道(1-2)和第二通道(3-5)导出液体，打开上模(2)和下模(I)取出成形后的复杂曲面空腔零件。
8.根据权利要求7所述的复杂曲面空腔零件液压成形方法，其特征在于步骤五中经第一通道(1-2)和第二通道(3-5)注入液体，同时，向上型腔(2-1)内充入液体压力为P2的液体，且P2小于P，P-P2记为A P2，其中AP2的取值范围为IMPa lOOMPa，液体压力为P2的液体对上板坯(10)施加背向压力。
9.根据权利要求7所述的复杂曲面空腔零件液压成形方法，其特征在于步骤五中经第一通道(1-2)和第二通道(3-5)注入液体，同时，向下型腔(1-1)内充入液体压力为Pl的液体，且Pl小于P，P-Pl记为A P1，其中，AP1的取值范围为IMPa lOOMPa，液体压力为Pl的液体对下板坯(9)施加背向压力。
10.根据权利要求7所述的复杂曲面空腔零件液压成形方法，其特征在于步骤五中经第一通道(1-2)和第二通道(3-5)注入液体，同时，向上型腔(2-1)内充入液体压力为P3的液体，且P3小于P，P-P3记为A P3,其中AP3的取值范围为IMPa lOOMPa，液体压力为P3的液体对上板坯(10)施加背向压力，向下型腔(1-1)内充入液体压力为P4的液体，且P4小于P，P-P4记为A P4，其中AP4的取值范围为IMPa lOOMPa，液体压力为P4的液体对下板坯(9)施加背向压力。
全文摘要
复杂曲面空腔零件液压成形装置及方法，它涉及一种金属板材成形装置和方法，以解决现有用于复杂曲面零件的冲压和拉深成形技术存在焊接变形大，焊接残余应力较高的问题，以及双板液压成形技术存在在成形初期，需要较大的合模力压制双板坯以保证充液口的液体密封，在成形复杂曲面空腔零件时，导致型腔两端的板坯很难流入模具型腔，较大的胀形变形使壁厚减薄，零件难以成形的问题。它包括上模、下模、下充液镶块、上充液镶块、弹性部件、第一密封圈和第二密封圈，上凹槽内有上至下依次设置有弹性部件和上充液镶块，下凹槽内设置有下充液镶块，第二密封槽内安装有第二密封圈。本发明用于复杂曲面空腔零件的成形。
文档编号B21D26/031GK102806261SQ20121029242
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月16日 优先权日2012年8月16日
发明者刘伟, 刘钢, 苑世剑 申请人:哈尔滨工业大学