專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鋁合金覆蓋件粘彈塑性軟模成形的壓力控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金覆蓋件軟模成形的壓力控制方法，屬于板材成形技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋁合金板材是汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域使用的材料之一，為了實(shí)現(xiàn)汽車(chē)車(chē)身重量輕量 化，為了提高汽車(chē)使用性能和安全性能，汽車(chē)車(chē)身零件逐漸采用鋁合金材料， 尤其汽車(chē)車(chē)身覆蓋件使用鋁合金材料，覆蓋件的尺寸精度和壁厚分布對(duì)其使用 性能具有重要的影響，因此對(duì)成形技術(shù)提出了更高的要求。采用傳統(tǒng)的剛模成 形方法制造鋁合金覆蓋件時(shí)容易產(chǎn)生嚴(yán)重的局部變薄開(kāi)裂，并且成形后的覆蓋 件存在較大的回彈；采用熱成形時(shí)需要加熱和選擇合適的成形速率，而適當(dāng)?shù)?溫度和成形速率難于控制，使得板材的表面質(zhì)量差，并且制造成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的鋁合金覆蓋件成形中存在的局部變薄開(kāi) 裂、回彈較大、表面質(zhì)量差和制造成本較高的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種鋁合金覆蓋 件粘彈塑性軟模成形的壓力控制方法。
本發(fā)明的一種鋁合金覆蓋件粘彈塑性軟模成形的壓力控制方法的步驟為
步驟一首先模具造型，然后對(duì)模具的凹模型腔表面進(jìn)行打磨和拋光，在 上模型腔表面涂覆脫模劑，然后在模具的下模的上端面上開(kāi)設(shè)壓力倉(cāng)，下模的 底面上開(kāi)設(shè)多個(gè)活塞活動(dòng)腔和多個(gè)溢流腔，活塞活動(dòng)腔與壓力倉(cāng)連通，溢流腔 與活塞活動(dòng)腔連通；
步驟二將多個(gè)活塞安裝在活塞活動(dòng)腔內(nèi)，將多個(gè)溢流閥安裝在溢流腔的 出口端；
步驟三將壓力倉(cāng)、活塞活動(dòng)腔和多個(gè)溢流腔內(nèi)填充滿(mǎn)粘彈性塑性材料；步驟四將鋁合金板坯料放在下模的上端面上，將凹模向下移動(dòng)壓在鋁合 金板坯料上，并施加lMPa 10MPa的壓邊力，閉合模具，同時(shí)保證凹模的型 腔朝向下方并與下模的壓力倉(cāng)相對(duì)應(yīng)；
步驟五多個(gè)活塞產(chǎn)生推力并向上推動(dòng)粘彈塑性材料，并通過(guò)調(diào)節(jié)溢流閥 使鋁合金板坯料變形大的區(qū)域的壓力值達(dá)到40MPa 58MPa，變形小的區(qū)域的 壓力值達(dá)到26MPa 40MPa，鋁合金板坯料在粘彈塑性材料的推力作用下與凹 模的型腔緊密貼合成形出所需要的鋁合金覆蓋件；
步驟六將多個(gè)活塞向下移動(dòng)開(kāi)模，使壓力倉(cāng)內(nèi)的壓力降至OMPa，將凹 模向上移動(dòng)，取出成形的鋁合金覆蓋件；
步驟七清除鋁合金覆蓋件表面殘留的粘彈塑性材料。
本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明采用了軟模成形方法，而不是傳統(tǒng)的室 溫剛模沖壓成形，也不是熱成形。本發(fā)明通過(guò)粘彈塑性材料作為傳力介質(zhì)，可 以充分利用其高壓下流動(dòng)性好的特點(diǎn)，且半固態(tài)介質(zhì)容易密封，因此較容易地 在型腔內(nèi)建立高壓，能夠成形出鋁合金覆蓋件。粘彈塑性材料具有較高的應(yīng)變 速率敏感性，可以在鋁合金板材表面建立非均勻的壓力分布，適應(yīng)于鋁合金板 材變形過(guò)程應(yīng)力的變化，抑制成形后的鋁合金覆蓋件的回彈，通過(guò)調(diào)節(jié)溢流閥 分區(qū)域控制粘彈塑性材料的壓力，有效地促進(jìn)了鋁合金板材向變形較大區(qū)域流 動(dòng)，提高成形零件壁厚分布的均勻性，防止局部區(qū)域的破裂，提高了鋁合金覆 蓋件表面質(zhì)量，同時(shí)降低了鋁合金覆蓋件的制造成本。


圖1是鋁合金覆蓋件成形初始狀態(tài)及模具結(jié)構(gòu)的剖視圖，圖2是通過(guò)活塞 加載粘彈塑性材料時(shí)的模具結(jié)構(gòu)剖視圖，圖3是鋁合金板坯料完全貼模時(shí)的模 具結(jié)構(gòu)剖視圖，圖4是卸載粘彈塑性材料并開(kāi)啟模具后的結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1 圖4說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種鋁 合金覆蓋件粘彈塑性軟模成形的壓力控制方法的步驟為-步驟一首先模具造型，然后對(duì)模具的凹模1型腔表面進(jìn)行打磨和拋光， 在上模型腔表面涂覆脫模劑，然后在模具的下模7的上端面上開(kāi)設(shè)壓力倉(cāng)4,
下模7的底面上開(kāi)設(shè)多個(gè)活塞活動(dòng)腔8和多個(gè)溢流腔9，活塞活動(dòng)腔8與壓力 倉(cāng)4連通，溢流腔9與活塞活動(dòng)腔8連通；
步驟二將多個(gè)活塞6安裝在活塞活動(dòng)腔8內(nèi)，將多個(gè)溢流閥5安裝在溢 流腔9的出口端；
步驟三將壓力倉(cāng)4、活塞活動(dòng)腔8和多個(gè)溢流腔9內(nèi)填充滿(mǎn)粘彈性塑性 材料3;
步驟四將鋁合金板坯料2放在下模7的上端面上，將凹模l向下移動(dòng)壓
在鋁合金板坯料2上，并施加lMPa 10MPa的壓邊力，閉合模具，同時(shí)保證 凹模1的型腔朝向下方并與下模7的壓力倉(cāng)4相對(duì)應(yīng)；
步驟五多個(gè)活塞6產(chǎn)生推力并向上推動(dòng)粘彈塑性材料3，并通過(guò)調(diào)節(jié)溢 流閥5使鋁合金板坯料2變形大的區(qū)域的壓力值達(dá)到40MPa 58MPa，變形小 的區(qū)域的壓力值達(dá)到26MPa 40MPa,鋁合金板坯料2在粘彈塑性材料3的推 力作用下與凹模1的型腔緊密貼合成形出所需要的鋁合金覆蓋件；
步驟六將多個(gè)活塞6向下移動(dòng)開(kāi)模，使壓力倉(cāng)4內(nèi)的壓力降至0MPa， 將凹模l向上移動(dòng)，取出成形的鋁合金覆蓋件；
步驟七清除鋁合金覆蓋件表面殘留的粘彈塑性材料3。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是本實(shí)施方式 的步驟一中的脫模劑為無(wú)蠟脫模劑。使得鋁合金覆蓋件的表面質(zhì)量更好，更易 于脫模。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二的不同點(diǎn)是本實(shí)施 方式的步驟三中的粘彈性塑性材料3為分子量為400000 g/mo1 ~600000 g/mo1、 粘度為10000Pa's 16000Pa's的高分子聚合物材料，粘彈性塑性材料3的物態(tài) 為半固態(tài)。粘彈塑性材料的應(yīng)變速率敏感性更好，更適應(yīng)于鋁合金板材變形過(guò) 程應(yīng)力的變化，更好的抑制了成形后的鋁合金覆蓋件的回彈。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三的不同點(diǎn)是本實(shí)施方式
的步驟四中的鋁合金板坯料2的厚度在0.8mm 1.5mm之間。鋁合金覆蓋件的
成形率更高。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是本實(shí)施方式 的步驟五中的鋁合金板坯料2變形大的區(qū)域的壓力值達(dá)到45MPa 56MPa，變 形小的區(qū)域壓力值達(dá)到27MPa 33MPa。尤其適合于lmm厚的5182-0鋁合 金板坯料。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是本實(shí)施方式 的步驟五中的鋁合金板坯料2變形大的區(qū)域的壓力值達(dá)到40MPa 48MPa，變 形小的區(qū)域壓力值達(dá)到26MPa 30MPa。尤其適合于lmm厚的6016-T4鋁合
金板坯料。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是本實(shí)施方式
的步驟五中的鋁合金板坯料2變形大的區(qū)域的壓力值達(dá)到50MPa 58MPa，變 形小的區(qū)域壓力值達(dá)到30MPa 35MPa。尤其適合于lmm厚的6111-T4鋁合
金板坯料。
權(quán)利要求
1、一種鋁合金覆蓋件粘彈塑性軟模成形的壓力控制方法，其特征在于該方法的步驟為步驟一首先模具造型，然后對(duì)模具的凹模(1)型腔表面進(jìn)行打磨和拋光，在上模型腔表面涂覆脫模劑，然后在模具的下模(7)的上端面上開(kāi)設(shè)壓力倉(cāng)(4)，下模(7)的底面上開(kāi)設(shè)多個(gè)活塞活動(dòng)腔(8)和多個(gè)溢流腔(9)，活塞活動(dòng)腔(8)與壓力倉(cāng)(4)連通，溢流腔(9)與活塞活動(dòng)腔(8)連通；步驟二將多個(gè)活塞(6)安裝在活塞活動(dòng)腔(8)內(nèi)，將多個(gè)溢流閥(5)安裝在溢流腔(9)的出口端；步驟三將壓力倉(cāng)(4)、活塞活動(dòng)腔(8)和多個(gè)溢流腔(9)內(nèi)填充滿(mǎn)粘彈性塑性材料(3)；步驟四將鋁合金板坯料(2)放在下模(7)的上端面上，將凹模(1)向下移動(dòng)壓在鋁合金板坯料(2)上，并施加1MPa～10MPa的壓邊力，閉合模具，同時(shí)保證凹模(1)的型腔朝向下方并與下模(7)的壓力倉(cāng)(4)相對(duì)應(yīng)；步驟五多個(gè)活塞(6)產(chǎn)生推力并向上推動(dòng)粘彈塑性材料(3)，并通過(guò)調(diào)節(jié)溢流閥(5)使鋁合金板坯料(2)變形大的區(qū)域的壓力值達(dá)到40MPa～58MPa，變形小的區(qū)域的壓力值達(dá)到26MPa～40MPa，鋁合金板坯料(2)在粘彈塑性材料(3)的推力作用下與凹模(1)的型腔緊密貼合成形出所需要的鋁合金覆蓋件；步驟六將多個(gè)活塞(6)向下移動(dòng)，使壓力倉(cāng)(4)內(nèi)的壓力降至0MPa，將凹模(1)向上移動(dòng)開(kāi)模，取出成形的鋁合金覆蓋件；步驟七清除鋁合金覆蓋件表面殘留的粘彈塑性材料(3)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋁合金覆蓋件粘彈塑性軟模成形的壓力控制 方法，其特征在于所述步驟一中的脫模劑為無(wú)蠟脫模劑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種鋁合金覆蓋件粘彈塑性軟模成形的壓力控制方法，其特征在于所述步驟三中的粘彈性塑性材料(3)為分子量為 400000 g/mol 600000 g/mol、粘度為10000Pa's 16000Pa's的高分子聚合物材 料，粘彈性塑性材料(3)的物態(tài)為半固態(tài)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種鋁合金覆蓋件粘彈塑性軟模成形的壓力控制 方法，其特征在于所述步驟四中的鋁合金板坯料(2)的厚度在0.8mm 1.5mm 之間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋁合金覆蓋件粘彈塑性軟模成形的壓力控制 方法，其特征在于所述步驟五中的鋁合金板坯料(2)變形大的區(qū)域的壓力 值達(dá)到45MPa 56MPa，變形小的區(qū)域壓力值達(dá)到27MPa 33MPa。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋁合金覆蓋件粘彈塑性軟模成形的壓力控制 方法，其特征在于所述步驟五中的鋁合金板坯料(2)變形大的區(qū)域的壓力 值達(dá)到40MPa 48MPa，變形小的區(qū)域壓力值達(dá)到26MPa 30MPa。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋁合金覆蓋件粘彈塑性軟模成形的壓力控制 方法，其特征在于所述步驟五中的鋁合金板坯料(2)變形大的區(qū)域的壓力 值達(dá)到50MPa 58MPa，變形小的區(qū)域壓力值達(dá)到30MPa 35MPa。
全文摘要
一種鋁合金覆蓋件粘彈塑性軟模成形的壓力控制方法，它涉及一種鋁合金覆蓋件軟模成形的壓力控制方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的鋁合金覆蓋件成形中存在的局部變薄開(kāi)裂、回彈較大、表面質(zhì)量差和制造成本較高的問(wèn)題。本發(fā)明的主要步驟為模具造型；安裝活塞和溢流閥；填充粘彈性塑性材料；合模；調(diào)節(jié)溢流閥控制鋁合金板坯料變形區(qū)域的壓力值，鋁合金板坯料在粘彈塑性材料的推力作用下與凹模的型腔緊密貼合成形出所需要的鋁合金覆蓋件；開(kāi)模并取出成形的鋁合金覆蓋件；清除鋁合金覆蓋件表面殘留的粘彈塑性材料。本發(fā)明抑制了成形后的鋁合金覆蓋件的回彈，防止了局部區(qū)域的破裂，提高了鋁合金覆蓋件表面質(zhì)量，同時(shí)降低了鋁合金覆蓋件的制造成本。
文檔編號(hào)B21D37/00GK101537453SQ200910071760
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者毅 李, 王忠金 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)