CN101537453A - 一种铝合金覆盖件粘弹塑性软模成形的压力控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种铝合金覆盖件粘弹塑性软模成形的压力控制方法，它涉及一种铝合金覆盖件软模成形的压力控制方法。本发明解决了现有的铝合金覆盖件成形中存在的局部变薄开裂、回弹较大、表面质量差和制造成本较高的问题。本发明的主要步骤为：模具造型；安装活塞和溢流阀；填充粘弹性塑性材料；合模；调节溢流阀控制铝合金板坯料变形区域的压力值，铝合金板坯料在粘弹塑性材料的推力作用下与凹模的型腔紧密贴合成形出所需要的铝合金覆盖件；开模并取出成形的铝合金覆盖件；清除铝合金覆盖件表面残留的粘弹塑性材料。本发明抑制了成形后的铝合金覆盖件的回弹，防止了局部区域的破裂，提高了铝合金覆盖件表面质量，同时降低了铝合金覆盖件的制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金覆盖件软模成形的压力控制方法，属于板材成形技术领域。
背景技术
铝合金板材是汽车工业领域使用的材料之一，为了实现汽车车身重量轻量化，为了提高汽车使用性能和安全性能，汽车车身零件逐渐采用铝合金材料，尤其汽车车身覆盖件使用铝合金材料，覆盖件的尺寸精度和壁厚分布对其使用性能具有重要的影响，因此对成形技术提出了更高的要求。采用传统的刚模成形方法制造铝合金覆盖件时容易产生严重的局部变薄开裂，并且成形后的覆盖件存在较大的回弹；采用热成形时需要加热和选择合适的成形速率，而适当的温度和成形速率难于控制，使得板材的表面质量差，并且制造成本较高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的铝合金覆盖件成形中存在的局部变薄开裂、回弹较大、表面质量差和制造成本较高的问题，进而提供一种铝合金覆盖件粘弹塑性软模成形的压力控制方法。
本发明的一种铝合金覆盖件粘弹塑性软模成形的压力控制方法的步骤为：
步骤一：首先模具造型，然后对模具的凹模型腔表面进行打磨和抛光，在上模型腔表面涂覆脱模剂，然后在模具的下模的上端面上开设压力仓，下模的底面上开设多个活塞活动腔和多个溢流腔，活塞活动腔与压力仓连通，溢流腔与活塞活动腔连通；
步骤二：将多个活塞安装在活塞活动腔内，将多个溢流阀安装在溢流腔的出口端；
步骤三：将压力仓、活塞活动腔和多个溢流腔内填充满粘弹性塑性材料；
步骤四：将铝合金板坯料放在下模的上端面上，将凹模向下移动压在铝合金板坯料上，并施加1MPa～10MPa的压边力，闭合模具，同时保证凹模的型腔朝向下方并与下模的压力仓相对应；
步骤五：多个活塞产生推力并向上推动粘弹塑性材料，并通过调节溢流阀使铝合金板坯料变形大的区域的压力值达到40MPa～58MPa，变形小的区域的压力值达到26MPa～40MPa，铝合金板坯料在粘弹塑性材料的推力作用下与凹模的型腔紧密贴合成形出所需要的铝合金覆盖件；
步骤六：将多个活塞向下移动开模，使压力仓内的压力降至0MPa，将凹模向上移动，取出成形的铝合金覆盖件；
步骤七：清除铝合金覆盖件表面残留的粘弹塑性材料。
本发明具有以下有益效果：本发明采用了软模成形方法，而不是传统的室温刚模冲压成形，也不是热成形。本发明通过粘弹塑性材料作为传力介质，可以充分利用其高压下流动性好的特点，且半固态介质容易密封，因此较容易地在型腔内建立高压，能够成形出铝合金覆盖件。粘弹塑性材料具有较高的应变速率敏感性，可以在铝合金板材表面建立非均匀的压力分布，适应于铝合金板材变形过程应力的变化，抑制成形后的铝合金覆盖件的回弹，通过调节溢流阀分区域控制粘弹塑性材料的压力，有效地促进了铝合金板材向变形较大区域流动，提高成形零件壁厚分布的均匀性，防止局部区域的破裂，提高了铝合金覆盖件表面质量，同时降低了铝合金覆盖件的制造成本。
附图说明
图1是铝合金覆盖件成形初始状态及模具结构的剖视图，图2是通过活塞加载粘弹塑性材料时的模具结构剖视图，图3是铝合金板坯料完全贴模时的模具结构剖视图，图4是卸载粘弹塑性材料并开启模具后的结构剖视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式的一种铝合金覆盖件粘弹塑性软模成形的压力控制方法的步骤为：
步骤一：首先模具造型，然后对模具的凹模1型腔表面进行打磨和抛光，在上模型腔表面涂覆脱模剂，然后在模具的下模7的上端面上开设压力仓4，下模7的底面上开设多个活塞活动腔8和多个溢流腔9，活塞活动腔8与压力仓4连通，溢流腔9与活塞活动腔8连通；
步骤二：将多个活塞6安装在活塞活动腔8内，将多个溢流阀5安装在溢流腔9的出口端；
步骤三：将压力仓4、活塞活动腔8和多个溢流腔9内填充满粘弹性塑性材料3；
步骤四：将铝合金板坯料2放在下模7的上端面上，将凹模1向下移动压在铝合金板坯料2上，并施加1MPa～10MPa的压边力，闭合模具，同时保证凹模1的型腔朝向下方并与下模7的压力仓4相对应；
步骤五：多个活塞6产生推力并向上推动粘弹塑性材料3，并通过调节溢流阀5使铝合金板坯料2变形大的区域的压力值达到40MPa～58MPa，变形小的区域的压力值达到26MPa～40MPa，铝合金板坯料2在粘弹塑性材料3的推力作用下与凹模1的型腔紧密贴合成形出所需要的铝合金覆盖件；
步骤六：将多个活塞6向下移动开模，使压力仓4内的压力降至0MPa，将凹模1向上移动，取出成形的铝合金覆盖件；
步骤七：清除铝合金覆盖件表面残留的粘弹塑性材料3。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的步骤一中的脱模剂为无蜡脱模剂。使得铝合金覆盖件的表面质量更好，更易于脱模。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二的不同点是：本实施方式的步骤三中的粘弹性塑性材料3为分子量为400000g/mol～600000g/mol、粘度为10000Pa·s～16000Pa·s的高分子聚合物材料，粘弹性塑性材料3的物态为半固态。粘弹塑性材料的应变速率敏感性更好，更适应于铝合金板材变形过程应力的变化，更好的抑制了成形后的铝合金覆盖件的回弹。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三的不同点是：本实施方式的步骤四中的铝合金板坯料2的厚度在0.8mm～1.5mm之间。铝合金覆盖件的成形率更高。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的步骤五中的铝合金板坯料2变形大的区域的压力值达到45MPa～56MPa，变形小的区域压力值达到27MPa～33MPa。尤其适合于1mm厚的5182-O铝合金板坯料。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的步骤五中的铝合金板坯料2变形大的区域的压力值达到40MPa～48MPa，变形小的区域压力值达到26MPa～30MPa。尤其适合于1mm厚的6016-T4铝合金板坯料。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的步骤五中的铝合金板坯料2变形大的区域的压力值达到50MPa～58MPa，变形小的区域压力值达到30MPa～35MPa。尤其适合于1mm厚的6111-T4铝合金板坯料。
Claims (7)
1、一种铝合金覆盖件粘弹塑性软模成形的压力控制方法，其特征在于该方法的步骤为：
步骤一：首先模具造型，然后对模具的凹模(1)型腔表面进行打磨和抛光，在上模型腔表面涂覆脱模剂，然后在模具的下模(7)的上端面上开设压力仓(4)，下模(7)的底面上开设多个活塞活动腔(8)和多个溢流腔(9)，活塞活动腔(8)与压力仓(4)连通，溢流腔(9)与活塞活动腔(8)连通；
步骤二：将多个活塞(6)安装在活塞活动腔(8)内，将多个溢流阀(5)安装在溢流腔(9)的出口端；
步骤三：将压力仓(4)、活塞活动腔(8)和多个溢流腔(9)内填充满粘弹性塑性材料(3)；
步骤四：将铝合金板坯料(2)放在下模(7)的上端面上，将凹模(1)向下移动压在铝合金板坯料(2)上，并施加1MPa～10MPa的压边力，闭合模具，同时保证凹模(1)的型腔朝向下方并与下模(7)的压力仓(4)相对应；
步骤五：多个活塞(6)产生推力并向上推动粘弹塑性材料(3)，并通过调节溢流阀(5)使铝合金板坯料(2)变形大的区域的压力值达到40MPa～58MPa，变形小的区域的压力值达到26MPa～40MPa，铝合金板坯料(2)在粘弹塑性材料(3)的推力作用下与凹模(1)的型腔紧密贴合成形出所需要的铝合金覆盖件；
步骤六：将多个活塞(6)向下移动，使压力仓(4)内的压力降至0MPa，将凹模(1)向上移动开模，取出成形的铝合金覆盖件；
步骤七：清除铝合金覆盖件表面残留的粘弹塑性材料(3)。
2、根据权利要求1所述一种铝合金覆盖件粘弹塑性软模成形的压力控制方法，其特征在于：所述步骤一中的脱模剂为无蜡脱模剂。
3、根据权利要求1或2所述一种铝合金覆盖件粘弹塑性软模成形的压力控制方法，其特征在于：所述步骤三中的粘弹性塑性材料(3)为分子量为400000g/mol～600000g/mol、粘度为10000Pa·s～16000Pa·s的高分子聚合物材料，粘弹性塑性材料(3)的物态为半固态。
4、根据权利要求3所述一种铝合金覆盖件粘弹塑性软模成形的压力控制方法，其特征在于：所述步骤四中的铝合金板坯料(2)的厚度在0.8mm～1.5mm之间。
5、根据权利要求1所述一种铝合金覆盖件粘弹塑性软模成形的压力控制方法，其特征在于：所述步骤五中的铝合金板坯料(2)变形大的区域的压力值达到45MPa～56MPa，变形小的区域压力值达到27MPa～33MPa。
6、根据权利要求1所述一种铝合金覆盖件粘弹塑性软模成形的压力控制方法，其特征在于：所述步骤五中的铝合金板坯料(2)变形大的区域的压力值达到40MPa～48MPa，变形小的区域压力值达到26MPa～30MPa。
7、根据权利要求1所述一种铝合金覆盖件粘弹塑性软模成形的压力控制方法，其特征在于：所述步骤五中的铝合金板坯料(2)变形大的区域的压力值达到50MPa～58MPa，变形小的区域压力值达到30MPa～35MPa。
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