用于聚氨酯囊充液拉伸的模具及成型工艺的制作方法

1.本发明涉及模具的技术领域，特别涉及一种用于聚氨酯囊充液拉伸的模具及成型工艺。


背景技术：

2.飞机框肋类零件常用做翼肋、机身隔框或其他骨架零件。随着航空科学技术的发展，对于框肋钣金成型的方法有很多，常用的有橡皮囊液压成型、落压成型、拉深成型、闸压成型。
3.在橡皮囊液压成型的工艺中，通过橡皮囊在液压作用下对产品进行挤压成型，如同专利号：201710178329.0-一种大曲率高翻边钣金零件的橡皮成型方法及成型模具，该专利主要通过橡皮垫块结合压板实现对料板的翻边成型，可是，该成型工艺生产出来的产品需要转移至对应的压边模具进行压边，导致橡皮囊液压成型工艺对应的模具的生产效率较低。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.根据本发明的一个方面，本发明提供一种用于聚氨酯囊充液拉伸的模具，包括：下模板；上模板，设置于所述下模板的上侧；容框，设置于所述下模板和所述上模板之间；所述容框内置有聚氨酯囊，所述聚氨酯囊在液压作用下进行充液拉伸，并填充所述容框的成型腔；压板底板，可移动地连接所述上模板，并相对于所述聚氨酯囊布置，且对经所述聚氨酯囊充液拉伸的料件进行表面压平处理。
6.可选的，所述聚氨酯囊采用y型密封结构。
7.可选的，所述上模板连接有凸模，所述凸模可移动地连接所述上模板，并穿设所述压板底板。
8.可选的，所述容框设有卡槽；所述上模板设有用于卡合所述卡槽的凸台；在所述凸台卡合所述卡槽时，所述压板底板受到所述上模板和所述下模板的挤压，并遮盖所述容框的成型腔。
9.可选的，所述下模板设有充液流道，所述充液流道由所述下模板的外侧壁连通所述聚氨酯囊，并供液体流通。
10.可选的，所述充液流道连接有液压传感器。
11.可选的，所述下模板朝向所述容框的成型腔凸设有支撑件，所述支撑件支撑并夹紧所述聚氨酯囊的边缘。
12.根据本发明的另一个方面，本发明提供一种用于聚氨酯囊充液拉伸的模具的成型工艺，包括：将下模板经定位销定位至工作台，并与工作台固定连接；并且将上模板和滑块连接板与压力设备相连；在所述压力设备的作用下抬升所述上模板，使得所述上模板和容框之间具有间隙，并将板料经间隙支撑于聚氨酯囊；所述板料的圆心与所述聚氨酯囊的圆
心对正；在所述压力设备的作用下带动所述上模板下行，直至连接所述上模板的压边底板与凸模相平齐；将所述上模板与所述凸模朝向所述容框下压，直到所述上模板扣合所述容框；基于所述压力设备下压所述上模板，使得所述上模板和所述下模板均挤压所述容框，并维持所述容框受到280吨以上的压边力；通过设备增压器向聚氨酯囊中注水，同时监控从压力传感器传出的实时水压，当聚氨酯囊中的水压升至30mpa且不继续上升也不下降的时候停止注水；控制压力设备带动凸模下行，当凸模达到预定位置后停止下行，并控制设备增压器将聚氨酯囊的水压降至0.2mpa以下；操作所述压力设备同时带动上模板和凸模上行开模以便于取出经所述聚氨酯囊充液拉伸的料件。
13.可选的，所述板料受到所述聚氨酯囊的充液拉伸力成型，同时受到所述压边底板压边作用力。
14.可选的，所述压力传感器检测所述聚氨酯囊的水压，并控制所述聚氨酯囊的充液。
15.由上述技术方案可知，本发明实施例至少具有如下优点和积极效果：
16.本发明实施例的用于聚氨酯囊充液拉伸的模具及成型工艺中，上模板设置于所述下模板的上侧；容框设置于所述下模板和所述上模板之间；所述容框内置有聚氨酯囊，所述聚氨酯囊在液压作用下进行充液拉伸，并填充所述容框的成型腔；压板底板可移动地连接所述上模板，并相对于所述聚氨酯囊布置，且对经所述聚氨酯囊充液拉伸的料件进行表面压平处理，从而实现料件在聚氨酯囊和压板底板的共同作用下经过充液拉深成型和柔性压边，并且在同一模具中集成充液拉深成型工艺和柔性压边技术，提高聚氨酯囊充液拉伸的模具的生产效率，并且保证料件的均匀应力分布，提高料件的加工质量和表面光洁度。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
18.图1为本发明提出的用于聚氨酯囊充液拉伸的模具的立体图；
19.图2为图1中a向的剖视图；
20.图3为本发明提出的用于聚氨酯囊充液拉伸的模具的成型工艺的流程图；
21.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
24.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，
例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
26.飞机框肋类零件常用做翼肋、机身隔框或其他骨架零件。随着航空科学技术的发展，对于框肋钣金成型的方法有很多，常用的有橡皮囊液压成型、落压成型、拉深成型、闸压成型。
27.在橡皮囊液压成型的工艺中，通过橡皮囊在液压作用下对产品进行挤压成型，如同专利号：201710178329.0-一种大曲率高翻边钣金零件的橡皮成型方法及成型模具，该专利主要通过橡皮垫块结合压板实现对料板的翻边成型，可是，该成型工艺生产出来的产品需要转移至对应的压边模具进行压边，导致橡皮囊液压成型工艺对应的模具的生产效率较低。
28.参阅图1和图2，本发明提供一种用于聚氨酯囊充液拉伸的模具100，用于聚氨酯囊充液拉伸的模具100包括下模板、上模板、容框和压板底板，容框的一侧连接有上模板和压板底板，容框的另一侧连接有下模板。
29.下模板通过经定位销定位至工作台，并与工作台固定连接；下模板承载容框和处于容框内部的聚氨酯囊。
30.其中，所述下模板设有充液流道，所述充液流道由所述下模板的外侧壁连通所述聚氨酯囊，并供液体流通，通过充液流道实现液体对聚氨酯囊的充液，以便于聚氨酯囊基于液体而进行柔性变形，从而便于聚氨酯囊对板料实现挤压式的静压成形，进而保证板料的法兰区的应力、应变分布均匀，极大提高了料件的成型质量，另外，聚氨酯囊基于充液工艺对板料进行柔性拉深，提高了板料表面光洁度，并且在成型过程性避免了刚性凸模与板料之间滑动擦伤，有效提高零件表面质量和成型精度高，减少了人工介入。
31.所述充液流道连接有液压传感器，所述压力传感器检测所述聚氨酯囊的水压，并控制所述聚氨酯囊的充液，从而而实现所述聚氨酯囊在预设液压下的精准控制。
32.可选的，所述下模板朝向所述容框的成型腔凸设有支撑件，所述支撑件支撑并夹紧所述聚氨酯囊的边缘，以便于提高聚氨酯囊的工作稳定性，避免容纳于容框的聚氨酯囊脱离下模板的连接。
33.上模板设置于所述下模板的上侧，上模板连接有压力设备，并在压力设备的带动下移动，以便于实现相对于容框的合模和脱模。所述上模板连接有凸模，所述凸模可移动地连接所述上模板，并穿设所述压板底板，以便于凸模相对于压板底板移动，以便于实现对于板料的压身成型。
34.所述压板底板在与上模板相平齐的状态下压合板料，并且在上模板和下模板对容框的挤压下对板料进行压平，提高料件的成型效果和实现对料件的压平工艺。
35.容框设置于所述下模板和所述上模板之间；所述容框内置有聚氨酯囊，所述聚氨酯囊在液压作用下进行充液拉伸，并填充所述容框的成型腔；压板底板，可移动地连接所述上模板，并相对于所述聚氨酯囊布置，且对经所述聚氨酯囊充液拉伸的料件进行表面压平处理，从而实现料件在聚氨酯囊和压板底板的共同作用下经过充液拉深成型和柔性压边，并且在同一模具中集成充液拉深成型工艺和柔性压边技术，提高聚氨酯囊充液拉伸的模具的生产效率，并且保证料件的均匀应力分布，提高料件的加工质量和表面光洁度。
36.可选的，所述聚氨酯囊采用y型密封结构，不需要预紧，当水压上升时聚氨酯囊即可实现有效密封。聚氨酯囊采用新型材料配比，使得聚氨酯囊的使用性能大大提升，得以满足用聚氨酯囊实现深拉伸的硬核条件。
37.另外，所述容框设有卡槽；所述上模板设有用于卡合所述卡槽的凸台；在所述凸台卡合所述卡槽时，所述压板底板受到所述上模板和所述下模板的挤压，并遮盖所述容框的成型腔，以便于所述压板底板对板料的压平工艺。
38.由上述技术方案可知，本发明实施例至少具有如下优点和积极效果：
39.本发明实施例的用于聚氨酯囊充液拉伸的模具及成型工艺中，上模板设置于所述下模板的上侧；容框设置于所述下模板和所述上模板之间；所述容框内置有聚氨酯囊，所述聚氨酯囊在液压作用下进行充液拉伸，并填充所述容框的成型腔；压板底板可移动地连接所述上模板，并相对于所述聚氨酯囊布置，且对经所述聚氨酯囊充液拉伸的料件进行表面压平处理，从而实现料件在聚氨酯囊和压板底板的共同作用下经过充液拉深成型和柔性压边，并且在同一模具中集成充液拉深成型工艺和柔性压边技术，提高聚氨酯囊充液拉伸的模具的生产效率，并且保证料件的均匀应力分布，提高料件的加工质量和表面光洁度。
40.还有以下优势：
41.(1)本发明的聚氨酯囊，打破了前人对充液囊不易安装的认知，且本发明的聚氨酯囊采用y型创新密封结构，不需要预紧，当水压上升时聚氨酯囊即可实现有效密封。
42.(2)本发明的聚氨酯囊采用新型材料配比，使得聚氨酯囊的使用性能大大提升，得以满足用聚氨酯囊实现深拉伸的硬核条件。
43.(3)本发明具有潜在的市场经济效益。模具成本比以往的充液模具相比更低，传统的充液拉深成型模具由上模、压边和凹模三部分组成，而本发明的结构只需要更换凸模和上模板上的一块压边底板即可。
44.(4)本发明将柔性凹模成型与柔性压边成型完满结合，真正意义上实现了法兰各部位受压均等，且法兰在送料过程中聚氨酯囊对法兰起到黏连作用，使得法兰内部的应力应变分布均匀。另外法兰和凹模都采用和柔性介质，成型出的零件表面质量极好。
45.(5)本发明通过用压力传感器的介入，监控聚氨酯囊内的实时水压，使得成型工艺的数据更加真实有效。
46.根据本发明的另一个方面，本发明提供一种用于聚氨酯囊充液拉伸的模具的成型工艺，包括：
47.步骤s11：将下模板经定位销定位至工作台，并与工作台固定连接；并且将上模板和滑块连接板与压力设备相连；
48.步骤s12：在所述压力设备的作用下抬升所述上模板，使得所述上模板和容框之间具有间隙，并将板料经间隙支撑于聚氨酯囊；所述板料的圆心与所述聚氨酯囊的圆心对正；
49.步骤s13：在所述压力设备的作用下带动所述上模板下行，直至连接所述上模板的压边底板与凸模相平齐；
50.步骤s14：将所述上模板与所述凸模朝向所述容框下压，直到所述上模板扣合所述容框；
51.步骤s15：基于所述压力设备下压所述上模板，使得所述上模板和所述下模板均挤压所述容框，并维持所述容框受到280吨以上的压边力；
52.步骤s16：通过设备增压器向聚氨酯囊中注水，同时监控从压力传感器传出的实时水压，当聚氨酯囊中的水压升至30mpa且不继续上升也不下降的时候停止注水；
53.步骤s17：控制压力设备带动凸模下行，当凸模达到预定位置后停止下行，并控制设备增压器将聚氨酯囊的水压降至0.2mpa以下；
54.步骤s18：操作所述压力设备同时带动上模板和凸模上行开模以便于取出经所述聚氨酯囊充液拉伸的料件。
55.所述板料受到所述聚氨酯囊的充液拉伸力成型，同时受到所述压边底板压边作用力。所述压力传感器检测所述聚氨酯囊的水压，并控制所述聚氨酯囊的充液。
56.由上述技术方案可知，本发明实施例至少具有如下优点和积极效果：
57.本发明实施例的用于聚氨酯囊充液拉伸的模具及成型工艺中，上模板设置于所述下模板的上侧；容框设置于所述下模板和所述上模板之间；所述容框内置有聚氨酯囊，所述聚氨酯囊在液压作用下进行充液拉伸，并填充所述容框的成型腔；压板底板可移动地连接所述上模板，并相对于所述聚氨酯囊布置，且对经所述聚氨酯囊充液拉伸的料件进行表面压平处理，从而实现料件在聚氨酯囊和压板底板的共同作用下经过充液拉深成型和柔性压边，并且在同一模具中集成充液拉深成型工艺和柔性压边技术，提高聚氨酯囊充液拉伸的模具的生产效率，并且保证料件的均匀应力分布，提高料件的加工质量和表面光洁度。
58.以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。