一種鈦合金多點成形回彈補償裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種補償裝置，尤其涉及一種鈦合金多點成形回彈補償裝置，屬 于塑形加工技術領域。
【背景技術】
[0002] 近年來，航空制造業與汽車工業發展迅猛，飛機與汽車生產量大幅上升，并且對輕 量化提出了更高的要求。鈦合金因其具有強度高、低密度、易回收等特性，成為了輕質金屬 結構材料的優先選擇。但是，鈦合金塑形成形困難，并且成形后，回彈嚴重，會影響塑形成形 零件的加工精度。雖然傳統模具特別適用于大批量的零件生產模式，但對于現代工業設計 中要求的鈦合金塑形成形，若采用傳統模具加工，則需要花費大量的模具設計、制造、維護 等費用，成本高昂，對于像概念車研制、新車型開發等單件、小批量的生產方式就完全不適 合，無法獲得效益。 【實用新型內容】
[0003] 為了解決上述問題中的不足之處，本實用新型提供了一種鈦合金多點成形回彈補 償裝置。
[0004] 為解決以上技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種鈦合金多點成形回彈 補償裝置，包括上模基殼體、下模基殼體，它還包括下模基本體群和上模基本體群；上模基 殼體設置在上模座的下面、下模基殼體設置在下模座的上面；
[0005] 下模基本體群安裝在下模基殼體中，下模座固定在工作臺上，上模基本體群安裝 在上模基本殼體中，上模座與壓力機的上滑塊連接；
[0006] 上模基本體群和下模基本體群之間設置有兩塊彈性墊，彈性墊之間放置有鈦合金 板材。
[0007] 彈性墊的材質為聚乙稀材料，厚度為IOmm ;鈦合金板材的厚度為0. 5~2mm。上模 基本體群和下模基本體群由60~80個高低不齊且平行排列的頂針組成。上模基本體群和 下模基本體群相吻合。壓力機通過控制計算機和接觸式激光測量儀相連接。
[0008] 本實用新型有效的解決了鈦合金塑性成形過程中，因回彈問題引起的零件質量問 題，通過本實用新型能有效的控制了鈦合金的回彈，提高了鈦合金零件的成形質量，在塑性 加工領域具有理論意義和廣泛的應用前景，且制造、維護費用低，也適合小批量的生產方 式，更加經濟實用。
【附圖說明】
[0009] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0010] 圖1為本實用新型的整體結構示意圖（工藝流程圖）。
[0011] 圖2、圖3分別為本實用新型合模后和開模后的結構示意圖。
[0012] 1、接觸式激光測量儀；2、控制計算機；3、上模座；4、上模基殼體；5、上模基本體 群；6、彈性墊；7、鈦合金板材；8、下模基本體群；9、下模基殼體；10、下模座；11、成形板材； 12、目標工件。
【具體實施方式】
[0013] 如圖1-圖3所示，本實用新型包括上模座3、上模基殼體4、上模基本體群5、彈性 墊6、鈦合金板材7、下模基本體群8、下模基殼體9和下模座10。
[0014] 上模基殼體4設置在上模座3的下面、下模基殼體9設置在下模座10的上面。
[0015] 下模基本體群8安裝在下模基殼體9中，下模座10固定在工作臺上，上模基本體 群5安裝在上模基本殼體4中，上模座3與壓力機的上滑塊連接，并在壓力機作用下與上 滑塊一起向下運動，壓縮板料成形。上模基本體群5和下模基本體群8之間設置有兩塊彈 性墊6,彈性墊6之間放置有鈦合金板材7。
[0016] 彈性墊6的材質為聚乙稀材料，厚度為IOmm ;鈦合金板材的厚度為0. 5~2_。壓 力機通過控制計算機2和接觸式激光測量儀1相連接。
[0017] 上模基本體群5和下模基本體群8由60~80個高低不齊且平行排列的頂針組成。 調形時可以同時調整5個頂針。上模基本體群5和下模基本體群8相吻合。
[0018] 1、調形系統調形說明
[0019] 上模基本體群5和下模基本體群8在X、Y方向上的位置固定不變，調形時只控制 其在Z方向上的位移，調形前，通過調平器將每個基本體群調整成相同高度，根據所要成形 工件的曲面計算各個基本體目標高度，通過控制系統調整各個基本體Z方向位移，構成多 點模具成形型面。
[0020] 2、回彈前曲率計算
[0021] 鈦合金采用冥強化材料模型計算
[0026] 3、擬合成形曲面說明
[0027] 將目標工件的曲率變化簡化為xoy上的平面曲線，微板元就簡化為了若干離散微 線元。每段微線元可近似為圓弧，因此，每一段微線元都可以按照彈塑性圓弧彎曲理論進行 分析，依據回彈前曲率計算公式，計算出每一段微線元的補償回彈后的曲率，根據得到的回 彈補償曲率，利用插值法得到一階導數連續的曲線，再經過三次B樣條擬合得到光滑連續 的曲線，由此得到回彈補償的模具型面。
[0028] 4、具體實施過程
[0029] 第一步，成形前，利用控制計算機控制基本體群高度坐標，使上、下基本體群位于0 坐標處，調平基本體。
[0030] 第二步，用接觸式激光測量儀1上的探頭對目標鈦合金工件進行掃描，得到鈦合 金板料的曲面信息。
[0031] 第三步，接觸式激光測量儀1得到的鈦合金板料曲面信息輸入到控制計算機2中 的激光測量數據處理系統中，經過數據處理得到鈦合金工件的幾何信息和曲率信息。
[0032] 第四步，控制計算機2讀取鈦合金工件曲率信息，并根據回彈補償公式計算出一 系列回彈前的曲率。控制計算機2對得到的回彈前的曲率處理，運用插值法和三次B樣條 法計算得到光滑連續的回彈補償面。
[0033] 第五步，控制計算機2根據得到的回彈補償面的曲面信息計算出各個基本體的高 度坐標，并導入到多點模具調形系統中，控制各個基本體構成模具成型面。
[0034] 第六步，本實用新型在壓力機的帶動下，上模座3下壓，壓緊彈性墊和鈦合金板料 7塑性成形。
[0035] 第七步，成形結束后，開模并卸載成形工件，用接觸式激光測量儀1對卸載后的工 件11掃描。
[0036] 第八步，將掃描得到的數據輸入到控制計算機2中處理，并與目標工件匹配對比， 計算出成形誤差。
[0037] 上述實施方式并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例， 本技術領域的技術人員在本實用新型的技術方案范圍內所做出的變化、改型、添加或替換， 也均屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1. 一種鈦合金多點成形回彈補償裝置，包括上模基殼體、下模基殼體，其特征在于：它 還包括下模基本體群（8)和上模基本體群（5);所述上模基殼體（4)設置在上模座（3)的 下面、下模基殼體（9)設置在下模座（10)的上面； 所述下模基本體群（8)安裝在下模基殼體（9)中，下模座（10)固定在工作臺上，上模 基本體群（5)安裝在上模基本殼體（4)中，上模座（3)與壓力機的上滑塊連接； 所述上模基本體群（5)和下模基本體群（8)之間設置有兩塊彈性墊（6)，彈性墊（6)之 間放置有鈦合金板材（7)。2. 根據權利要求1所述的鈦合金多點成形回彈補償裝置，其特征在于：所述彈性墊（6) 的材質為聚乙稀材料，厚度為IOmm ;鈦合金板材的厚度為〇. 5~2mm。3. 根據權利要求1所述的鈦合金多點成形回彈補償裝置，其特征在于：所述上模基本 體群（5)和下模基本體群（8)由60~80個高低不齊且平行排列的頂針組成。4. 根據權利要求3所述的鈦合金多點成形回彈補償裝置，其特征在于：所述上模基本 體群（5)和下模基本體群（8)相吻合。5. 根據權利要求1所述的鈦合金多點成形回彈補償裝置，其特征在于：所述壓力機通 過控制計算機（2)和接觸式激光測量儀（1)相連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種鈦合金多點成形回彈補償裝置，包括上模基殼體、下模基殼體、下模基本體群和上模基本體群；上模基殼體設置在上模座的下面、下模基殼體設置在下模座的上面；下模基本體群安裝在下模基殼體中，下模座固定在工作臺上，上模基本體群安裝在上模基本殼體中，上模座與壓力機的上滑塊連接；上模基本體群和下模基本體群之間設置有兩塊彈性墊，彈性墊之間放置有鈦合金板材。彈性墊的材質為聚乙烯材料，厚度為10mm；鈦合金板材的厚度為0.5～2mm。本實用新型有效的解決了鈦合金塑性成形過程中，因回彈問題引起的零件質量問題，提高了鈦合金零件的成形質量且制造、維護費用低，也適合小批量的生產方式，更加經濟實用。
【IPC分類】B21D37/12, B21C51/00
【公開號】CN204799814
【申請號】CN201520403337
【發明人】李寧, 蘇春建
【申請人】山東科技大學
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年6月12日