金属薄板的流态颗粒成型.pdf

本发明为一种新的金属薄板零件成形方法。适用于2MM以下的薄板零件特别是大型形状复杂零件的成形。
    薄板零件成型的传统方法为钢模成形。由于钢模特别是钢制凹模制造周期长、成本高，目前有一种新的成形方法，即用弹性介质（如橡胶、塑料等）制成整块弹性体和金属容框组成的凹模来代替钢制凹模成型另件。但该方法由于有下列缺点而在大型复杂零件成形中难于推广：（一）弹性体价格高，用量大，不能通用。（二）整块弹性体（包括多层结构）本身不能流动，只能在巨大压力下产生变形来达到成形的目的。故压力设备的吨位大大高于钢模。若零件形状复杂则必须予浇注成特定形状，方可成形。（三）在成形过程中，巨大的压力大部分转化为热能积聚在弹性体中，它本身的散热面又小，为提高其寿命，只能在慢速的油压机上使用，故而效率低。（四）由于该弹性体弹性模量大，缺陷敏感性大，因此要求有较好的表面质量，一旦型面产生裂纹，必须修磨。（五）成形零件希望弹性体既有较高的承载力，又有较好的变形性能。而高硬度弹性体的承载力高但变形性能差;低硬度弹性体则变形性能好，但承载力低。这个矛盾无法解决。

    本发明的目的是提供一种新的成形方法，它能较好地解决上述问题。它的特点是用制成颗粒状的弹性体代替整块的弹性体。

    本发明是这样实现的：现以拉延模为例来说明。在金属容框中放入颗粒状的弹性体组成凹模（下模），其上放置待加工板料，在压边力作用下形成一个封闭腔。当凸模（上模）下降时，颗粒状弹性体在压力下首先产生流动，在弹性体间的空隙基本消除后，再产生变形，将板料紧贴在凸模上而成型。

    本发明适用于拉延、也可用于压弯及胀形成形（都必须在封闭腔中进行）。

    本发明除了具有原弹性介质成形方法的优点外，还有如下特点：

    （一）弹性体材料用量少且可通用，故而材料费用低。（二）成型时因弹性体颗粒流动性好及用量少，可使压力设备吨位下降50%。（三）弹性体颗粒即使产生裂纹，在使用中也只会使颗粒变小而不会影响成形，可省去型面修磨工序。（四）弹性体颗粒表面面积比整块弹性体地要大得多，再加上在成形过程中，颗粒间隙中的空气相应产生排出与吸入动作而能提高散热能力。故可选用速度较高的压力机，提高效率。（五）可选用高硬度弹性材料包括用金属（如铝）纤维或粉末或非金属（如碳、硼）等增强弹性材料，这样既提高了材料的承载力，又不影响流动性。（六）由于弹性体颗粒间具有间隙，可在成形困难时采用充液或混入固态润滑剂（如二硫化钼）等方法，改善成形条件，提高冷却效果。

    这种弹性体颗粒可用橡胶、塑料（如聚氨酯）等制造。形状以园球形为佳，考虑到制造方便，也可以制成园柱形或其它形状。颗粒大小可根据零件的大小及复杂程度确定，以能方便地充满复杂型腔中的最小型腔为原则。推荐使用尺寸：5～30MM直径（园球形）。