板材成形技术广泛应用于汽车、航空航天、船舶、家用电器等行业。随着人们对产品又好又省的要求不断增加,为了降低大批量零件的制造成本,就要求提高成形的效率,这种成形过程一般使用传统的成形工艺,同时配合全套的机械化和自动化设备。
传统的曲面工件成形工艺由凸凹两个模具组成,两个模具都要经过机械加工成可以互相配合的型面。该方法具有生产效率高和模具使用寿命长等优点,但其模具的制造时间和费用高。当成形工件数量小时,为了提高材料的机械加工效率,模具材料可以选用铸铁、铝材或铸造锌合金。如果采用传统的实体模具成形出工件的形状和与要求不相符时(主要由板材成形后的弹性回复引起),则需要进行修模,这样不但会增加生产周期,还引起制造费用的大幅增加。
针对小批量、多品种、型面复杂、精度要求高的零件需求日益增加。为了节省零件的制造成本和制造周期,一些新的柔性成形工艺相继产生并得到了发展。板材成形过程中的模具是传统成形工艺不可或缺的组成部分,同时也是制约零件成本和制造周期的主要因素。因此从模具人手,于是20世纪在美国麻省理工学院提出了离散化可调模具的概念,并已用于飞机蒙皮的拉型工艺,但对于上下双模成形,容易在工件上造成压痕.于是王仲仁提出了多点“三明治”成形(Multi-point sandwich forming,MPSF)技术。苑世剑、滕步刚及苗启斌等成功地将该技术用于球瓣压制及大型风洞收缩形体工件的压制。
多点“三明治”成形技术是结合聚氨酯成形和多点离散模具成形工艺的一种模具型面可变、成形周期短、成本低、设备要求低的板材柔性成形新工艺。多点“三明治”成形的下模具由离散的多点模和金属护板组成,上模具是规则排列的聚氨酯板,工件两侧均覆盖氨酯板,因其在成形过程中有类似三明治的结构,于是称之为多点“三明治”成形,如图5.14所示。该工艺与传统的多点模具成形相比相邻冲头之间有一定距离非紧密排布,并且冲头阵列的四周也没有金属框架进行支持。在成形过程中金属护板起到使离散模具连续的作用,它可以重复使用,即成形不同的工件可以使用同一个护板。由于金属护板直接和多点模具的冲头接触,因此不可避免会出现压痕,为了让压痕不传播到所要成形的工件表面,在护板和板材中间放置弹性垫板。
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