橡皮液压成形

橡皮成形模具形式
• 凸模（图 A）。它是橡皮囊成形模具中最常用的模具，它的形状与成形件的
内表面一样，板料被压在凸模表面完成冲压加工。凸模用于圆角半径较小的 零件的成形。 • 带压边圈的凸模（图 B）。对于要求高表面光洁度的冲压件，选择模具的高 光洁度面与橡皮囊相对。使用一个无缺陷的橡胶垫覆盖整个表面，因为橡胶 垫表面任何的缺陷都会在冲压件表面留下同样的缺陷。汽车的外覆盖件的表 面一般要求较高的光洁度，这种情况下就要用带压边圈的凸模来实现。
橡皮成形应用
• 汽车方面，顶盖、挡泥板、行李箱 盖板、车门、1/4 面板、防风支架、 发动机支架、排气罩、减震器托架、 赛车前轮罩、前增强板、摩托车油 箱。
• 飞机方面：现在在国外的现代化飞 机制造厂, 通过橡皮囊液压成形的 零件已达飞机钣金零件总数的50%以 上, 国内也占到 35%~40%, 且有进 一步增多的趋势。由于飞机钣金零 件一般为单件小批量生产, 因此需 要的成形模具数量很大, 以 L15 飞 机为例, 共有橡皮囊液压成形模 619 项, 占其钣金制造工装的 51.4%。
橡皮液压成形
橡皮液压成形
• 橡皮成形是利用橡皮囊作为弹性 凹模（或凸模），用液体作为传 压介质，使金属板料随刚性凸模 （或凹模）成形的一种软模凸模 （或凹模）成形方法。其中使板 料沿着模具ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ形的部分就是橡皮 囊，另外约束板料成形的一部分 就是刚性模。
图 1 橡皮囊液压机
橡皮成形研究和应用现状
• 橡皮囊成形属于液压成形，该成形方法是从管件液压成形推广而来，提出橡 皮成形最早的一份专利是在 1872 年。是用一块厚橡皮盖在模具和毛料之上 ，用一般压床对橡皮加压使零件成形。这种自由橡皮成形的方法有很多的缺 点：橡皮外流，压力小，分布不均匀，橡皮寿命短。 1938 年美国人盖林提出把一叠厚橡皮装在一个金属容框内进行橡皮成形的 专利。 1955 年美国人惠龙提出一个实现 1949 年提出的原理的新机床方案。 1963 年, 为了减轻成形机框架的重量和增强液室的强度,采用钢带缠绕增强 技术。
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1972年北京航空航天大学开始了圆筒式橡皮囊夜压机的研制。
近几年，有些从单位成形压力和橡皮的硬度两方面进行了橡皮囊回弹的研究 。有些对橡皮囊的成形缺陷进行了分析，提出橡皮囊成形的缺陷主要有裂纹 、起皱、回弹等,并分别对其产生的原因和采取的措施进行了阐述。
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现在在国外的现代化飞机制造厂,通过橡皮囊液压成形的零件已达飞机钣金 零件总数的50%以上,国内也占到35%~40%,且有进一步增多的趋势。
A
凸模
B 带压边圈的凸模
橡皮成形模具形式
• 凹模（图 C）。带有大圆角的深冲件的最合适模具是凹模。因为凹模 比凸模有更大的拉伸区。凹模能使板料受压区更好的贴附凹模表面。 • 胀形凹模（图 D）。胀形凹模的功用是把预成形的板料胀形进入模腔 内。这种模具应由几部分组成以便于能够拆开，使成形件能取出。
C
工作原理
a 橡皮成形的步骤(如图1所示)将模具放置于可移 动的成形台上,板料放在模具之上,无须排成直线 或定位随成形台一起进入压力机。 b. 通用橡皮压在板料上,继续降低模具,高压压迫板 料贴附于模具上,高压由液压油产生,可以成形复 杂形状,包括切边和型腔。 c. 减少压力,成形台复位,取出成形工件后即可进行 下一加工。这个工作循环一般约需l~2min,它随 压机的额定压力、成型尺寸和形状、压力值的不 同而不同。
件。
• 易产生回弹。塑性变形中存在着弹性变形分量,因此成形力卸去后零 件必然要产生回弹。回弹与下列函数有关：弯曲半径、毛料厚度、弹
性模量、材料的应变指数、成形压力等
• 不满意的自由成形半径。压制复杂零件时,压力不足或模具内存有空 气将导致零件不能贴模
橡皮成形零件分类
• 橡皮成形是利用橡皮垫或液压橡皮囊作为凹模(或凸模),将金属 板材按刚性凸模(或凹模)加压成形的方法"基于上述特征,橡皮成 形零件主要为翻边类零件,也包含一些浅拉深和压窝类零件"图 2.2 显示了几类零件的图形
2）生产周期短,制造费用低。由于只有一个刚性模具，不用合模，简化了 模具, 只需半模成形，压机准备时间很少，即使进行试模(找出成形条 件)和成形，其时间也减少 50% 以上。
3）由于工作台上能同时放几种不同产品的模具，故一个循环可同时成形几 种产品。就是相同的模具，也能成形不同板厚的板坯．需要两个工序以 上成形的产品，也能用同一模具成形。 4） 成形、校形同时进行，生产效率高。 5）可制造出形状更加复杂的零件，可以使材料的塑性得以充分发挥 。橡 皮囊成形适合于成形性能差或高强度的材料成形如铝合金、镁合金、钛 合金、不锈钢和高强度的低合金钢,它还能成形复合材料,这对于减轻零 件重量是非常有帮助的.
橡皮液压成形缺点
• 试错法在该工艺中占有较大的比重。 • 对机床要求高，压力机的吨位较大,这使薄板的加工受到限制，机床 要求有4点：1.要求工作合面积大。2.要求单位成形压力高。3.在橡
皮流动性能许可限度内,要求有较大的行程。4.耍求有更高的生产率。 • 由于橡皮流动能力的限制和毛料压边难困的限制,只能成形较浅的零
凹模
D 胀性凹模
橡皮成形的优点
1）橡皮囊液压成形是一种静压成形工艺, 由于橡皮囊成形过程中橡皮囊始 终紧贴零件，所以零件表面无擦伤痕迹。并且，在高压和摩擦力怍用下， 材料的塑性可得以充分发挥，零件的回弹减小，贴模准确度提高。成形 时压力均匀,加工零件表面质量好，外形准确度高。同时，由于厚度变 化较均匀，材料内部的损伤率大大降低。