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Title:
LIQUID VOLUME CONTROL-BASED METHOD FOR PRECISION COMPENSATION OF REBOUND IN COMPONENT HYDROFORMING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/015268
Kind Code:
A1
Abstract:
A liquid volume control-based method for precision compensation for a rebound in component hydroforming: the difference between the theoretical volume of a target part and the actual volume of the part when rebounded is calculated, the volume of a liquid being injected is regulated so that a mold produces a rebound distension, the rebound distension of the mold is controlled to be equivalent to the degree of rebound, thus implementing the precision compensation for a rebound of a curved plate so that the component size satisfies design requirements. The present method obviates the need for reworking the mold, allows in-line, in-place precision compensation of a rebound caused by changes between plate batches and mold processing errors, has the advantage of high compensation precision, a simple process, high efficiency, a short cycle, and inexpensive production costs, and satisfies requirements for precision compensation for rebounds of different batches of curved plates and for high-precision profile control.

Inventors:
YUAN SHIJIAN (CN)
LIU WEI (CN)
Application Number:
CN2018/118067
Publication Date:
January 23, 2020
Filing Date:
November 29, 2018
Export Citation:
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Assignee:
HARBIN INST TECHNOLOGY (CN)
International Classes:
B21D26/027
Foreign References:
CN1559719A2005-01-05
CN1817501A2006-08-16
CN102607969A2012-07-25
CN1265133A2000-08-30
CN106363067A2017-02-01
JP2009172660A2009-08-06
DE10062501A12002-06-27
Attorney, Agent or Firm:
HARBIN SONGHUAJIANG PATENT TRADEMARK OFFICE (CN)
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种基于液体体积控制的构件液压成形回弹精确补偿方法, 其特征在 于所述方法根据目标零件的理论体积与实际零件回弹后的体积差, 通 过调控注入的液体体积量使模具发生弹性变形, 控制模具变形量与回 弹量相等, 实现曲面板件的回弹精确补偿, 包括以下步骤: 步骤一: 根据曲面板件的设计型面, 计算其对应的理论体积 步骤二: 把板坯放入模具并合模, 向模具内充入液体并通过外部增 压系统增压, 使板坯在液体压力作用下开始液体凸模拉深成形; 步骤三: 采用流量计记录充入模具内的液体流量变化, 当充入模具 内的液体体积达到 V时, 通过控制系统停止液体充填并卸载; 步骤四: 采用位移传感器在线在位测量卸载后的零件型面与对应模 具型面的距离, 计算卸载后零件的实测体积 V, 计算出 与 V的体

步骤五: 再次向模具内充入液体并增压, 当充入模具内的充入液体 体积达到\^后, 继续向模具内充入液体并增压, 直至使模具发生弹 性变形, 采用流量计记录充入模具内的液体流量变化, 当充入模具内 的液体体积达到 通过控制系统停止液体充填, 卸载后取 出曲面板件;

步骤六: 后续零件的批量成形, 加载液体。

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的一种基于液体体积控制的板类构件液压成形回 弹精确补偿方法, 其特征在于: 步骤二中所述的板坯为金属板材。

[权利要求 3] 根据权利要求 2所述的一种基于液体体积控制的板类构件液压成形回 弹精确补偿方法, 其特征在于: 金属板材包括但不限于铝合金、 低碳 钢、 高强钢。

[权利要求 4] 一种基于液体体积控制的构件液压成形回弹精确补偿方法, 其特征在 于所述方法根据目标零件的理论体积与实际零件回弹后的体积差, 通 过调控注入的液体体积量使模具发生弹性变形, 控制模具变形量与回 弹量相等, 实现曲面板件的回弹精确补偿, 包括以下步骤: 步骤一: 根据曲面板件的设计型面, 计算其对应的理论体积 V M 步骤二: 把板坯放入模具并合模, 向模具内充入液体并通过外部增 压系统增压, 使板坯在液体压力作用下开始液体凸模拉深成形; 步骤三: 采用流量计记录充入模具内的液体流量变化, 当充入模具 内的液体体积达到 V时, 通过控制系统停止液体充填并卸载; 步骤四: 采用位移传感器在线在位测量卸载后的零件型面与对应模 具型面的距离, 计算卸载后零件的实测体积 V, 计算出 与 V的体

步骤五: 再次向模具内充入液体并增压, 当充入模具内的充入液体 体积达到 后, 继续向模具内充入液体并增压, 直至使模具发生弹 性变形, 采用流量计记录充入模具内的液体流量变化, 当充入模具内 的液体体积达到 通过控制系统停止液体充填, 卸载后取 出曲面板件;

步骤六: 根据液体体积压缩量 ZV p与液体压力;?的关系式 Z\v p=(3-p- V, 计算充入模具内的液体体积量为 0+ AV) 时的液体体积压缩 量 Z\V p=(3.p. (V o+ AV) , 其中 (3为液体介质的压缩系数;

步骤七: 再次向模具内充水增压, 使模具发生弹性变形, 采用流量 计记录充入模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达到 V # △V+AV P时, 通过控制系统停止液体充填, 卸载后取出曲面板件。 步骤八: 后续零件的批量成形,

[权利要求 5] 根据权利要求 4所述的一种基于液体体积控制的板类构件液压成形回 弹精确补偿方法, 其特征在于: 步骤二中所述的板坯为金属板材。

[权利要求 6] 根据权利要求 5所述的一种基于液体体积控制的板类构件液压成形回 弹精确补偿方法, 其特征在于: 金属板材包括但不限于铝合金、 低碳 钢、 高强钢。

[权利要求 7] —种基于液体体积控制的构件液压成形回弹精确补偿方法, 其特征在 于所述方法根据目标零件的理论体积与实际零件回弹后的体积差, 通 过调控注入的液体体积量使模具发生弹性变形, 控制模具变形量与回 弹量相等, 实现曲面板件的回弹精确补偿, 包括以下步骤:

步骤一: 根据曲面板件的设计型面和模具型腔的实测型面, 计算对应 的的理论体积 和模具型腔体积 V ;, 计算出 V ;的体积差 Z\V i

=v o-V 1

步骤二: 把板坯放入模具并合模, 向模具内充水并通过外部增压系统 增压, 使板坯在水压作用下开始液体凸模拉深成形; 步骤三: 采用流量计记录充入模具内的水量变化, 当充入模具内的液 体体积达到 V ;时, 继续向模具内充水并通过外部增压系统增压, 使 模具发生弹性变形, 采用流量计记录充入模具内的水量变化, 当充入 模具内的液体体积达到 V ;+ AV 1=V 0时, 通过控制系统停止水充填 并卸载;

步骤四: 采用位移传感器在线在位测量卸载后的零件型面与对应模 具型面的距离, 计算卸载后零件的实测体积 V, 计算出 与 V的体 积差 Z\V=V o-V;

步骤五: 再次向模具内充水增压, 使模具发生弹性变形, 采用流量 计记录充入模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达到 V # △V时, 通过控制系统停止液体充填, 卸载后取出曲面板件; 步骤六: 后续零件的批量成形, 加载液体。

[权利要求 8] 根据权利要求 7所述的一种基于液体体积控制的板类构件液压成形回 弹精确补偿方法, 其特征在于: 步骤二中所述的板坯为金属板材。

[权利要求 9] 根据权利要求 8所述的一种基于液体体积控制的板类构件液压成形回 弹精确补偿方法, 其特征在于: 金属板材包括但不限于铝合金、 低碳 钢、 高强钢。

Description:
一种基于液体体积控制的构件液压成形回弹精 确补偿方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种金属板类构件的回弹精确补偿 方法, 具体涉及一种金属曲面板 件液体凸模拉深成形的回弹精确补偿方法。

背景技术

[0002] 回弹是板类构件成形的一种典型缺陷形式, 直接影响构件尺寸精度。 回弹的产 生原因是板料成形后由于外载荷的卸除, 诱发内应力重新分布, 导致残余应力 分布不均, 进而导致构件尺寸的改变。 通常, 发生回弹后板类构件的尺寸不再 等于模具几何型面的尺寸, 如果按照构件的设计型面加工模具, 将无法获得满 足设计要求的尺寸精度。 目前, 刚性模具成形回弹补偿的有效方法是模具型面 逆向补偿法。 该方法对比理论型面和回弹后的型面, 根据型面偏差反向调修模 具, 使得板类构件回弹后的几何型面正好与理论型 面一致。 但存在调试时间长 达几个月、 无法解决不同批次板材性能波动带来的超差、 难于在线在位直接补 偿回弹的问题, 导致周期长、 成本高。 同时, 由于材料强度的提高(高强铝合金 、 高强钢、 高温合金、 钛合金等)、 构件尺寸的增大, 使得回弹问题愈加突出。 因此, 传统刚性模具成形难于精确控制回弹。

[0003] 液压成形是采用液体作为传力柔性介质代替部 分刚性模具, 使板材在液体压力 的作用下贴靠到模具型面, 从而成形为所需形状的构件。 除了采用模具型面逆 向补偿法, 液压成形还可以通过调控压力控制回弹, 这是液压成形比传统刚性 模具在回弹补偿方面的独特优势。 根据液体的作用方向, 板材液压成形分为充 液拉深和液体凸模拉深。 充液拉深是液体作为背向压力, 代替凹模, 通过增加 背压, 提高板材与凸模的贴模性, 降低构件的残余应力。 液体凸模拉深是液体 作为正向压力, 代替刚性凸模。 对于液体凸模拉深, 在成形后期, 当构件基本 贴靠模具后, 通过增加压力, 使得构件充分变形, 同时诱发面内薄膜应力 方面降低了构件的残余应力, 另一方面改善了残余应力在构件内外层的分布 均 匀性, 降低了内外层应力差和回弹弯矩。

[0004] 然而, 5见有液压成形方法控制回弹都是采用控制液 压力的方式。 液压成形过 程的液压与材料厚度、 强度与模具特征尺寸有关。 当模具特征尺寸一定时, 液 压受到板材强度、 厚度的波动影响。 例如: 不同批次低碳钢屈服强度变化范围 2 35-280MPa,常规的补偿计算依据屈服强度取中间 (或某一个批次材料的实际 测试值) , 如果屈服强度波动变化到极限值, 将导致回弹量产生 ±10%左右的变 化量。 因此, 受到不同批次板材强度、 厚度变化影响, 导致现有液压成形过程 很难通过控制液体压力实现回弹精确补偿, 无法解决不同批次板材性能波动带 来的精度超差。 此外, 当机械加工精度不足导致模具型面超差时, 模具型面误 差和回弹累加, 导致构件的尺寸精度将更加难于控制, 无法在线在位直接补偿 回弹。

发明概述

技术问题

[0005] 本发明的目的是为了解决现有液压成形通过压 力控制回弹, 无法解决不同批次 板材性能变化以及不能在线在位补偿回弹的难 题; 同时, 本发明可以解决由于 模具加工误差导致的零件型面精度无法精确控 制的难题, 无需修改模具实现回 弹快速精确补偿。

问题的解决方案

技术解决方案

[0006] 技术方案一: 本发明提出的一种基于液体体积控制的构件液 压成形回弹精确补 偿方法, 采用液体凸模拉深成形方法, 根据目标零件的理论体积与实际零件回 弹后的体积差, 在成形后期整形时, 通过调控注入的液体体积量使模具发生弹 性变形, 控制模具变形量与回弹量相等, 实现曲面板件的回弹精确补偿控制, 包括以下步骤:

[0007] 步骤一: 根据曲面板件的设计型面, 计算其对应的理论体积

[0008] 步骤二: 把板坯放入模具并合模, 向模具内充入液体并通过外部增压系统增压 , 使板坯在液体压力作用下开始液体凸模拉深成 形;

[0009] 步骤三: 采用流量计记录充入模具内的液体流量变化, 当充入模具内的液体体 积达到 时, 通过控制系统停止液体充填并卸载;

[0010] 步骤四: 采用位移传感器在线在位测量卸载后的零件型 面与对应模具型面的距 离, 计算卸载后零件的实测体积 V, 计算出 与 V的体积差

[0011] 步骤五: 再次向模具内充入液体并增压, 当充入模具内的充入液体体积达到 V 后, 继续向模具内充入液体并增压, 直至使模具发生弹性变形, 采用流量计记 录充入模具内的液体流量变化, 当充入模具内的液体体积达到 AV时, 通过 控制系统停止液体充填, 卸载后取出曲面板件;

[0012] 步骤六: 后续零件的批量成形, 加载液体。

[0013] 进一步地, 步骤二中所述的板坯为金属板材。

[0014] 进一步地, 金属板材包括但不限于铝合金、 低碳钢、 高强钢。

[0015] 技术方案二: 一种基于液体体积控制的构件液压成形回弹精 确补偿方法, 所述 方法根据目标零件的理论体积与实际零件回弹 后的体积差, 通过调控注入的液 体体积量使模具发生弹性变形, 控制模具变形量与回弹量相等, 实现曲面板件 的回弹精确补偿, 包括以下步骤:

[0016] 步骤一: 根据曲面板件的设计型面, 计算其对应的理论体积

[0017] 步骤二: 把板坯放入模具并合模, 向模具内充入液体并通过外部增压系统增压 , 使板坯在液体压力作用下开始液体凸模拉深成 形;

[0018] 步骤三: 采用流量计记录充入模具内的液体流量变化, 当充入模具内的液体体 积达到 时, 通过控制系统停止液体充填并卸载;

[0019] 步骤四: 采用位移传感器在线在位测量卸载后的零件型 面与对应模具型面的距 离, 计算卸载后零件的实测体积 V, 计算出 与 V的体积差

[0020] 步骤五: 再次向模具内充入液体并增压, 当充入模具内的充入液体体积达到 V ^后, 继续向模具内充入液体并增压, 直至使模具发生弹性变形, 采用流量计记 录充入模具内的液体流量变化, 当充入模具内的液体体积达到 AV时, 通过 控制系统停止液体充填, 卸载后取出曲面板件;

[0021] 步骤六: 根据液体体积压缩量 Z\V P 与液体压力 ;?的关系式 Z\V P = (3^V, 计算 充入模具内的液体体积量为 rv 0+ AV) 时的液体体积压缩量 Z\V P = (3^ (V 04- AY) , 其中 (3为液体介质的压缩系数; [0022] 步骤七: 再次向模具内充水增压, 使模具发生弹性变形, 采用流量计记录充入 模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达到 AV+AV p 时, 通过控制 系统停止液体充填, 卸载后取出曲面板件。

[0023] 步骤八: 后续零件的批量成形,

[0024] 技术方案三: 一种基于液体体积控制的构件液压成形回弹精 确补偿方法, 所述 方法根据目标零件的理论体积与实际零件回弹 后的体积差, 通过调控注入的液 体体积量使模具发生弹性变形, 控制模具变形量与回弹量相等, 实现曲面板件 的回弹精确补偿, 包括以下步骤:

[0025] 步骤一: 根据曲面板件的设计型面和模具型腔的实测型 面, 计算对应的的理论 体积 V () 和模具型腔体积 V ;, 计算出 V与 V ;的体积差 V 1= V『 V i ;

[0026] 步骤二: 把板坯放入模具并合模, 向模具内充水并通过外部增压系统增压, 使 板坯在水压作用下开始液体凸模拉深成形;

[0027] 步骤三: 采用流量计记录充入模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达 到 V ;时, 继续向模具内充水并通过外部增压系统增压, 使模具发生弹性变形, 采用流量计记录充入模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达到 V ;+ AV 通过控制系统停止水充填并卸载;

[0028] 步骤四: 采用位移传感器在线在位测量卸载后的零件型 面与对应模具型面的距 离, 计算卸载后零件的实测体积 V, 计算出 V 0 与 V的体积差 Z\V=V Q -V ;

[0029] 步骤五: 再次向模具内充水增压, 使模具发生弹性变形, 采用流量计记录充入 模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达到 V AV时, 通过控制系统停 止液体充填, 卸载后取出曲面板件;

[0030] 步骤六: 后续零件的批量成形, 按照 V fl + AV加载液体。

发明的有益效果

有益效果

[0031] 本发明是利用板材液体凸模拉深成形方法, 通过计算目标零件的理论体积与实 际零件回弹后的体积差, 通过调控注入的液体体积量使模具发生弹性变 形, 控 制模具的弹性变形与回弹量相等, 实现曲面板件的回弹精确补偿, 使构件尺寸 满足设计要求。 本发明无需对模具返修, 可以在线在位精确补偿由板材批次变 化以及模具加工误差导致的回弹。 本发明采用可计量、 可数控的液体体积变化 量实现回弹量补偿, 具有补偿精度高、 工艺简单、 效率高、 周期短、 生产成本 低的优点, 可以满足不同批量曲面板件回弹精确补偿和型 面高精度控制要求。 本发明与现有技术相比, 在相同的技术条件下, 可使金属曲面板件的成形精度 显著提高 30%-50%, 模具调试周期缩短 70%, 生产成本降低 40%以上。

[0032] 本发明的有益效果具体表现在以下几个方面:

[0033] ( 1) 补偿精度高: 本发明把回弹补偿量转化为液体体积变化量, 液体体积具 有可计量、 可数控等特点, 满足复杂板类构件型面高精度制造的需要。

[0034] (2) 适用性宽: 本发明能适用由于材料厚度、 材料性能偏差导致的回弹, 以 及模具制造误差导致的尺寸分散性大、 精度差、 废品率高的问题。

[0035] (3) 工艺简单、 调试周期短: 本发明采用液压成形方法, 板材成形过程和回 弹补偿过程一并完成, 工艺过程简单; 此外, 本发明克服了传统方法需要预先 理论计算、 仿真预测, 或后期工艺调试、 模具调修等技术手段存在补偿周期长 、 需要反复多次的问题。

[0036] (4) 生产成本低: 本发明无需模具调修就可获得满足成形精度的 板类构件, 可显著降低生产成本。

对附图的简要说明

附图说明

[0037] 图 1所示为设计半径为 q的半球形曲面件,

[0038] 图 2所示为半球形曲面件成形过程的初始状态,

[0039] 图 3所示为半球形曲面件成形过程的中间状态,

[0040] 图 4所示为半球形曲面件成形过程的结束状态 (半球形曲面件成形的贴模状态

)

[0041] 图 5所示为半球形曲面件卸载后发生回弹的状态

[0042] 图 6所示为半球形曲面件的回弹补偿状态,

[0043] 图 7所示为模具存在加工误差时的曲面件成形初 状态,

[0044] 图 8模具存在加工误差时的曲面件成形贴模状态

[0045] 图 9模具存在加工误差时的模具型面补偿状态, [0046] 图 10模具存在加工误差时曲面件卸载后回弹的状 ,

[0047] 图 11模具存在加工误差时的曲面板件回弹补偿过 ,

[0048] 图 12所示为长、 短轴半径分别为 ^和^的半椭球形曲面件,

[0049] 图 13为半椭球形曲面件的回弹补偿过程,

[0050] 图 14为不规则形状复杂曲面件,

[0051] 图 15为不规则形状复杂曲面件的回弹补偿过程。

发明实施例

本发明的实施方式

[0052] 具体实施方式一: 本实施方式是通过以下步骤实现的:

[0053] 步骤一: 根据曲面板件的设计型面, 计算其对应型面的理论体积

[0054] 步骤二: 把板坯放入模具并合模, 向模具内充入液体水并通过外部增压系统增 压, 使板坯在液体压力作用下开始液体凸模拉深成 形;

[0055] 步骤三: 采用流量计记录充入模具内的液体流量变化, 当充入模具内的液体体 积达到 时, 通过控制系统停止液体充填并卸载;

[0056] 步骤四: 采用位移传感器在线在位测量卸载后的零件型 面与对应模具型面的距 离, 计算卸载后零件的实测体积 V, 计算出 与 V的体积差

[0057] 步骤五: 再次向模具内充入液体并增压, 当充入模具内的液体体积达到 后 , 继续向模具内充入液体并增压, 使模具发生弹性变形, 采用流量计记录充入 模具内的液体流量变化, 当充入模具内的液体体积达到 V AV时, 通过控制系 统停止液体充填, 卸载后取出曲面板件。

[0058] 步骤六: 后续零件的批量成形, 按照 V AV加载液体。

[0059] 具体实施方式二:

[0060] 考虑到超高压整体过程, 为避免液体在超高压下由于体积压缩导致的误 差, 影 响液体体积的精确控制, 在具体实施方式一的步骤一 ~步骤五的基础上, 本实施 方式还包括以下步骤:

[0061] 步骤六: 根据液体体积压缩量 Z\V P 与液体压力 ;?的关系式 Z\V P = (3^V, 计算 充入模具内的液体体积量为 rv 0+ AV) 时的液体体积压缩量 Z\V P = (3^ (V 04- AY) , 其中 (3为液体介质的压缩系数; [0062] 步骤七: 再次向模具内充水增压, 使模具发生弹性变形, 采用流量计记录充入 模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达到 V AV+AV p 时, 通过控制 系统停止液体充填, 卸载后取出曲面板件。

[0063] 步骤八: 后续零件的批量成形,

[0064] 具体实施方式三:

[0065] 考虑到模具型面加工存在误差, 当模具型腔实际尺寸小于零件尺寸的下公差时 , 采用本发明无需修改模具实现曲面板类构件的 一次高精度成形。 本实施方式 包括以下步骤:

[0066] 步骤一: 根据曲面板件的设计型面和模具型腔的实测型 面, 计算对应的的理论 体积 V () 和模具型腔体积 V ;, 计算出 V与 V ;的体积差 V 1= V『 V i ;

[0067] 步骤二: 把板坯放入模具并合模, 向模具内充水并通过外部增压系统增压, 使 板坯在水压作用下开始液体凸模拉深成形;

[0068] 步骤三: 采用流量计记录充入模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达 到 V ;时, 继续向模具内充水并通过外部增压系统增压, 使模具发生弹性变形, 采用流量计记录充入模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达到 V ;+ AV 通过控制系统停止水充填并卸载;

[0069] 步骤四: 采用位移传感器在线在位测量卸载后的零件型 面与对应模具型面的距 离, 计算卸载后零件的实测体积 V, 计算出 V 0 与 V的体积差 Z\V=V Q -V ;

[0070] 步骤五: 再次向模具内充水增压, 使模具发生弹性变形, 采用流量计记录充入 模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达到 V AV时, 通过控制系统停 止液体充填, 卸载后取出曲面板件。

[0071] 步骤六: 后续零件的批量成形, 按照 V AV加载液体。

[0072] 实施例 1 :

[0073] 以 2219铝合金半球形封头零件成形为例, 其中: r fl 为封头零件的设计半径, r 为封头零件卸载发生回弹后的半径。 结合图 1~图6说明本发明的实施过程:

[0074] 步骤一: 根据半球形封头的设计半径 r fl , 计算对应的理论体积

[0075] 步骤二: 把圆形板坯放入型腔半径为 ^的模具并合模, 向模具内充水并通过外 部增压系统增压, 使板坯在水压作用下开始液体凸模拉深成形; [0076] 步骤三: 采用流量计记录充入模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达 到 时, 通过控制系统停止水充填并卸载;

[0077] 步骤四: 采用位移传感器测量零件距离模具型面的距离 , 计算卸载后的零件实 测半径 r, 计算出零件的实测体积 V=2jtr V3 , 计算出 V的体积差 Z\V=V。 -V=2 Jt(r 0 3 - r 3 )/3;

[0078] 步骤五: 再次向模具内充水增压, 当充入模具内的水量达到 后, 继续向模 具内充水并通过外部增压系统增压, 使模具发生弹性变形, 采用流量计记录充 入模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达到 △V=2jt(2r A r 3 )/3时 , 通过控制系统停止水充填, 卸载后取出封头零件。

[0079] 步骤六: 后续封头零件的批量成形, 按照 2jt(2r Q 3 -r 3 )/3加载液体。

[0080] 实施例 2:

[0081] 以 2219铝合金半球形封头零件成形为例, 其中: r fl 为封头零件的设计半径, r 为封头零件卸载发生回弹后的半径。 为避免超高压条件下, 液体增压后体积压 缩导致的误差, 本实施例的步骤一 ~步骤五同实施例 1, 此外还包括以下步骤: [0082] 步骤六: 记录充入模具内的液体体积量为 0 + AV) 时的液体压力 p, 并根 据液体体积压缩量计算公式 (Vo+AV) , 计算充入模具内的液体体 积压缩量/^ 1 =(^2 2] () 3 -] 3 )/3, 其中 (3为液体介质的压缩系数;

[0083] 步骤七: 再次向模具内充水增压, 使模具发生弹性变形, 采用流量计记录充入 模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达到 AV+AV p = ((3-p+l) x [2jt(2r 0 3 -r 3 )/3]^, 停止液体充填, 卸载后取出封头零件。

[0084] 步骤八: 后续封头零件的批量成形, 按照 rp-p+l) x[2jt(2r Q 3 -r 3 )/3]加载液体

[0085] 实施例 3:

[0086] 以 2219铝合金半球形封头零件成形为例, 其中: ^为封头零件的设计半径, 由 于加工误差, 模具型腔的实测半径为 0=0- 6 (6为设计公差) , r为封头零件 卸载发生回弹后的半径。 本发明无需修改模具实现封头零件的一次高精 度成形 。 结合图 7~图11说明本发明的实施过程:

[0087] 步骤一: 根据半球形封头的设计半径 ^和模具型腔的实测半径为 r;, 计算对 应的理论体积 h=2 ^r o 3 /3和模具型腔体积

6 = 2^ / 3

, 计算出 V 0 与 V ;的体积差 Z\V 1= V 0 -V 1= 崎 / - 3

[0088] 步骤二: 把圆形板坯放入型腔半径为 r ;的模具并合模, 向模具内充水并通过外 部增压系统增压, 使板坯在水压作用下开始液体凸模拉深成形;

[0089] 步骤三: 采用流量计记录充入模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达 到 V ;时, 继续向模具内充水并通过外部增压系统增压, 使模具发生弹性变形, 采用流量计记录充入模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达到 V ;+ AV i=V o=2 Jtr o 3 /3时, 通过控制系统停止水充填并卸载;

[0090] 步骤四: 采用位移传感器测量零件距离模具型面的距离 , 计算卸载后的零件实 测半径 r, 计算出零件的实测体积 V=2 tr V3 , 计算出 V的体积差 Z\V=V。 -V=2 Jt(r 0 3 - r 3 )/3;

[0091] 步骤五: 再次向模具内充水增压, 使模具发生弹性变形, 采用流量计记录充入 模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达到 △V=2 t(2r A r 3 )/3时, 通过控制系统停止水充填, 卸载后取出封头零件。

[0092] 步骤六: 后续封头零件的批量成形, 按照 2 t(2r Q 3 - r 3 )/3加载液体。

[0093] 实施例 4:

[0094] 以 2219铝合金半椭球形封头零件成形为例, 其中: a «为封头零件的长轴半径 , 为封头零件的长轴半径。 结合图 12、 图 13说明本发明的实施过程:

[0095] 步骤一: 根据半椭球形封头的长、 短轴半径, 计算对应的理论体积

[0096] 步骤二: 把圆形板坯放入型腔半径为长、 短轴半径分别为 a «和 的模具并合 模, 向模具内充水并通过外部增压系统增压, 使板坯在水压作用下开始液体凸 模拉深成形;

[0097] 步骤三: 采用流量计记录充入模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达 到 时, 通过控制系统停止水充填并卸载;

[0098] 步骤四: 采用位移传感器测量零件距离模具型面的距离 , 计算卸载后的零件实 测长、 短轴半径, 计算出零件的实测体积 V=2 jt a 2 b/3 , 计算出 ^与 V的体积差

Z\V=V o-V=

[0099] 步骤五: 再次向模具内充水增压, 当充入模具内的水量达到 后, 继续向模 具内充水并通过外部增压系统增压, 使模具发生弹性变形, 采用流量计记录充 入模具内的水量变化, 当充入模具内的液体体积达到 AV=

27i2^b 0 -S 2 b) 1 3 时, 通过控制系统停止水充填, 卸载后取出半椭球形封头零件。

[0100] 步骤六: 后续封头零件的批量成形, 按照 加载液体。

[0101] 实施例 5:

[0102] 以 5A06铝合金不规则形状复杂曲面零件成形为例 其中: ;, h 2 , h 3 分别为 复杂曲面零件的对应的台阶平面高度, r ; 和 ^分别为两个曲面半径。 结合图 14 、 图 15说明本发明的实施过程:

[0103] 步骤一: 根据复杂曲面板件的设计型面, 采用 CAD软件计算其对应的的理论体 积 V 0 ;

[0104] 步骤二: 把板坯放入模具并合模, 向模具内充入液体水并通过外部增压系统增 压, 使板坯在液体压力作用下开始拉深成形;

[0105] 步骤三: 采用流量计记录充入模具内的液体流量变化, 当充入模具内的液体体 积达到 时, 通过控制系统停止液体充填并卸载; [0106] 步骤四: 采用位移传感器在线在位测量卸载后的零件型 面与对应模具型面的距 离, 计算卸载后零件的实测体积 V, 计算出 与 V的体积差

[0107] 步骤五: 再次向模具内充入液体并增压, 当充入模具内的液体体积达到 \^ 0 后 , 继续向模具内充入液体并增压, 使模具发生弹性变形, 采用流量计记录充入 模具内的液体流量变化, 当充入模具内的液体体积达到 V # AV时, 通过控制系 统停止液体充填, 卸载后取出复杂曲面板件。

[0108] 步骤六: 后续零件的批量成形, 加载液体。

[0109] 针对本发明效果的对比验证:

[0110] 在相同试验条件下, 本发明方法与现有的采用控制液体压力的方式 控制回弹相 比, 零件型面精度至少提高 20%, 成品率至少提高 10%, 工作效率至少提高 70%