一种板料液压翻边装置和方法

本发明涉及材料加工领域，尤其涉及一种板料翻边装置和工艺。

背景技术：

1、翻边是板料冲压加工中的典型工序，广泛应用于航空航天结构件、汽车覆盖件以及海洋船舶壁板等零部件的制造。在实际工程应用中，待加工板料往往具有较大的平面尺寸或呈现出特定的曲面特征（例如火箭燃料贮箱的弧形壁板）。在此类工况下，由电磁驱动机构、模体及冲头等刚性部件构成的成形装置整体自重较大，导致其在工作空间内的移动与调整十分不便。当需要在同一板料的不同位置实施翻边操作时，操作人员不得不反复对整套装置进行重新定位、装夹与对中，工装拆装过程极为繁琐。这不仅显著增加了辅助作业时间，而且对操作技能要求较高，难以保证多次翻边的一致性，从而严重制约了生产效率与工艺稳定性。

技术实现思路

1、本发明提供了一种电磁板料液压翻边装置和方法，用以解决背景技术中提及的现有方法存在的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

3、一种板料液压翻边装置，包括模体、模具、驱动装置和冲头，所述模体开设有沿翻边方向延伸的通孔，所述冲头在驱动装置驱动下可运动地设置于通孔内；所述模具上开设有成形腔；所述模体与一超高压软管密封连接，使所述超高压软管内部与通孔连通，超高压软管另一端与模具密封连接，使超高压软管的内部与成形腔连通，所述模具的成形腔和超高压软管的界面处密封铺设有弹性垫，使冲头、通孔的孔壁、超高压软管的管壁和弹性垫围合形成密封腔，所述密封腔内用于填充柔性介质。

4、本发明通过引入超高压软管将模体与模具分体连接，使模体与模具可相对独立地放置于板料的两侧。当需要在板料不同位置进行翻边操作时，仅需移动轻便的模具（及超高压软管）至新位置，而重量较大的模体和驱动装置可保持不动或仅做粗略调整，无需整体拆装、重新定位和对中，显著提高了工装效率，特别适用于火箭燃料贮箱弧形壁板等大尺寸、带有曲面特征的板料。超高压软管作为柔性连接元件，使密封腔跨越了模体与模具之间的空间距离，柔性介质可在密封腔内自由流动并传递压力。该结构打破了传统板料液压翻边装置中模体与模具必须刚性连接或紧密贴合的局限，使装置具备了模体固定、模具移动的作业能力。通过超高压软管两端的密封连接，以及冲头与通孔、模具内壁、弹性垫的配合，形成了完整且可承受高压的密封腔。柔性介质在腔体内受压后，能够将冲头的驱动力均匀传递至模具成形腔区域的板料上，完成翻边。

5、现有技术中，电磁液压成形技术虽兼具电磁高速驱动与液压均匀传力的优势，但受限于密封困难和局部区域力传递效率低等问题，一直无法有效应用于翻边工艺。本发明首次引入弹性垫作为复合传力与密封元件，成功破解了这一瓶颈。该弹性垫铺设于通孔端部，与冲头及孔壁围成密封腔，被密封夹持于模具与模体之间，利用预紧力形成初始密封，介质压力进一步将弹性垫压向界面，实现自增强密封，无需额外密封圈。弹性垫将柔性介质与板料完全隔离，防止泄漏及油污污染，尤其适用于航空航天结构件、汽车覆盖件以及海洋船舶壁板等零部件。同时，电磁驱动装置产生毫秒级高速冲击，使板料在高应变率下变形，显著提高翻边极限；柔性介质通过弹性垫将冲击力均匀传递至板料，避免局部应力集中。弹性垫在压力下弹性变形，紧密贴合板料表面，即使板料存在起伏或曲面特征也能保证均匀受力，从而降低翻边圆角外侧减薄率。

6、作为上述技术方案的进一步优选，所述超高压软管一端通过法兰盘和螺栓与模体连接，另一端通过法兰盘和螺栓与模具连接；所述法兰盘与模体和/或模具的结合处设置有密封胶圈。本发明采用法兰盘+螺栓的机械连接结构，能够承受超高压软管在翻边过程中产生的轴向拉力和内部介质压力，防止软管松脱。密封胶圈在法兰盘与模体/模具的结合面形成静密封，拆卸后易于更换，保证了多次重复使用的密封可靠性。该连接方式结构简单、成本低，适用于长期固定工位的生产场景。

7、作为上述技术方案的进一步优选，所述超高压软管一端通过第一法兰盘和螺栓与所述模体连接，另一端通过第二法兰盘和电磁铁与所述模具连接；所述电磁铁通电后产生磁力，将所述第二法兰盘、待成形的板料和模具依次压紧固定。利用电磁铁的磁力将法兰盘、板料和模具一次性压紧，无需使用螺栓逐个紧固，大幅缩短了模具在不同翻边位置之间的更换时间。断电后磁力消失，即可轻松移走模具，特别适用于需要在同一板料上完成多个翻边操作的批量生产。电磁铁的压紧力同时将板料夹持于模具与法兰盘之间，防止翻边过程中板料发生移位或振动，提高了成形精度。无需在模具上额外开设螺栓孔或设置夹紧装置，模具设计更简洁，制造成本降低。

8、作为上述技术方案的进一步优选，所述驱动装置为电磁驱动装置。

9、作为上述技术方案的进一步优选，所述电磁驱动装置包括电磁线圈和与所述冲头固定连接的磁性驱动板，所述电磁线圈通电时产生磁场，驱动所述磁性驱动板带动冲头沿通孔运动。

10、作为上述技术方案的进一步优选，所述弹性垫的边缘被密封地夹持于所述模具与所述超高压软管的连接端面之间。

11、作为上述技术方案的进一步优选，柔性介质为不可压缩的液压油或半固态粘弹性材料。

12、作为上述技术方案的进一步优选，所述超高压软管的长度可调节，或者所述超高压软管为具有预定长度的柔性软管，以适应不同待翻边位置与模体之间的距离。

13、基于同一技术构思，本发明还提供一种上述技术方案所述的板料液压翻边装置进行翻边的方法，所述方法用于对难以移动的大尺寸板料或带有曲面特征的板料进行翻边，包括以下步骤：

14、s1、根据待翻边位置，将所述模具放置于板料的第一侧面，并使所述模具的成形腔对准待翻边区域，将所述模具临时固定于板料表面；

15、s2、通过所述超高压软管连接模体上的通孔接口和所述模具上的成形腔接口，并确保连接处密封；

16、s3、向所述密封腔内注入柔性介质，启动所述驱动装置，驱动所述冲头沿通孔向模具方向运动，压缩密封腔内的柔性介质，使介质压力作用于板料上，驱动板料在所述成形腔内发生翻边；

17、s4、达到预设翻边行程或压力后，停止驱动，使所述冲头复位，排出介质，拆卸所述超高压软管，解除所述模具的固定，完成一次翻边操作；当需要在板料的不同位置进行多次翻边时，重复上述步骤。

18、本发明实现了移动模具、固定模体的分步式作业流程：针对无法移动或移动困难的大尺寸/曲面板料，本方法仅需移动轻便的模具至不同翻边位置，而重型模体保持不动，显著降低了作业强度和工装调整时间，同时，还保证了多次翻边操作的位置精度，每次操作时，模具均独立对准待翻边区域并临时固定，避免了因整体装置移动累积的定位误差，各翻边孔的位置精度独立可控。由于模体与模具分离，模体可放置于板料下方或侧方不影响操作的区域，避免了整体式工装在大板料上难以布置的困境，解决了大尺寸板料翻边中的工装干涉问题。

19、本发明具有以下有益效果：

20、1.本发明显著提升了大型/曲面板料翻边的工装效率，彻底解决了传统一体式翻边装置在板料不同位置间移动时整体拆装、重新定位对中的繁琐问题。模体固定、模具移动的作业模式使工装调整时间缩短，尤其适用于火箭燃料贮箱弧形壁板等超大尺寸、带有复杂曲面的板料。

21、2.本发明实现了电磁液压高速翻边技术在大型板料上的工程应用，通过超高压软管的分体设计，将电磁驱动的快速响应优势与液压传力的均匀加载优势相结合，同时克服了传统电磁成形难以实现局部翻边以及液压成形需要复杂密封液路系统的双重缺陷。

22、3.本发明提升了液压成形装置的安全性与维护性，利用超高压软管作为柔性连接件，可吸收冲击振动，降低刚性连接导致的疲劳破坏风险；各连接部位均采用可拆卸结构，弹性垫、密封胶圈等易损件可快速更换，维护成本低。

23、4.本发明方法流程简单、易于自动化集成，分步式操作逻辑清晰，各步骤均可通过现有传感器与执行器实现自动控制，无需复杂的人工干预，便于嵌入自动化冲压生产线或移动式现场作业平台。

24、下面将参照具体实施方式，对本发明作进一步详细的说明。