柔性模具

1、本課題國內外的研究現狀
國外： 1942年，美國的Walters最早提出了套用柔性多點模具的板料成形方法，用以解決小批量複雜曲面外形的船體零件成形。1961年，石川島播磨重工業株式會社的北野試製了手動調節的由6lx16個沖頭組成的萬能調整式壓力機，用來研究船體外板的彎曲加工，由於沖頭高度調整時間長、效率低，所以未能用於實際生產。1969年，日本的Nakajima製造了第一個模具型面可自動調節的多點模具，該模具由緊密排列的圓柱形小沖頭組成，通過安裝在數控工具機上的鐵針來調節每個小沖頭的高度。從1980開始，美國麻省理工學院的DaVid·E.Hardt教授等人對柔勝多點模具進行了長期深入細緻的研究。1999年，美國的飛機製造商Northrop Grumman公司在美國軍方的資助下，與麻省理工學院、美國Cyril Bath公司及美國海軍研究署協同將柔性多點模具用於飛機蒙皮拉形工藝的研究，其研究成果現已在美國一個空軍修理廠投入生產，取代了該廠49%的固定模具。2002年，美國的John M. Papanian研製了用於飛機前緣類零件蒙皮拉形的板式沖頭柔性多點模具，通過調整側支撐板沖頭的高度可以適時補償零件回彈。 柔性衝壓模具的研究始於20世紀70年代,當時日本造船界開始研究多點成形壓力機,並成功套用於船體外板的曲面成形。此後許多學者為開發多點成形技術進行了大量的探討與研究,製作了不同的樣機,但大多只能進行變形量較小的整體變形。 2000年,美國亞利桑那州立大學的Charles Hindman等人開發了一個金屬板料柔性成形系統,套用快速原型技術採用低熔點合金來製造金屬板料衝壓模具,使成本和生產周期大幅度降低。愛爾蘭的David J.Browne也進行金屬板料柔性成形的實驗研究,並且進行了相應的模具最佳化設計。
國內：
吉林工業大學李明哲教授從1990年開始開展柔性多點模具基本理論和成形設備的研究，提出了多道次多點成形、分段多點成形理論，目前研製出的多點成形機已經成功套用於高速列車流線型車頭，以及鳥巢中的彎扭鋼結構件等三維曲面零件成形。2002年，哈爾濱工業大學的王仲仁教授等人為解決大型風洞收縮段形體的成形困難問題，發明了多點 “三明治”成形工藝。2004年，北京航空製造工程研究所與北京航空航天大學、沈飛公司合作，在國內首次開展了柔性多點模具蒙皮拉形工藝方法的研究，在初期的原型機研製階段，解決了柔性多點模具蒙皮拉形可行性的相關關鍵技術。目前，該研究已進入工程套用研究階段，研製的台面尺寸為1824mm只1216mm的柔性多點模具已成功用於某型飛機蒙皮零件的試製。 (c)“三明治”成形柔性多點模具(d)板式沖頭柔性多點模具圖1不同類型的柔性多點模具禍合式柔性多點模具;·“三明治”成形柔性多點模具;板式沖頭柔性多點模具。