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杆系柔性成形模具及其板成形加工关键技术2
通过以上分析可知：板料在曲面成形时，板悬空区受切向压应力作用，同时由于没有受到模具体的约束，悬空区（特别在B′C区间）易产生压缩屈曲与起皱。为了解决这个问题，首先从模具的结构入手，在板曲面成形过程中对板悬空区易起皱处施加一种有效的约束，抑制其受压屈曲与起皱。在此基础上提出一种新颖的板成形技术——模内压板与成形复合工艺。
模内压板与成形复合工艺就是通过板成形模型腔内的弹性压板装置，使板料在成形过程中受板面法向压板力的约束，以保证板料顺利成形。如图5a所示，板料在曲面成形过程中，其悬空区易起皱部位一直受上下压板圈的约束，该约束力由弹簧7产生，该压力可以有效地抑制板的屈曲与起皱；上下模在合模过程中，上下压板圈不断内缩，最终到达限位点，这时压板圈的压板面与模具成形面构成一个完整的模具成形面，实现对曲面板件的定形（图5b）。
通过以上分析可以认为，在成形板的板面法向施加一定的压力可以很好地抑制板的起皱。这种方法可以应用于可重构的杆系柔性成形模具中，将上下压板圈用若干个可伸缩的离散杆替代，使离散杆具有“压板”与“成形”复合功能。
3 用“复合杆”代替“调节杆”
在图2“单元调节杆”的基础上进行改进，使其具有“压板”与“成形”复合功能，构成“压板与成形功能复合杆”（简称“复合杆”），并在此基础上形成“模内压板与成形”复合冲压工艺。“单元复合杆”的机构原理如图6所示。
在“单元复合杆”中，伸缩套的伸缩位置受调位螺母（或称限位块）的控制，而调位螺母由螺杆定位。在板成形过程中，凸凹模中相对应的“单元复合杆”在压簧的作用下首先进行“压板”，在上模具体的下行（或下模具体的上行）的带动下，冲压头和伸缩套向内缩，这时在压簧的作用下，压板力渐渐增大，当冲压头和伸缩套向内缩到一定行程（压板行程）后，调位螺母抵住伸缩套与冲压头，使冲压头定位，无法再内缩，这时冲压头迫使板料成形。
由“复合杆”构成的杆系柔性模具，在板料成形加工时，“压板”与“成形加工”同时进行，实现“模内压板与成形”复合冲压工艺，这种过程可以有效地阻止板料在成形过程中的受压屈曲与起皱；另外通过微调“调位螺母”的位置，可以有效地补偿成形板的回弹量。压板力的大小可以通过更换内压簧调节。“单元复合杆”与“单元调节杆”可以组合使用，也可以单一组合使用。
4 杆系柔性成形模的板加工工艺特点
杆系柔性成形模系统对板件的成形加工过程如图7所示。
与无模多点成形技术相比[2] ，杆系柔性成形模的创新点表现如下：①将可以伸缩与定位的“复合杆”应用于可重构模具，在板成形过程中将“压板”与“成形”相结合，形成l模内压板与成形”复合冲压工艺，这样可以有效地抑制板的受压屈曲与起皱；②采用“变形冲压头”与离散杆配合，可以较好地拟合理想成形面，增大板成形时的接触面，保证板成形件的表面形状精度；③由于模具中的“复合杆”具有压板功能，这样就可以省去直接成形。由于杆系柔性成形模结构和冲压工艺的独特性，杆系柔性成形模在板料成形加工过程中产生了一些鲜明的特点。
4．l 抑制成形板料的起皱
板料在离散单元复合杆作用下的成形过程上下成形模一般要经过“对板”、“压板”、“压板与成形”、“定形”4个过程。图8为复合杆成形模曲面成形示意图。可以看出，在离散复合杆成形模的曲面成形过程中，上下模的复合杆冲压头在弹簧的作用下对板施加了压板力。
在板料成形初期，上下模复合杆冲压头在弹簧的作用下压板，板在成形过程中，板的上下面都受压，悬空部分少；上模在下行过程中，S1杆首先到限位点，杆头促使板料成形，这时S2～S5杆的杆头仍在弹簧的作用下压板，上模继续下行，S2～S5杆的伸缩套依次到达限位点，这时若干个杆头成形面近似地拟合成模具成形面，对板件实现定形。下模中的复合杆也有类似的过程。板料在成形过程中，板的上下面受压板力的约束，从而可以抑制板的压缩屈曲与起皱。通过上面的分析可以认为，采用复合杆柔性成形模具进行板件的曲面成形，可以阻止板料的压缩屈曲与起皱。
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