本发明涉及复合材料发泡成形，尤其涉及一种复合材料发泡成形液压机及成形控制方法。
背景技术：
1、随着我国航空产业的快速发展，航空碳纤维等复合材料成形新工艺层出不穷，对于航空尾翼等碳纤维热塑性复合材料夹层发泡压制成型工艺需求越来越迫切，传统工艺多为热压罐和人工手糊烘箱成型，其能耗高，人工操作复杂，产品合格率低，并且由于发泡体在发泡过程中，压头的锁紧力始终不变，由于复合材料发泡产生的发泡力会使模具发生位移，从而影响产品的外形尺寸及表面质量。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种复合材料发泡成形液压机及成形控制方法，自动化程度高，节省了人力，生产效率高，并且在发泡成形的过程中，上压头、前移压头及两侧水平压头产生的锁紧力自适应匹配复合材料发泡力，保证模具不发生发泡胀形位移。
2、本发明是通过以下技术方案予以实现：
3、一种复合材料发泡成形控制方法，包括如下步骤：
4、s1：将下模放入上料小车由上料小车带动自动进入发泡成形液压机机身内直至与固定压头接触；
5、s2：上压头、前移压头及两侧水平压头滑动地安装在发泡成形液压机机身上，上压头带动上模下行，前移压头后行、两侧水平压头水平相向运动到达设定位置，前移压头锁紧装置、两侧水平压头锁紧装置分别将前移压头及两侧水平压头与发泡成形液压机机身锁紧，完成合模；
6、s3：模具加热达到设定温度并保温，将复合材料注入模具中等待发泡成形；
7、s4：发泡成形的过程中，上压头、前移压头及两侧水平压头产生的锁紧力自适应匹配复合材料发泡力，保证模具不发生发泡胀形位移；
8、s5：发泡成形结束后，上压头带动上模上行，前移压头锁紧装置及两侧水平压头锁紧装置打开，上料小车带动模具退出发泡成形液压机机身。
9、优化的，步骤s4中采用虚拟模型的计算方式使上压头、前移压头锁紧装置及两侧水平压头锁紧装置的锁紧力自适应匹配复合材料发泡力。
10、进一步，步骤s4中所述虚拟模型为式（1）：
11、（1）；
12、其中：表示锁紧油缸所需液体压力，表示复合材料的注入速率为时复合材料发泡力对相应压头产生的压强，表示液体粘度，表示锁紧油缸泄漏系数，表示锁紧油缸半径，表示复合材料注入速率，表示压头与模具的接触面积，表示摩擦面力的变化系数，表示压头与发泡成形液压机机身之间的滑动摩擦力。
13、进一步，采用如下方法构建虚拟模型：
14、s41：建立发泡模型为式（2），并对发泡模型进行积分，得到式（3），根据式（3）求解时刻复合材料的发泡力：
15、（2）；
16、（3）；
17、其中：表示初始发泡速率，表示发泡衰减常数；
18、s42：根据时刻复合材料的发泡力建立发泡力分布函数，并对发泡力分布函数进行二重积分得到相应压头的正压力为式（4）：
19、（4）；
20、其中：为压头与模具的接触面上任意一点的坐标；
21、s43：根据式（5）计算压头与发泡成形液压机机身之间的滑动摩擦力：
22、（5）；
23、其中：表示压头与发泡成形液压机机身之间的滑动摩擦系数；
24、s44：考虑摩擦面力变化的影响，根据计算的压头与发泡成形液压机机身之间的滑动摩擦力计算复合材料的注入速率为时复合材料发泡力对压头产生的压强，构建虚拟模型为式（1），计算锁紧油缸所需液体压力。
25、优化的，上料小车由伺服电机驱动。
26、优化的，上压头由分布在四角位置的四个上压头驱动油缸同步驱动，且在成形过程中由上压头驱动油缸提供压紧力自适应匹配复合材料发泡力。
27、一种复合材料发泡成形液压机，用于执行上述任意一项所述的一种复合材料发泡成形控制方法，其包括发泡成形液压机机身、上料小车、模具、上压头、固定压头、两侧水平压头、前移压头、加热单元及可编程控制器，所述两侧水平压头滑动地安装在发泡成形液压机机身两侧并设有两侧水平压头锁紧装置，所述前移压头滑动地安装在发泡成形液压机机身前侧并设有前移压头锁紧装置，所述上压头滑动地安装在发泡成形液压机机身上方，所述模具包括上模及下模，所述上模由上压头驱动上下运动，所述下模安装在上料小车上，所述加热单元将模具温度加热到设定温度，所述可编程控制器用于控制加热单元的温度，并在发泡成形的过程中计算上压头、前移压头及两侧水平压头产生的锁紧力实现自适应匹配复合材料发泡力。
28、进一步，一种复合材料发泡成形液压机，加热单元包括分别安装在上模、前移压头、两侧水平压头、固定压头及上料小车上表面的加热毯，所述下模设有温度传感器实时检测下模温度，并将检测数据传输给可编程控制器。
29、进一步，上料小车、下模、上压头、固定压头、两侧水平压头、前移压头上均安装有相应的位置传感器，位置传感器将检测到的相应部件的位置信息传输给可编程控制器。
30、进一步，发泡成形液压机机身上安装有多点位上模快换锁紧装置，上模上安装有锁紧块。
31、发明的有益效果：
32、本发明提供的一种复合材料发泡成形液压机及成形控制方法，其模具上料、压头的控制与锁紧以及上压头、前移压头及两侧水平压头产生的锁紧力实现自适应匹配复合材料发泡力，都是通过设备自动完成，人力参与较少，自动化程度比较高，节省了人力，提高了生产效率，并且由于在发泡成形的过程中，上压头、前移压头及两侧水平压头产生的锁紧力自适应匹配复合材料发泡力，能够保证模具不发生发泡胀形位移，从而保证了产品的外形尺寸及表面质量，并且适应性强，能够适用于不同尺寸的模具和产品。
1.一种复合材料发泡成形控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种复合材料发泡成形控制方法，其特征在于：步骤s4中采用虚拟模型的计算方式使上压头、前移压头锁紧装置及两侧水平压头锁紧装置的锁紧力自适应匹配复合材料发泡力。
3.根据权利要求2所述的一种复合材料发泡成形控制方法，其特征在于：步骤s4中所述虚拟模型为式（1）：
4.根据权利要求3所述的一种复合材料发泡成形控制方法，其特征在于：采用如下方法构建虚拟模型：
5.根据权利要求1所述的一种复合材料发泡成形控制方法，其特征在于：所述上料小车由伺服电机驱动。
6.根据权利要求1所述的一种复合材料发泡成形控制方法，其特征在于：所述上压头由分布在四角位置的四个上压头驱动油缸同步驱动，且在成形过程中由上压头驱动油缸提供压紧力自适应匹配复合材料发泡力。
7.一种复合材料发泡成形液压机，用于执行如权利要求1至6任意一项所述的一种复合材料发泡成形控制方法，其特征在于：包括发泡成形液压机机身、上料小车、模具、上压头、固定压头、两侧水平压头、前移压头、加热单元及可编程控制器，所述两侧水平压头滑动地安装在发泡成形液压机机身两侧并设有两侧水平压头锁紧装置，所述前移压头滑动地安装在发泡成形液压机机身前侧并设有前移压头锁紧装置，所述上压头滑动地安装在发泡成形液压机机身上方，所述模具包括上模及下模，所述上模由上压头驱动上下运动，所述下模安装在上料小车上，所述加热单元将模具温度加热到设定温度，所述可编程控制器用于控制加热单元的温度，并在发泡成形的过程中计算上压头、前移压头及两侧水平压头产生的锁紧力实现自适应匹配复合材料发泡力。
8.根据权利要求7所述的一种复合材料发泡成形液压机，其特征在于：所述加热单元包括分别安装在上模、前移压头、两侧水平压头、固定压头及上料小车上表面的加热毯，所述下模设有温度传感器实时检测下模温度，并将检测数据传输给可编程控制器。
9.根据权利要求7所述的一种复合材料发泡成形液压机，其特征在于：所述上料小车、下模、上压头、固定压头、两侧水平压头、前移压头上均安装有相应的位置传感器，位置传感器将检测到的相应部件的位置信息传输给可编程控制器。
10.根据权利要求7所述的一种复合材料发泡成形液压机，其特征在于：发泡成形液压机机身上安装有多点位上模快换锁紧装置，上模上安装有锁紧块。
