[發明專利]數控多點無模液壓脹形工藝及數控多點無模液壓脹形設備

有效

• 申請號: 201210242924.3
• 申請日: 2012-07-15
• 公開（公告）號: CN102728696A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 陳月明;黃技元;許佳樂;劉培江
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學空間鋼結構幕墻有限公司
• 主分類號: B21D26/021
• 分類號: B21D26/021
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

1.一種數控多點無模液壓脹形工藝，其特征是：所述的工藝包括如下步驟：工件模型制作工序、多點模具調形工序、充液拉伸工序、保壓定形工序、充氣排液工序、成形工件測量工序、數控切割工序、成品檢驗工序、檢驗完成后進行成品包裝與保護工序。

2.根據權利要求1所述的多點液壓脹形工藝，其特征是：所述的工件模型制作工序，要求將需要成形的工件模型，通過成型曲線為2階可導線形制作的光滑曲面，延伸至液壓基準平面上；

所述的多點模具調形工序，通過多點模具調形系統直接從成形工件模型文件中讀取控制點坐標，通過所述的測距尺反饋距離信息給多點模具調形系統，進行閉環控制，調形精度達到0.02mm；

所述的充液拉伸工序，在壓力機壓緊后，達到預定壓力值保壓1-10分鐘，打開進液管開關，液壓設備向液壓腔內注入液體，當液體壓力達到預定壓力值時，加壓結束，液壓設備壓力設定值與成形形狀和金屬板材材質有關，對1~10mm的鋁合金板材，此設定值在0.5Mpa至40Mpa，對于1mm~12mm的鋼板，此設定值在1Mpa至100Mpa；壓力機預定壓力值為液壓設備壓力設定值乘以金屬板材受壓面積所得壓力值的1.2~2.0倍。

3.根據權利要求1或2所述的多點液壓脹形工藝，其特征是：所述的保壓定形工序，充液拉伸結束后，通過液壓設備保持此壓力1-10分鐘，保壓時間根據成形工件曲面的形狀及工件材質確定；

所述的充氣排液工序，保壓結束后，關閉進液管開關，打開出液管開關及進氣管開關，由氣泵向液壓腔內充氣，液體由出液管回流至液壓設備；

成型工件測量工序，取出成形工件，放置在三維測量平臺上，進行三維掃描，將掃描文件與工件模型相對照，控制尺寸精度為0.05mm；

所述的數控切割工序，將成形工件，由三維測量平臺上取出，放置在數控切割機上，根據工件模型進行切割，切割精度為0.05mm；

所述的成品檢驗工序，將切割完成的工件放置在三維測量平臺上進行成品尺寸檢驗和外觀檢驗；

所述的成品包裝與保護工序，將切割好的工件放置在曲面托架上，表面貼膜，再用氣泡膜包裹工件。

4.一種數控多點無模液壓脹形設備，其組成包括：多點模具，其特征是：所述的多點模具與多點模具調形系統連接，所述的多點模具和所述的多點模具調形系統安裝在殼體內，所述的殼體與壓力機連接，所述的多點模具連接萬向頭，所述的金屬板材位于上壓邊圈和下壓邊圈之間，所述的柔性墊板位于所述的萬向頭和所述的金屬板材之間，氣泵通過進氣管與所述的液壓腔連接，所述的液壓設備通過所述的進液管和所述的出液管與所述的液壓腔連接。

5.根據權利要求4所述的多點液壓脹形設備，其特征是：所述的柔性墊板采用聚氨酯板，所述的柔性墊板可在聚氨酯板內復合金屬夾片，所述的柔性墊板的厚度根據成形工件外形特點及成形工件金屬材質確定。

6.根據權利要求4或5所述的數控多點無模液壓脹形設備，其特征是：所述的多點模具調形系統為所述的數控三坐標機械手，所述的數控三坐標機械手組成包括Z軸旋轉電機，所述的Z軸旋轉電機與Z軸電機和升降平臺連接，所述的Z軸旋轉電機和所述的Z軸電機及升降平臺連接在Y軸電機及導軌上，所述的Y軸電機及導軌連接在X軸電機及導軌上，所述的X軸電機及導軌連接多點模具調型設備殼體，所述的多點模具調型設備殼體內安裝有基準平面，所述的基準平面與基本體連接，所述的基本體與球頭支座連接，所述的球頭支座與萬向頭連接。

7.根據權利要求6所述的數控多點無模液壓脹形設備，其特征是：所述的Z軸電機連接升降平臺，所述的X軸電機、所述的Y軸電機、所述的Z軸電機分別連接導軌。

8.根據權利要求6所述的數控多點無模液壓脹形設備，其特征是：所述的基本體與所述萬向頭之間安裝有拉伸彈簧，所述的基本體上安裝有測距尺。

9.根據權利要求6所述的數控多點無模液壓脹形設備，其特征是：所述的基本體為絲桿升降機構，通過絲桿的旋轉，來實現絲桿螺母的升降，所述的萬向頭安裝在所述的基本體末端，以萬向頭頂部中心點為球心轉動，最大空間轉角為39°，轉動過程中，頂部中心點豎向坐標不改變，所述的萬向頭可拆卸，根據成形曲面形式進行更換。

10.根據權利要求6或7或8或9所述的數控多點無模液壓脹形設備，其特征是：所述的數控三坐標機械手直接從成形工件模型文件中讀取控制點坐標，由所述的X軸電機和所述的導軌、所述的Y軸的電機和所述的導軌，使所述的Z軸旋轉電機移動到指定位置，對準所述的基本體進行旋轉調整所述的基本體高度，所述的數控三坐標機械手，通過所述的Z軸電機和所述的升降平臺，實現所述的Z軸旋轉電機與所述的基本體的離合；所述的數控三坐標機械手，通過所述的測距尺反饋的基本體調形高度信息，進行閉環控制，調形精度達到0.02mm。