[發明專利]增量成形裝置及利用這種增量成形裝置進行增量成形的方法

無效

• 申請號: 201310354306.2
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103480751A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 孫寶龍;王永軍;陳華
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B21D37/16
• 分類號: B21D37/16;B21D22/20;B21C23/06
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明涉及一種增量成形裝置。還涉及利用這種增量成形裝置進行增量成形的方法。

背景技術

在現代制造業中，飛機蒙皮和整體壁板零件、汽車覆蓋件、家用電器殼體等工件大多是沖壓成形件，這些零件大多是采用壓力機和模具對板材、帶材施加壓力，使之產生塑形變形而獲得所需形狀和尺寸的成形鈑金件，這種成形方法制造殼體類零件一般需要采用凸凹模進行加工。因為凸凹模具的設計制造周期長，成本高，所以這種方法適應于大批量生產，不適合于企業生產單件小批量零件以及試制新產品原型系統，這就為企業爭奪新產品市場帶來了很大的障礙，同時，傳統模具壓延成型零件的種類和復雜性都受到很大限制，而且回彈是板料成形加工中不可必免的問題，為了補償回彈對成形件精度的影響，實際生產中還需要對模具進行反復修模。因此，為了減少成本、縮短制造時間，需要一種即不需要模具，同時又能有效地補償回彈對成形精度影響的新方法及相應的成形設備。單點漸進成形已經取消了對專用工具的需求，但在成形過程中由于缺少支撐模具的結構影響了板料漸進成形工件的加工精度，比利時學者提出采用激光輔助加熱漸進成形方法，降低加工力，提高空間加工精度。

文獻1“專利公開號是CN101318203A的中國發明專利”公開了一種板料電加熱數控漸進成加工形方法及裝置，該方法通過大載流導線將電源、壓頭、夾具和板料構成電流回流，使成形過程中加工區材料產生焦耳熱而軟化，有利于成形過程順利進行。但是該方法有如下缺點：電流流經部件較多，導致電流分散，裝置需要專門的絕緣處理，若處理不當會威脅人員及設備安全。

參照圖7。文獻2“專利公開號是CN1821910A的中國發明專利”公開了一種板材動圈電磁漸進成形方法及其裝置，該裝置的組成包括計算機控制系統、電磁力發生系統以及板材夾持升降裝置、支撐模型架、電磁成形夾持桿等的三軸數控成形系統組成，計算機控制系統控制移動塊17和動梁23來實現電磁成形線圈的運動，電磁力發生系統主要由電源8和相應連接電路組成，板材夾持升降裝置由導柱18和支撐傳動裝置22完成，支撐模型20通過支架21安裝在工作臺19上，板料位于壓板5和夾持框6之間，通過螺栓連接夾緊。成形方法是利用電磁成形線圈產生的電磁力使板材發生局部變形，用小電磁脈沖力施行有序的局部塑性成形累積成為大變形的方法把金屬板材加工成三維薄殼件。但是該方法有如下缺點：成形壓力作用不穩定，成形壓力受電磁壓頭與工件間隙變化的影響十分明顯，另外成形壓力不易調節控制，不利于對工件的定量精確成形。

發明內容

為了克服現有板材動圈電磁漸進成形裝置成形精確度差的不足，本發明提供一種增量成形裝置。該裝置將工業機器手和C形框分別固定在底座的兩端，夾持框位于C形框的開口處，加熱成形頭安裝在工業機器手的夾持端，加熱成形頭的控制系統與高能脈沖電源連接，保證成形過程中電磁線圈能夠順利的產生脈沖磁場，進而利用加熱成形頭上感應電流的熱效應進行加熱。加熱成形時，將板料放在夾持框上并夾緊，然后將C形框安裝在工業機器手上，并且將加熱成形頭安裝好，通過壓縮彈簧對板料施加擠壓力，同時，C形框可以保證加熱成形頭的運動協調一致。本發明采用加熱成形頭的工具頭與擠壓工具頭配合進行增量成形，無需專用模具，雙工具頭分別作用于板料的兩側，既可實現板料的拉伸變形，也可實現擠壓變形，通過兩種變形的結合，可制造出具有內凹外凸等復雜曲面形狀的金屬板料零件。由于加熱成形頭采用電磁感應進行加熱，在成形過程中加熱成形頭與板料接觸變形區的局部熱效應能夠降低材料的變形抗力，使塑性提高，并且回彈量減小，成形精度高，成形后零件表面質量好。

本發明還提供利用這種增量成形裝置進行增量成形的方法。