[發明專利]板材柔性多點成形裝置

有效

• 申請號: 201410065771.9
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103878228A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 王衛衛;賈彬彬;于靜泊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: B21D22/12
• 分類號: B21D22/12
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種曲面板材成形領域，特別是涉及一種板材柔性多點成形裝置。

背景技術

柔性制造是加工業的發展趨勢，其中多點成形技術是用于板類件三維曲面成形的一種先進制造技術，目前，國內外的研究機構對其進行了深入的研究。

CN2548792Y將成形模具的成形面劃分為一系列形狀簡單、離散排列、高度可調的壓頭構成點陣式模具，構造出模具的成形面，實現板材成形。該裝置最大的優點在于可以通過任意調節壓頭的位置構造出不同的成形曲面，實現板材三維曲面的成形。但在成形各種曲面，尤其是球面、錐面等具有突出部位制件時，在成形過程中總會有相當部分的板材在成形的初期處于懸空狀態，此時沖模的凸模或凹模均不與板材的懸空部分接觸而不能對其實施有效的法向約束，導致很容易出現起皺等缺陷，不但嚴重影響成形件的成形質量、精度和模具的壽命，而且有時直接導致成形過程無法進行。

CN1994611A采用彈性墊層，提出在多點成形中將板料夾在一定的彈性墊層中進行成形，依靠彈性墊層的變形對板料施加法向約束，但實際上，起皺更多的是出現在成形的初期，而此彈性墊層只有在上下模具基本壓靠或者說是在成形的末期才起作用，也不能完全解決成形起皺的問題。

CN2460239Y提出了一種事先不對壓頭進行位置調整，而在成形中對所有沖頭同時進行位移和速度調整，實現加載、變形的裝置，這種裝置能夠實現在板材成形過程中始終對板材施加法向約束，但結構復雜、控制困難、裝置造價高：此裝置需要在每一個壓頭上都安裝一套由步進電機或伺服電機驅動的特殊制造的液壓閥與液壓缸，成形過程中通過控制電動機的轉數來控制液壓缸的位移，由于需要對上百乃至數百個壓頭同步進行位置檢測和實時的速度與位移控制，導致控制系統幾乎無法實現設計的功能，即使制造成功，其高昂的成本和系統的不穩定性，也使得實際應用幾乎沒有可能。

CN1864884A提出了一種上半模采用多點結構和粘性介質控制相結合，下半模采用粘性介質的成形裝置，同樣采用事先不對壓頭進行調整，而在成形過程中通過同步控制步進電動機轉動并同時控制粘性介質的流動與壓強實現在板材成形過程中始終對板材施加法向約束，但結構復雜、控制困難、裝置造價高的缺點依然存在：此裝置也需要在每一個壓頭上都安裝一套較大功率的步進電機，以實現在成形過程中轉動裝置驅動壓頭下行使板料產生變形，這同樣需要對全部的壓頭進行運動參數（位移、速度等）實時檢測，并且每個步進電機都需要在變形過程中進行實時控制才能達到最終成形的目的，同時，還需要多個電液比例溢流閥對粘性介質的壓強進行控制。

CN102248053A提出了一種具有防皺功能的板材多點成形裝置，這種裝置由調形單元和夾料單元交錯排列組成，調形單元形成包絡面形狀，夾料單元被動移位，通過背壓作用夾持板料，取代壓邊機構。這種裝置能夠實現在板材成形過程中始終對板材施加間斷分布的法向約束，但約束區只在夾料單元作用區域內產生，調形單元作用區域內的板料依然處于懸空區，由于懸空區部分無法向約束而導致的起皺等缺陷依然無法完全消除，同時其夾料單元屬于被動移位，成形過程中的力和位移都不可控制，難以達到設計目標。

CN102101363A提出了一種基于法向全約束的多點成形裝置，該裝置可以任意調整成形曲面且操作簡單，在成形過程中不需要對任何元件進行實時調整，始終有穩定、均勻的法向壓力作用在板料上，能有效抑制板料起皺。但該裝置需要加工專用的液壓缸，制造成本高昂，且要保證上百個密集排列液壓缸的安裝與密封也非常困難，液壓缸的尺寸限制了基本體的尺寸，使得基本體密度受到限制，成形精度不容易保證。同時，受液壓缸結構的影響，作用到每個基本體上的最大作用力也有限，從而制約了成形復雜厚板曲面的能力。

發明內容

本發明的目的是提供一種可對待成型板材形成有效的法向約束，基本消除了曲面沖壓件成形過程中的懸空區，能有效抑制板料起皺的板材柔性多點成形裝置。

為解決上述技術問題，作為本發明的一個方面，提供了一種板材柔性多點成形裝置，包括：液壓容器，液壓容器具有開口；柔性膜片，安裝在開口處，柔性膜片將液壓容器的內部密封形成液壓腔；壓力調節單元，與液壓腔連通；多個加壓單元，相對柔性膜片活動地設置；多個加壓單元向柔性膜片的方向運動，從而將設置在柔性膜片與加壓單元之間的待成型板材隨著柔性膜片向液壓腔內的變形同步變形，直到待成型板材形成預定的形狀。