[發明專利]一種金屬板材多點復合漸進成形裝置

有效

• 申請號: 201410298840.0
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104138949A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 姜志宏;周小磊;王俊;余世科;羅小燕;許琴;占鵬飛;李義飛
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: B21D22/00
• 分類號: B21D22/00;B21D37/00;B21D37/12;B21C51/00
• 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

本發明屬于板材漸進成形領域，尤其涉及一種金屬板材多點復合漸進成形裝置。

背景技術

金屬板材成形技術是制造業及材料加工行業的重要組成部分，廣泛應用于航天航空、船舶、汽車、生物醫學、家用電器，以及一些新產品的開發、樣品試制等領域。進入新世紀以來，產品更新速度快，生命周期短，人們對產品的多樣化、個性化提出了更高的要求，這就需要企業能夠快速響應市場需求，生產出低成本、高質量的產品。然而傳統的板材成形工藝由于對模具過分依賴，一組模具只對應一種產品，如此便存在著制造周期長、生產成本高等不足，難以適應市場對小批量、多品種和新產品試制的需求。漸進成形技術是一種先進柔性加工工藝，在少使用模具甚至不使用模具的情況下便能成形出所需產品，由于對模具的依賴性小，具有制造成本低、生產周期短、成形范圍廣、適應強等突出優點。

目前比較典型的漸進成形技術主要有單點漸進成形和多點成形。單點漸近成形技術主要是利用分層制造的思想，將復雜的三維形狀離散成一系列簡單的二維層，由計算機控制形狀簡單的工具頭在每一層上按照預定的軌跡進行局部塑形加工，經過變形成形出所需的產品。因此該工藝對產品的形狀和結構沒有特殊要求，能最大程度的縮短生產周期，降低制造成本，滿足多樣化、個性化的市場需要。但是在單點漸進成形過程中由于板材的成形平面受力不均，局部成形區域易出現失穩，極易出現破裂、壓痕、凹陷、起皺和回彈等成形缺陷，嚴重影響成形件的尺寸精度和表面質量；并且工具頭逐層成形路徑較長，成形效率低。這些因素的存在很大程度的限制了單點漸進成形技術的實際運用。

多點成形是將整體模具離散成一系列規則排列、高度可調的基本體組成的離散模具，由計算機控制和調整每個基本體的高度，從而成形出所需的目標形狀。由于每個基本體高度可調，且在成形過程中與成形件始終保持接觸，因此具有改善成形缺陷，優化板料變形路徑，小設備加工大型件，易實現自動化，效率高等優點。但同時由于需要控制的基本體較多，在加工復雜三維曲面件的時候，精度難以控制，且壓痕嚴重，設備開發成本高。這些因素也限制了多點成形在生產上的廣泛運用。

在汲取金屬板材單點漸進成形工藝和多點成形兩種成形方式的優點的基礎上，結合振動塑性成形原理，開發出多點復合漸進成形裝置，從而到在板材漸進成形過程中降低失穩、減少加工能耗，改善加工質量，提高板料成形能力、成形精度、成形效率等目的。

發明內容

本發明的目的在于利用一種金屬板材多點復合漸進成形裝置，旨在解決現有板材加工方法存在的加工效率低、失穩嚴重、成形表面質量差、設備昂貴等問題。

本發明的目的在于提供一種金屬板材多點復合漸進成形裝置，所述裝置包括：顯示面板、控制系統、機械系統、成形力檢測系統；

所述控制系統連接所述機械系統，并對其步進電機實施控制實現工具頭按照預定的成形軌跡運動，所述成形力檢測系統連接所述機械系統，并對其工具頭在成形過程中的成形力實施實時檢測、數據分析、存儲、獲取測量結果，所述控制系統及所述成形力檢測系統同時連接所述顯示面板。

進一步，所述控制系統由硬件子系統與軟件子系統組成；硬件子系統構建控制系統的硬件電路，主要由具有強大運動控制功能的運動控制卡、通信接口電路、穩流電源、接線端子板、抗干擾電路、行程控制開關、步進電機及其驅動器、結果顯示器件組成；軟件子系統主要由系統初始化模塊、系統自動加工控制模塊、手動加工控制模塊、運行參數設置模塊和系統退出模塊、友好的人機控制界面組成，主要完成對成形系統的初始化、加工運行參數的設置、加工控制、加工運行狀態顯示、系統各軸速度和位置信息顯示。

進一步，所述機械系統包括安裝在機架上的上層傳動結構、下層傳動結構和升降機構；

所述上層傳動結構包括安裝在機架上層的滑軌I、滑軌II、步進電機I、步進電機II、左旋絲桿I、右旋絲桿I、絲桿I以及分別安裝在左旋絲桿I和右旋絲桿I上的滑塊；步進電機I安裝在滑軌I上并連接左旋絲桿I，左旋絲桿I和右旋絲桿I通過聯軸器連接，右旋絲桿另一端通過軸承座連接在絲桿I上，絲桿與步進電機II連接安裝在滑軌II上；