[發(fā)明專(zhuān)利]復(fù)雜曲面鋼板數(shù)控柔性漸進(jìn)成形設(shè)備和成形方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710293863.6
• 申請(qǐng)日: 2017-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107052096A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何凱;李威;左啟陽(yáng);陳浩;杜如虛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): B21D5/01
• 分類(lèi)號(hào): B21D5/01;B21D43/00
• 代理公司: 深圳青年人專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司44350
• 代理人: 傅俏梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)雜曲面鋼板成形技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)雜曲面鋼板數(shù)控柔性漸進(jìn)成形設(shè)備和成形方法。

背景技術(shù)

復(fù)雜曲面鋼板的加工，例如船體復(fù)雜曲面鋼板的加工是船舶制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，流線形的曲面使船舶具有良好的推進(jìn)性能和最小阻力的三維曲面，因此既可以讓船體獲得足夠的支持自重和載重量的浮力，又保證了船舶航行的經(jīng)濟(jì)性。針對(duì)復(fù)雜曲面金屬板材的加工，現(xiàn)有技術(shù)主要有機(jī)械沖壓工藝、水火彎板工藝以及板材多點(diǎn)成形工藝等多種加工工藝。

機(jī)械沖壓工藝是最傳統(tǒng)的加工工藝，主要由熟練工人依靠經(jīng)驗(yàn)完成。該加工工藝具有效率高、加工精度好的優(yōu)點(diǎn)，通常采用大形液壓機(jī)床作為沖壓機(jī)床。但是，由于沖頭形狀及板材厚度的限制，該加工工藝無(wú)法制作大曲率的雙向彎板，適用范圍比較局限。此外，由于采用了大形液壓機(jī)床作為沖壓機(jī)床，該加工工藝能源消耗比較大，經(jīng)濟(jì)性較差。

水火彎板工藝是目前國(guó)內(nèi)外復(fù)雜曲面船板加工領(lǐng)域最常見(jiàn)的加工工藝。該加工工藝?yán)媒饘侔宀木植渴芨邷乩鋮s后產(chǎn)生塑性收縮變形的原理加工所需要的曲面，在加工過(guò)程中，高溫?zé)嵩丛诮饘侔灞砻嫜丶訜峋€移動(dòng)對(duì)金屬板材局部加熱，使在金屬板表面和板厚方向產(chǎn)生一定的溫度分布，加熱區(qū)間的局部金屬受熱膨脹；受到四周冷金屬的阻礙，產(chǎn)生塑性變形。熱源后面一定距離處為水跟蹤冷卻；受熱膨脹的金屬冷卻后開(kāi)始收縮受拉，便產(chǎn)生了金屬板的變形。水火彎板過(guò)程是曲板局部的瞬態(tài)熱彈塑性變形，而影響曲板局部瞬態(tài)溫度場(chǎng)和位移的因素比較多，所以要確定曲板的最終局部變形十分困難，目前主要依靠有經(jīng)驗(yàn)的工人師傅手工完成。此外，該加工工藝勞動(dòng)環(huán)境惡劣，且金屬板材一次成形率較低，難以實(shí)現(xiàn)精度控制。

金屬板材多點(diǎn)成形加工工藝是一種新型的復(fù)雜曲面板材加工成形的加工方法，目前仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段，尚未進(jìn)入實(shí)際生產(chǎn)加工領(lǐng)域。由于其成形裝置需要在工具頭和支撐臺(tái)模擬出傳統(tǒng)的模具上下模的形狀再進(jìn)行沖壓，因此成形裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，生產(chǎn)制作成本也比較高，無(wú)法適用于大尺寸、多批量的復(fù)雜金屬板材成形加工，適用范圍窄。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種復(fù)雜曲面鋼板數(shù)控柔性漸進(jìn)成形設(shè)備和成形方法，其

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種復(fù)雜曲面鋼板數(shù)控柔性漸進(jìn)成形設(shè)備，包括成形機(jī)床床身，還包括用于分步漸進(jìn)加工成形金屬板材的支撐吸附裝置和工具壓頭組，所述支撐吸附裝置和所述工具壓頭組連接于所述機(jī)床床身且相對(duì)設(shè)置；所述支撐吸附裝置包括支撐架、用于吸附金屬板材的吸附部件、用于調(diào)節(jié)所述吸附部件位移的支撐部件，所述支撐部件連接于所述支撐架，所述吸附部件連接于所述支撐部件。

可選地，所述支撐部件設(shè)置有至少三排，每排至少包括兩個(gè)所述支撐部件。

可選地，所述吸附部件通過(guò)萬(wàn)向球連接器連接于所述支撐部件的上端。

可選地，所述支撐部件為液壓缸，所述液壓缸具有液壓推桿。

可選地，所述吸附部件為電磁吸盤(pán)。

可選地，所述萬(wàn)向球連接器包括萬(wàn)向球關(guān)節(jié)座和與所述萬(wàn)向球關(guān)節(jié)座配合的萬(wàn)向球關(guān)節(jié)，所述萬(wàn)向球關(guān)節(jié)座固定連接于所述液壓推桿，所述吸附部件固定連接于所述萬(wàn)向球關(guān)節(jié)。

可選地，所述支撐架包括底板、側(cè)板和上調(diào)節(jié)板，所述側(cè)板設(shè)置有兩個(gè)，且所述側(cè)板的下端分別連接于所述底板的兩側(cè)，所述上調(diào)節(jié)板的兩端分別連接于所述側(cè)板的上端，所述上調(diào)板開(kāi)設(shè)有多個(gè)用于供所述液壓推桿穿過(guò)的通孔。

可選地，所述通孔處設(shè)置有無(wú)油襯套。

本發(fā)明還提供了一種復(fù)雜曲面鋼板數(shù)控柔性漸進(jìn)成形方法，采用上述的復(fù)雜曲面鋼板數(shù)控柔性漸進(jìn)成形設(shè)備，包括以下步驟：將加工件分為多個(gè)分段，通過(guò)工具壓頭組和支撐吸附裝置依次漸進(jìn)分別作用于加工件各分段的兩面，使加工件的各段依次成形得到所需復(fù)雜曲面鋼板。

可選地，所述工具壓頭組和支撐吸附裝置的工作方式包括以下至少一種：

1.所述工具壓頭組給定位移和速度向下壓，至少兩組靠近于所述工具壓頭組的支撐吸附裝置提供向下的吸附力并隨著加工件的變形向下移動(dòng)；至少兩組遠(yuǎn)離所述工具壓頭組的支撐吸附裝置保持不動(dòng)；

2.所述工具壓頭組給定位移和速度向下壓，至少兩組靠近于所述工具壓頭組的支撐吸附裝置向上運(yùn)動(dòng)；

3.調(diào)整各支撐吸附裝置的位置并保持不動(dòng)，所述工具壓頭組將加工件壓至支撐吸附裝置的位置；

4.工具壓頭組中的至少兩個(gè)壓頭部件與相應(yīng)的支撐吸附裝置一起夾緊加工件，工具壓頭組中的至少一個(gè)壓頭部件向下移動(dòng)對(duì)加工件進(jìn)行局部變形修正。