[發明專利]基于可調柔性多支撐的液壓輔助漸進成形裝置及方法

有效

• 申請號: 201711297209.9
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN107952872B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 李燕樂;翟維東;陳曉曉;李方義;孫杰;李劍峰
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00;B21D37/10;B21D43/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發明公開了基于可調柔性多支撐的液壓輔助漸進成形裝置及方法，它解決了現有技術中無法實現復雜型面大成形角度板材加工問題，具有延緩破裂、擬制起皺以及提高成形性能等優勢，其方案如下：基于可調柔性多支撐的液壓輔助漸進成形裝置，包括支撐底座，周側設置可調立柱，支撐底座與可調立柱形成成形腔體，成形腔體內裝有設定體積設定壓力的可流動液體；板材成形夾具，與可調立柱可拆卸連接用于固定板材的端部；可調支撐，設于成形腔體內，底部與支撐底座固定，頂部與密封頂模接觸并支撐板材，設有多個；成形工具頭，設于成形腔體上表面；控制器，與可調支撐連接用于控制各個可調支撐的高度，對板材成形進行控制，且與成形工具頭連接。

技術領域

本發明涉及板材復雜曲面成形技術領域，特別是涉及基于可調柔性多支撐的液壓輔助漸進成形裝置及方法。

背景技術

漸進成形工藝作為一種柔性無模成形技術，是基于快速原型制造技術“分層制造”的思想迅速發展起來的。目前漸進成形分為單點和雙點兩種主要形式，雙點漸進成形可進行復雜幾何形狀的成形，但底部模具的制造仍需耗費較大的人力與財力，且無法實現一模多用或單模多形等加工需要，無法滿足受眾與企業越來越多的個性化需求。

現有的漸進成形技術，在成形復雜形狀尤其是具有較大成形角與形狀變化位置處，存在著多向應力，加之工具頭多次加載的影響，減薄增大、塑性低、成形性能差，容易產生破裂、起皺等現象。

液體具有流動性、不可壓縮性與流動潤滑性等特性，在液體壓力作用下，成形零件的成形性能會得到極大地提高，從而獲得較高質量的成形零件，但目前成形件的形狀較為簡單，無法生產具有復雜曲面與復雜構型的零件。

現有的液壓輔助漸進成形技術由于缺少硬性凹凸變化支撐，工具頭只能沿著軌跡在同一水平面移動，無法成形三維曲率變化曲面，尤其是同一平面內的凹凸多變化三維曲面與較大成形角的曲面，同時對于局部范圍內較小凸起與較小凹臺多變化曲面成形也無法完成，因此該技術無法滿足用戶的個性化需求；另外該技術無法保證未加工時成形腔體內液體的密封要求；另外現有技術中為了成形變曲面結構，借助上、下壓頭液壓缸的壓力差，使板料產生變形，但該成形方法中板材擠壓在上下壓頭之間，跟隨上下壓頭壓力差的變化產生變形，加工件容易產生由于上下壓頭擠壓產生的壓痕，對成形件的成形表面質量與成形性能產生較大影響；再者，上下壓頭同時變化相同幅度，控制難度較大，板料容易產生錯動與滑移，且由于一次成形，成形極限受到較大制約，容易產生成形缺陷；而且由于上下壓頭尺寸限制等結構特點，無法實現大角度形狀成形以及局部范圍內凹凸變曲面成形。

因此，需要對基于可調柔性多支撐的液壓輔助漸進成形裝置進行新的研究設計。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了基于可調柔性多支撐的液壓輔助漸進成形裝置，該裝置設有液壓支柱可調硬性支撐和液體壓力柔性支撐相結合的復合支撐系統，硬性支撐包括多組支撐柱，通過調整不同位置的支撐高度以及可調立柱高度來成形各種復雜曲面，避免破裂、起皺等失穩現象，提高成形性能。

基于可調柔性多支撐的液壓輔助漸進成形裝置的具體方案如下：

基于可調柔性多支撐的液壓輔助漸進成形裝置，包括：

支撐底座，周側設置可調立柱，支撐底座與可調立柱形成成形腔體，成形腔體內裝有設定體積設定壓力的可流動液體；

板材成形夾具，與可調立柱可拆卸連接用于固定板材的端部；

可調支撐，設于成形腔體內，底部與支撐底座固定，頂部密封頂模接觸并支撐板材，密封頂膜兩端部設于可調立柱頂部，密封頂膜與板材均通過板材成形夾具進行固定，以避免液體與板材的直接接觸，且可調支撐設有多個；

成形工具頭，設于成形腔體上表面；

控制器，與可調支撐連接用于控制各個可調支撐的高度，對板材成形進行控制，且與成形工具頭連接。