[發明專利]一種大尺寸高剛度雙面漸進成形機床

有效

• 申請號: 202010532770.6
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111872222B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 李小強;許鵬;李高峰;張永生;李東升
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00;B21D43/10;B21D43/11;B21D43/00;B21D43/14
• 代理公司: 北京航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11668
• 代理人: 黃川;史繼穎

本發明公開了一種大尺寸高剛度雙面漸進成形機床，包括龍門架、運動系統和板料翻轉夾持平臺，運動系統包括相對于XY平面對稱布置的兩個運動機構，各運動機構包括X軸運動組件、Y軸運動組件以及Z軸運動組件；Z軸運動組件帶動成形工具沿Z向運動；Y軸運動組件帶動Z軸運動組件沿Y向運動；X軸運動組件帶動Y軸運動組件沿X向運動；板料翻轉夾持平臺包括用于夾持板料的活動框架和用于固定所述活動框架的固定框架，活動框架的底邊與固定框架底邊可轉動連接，使得活動框架能夠繞固定框架底邊翻轉。本發明具有剛度高、成形范圍大、夾持方便且初始板料尺寸可變的特點，根據本發明可以成形大尺寸板料、厚板、高強度板。

技術領域

本發明屬于數控漸進成形領域，特別涉及一種可成形大尺寸厚板的大尺寸高剛度雙面漸進成形機床。

背景技術

雙面漸進成形是一種使用兩個球頭形成形工具，分別位于板料兩側，一個用于成形，另一個用于局部支撐，通過使板料發生不斷累積的局部塑性變形來成形出最終零件的成形技術。由于雙面漸進成形完全不需要模具，且成形精度相對較高，適合小批量、個性化制造，有廣泛的應用前景。然而，不同于最基本的單點漸進成形，雙面漸進成形需要專用的成形設備。目前國內外在進行雙面漸進成形技術研究時，使用最廣泛的是串聯或并聯機器人，但由于機械臂的柔性偏移，在成形厚板時，成形精度會受到很大影響。因此，期望開發一種高剛度的雙面漸進成形專用機床。

目前，國內的相關雙面漸進成形裝置主要有以下幾種：

1)授權公告號為CN201371194Y的中國發明公開了一種無模成形裝置，該裝置主要包括：兩臺工業機器手、成形工具頭、板料夾持架和平臺。板料夾持架固定在平臺中部，兩臺工業機器手分列在板料夾持架的兩側；兩個成形工具頭一端與工業機器手連接，另一端與板料夾持架上的板料接觸。工作中，通過工業機器手帶動成形工具頭運動，分別作用于板料的兩側。該發明采用機器臂作為驅動，但由于機械臂本身的柔性變形，成形力較大時，工具頭的軌跡會發生較大偏移，成形精度不足。

2)授權公告號為CN102172698A的中國發明公開了一種板材復合漸進成形裝置及其板料成形方法，該裝置包括上面的五軸加工成形單元、下面的六軸并聯機器人輔助加工平臺、位于兩者中間的板料夾持工作臺及底座、壓邊圈等其他部分構成。該裝置可以實現雙面漸進成形，成形時分別在上下成形單元上安裝成形工具，并分別控制其按照既定軌跡運動。該發明由兩個成形單元——分別為通用五軸加工成形單元和六軸并聯機器人組合而成，由于整體呈立式分布，所以板料高度方向的成形范圍會受限。

3)授權公告號為CN208214049U的中國發明公開了一種雙面數控漸進成形裝置，該裝置為立式機床，包括一個長方體形框架，框架中部的板料固定架，以及上下對稱分布的第一、第二、第三移動機構，分別對應Z、Y、X軸運動模塊，每個運動模塊都采用絲杠螺母傳動。該發明采用立式機床，包括兩個對稱分布的三軸成形單元，其框架結構采用等截面梁和立柱，在成形厚板和高強度板時易發生柔性變形，且可夾持的板料尺寸無法調整。

發明內容

針對上述現有雙面漸進成形設備存在的問題，本發明提供了一種雙面漸進成形專用機床，其具有剛度高、成形范圍大、夾持方便且初始板料尺寸可變的特點，根據本發明可以成形大尺寸板料、厚板、高強度板。

本發明提供了一種大尺寸高剛度雙面漸進成形機床，包括龍門架、運動系統和板料翻轉夾持平臺，

所述龍門架包括底座、上橫梁以及置于兩者之間的兩個A型立柱，定義所述底座的長度方向為X向、寬度方向為Z向、高度方向為Y向，所述兩個A型立柱沿X向分別位于所述底座的兩端；

所述運動系統包括相對于XY平面對稱布置的兩個運動機構，各運動機構包括X軸運動組件、Y軸運動組件以及Z軸運動組件；所述Z軸運動組件與成形工具可拆卸連接，以帶動所述成形工具沿Z向運動；所述Y軸運動組件與所述Z軸運動組件固定連接，以帶動所述Z軸運動組件沿Y向運動；所述X軸運動組件與所述Y軸運動組件固定連接，以帶動所述Y軸運動組件沿X向運動；