[發明專利]一種多功能液壓復合加載成形裝置

在審

• 申請號: 202110386411.9
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN112958695A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 劉純國;李明;鄧玉山;李湘吉;蔡中義
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00;B21D43/00
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 劉馳宇

本發明公開了一種多功能液壓復合加載成形裝置，用于不同厚度金屬曲面零件快速柔性成形，由一體式框架液壓機、上移動橫梁、下工作平臺、多點模具和布置于兩側的液壓拉伸機構組成；拉伸機構單側由四個液壓缸驅動，可實現夾料鉗上下、左右方向的運動、轉動、擺動等多種液壓加載方式；拉伸機構與多點模具配合可實現金屬厚板曲面對壓成形、薄板曲面拉伸成形、拉伸與對壓復合成形等可控路徑的加載成形方式，多點模具可由數模自動調整型面，代替傳統模具實現不同幾何形狀零件的成形；本發明可廣泛用于雙曲率飛機蒙皮、高鐵司機室復雜曲面外板、金屬建筑幕墻與雕塑曲面的高質量成形，以及船體外板、壓力容器等金屬薄板和厚板曲面零件的快速成形。

技術領域

本發明屬于機械工程設備領域，公開了一種多功能液壓復合加載成形裝置，是一種用于三維復雜曲面成形的塑性加工設備。

背景技術

雙曲率飛機蒙皮、高鐵司機室復雜曲面外板、金屬建筑幕墻與雕塑曲面等具有厚度大，形狀復雜，曲率變化大，生產批量小的特點。在這些曲面的實際生產中，需要保證產品的厚度均勻以及較高的成形質量，同時還需要使用快速柔性的生產方式以減小成本提高效率。多點對壓成形和多點拉伸成形是三維曲面件的常用塑性成形方式。多點模具可根據所需零件的形狀進行調形，因此一套模具即可成形不同形狀的零件，減少了模具制造成本。多點對壓成形加載速度快，加工余量少，操作簡單，生產效率高，但是對壓成形會導致材料表面出現壓痕，并且容易在板材局部產生切向壓應力而起皺。多點拉伸成形不但可以控制變形路徑、提高成形極限，而且還能減小回彈、不產生壓痕，但僅適用于成形單凸曲面，當成形形狀復雜曲率變化大的零件時，存在無法貼模，變形不均等問題而引起破裂、起皺以及滑移線、粗晶等缺陷。因此，當需要成形復雜的零件時，沖壓和拉伸這樣的單一加載方式很難控制板料的塑性流動而無法滿足質量要求。多點拉壓成形可以實現拉壓復合位移加載的方式進行復雜曲面塑性成形。復合加載成形方式不僅可以通過拉伸作用使板料發生充足的塑性變形，以減小回彈，同時還可以壓緊材料使板材與模具完全貼合以改善材料流動，抑制板料起皺，提高成形極限。在實際生產中，需要提供一種可以實現復合加載且可以提供較大成形力的裝置以滿足復雜曲面的快速低成本生產。

發明內容

本發明公開了一種多功能液壓復合加載成形裝置，旨在滿足飛機蒙皮等曲面厚度大，形狀復雜，曲率變化大，生產批量小的生產需求，提供一種快速柔性、使用范圍廣的復合加載液壓成形機。該裝置可以實現拉伸對壓復合加載成形，用于成形S型零件。必要時也可以簡化為無壓邊對壓成形、有壓邊對壓成形、拉伸成形等多種加載方式。

本發明的目的由以下技術方案實現：

一種多功能液壓復合加載成形裝置，包括一個矩形框架結構的一體式框架液壓機，一體式框架液壓機內設置有沿豎直方向起導向作用的由液壓機驅動的液壓導向裝置，一體式框架液壓機底部固定有沿左右方向水平設置的矩形框架結構的拉伸機架，一體式框架液壓機底部中心處位于拉伸機架上方的位置設置一個由上頂液壓油缸驅動的在導向裝置上沿豎直方向上下運動以實現上頂加載的下工作平臺，下工作平臺上設置有一個多點下模具；下工作平臺正上方設置有一個由下壓液壓油缸驅動的在導向裝置上沿豎直方向上下運動以實現下壓加載的上移動橫梁，上移動橫梁下方設置有一個多點上模具，多點下模具和多點上模具均是由m×n個緊密排列成矩陣形式的方形圓頭立柱組成的由數控系統控制每個立柱高度以調節模具形狀的可重構多點模具，其中m大于等于30，n 大于等于30；

下工作平臺兩側設置有結構相同且對稱設置的拉伸臂，拉伸臂包括兩個沿前后方向間隔且對稱設置的控制板料水平方向移動的水平拉伸液壓油缸、兩個沿前后方向間隔且對稱設置的控制板料豎直方向移動的垂直拉伸液壓油缸和一個由多個夾料液壓缸控制夾持力度的夾料鉗，兩個水平拉伸液壓油缸的套筒與拉伸機架上方的拉伸機架上橫梁鉸接，兩個垂直拉伸液壓油缸的套筒與拉伸機架下方的拉伸機架下橫梁鉸接，同側的水平拉伸液壓油缸的拉力桿與垂直拉伸液壓油缸的拉力桿均通過鉸接圓柱銷與夾料鉗鉸接。

進一步的技術方案包括：