專利名稱：多壓頭板材成形裝置的活絡(luò)半球式壓頭基本體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大型三維曲面板材構(gòu)件的成形加工設(shè)備，具體涉及多壓頭板材成形裝置，例如具有任意曲面形狀的船體外板的成形加工設(shè)備，特別是多壓頭板材成形裝置的基本體。
背景技術(shù)：
對(duì)于一些需要整體模具壓制成形的板材構(gòu)件，現(xiàn)在已有使用多壓頭板材成形裝置來替代昂貴的模具加工，例如國內(nèi)開發(fā)出的多點(diǎn)板材成形壓力機(jī)等?，F(xiàn)有的多壓頭板材成形裝置包括可移動(dòng)的上框架、與上框架連接的多個(gè)上基本體、下框架、與下框架連接的多個(gè)下基本體；各基本體包括支柱、壓頭，支柱與框架連接，壓頭與支柱連接。
現(xiàn)有的多壓頭板材成形裝置基本體，其壓頭工作面分凸面和平面。
壓頭工作面為凸面的多壓頭板材成形裝置，也稱多點(diǎn)板材成形裝置，其基本體的不足在于由于其壓頭模具是凸面形狀，當(dāng)模具與板進(jìn)行壓制成形時(shí)，壓頭與板是點(diǎn)接觸，此時(shí)受集中力，容易使板產(chǎn)生壓痕；另外在加工曲面板材時(shí)，板材的某些部位傾斜較大時(shí)(如圖9所示)，由于壓頭工作面為凸面形狀，上基本體壓頭6與板材18的接觸點(diǎn)和下基本體壓頭6與板材18的接觸點(diǎn)不在同一個(gè)位置點(diǎn)上，容易使板材18產(chǎn)生局部的凹凸壓痕變形，故難以滿足大型船體外板光順和壓痕小的造船質(zhì)量要求。
壓頭工作面為平面基本體，如《船體建造工藝學(xué)》(人民交通出版社1980年12月第1版)141頁圖3-61公開的基本體，如圖10所示，該基本體的壓頭6工作面為平面，壓頭6與支柱8通過壓頭底面的凹形球窩與支柱8一端的球形桿支撐座連接。該基本體的不足在于1、由于重心高，壓頭易處于不穩(wěn)定狀態(tài)，即壓頭總是容易處于傾斜狀態(tài)；2、彎板時(shí)壓頭中心的高度在傾斜時(shí)有較大變化，使調(diào)節(jié)控制復(fù)雜，造成不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多壓頭板材成形裝置的活絡(luò)半球式壓頭基本體，該基本體的壓頭工作時(shí)不易傾斜，壓出的板材板面光順和壓痕小。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是多壓頭板材成形裝置的活絡(luò)半球式壓頭基本體，它包括支柱、壓頭；支柱的一端與框架連接，另一端與壓頭連接；壓頭為半球體，壓頭的工作面為平面；支柱和壓頭之間設(shè)有凹形球面支撐座，壓頭的球面部分與凹形球面支撐座活絡(luò)連接。
上述方案中，壓頭與支柱之間設(shè)有彈簧，壓頭的球面通過彈簧壓在凹形球面支撐座上。
上述方案中，基本體為下基本體，下基本體還包括支撐螺桿、用于驅(qū)動(dòng)支撐螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)；支柱為空心支柱；支柱的下端固定設(shè)有與支撐螺桿配合的支撐螺母，支撐螺桿穿過支撐螺母插入空心支柱；支撐螺桿與下框架的底面轉(zhuǎn)動(dòng)連接；凹形球面支撐座設(shè)置在支柱上端。
上述方案中，支柱與支撐螺桿之間設(shè)有位移傳感器。
上述方案中，彈簧為拉簧，彈簧的兩端分別與壓頭、支柱連接。
上述方案中，彈簧為壓簧；壓頭與支柱之間還設(shè)有連桿、帶孔擋板；帶孔擋板與支柱(8)固定連接；連桿的一端與壓頭連接，另一端穿過帶孔擋板；彈簧設(shè)置在帶孔擋板與穿過帶孔擋板部分的連桿之間。
上述方案中，位移傳感器為磁致位移傳感器，該傳感器包括磁感應(yīng)伸縮桿與磁環(huán)，磁感應(yīng)伸縮桿與支柱的下端固定連接，磁環(huán)與支撐螺桿固定連接，磁感應(yīng)伸縮桿從磁環(huán)的中心穿過。
上述方案中，支撐螺桿為空心螺桿，磁環(huán)設(shè)置在支撐螺桿的頂端，磁感應(yīng)伸縮桿的一部分插入在空心的支撐螺桿內(nèi)。
本發(fā)明與以往多點(diǎn)模具相比，其優(yōu)點(diǎn)為1、板材在壓制彎曲時(shí)，不是點(diǎn)接觸，而是壓力較均勻的面接觸，故使板材的壓痕顯著減輕；2、無論活絡(luò)半球式壓頭隨板材的作何傾斜旋轉(zhuǎn)，上基本體的半球體球心與下基本體半球體球心均在同一條垂直線上對(duì)應(yīng)不變，即使在彎板時(shí)也不會(huì)使壓頭的球心產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)，自然也不會(huì)產(chǎn)生如同多點(diǎn)成形的局部凹凸壓痕變形；3、在進(jìn)行板材加工曲面的傾斜狀態(tài)調(diào)整時(shí)，活絡(luò)半球式壓頭的球心高度也不會(huì)發(fā)生變化，有利于基本體高度的計(jì)算、設(shè)置和調(diào)整；4、活絡(luò)半球式壓頭的重心總在支撐面內(nèi)，另外，壓頭的球面通過彈簧壓在支柱上，使壓頭始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，不會(huì)任意傾斜，并方便于操作。


圖1為具有本發(fā)明壓頭機(jī)構(gòu)的多壓頭板材成形裝置主視2為具有本發(fā)明壓頭機(jī)構(gòu)的多壓頭板材成形裝置側(cè)視3為上基本體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意4為下基本體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意5、6、7為壓頭與支柱幾種連接方式的結(jié)構(gòu)示意8為本發(fā)明基本體壓頭工作狀態(tài)示意9為現(xiàn)有壓頭工作面為凸面的基本體工作狀態(tài)示意10為現(xiàn)有壓頭工作面為平面的基本體結(jié)構(gòu)示意中1上框架、2上基本體、3下框架、4下基本體、5彈簧、6壓頭、7凹形球面支撐座、8支柱、9吊耳、10油缸、11支撐螺母、12支撐螺桿、13動(dòng)力機(jī)構(gòu)、14磁感應(yīng)伸縮桿、15傳感器磁環(huán)、16帶孔擋板、17連桿、18板材。
具體實(shí)施例方式
如圖1、2所示的具有本發(fā)明基本體的多壓頭板材成形裝置，它包括可向下移動(dòng)的上框架1、與上框架下部連接的多個(gè)上基本體2、下框架3、與下框架上部連接的多個(gè)下基本體4。加工板材18位于上基本體2與下基本體4之間。各基本體包括支柱8、壓頭6，支柱8的一端與框架連接，另一端與壓頭6連接；壓頭6為半球體，壓頭6的工作面為平面；支柱8與壓頭6的連接端為凹形球面支撐座7，壓頭6的球面部分與凹形球面支撐座7活絡(luò)連接。
如圖3所示，該基本體為上基本體2，上基本體2包括油缸10、支柱8、凹形球面支撐座7、壓頭6；油缸10的上端與上框架1的底面通過吊耳9連接，油缸10的下端通過吊耳9與支柱8連接，凹形球面支撐座7設(shè)置在支柱8下端。
如圖4所示，該基本體為下基本體4，下基本體4包括支柱8、凹形球面支撐座7、壓頭6、支撐螺桿12、與支撐螺桿配套的支撐螺母11、用于驅(qū)動(dòng)支撐螺桿12轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)13。動(dòng)力機(jī)構(gòu)13為油壓馬達(dá)或電機(jī)。支柱8為空心支柱。支撐螺母11設(shè)置在支柱8的下端，支撐螺桿12穿過支撐螺母11插入支柱8；支撐螺桿12與下框架3的底面轉(zhuǎn)動(dòng)連接；凹形球面支撐座7設(shè)置在支柱8上端。
空心支柱內(nèi)，支柱8與支撐螺桿12之間設(shè)有位移傳感器。位移傳感器為磁致位移傳感器，該傳感器包括磁感應(yīng)伸縮桿14與磁環(huán)15，磁感應(yīng)伸縮桿14與支柱8的上端固定連接。支撐螺桿12為空心螺桿，磁環(huán)15設(shè)置在支撐螺桿12的頂端，磁感應(yīng)伸縮桿14的一部分插入在空心的支撐螺桿12內(nèi)。
如圖5、6、7所示的壓頭6與支柱8的幾種連接方式，壓頭6與支柱8之間設(shè)有彈簧5，壓頭6的球面通過彈簧5壓在基本體上。
如圖5、6所示，彈簧5為拉簧，彈簧5的兩端分別與壓頭6、支柱8連接。
如圖7所示，彈簧5為壓簧；壓頭6與支柱8之間還設(shè)有連桿17、帶孔擋板16；帶孔擋板16與支柱8固定連接；連桿17的一端與壓頭6連接，另一端穿過帶孔擋板16；彈簧5套在連桿17上，并處于帶孔擋板16與穿過帶孔擋板16部分的連桿17之間。
具有本發(fā)明壓頭機(jī)構(gòu)的多壓頭板材成形裝置的工作原理為下基本體4的壓頭6靠各自的動(dòng)力機(jī)構(gòu)13驅(qū)動(dòng)升降螺桿的進(jìn)行移動(dòng)，并根據(jù)位移傳感器的測量，使下基本體4的壓頭的工作面形成需要的曲面形狀，之后，將待加工的板材18放在已形成曲面的下基本體4的壓頭6上。驅(qū)動(dòng)上基本體2的油缸10，使上基本體2的壓頭6壓下，板材18在上、下基本體的壓頭6之間受力而變形，獲得要求的曲面形狀。完成一段板材的成形之后，對(duì)下一段進(jìn)行成形時(shí)，則將上基本體2的壓頭升起，對(duì)下基本體4的壓頭再次調(diào)節(jié)構(gòu)造成需要的、新的曲面形狀，之后再進(jìn)行彎曲成形，往復(fù)上述操作直至完成整張板材的成形加工。
如圖8所示，無論活絡(luò)半球式壓頭隨板材18的作何傾斜旋轉(zhuǎn)，上基本體的壓頭6半球體球心與下基本體的壓頭6半球體球心均在同一條垂直線上對(duì)應(yīng)不變，即使在彎板時(shí)也不會(huì)使壓頭的球心產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.多壓頭板材成形裝置的活絡(luò)半球式壓頭基本體，它包括支柱(8)、壓頭(6)；支柱(8)的一端與框架連接，另一端與壓頭(6)連接，其特征在于壓頭(6)為半球體，壓頭(6)的工作面為平面；支柱(8)和壓頭(6)之間設(shè)有凹形球面支撐座(7)，壓頭(6)的球面部分與凹形球面支撐座(7)活絡(luò)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基本體，其特征在于壓頭(6)與支柱(8)之間設(shè)有彈簧(5)，壓頭(6)的球面通過彈簧(5)壓在凹形球面支撐座(7)上。
3.如權(quán)利要求1所述的基本體，其特征在于它為下基本體(4)，下基本體(4)還包括支撐螺桿(12)、與支撐螺桿配套的支撐螺母(11)、用于驅(qū)動(dòng)支撐螺桿(19)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)(13)；支柱(8)為空心支柱；支撐螺母(11)固定設(shè)置在支柱(8)下端，支撐螺桿(12)穿過支撐螺母(11)插入支柱(8)；支撐螺桿(12)與下框架(3)的底面轉(zhuǎn)動(dòng)連接；凹形球面支撐座(7)設(shè)置在支柱(8)上端。
4.如權(quán)利要求3所述的基本體，其特征在于支柱(8)與支撐螺桿(12)之間設(shè)有位移傳感器。
5.如權(quán)利要求2所述的基本體，其特征在于彈簧(5)為拉簧，彈簧(5)的兩端分別與壓頭(6)、支柱(8)連接。
6.如權(quán)利要求2所述的基本體，其特征在于彈簧(5)為壓簧；壓頭(6)與支柱(8)之間還設(shè)有連桿(17)、帶孔擋板(16)；帶孔擋板(16)與支柱(8)固定連接；連桿(17)的一端與壓頭(6)連接，另一端穿過帶孔擋板(16)；彈簧(5)套在連桿(17)上，并處于帶孔擋板(16)與穿過帶孔擋板(16)的部分連桿(17)之間。。
7.如權(quán)利要求4所述的基本體，其特征在于位移傳感器為磁致位移傳感器，該傳感器包括磁感應(yīng)伸縮桿(14)與磁環(huán)(15)，磁感應(yīng)伸縮桿(14)與支柱(8)的上端固定連接，磁環(huán)(15)與支撐螺桿(12)固定連接，磁感應(yīng)伸縮桿(14)從磁環(huán)(15)的中心穿過。
8.如權(quán)利要求7所述的基本體，其特征在于支撐螺桿(12)為空心螺桿，磁環(huán)(15)設(shè)置在支撐螺桿(12)的頂端，磁感應(yīng)伸縮桿(14)的一部分插入在空心的支撐螺桿(12)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及多壓頭板材成形裝置的活絡(luò)半球式壓頭基本體，它包括支柱(8)、壓頭(6)；支柱(8)的一端與框架連接，另一端與壓頭(6)連接；壓頭(6)為半球體，壓頭(6)的工作面為平面；支柱(8)和壓頭(6)之間設(shè)有凹形球面支撐座(7)，壓頭(6)的球面部分與凹形球面支撐座(7)活絡(luò)連接。本發(fā)明基本體的壓頭工作時(shí)不易傾斜，壓出的板材板面光順和壓痕小。
文檔編號(hào)B21D11/00GK101036926SQ200710052089
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2007年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者王呈方, 周祖德, 胡勇, 茅云生, 李培勇, 袁萍, 向祖權(quán), 周永清, 劉光武 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)