專利名稱：具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置是曲面塑性加工用設(shè)備，屬于機(jī)械工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，板材三維曲面成形主要采用整體模具或多點(diǎn)式數(shù)字化模具來(lái)實(shí)現(xiàn)。薄板或復(fù)雜形狀的三維曲面件成形時(shí)，往往都需要壓邊機(jī)構(gòu)來(lái)防止起皺，導(dǎo)致模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還降低板料利用率，且成形后需增加切邊工序。這樣，對(duì)傳統(tǒng)整體模具來(lái)說(shuō)，成形一個(gè)工件往往需要一套或多套模具，增加制模費(fèi)用和調(diào)模時(shí)間；而對(duì)多點(diǎn)模具來(lái)說(shuō)，雖然利用多個(gè)規(guī)則排列的、高度可調(diào)的基本體單元改變成形面的形狀，實(shí)現(xiàn)一模多用的功能，降低制模費(fèi)用，但當(dāng)成形較小尺寸工件時(shí)需要采用比實(shí)際所需尺寸大的板料來(lái)實(shí)現(xiàn)壓邊。具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置由多個(gè)調(diào)形單元通過(guò)調(diào)形機(jī)構(gòu)改變其包絡(luò)面形狀，取代傳統(tǒng)實(shí)體模具，由多個(gè)被動(dòng)移位的夾料單元通過(guò)背壓作用夾持板料，取代壓邊機(jī)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于改變傳統(tǒng)的利用整體模具成形板材的加工方式，并克服多點(diǎn)模具成形板材時(shí)工件容易起皺、材料利用率偏低的不足，提供一種具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置。本實(shí)用新型的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合附圖說(shuō)明如下。一種具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置，主要由調(diào)形單元、夾料單元、單元固定板及加載機(jī)構(gòu)組成，其特征在于，調(diào)形單元和夾料單元交錯(cuò)排列，多個(gè)高度可調(diào)的調(diào)形單元通過(guò)調(diào)形機(jī)構(gòu)控制改變其包絡(luò)面形狀，多個(gè)被動(dòng)移位的夾料單元通過(guò)背壓作用夾持板料。所述調(diào)形單元和夾料單元交錯(cuò)排列，在縱向、橫向和/或斜向的每?jī)蓚€(gè)相同類別的單元之間布置一個(gè)或多個(gè)另一類別的單元。所述夾料單元的背壓作用通過(guò)液壓缸、氣缸或彈簧實(shí)現(xiàn)。所述調(diào)形單元和/或夾料單元具有擺頭功能。所述夾料單元在單元群的局部區(qū)域增加或減少布置數(shù)量。所述調(diào)形單元和/或夾料單元的截面形狀為具有圓角或倒角的方形或六邊形。所述調(diào)形單元和/或夾料單元的截面尺寸相同或不同。所述調(diào)形單元的布置為上部與下部對(duì)稱或交錯(cuò)排列，夾料單元的布置為上部與下部對(duì)稱或交錯(cuò)排列。技術(shù)效果本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的整體模具成形相比，可以實(shí)現(xiàn)板材的無(wú)模成形、無(wú)壓邊成形，省去模具的設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試工序及板材成形后的切邊工序，縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約制造模具的材料、工具、能源和時(shí)間，提高板料的利用率，并能夠抑制皺紋及回彈，提高工作效率、加工質(zhì)量和成形精度，降低加工成本，并容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。與多點(diǎn)成形相比，省去壓邊裝置，并能夠有效地防止板料成形時(shí)的起皺、回彈；可用于成形不同尺寸的復(fù)雜輪廓曲面件，省去成形后的切邊工序，提高板料利用率；夾料單元無(wú)需調(diào)形，減少調(diào)形時(shí)間，提高加工效率。
圖1是具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置在初始成形時(shí)的示意圖；圖2是具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置在成形結(jié)束時(shí)的示意圖；圖3是具有擺頭單元的多點(diǎn)成形裝置在初始成形時(shí)的示意圖；圖4是具有擺頭單元的多點(diǎn)成形裝置在成形結(jié)束時(shí)的示意圖；圖5是在縱向與橫向每?jī)蓚€(gè)夾料單元之間布置一個(gè)調(diào)形單元的排列示意圖；圖6是調(diào)形單元和夾料單元的截面尺寸不同時(shí)的排列示意圖；圖7是單元截面采用六邊形的一種交錯(cuò)排列示意圖；圖8是在單元群中心區(qū)域減少夾料單元數(shù)量的排列示意圖；圖9是在單元群中心區(qū)域增大調(diào)形單元截面的排列示意圖。圖中1.調(diào)形單元，2.夾料單元，3.板料，4單元固定板
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的具體內(nèi)容及其工作過(guò)程。本實(shí)用新型的具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置，主要由調(diào)形單元1、夾料單元 2、單元固定板4及加載機(jī)構(gòu)組成。多個(gè)調(diào)形單元1與多個(gè)夾料單元2固定在固定板4上， 調(diào)形單元1與夾料單元2交錯(cuò)排列，上調(diào)形單元與下調(diào)形單元對(duì)稱布置，上夾料單元與下夾料單元對(duì)稱布置。當(dāng)然，也可以根據(jù)需要使上下同一類別的單元交錯(cuò)排列布置。成形前，多個(gè)高度可調(diào)的調(diào)形單元1通過(guò)調(diào)形機(jī)構(gòu)使其包絡(luò)面成為目標(biāo)曲面輪廓，多個(gè)被動(dòng)移位的夾料單元2通過(guò)背壓作用夾持板料3。成形時(shí)，加載機(jī)構(gòu)對(duì)上固定板4加載，使固定在上固定板上的調(diào)形單元1下移，與固定在下固定板上的調(diào)形單元1對(duì)壓，夾料單元1在背壓作用下始終夾持著板料3，并隨板料3的變形上下浮動(dòng)，從而抑制板料3在成形過(guò)程中產(chǎn)生失穩(wěn)，其包絡(luò)面逐漸趨近目標(biāo)曲面輪廓。所述調(diào)形單元1和夾料單元2交錯(cuò)排列，在縱向、橫向和/或斜向的每?jī)蓚€(gè)相同類別的單元之間布置一個(gè)或多個(gè)另一類別的單元。所說(shuō)的相同類別的單元即指調(diào)形單元1或者夾料單元2所述夾料單元2的背壓作用通過(guò)液壓缸、氣缸或彈簧實(shí)現(xiàn)。所述調(diào)形單元1和/或夾料單元2具有擺頭功能。所述夾料單元2在單元群的局部區(qū)域增加或減少布置數(shù)量。所述調(diào)形單元1和/或夾料單元2的截面形狀為具有圓角或倒角的方形或六邊形。所述調(diào)形單元1和/或夾料單元2的截面尺寸相同或不同。所述調(diào)形單元1的布置為上部與下部對(duì)稱或交錯(cuò)排列，夾料單元2的布置為上部與下部對(duì)稱或交錯(cuò)排列。圖1是具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置在初始成形時(shí)的示意圖。多個(gè)高度可調(diào)的調(diào)形單元1通過(guò)調(diào)形機(jī)構(gòu)使其包絡(luò)面成為目標(biāo)曲面輪廓；多個(gè)被動(dòng)移位的夾料單元2通過(guò)背壓作用夾持板料3。[0034]圖2是具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置在成形結(jié)束時(shí)的示意圖。加載機(jī)構(gòu)對(duì)上固定板加載，使固定在上固定板上的調(diào)形單元1向下移動(dòng)，與固定在下固定板上的調(diào)形單元1對(duì)壓，夾料單元2在背壓作用下始終夾持著板料3，并隨板料3的變形上下浮動(dòng)，從而抑制板料3在成形過(guò)程中產(chǎn)生失穩(wěn)，其包絡(luò)面逐漸趨近目標(biāo)曲面輪廓。圖3是具有擺頭單元的多點(diǎn)成形裝置在初始成形時(shí)的示意圖。多個(gè)高度可調(diào)的調(diào)形單元1通過(guò)調(diào)形機(jī)構(gòu)使其包絡(luò)面成為目標(biāo)曲面輪廓；多個(gè)被動(dòng)移位的夾料單元2通過(guò)背壓作用夾持板料3。圖4是具有擺頭單元的多點(diǎn)成形裝置在成形結(jié)束時(shí)的示意圖。加載機(jī)構(gòu)對(duì)上固定板加載，使固定在上固定板上的調(diào)形單元1向下移動(dòng)，與固定在下固定板上的調(diào)形單元1對(duì)壓，夾料單元2在背壓作用下始終夾持著板料3，并隨板料3的變形上下浮動(dòng)，從而抑制板料 3在成形過(guò)程中產(chǎn)生失穩(wěn)，其包絡(luò)面逐漸趨近目標(biāo)曲面輪廓。在成形過(guò)程中調(diào)形單元1和/ 或夾料單元2隨板料3的變形能夠產(chǎn)生擺動(dòng)效果，增加單元與板料3之間的接觸面積。圖5是在縱向與橫向每?jī)蓚€(gè)夾料單元之間布置一個(gè)調(diào)形單元的排列示意圖。調(diào)形單元1和夾料單元2采用截面尺寸相同的四邊形。圖6是調(diào)形單元和夾料單元的截面尺寸不同時(shí)的排列示意圖。為了增大成形時(shí)板料3的厚向約束面積，增大夾料單元2的截面尺寸，同時(shí)減小調(diào)形單元1的截面尺寸。當(dāng)然， 也可以使調(diào)形單元1的截面尺寸變大，而夾料單元2的截面尺寸變小。圖7是單元截面采用六邊形的一種交錯(cuò)排列示意圖。其橫向與60°、120°斜向每?jī)蓚€(gè)調(diào)形單元1之間布置兩個(gè)夾料單元2。當(dāng)然，也可以使橫向與60°、120°斜向每?jī)蓚€(gè)夾料單元2之間布置兩個(gè)調(diào)形單元1。圖8是在單元群中心區(qū)域減少夾料單元數(shù)量的排列示意圖。為降低調(diào)形單元1因受力過(guò)大而出現(xiàn)屈曲的危險(xiǎn)性，可以在單元群局部區(qū)域增加調(diào)形單元1的數(shù)量，相應(yīng)減少夾料單元2的數(shù)量。這樣，調(diào)形單元1和夾料單元2在單元群局部區(qū)域的排列方式有所改變。圖9是在單元群中心區(qū)域增大調(diào)形單元截面尺寸的一種交錯(cuò)排列示意圖。為了提高調(diào)形單元1的抗失穩(wěn)能力且又能獲得較好的貼模效果，在單元群局部區(qū)域可以增加調(diào)形單元1的截面尺寸，使調(diào)形單元1在單元群局部區(qū)域?yàn)榇蠼孛娉叽缍趩卧浩渌鼌^(qū)域?yàn)樾〗孛娉叽纭１緦?shí)用新型的具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置是由多個(gè)調(diào)形單元通過(guò)調(diào)形機(jī)構(gòu)改變其包絡(luò)面形狀，取代傳統(tǒng)實(shí)體模具，由多個(gè)被動(dòng)移位的夾料單元通過(guò)背壓作用夾持板料，取代壓邊機(jī)構(gòu)，并且容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。該裝置能夠抑制板材成形時(shí)的皺紋與回彈，且可用于成形不同尺寸的復(fù)雜輪廓曲面件，省去成形后的切邊工序，減少調(diào)形時(shí)間，降低加工成本，提高工作效率、加工質(zhì)量和成形精度。
權(quán)利要求1.一種具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置，主要由調(diào)形單元(1)、夾料單元O)、單元固定板(4)及加載機(jī)構(gòu)組成，其特征在于，調(diào)形單元(1)和夾料單元( 交錯(cuò)排列，多個(gè)高度可調(diào)的調(diào)形單元(1)通過(guò)調(diào)形機(jī)構(gòu)控制改變其包絡(luò)面形狀，多個(gè)被動(dòng)移位的夾料單元 (2)通過(guò)背壓作用夾持板料(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置，其特征在于，所述調(diào)形單元⑴和夾料單元⑵交錯(cuò)排列，在縱向、橫向和/或斜向的每?jī)蓚€(gè)相同類別的單元之間布置一個(gè)或多個(gè)另一類別的單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置，其特征在于，所述夾料單元O)的背壓作用通過(guò)液壓缸、氣缸或彈簧實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置，其特征在于，所述調(diào)形單元(1)和/或夾料單元( 具有擺頭作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有防皺功能的板料多點(diǎn)成形裝置，其特征在于，所述夾料單元( 在單元群的局部區(qū)域增加或減少布置數(shù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置，其特征在于，所述調(diào)形單元(1)和/或夾料單元O)的截面形狀為具有圓角或倒角的方形或六邊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置，其特征在于，所述調(diào)形單元(1)和/或夾料單元O)的截面尺寸相同或不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置，其特征在于，所述調(diào)形單元(1)的布置為上部與下部對(duì)稱或交錯(cuò)排列，夾料單元O)的布置為上部與下部對(duì)稱或交錯(cuò)排列。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有防皺功能的板材多點(diǎn)成形裝置，涉及一種用于板材曲面成形的塑性加工設(shè)備，屬于機(jī)械工程領(lǐng)域。該裝置主要由調(diào)形單元(1)，夾料單元(2)，單元固定板(4)及加載機(jī)構(gòu)組成，其特征在于調(diào)形單元(1)和夾料單元(2)交錯(cuò)排列，多個(gè)高度可調(diào)的調(diào)形單元(1)可通過(guò)調(diào)形機(jī)構(gòu)改變其包絡(luò)面形狀，取代傳統(tǒng)實(shí)體模具，多個(gè)被動(dòng)移位的夾料單元(2)通過(guò)背壓作用夾持板料，取代壓邊機(jī)構(gòu)。該裝置能夠抑制板材成形時(shí)的皺紋與回彈，且可用于成形不同尺寸的復(fù)雜輪廓曲面件，省去成形后的切邊工序，提高板料的利用率。
文檔編號(hào)B21D22/00GK202123141SQ20112020396
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者劉志衛(wèi), 李明哲, 王少輝, 隋振, 韓奇鋼 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)