專利名稱：金屬板材多點(diǎn)對稱式振動(dòng)漸進(jìn)復(fù)合精密成形系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬板材多點(diǎn)對稱式振動(dòng)漸進(jìn)復(fù)合精密成形系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
金屬板材單點(diǎn)漸進(jìn)成形是利用分層制造的思想，以工具頭的運(yùn)動(dòng)所形成的包絡(luò)面來代替模具的型面，對板材進(jìn)行逐次局部變形，最終使板材加工為所需的形狀的工件。單點(diǎn)漸進(jìn)成形工藝存在以下工藝缺陷，一是板材在成形過程中，成形平面內(nèi)受力不均勻，容易出現(xiàn)失穩(wěn)，導(dǎo)致堆積、起皺、破裂等缺陷。二是加工速度慢，生產(chǎn)效率低。三是單個(gè)工具頭在成形過程中無法對同一成形層面進(jìn)行有效精整，導(dǎo)致成形表面質(zhì)量不高。四是由于成形平面內(nèi)的應(yīng)變不均勻，回彈無法控制，成形區(qū)域內(nèi)的厚度不均勻，被成形件的尺寸誤差與形狀誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的
本發(fā)明主要是開發(fā)一種能夠?qū)Π宀氖┘尤舾蓚€(gè)對稱的局部振動(dòng)載荷，實(shí)現(xiàn)對板材進(jìn)行連續(xù)高效、精密的復(fù)合成形方法和裝置。2、技術(shù)方案
一種金屬板材多點(diǎn)對稱振動(dòng)漸進(jìn)復(fù)合精密成形裝置，機(jī)床主軸10垂直安裝在機(jī)架I上，工具頭支架5鉸接于主軸下端的安裝板2上，驅(qū)動(dòng)絲桿11的電機(jī)3固定在安裝板2的底部，支架伸縮器4安裝在工具頭支架5的對稱中心位置，支架伸縮器4上的連桿一端鉸接于中心位置的螺母12，另一端鉸接于工具頭支架5的中部，工具頭6固定在支架5的末端，下模9安裝在工具頭支架5的正下方，激振器8與下模9的正下方連接，安裝在機(jī)床的工作臺上。工具頭6沿圓周對稱分布，可以隨支架5繞主軸軸線旋轉(zhuǎn)10。工具頭6在隨支架5旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，通過支架伸縮器4，使工具頭6能夠在半徑方向和高度方向移動(dòng)。3、技術(shù)效果
(I)通過主軸的旋轉(zhuǎn)，工具頭沿主軸軸線的上下移動(dòng)，以及由支架伸縮器規(guī)劃各工具頭的移動(dòng)路徑，可較為方便地實(shí)現(xiàn)板材加工所要求的成形運(yùn)動(dòng)；在成形過程中，采用工具頭繞主軸旋轉(zhuǎn)，而下模保持不動(dòng)，成形運(yùn)動(dòng)較為簡單，工具頭的運(yùn)動(dòng)精度較高，且易于控制。(2)多個(gè)對稱分布圓周上、且高度相同的工具頭，可以在成形平面內(nèi)形成對稱載荷施加到板材上，使被加工的金屬板材在成形過程中的受力狀況和成形條件得到改善，提高板材在成形過程中的穩(wěn)定性，減少或避免堆積、起皺和裂紋等缺陷的產(chǎn)生。(3)各工具頭在同一成形平面內(nèi)成形一定區(qū)域后，都可以對其前方相鄰的工具頭所形成的加工區(qū)域進(jìn)行精整，且工具頭的數(shù)量越多，成形區(qū)域被精整的道次數(shù)越多，金屬板材漸進(jìn)復(fù)合成形出現(xiàn)的均整效應(yīng)越明顯。(4)工具頭的數(shù)量及其布置形式可以依據(jù)被成形零件的形狀結(jié)構(gòu)和精度要求進(jìn)行確定；工具頭數(shù)量的合理選擇，可以加快成形速度，以可提高成形精度。(5)由于對稱載荷的施加以及多工具頭的復(fù)合精整，使成形平面內(nèi)的應(yīng)力分布均勻，應(yīng)變率也基本一致，因而加工件的回彈減小，成形精度、表面質(zhì)量和成形效率得到提高。(6)在振動(dòng)參數(shù)與成形工藝參數(shù)合理匹配的情況下，金屬板材在成形過程中產(chǎn)生的變形抗力減小、應(yīng)變率和成形質(zhì)量將得到提高。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡圖主視圖。圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡圖俯視圖。圖中1.機(jī)床床身，2.安裝板，3.伸縮器驅(qū)動(dòng)電機(jī)，4.支架伸縮器，5.工具頭支架，6.工具頭，7.成形板材，8.激振器，9.下模，10.機(jī)床主軸，11.絲桿，12.螺母。
具體實(shí)施例方式(I)安裝在床身上的主軸一方面，可以帶動(dòng)工具頭支架繞主軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面可以帶動(dòng)工具頭沿主軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)板材成形的主運(yùn)動(dòng)。(2)伸縮器安裝在工具頭支架的內(nèi)部，通過連桿鉸接于各工具頭支架的中部。(3)螺母在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，可上、下移動(dòng)，通過連桿帶動(dòng)工具頭支架沿半徑方向伸縮，使工具頭在做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，能夠沿主軸軸線方向在不同等高層之間進(jìn)給。(4)安裝在下模(工作臺)下方，在成形過程中，激振器以一定頻率和振幅進(jìn)行振動(dòng)，將交變沖擊載荷施加到成形區(qū)域，實(shí)現(xiàn)板材多點(diǎn)漸進(jìn)復(fù)合精密成形。(5)根據(jù)振動(dòng)塑性成形條件，建立多點(diǎn)對稱漸進(jìn)復(fù)合成形的工藝參數(shù)與激振器的頻率與振幅等振型參數(shù)的匹配機(jī)制，使板材能夠在交變沖擊載荷的作用下連續(xù)成形。
權(quán)利要求
1.金屬板材多點(diǎn)對稱式振動(dòng)漸進(jìn)復(fù)合精密成形系統(tǒng)，其特征在于:機(jī)床主軸(10)垂直安裝在機(jī)架(I)上，工具頭支架(5)鉸接于主軸下端的安裝板(2)上，驅(qū)動(dòng)絲桿(11)的電機(jī)(3)固定在安裝板(2)的底部，支架伸縮器(4)安裝在工具頭支架(5)的對稱中心位置，支架伸縮器(4)上的連桿一端鉸接于中心位置的螺母(12)，另一端鉸接于工具頭支架(5)的中部，工具頭￠)固定在支架(5)的末端，下模(9)安裝在工具頭支架(5)的正下方，激振器(8)與下模(9)的正下方連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬板材多點(diǎn)對稱式振動(dòng)漸進(jìn)復(fù)合精密成形系統(tǒng)，其特征在于:工具頭(6)沿圓周對稱分布，隨支架(5)繞主軸軸線旋轉(zhuǎn)(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬板材多點(diǎn)對稱式振動(dòng)漸進(jìn)復(fù)合精密成形系統(tǒng)，其特征在于:工具頭(6)通過支架伸 縮器(4)在半徑方向和高度方向移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬板材多點(diǎn)對稱式振動(dòng)漸進(jìn)復(fù)合精密成形系統(tǒng)，其主軸垂直安裝在機(jī)架上，工具頭支架鉸接于主軸下端的安裝板上，驅(qū)動(dòng)絲桿的電機(jī)固定在安裝板的底部，支架伸縮器安裝在工具頭支架的對稱中心位置，支架伸縮器上的連桿一端鉸接于中心位置的螺母，另一端鉸接于工具頭支架的中部，工具頭固定在支架的末端，下模安裝在工具頭支架的正下方，激振器與下模的正下方連接。本發(fā)明的有益效果是采用多個(gè)對稱分布結(jié)構(gòu)的成形工具頭旋轉(zhuǎn)和徑向伸縮成形運(yùn)動(dòng)，可以更為有效地控制工具頭的運(yùn)動(dòng)精度，減少成形誤差，改善板材的在成形過程中的受力狀態(tài)，使板材內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變得到均化，實(shí)現(xiàn)金屬板料的高效、精密漸進(jìn)復(fù)合成形。
文檔編號B21D31/00GK103071727SQ201310048300
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月7日
發(fā)明者蔡改貧, 羅小燕, 陳浩華 申請人:江西理工大學(xué)