一種漸進成型設備中的加工工裝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種漸進成型設備中的加工工裝，旨在提供一種在加工過程中能夠保證金屬板料的穩(wěn)定性，有效提高金屬板料成形質量及成形精度的加工工裝。它包括基座，設置在基座上的豎直導柱，可沿豎直導柱上下升降的水平托板及設置在水平托板上方的壓料板；基座頂面上、位于避讓口相對兩側分別設有導槽，兩導槽內分別設有可滑動的滑板，兩滑板頂面上分別設有兩塊臺階型動支撐塊，各臺階型動支撐塊的頂面為沿導槽方向延伸的動臺階面；水平托板下表面上設有四個與臺階型動支撐塊一一對應的臺階型定支撐塊，各臺階型定支撐塊的底面為與動臺階面適配的定臺階面；基座上設有用于帶動滑板沿導槽作間歇性移動的間歇性推移裝置。
【專利說明】一種漸進成型設備中的加工工裝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種加工工裝，具體涉及一種漸進成型設備中的加工工裝。
【背景技術】
[0002]金屬板料的單點漸進成形技術是基于快速原型制造技術“分層制造”的思想所發(fā)展起來的一種新的金屬板料成形加工技術，其原理是將復雜的三維形狀分解成一系列二維層，成型壓頭在二維平面中沿零件輪廓曲線走等高線，進行塑性加工，實現(xiàn)了金屬板料的數(shù)字化制造。單點漸進成形制作是根據(jù)工件形狀的幾何信息，用三軸數(shù)控設備控制成形工具作相對三維曲線運動，沿其運動軌跡對板料進行局部的塑性加工，使板料逐步成形為所需工件的柔性加工方法。
[0003]單點漸進成形系統(tǒng)分為無模單點漸進成形系統(tǒng)和有模單點漸進成形系統(tǒng)；其中，有模單點漸進成形系統(tǒng)主要包括數(shù)控加工系統(tǒng)及用于固定金屬板料的加工工裝。加工工裝主要包括凸模，基座，設置在基座上的豎直導柱，可沿豎直導柱上下升降的水平托板及設置在水平托板上方的壓料板。水平托板中部設有避讓口。凸模固定在基座上，且凸模位于避讓口正下方。金屬板料固定在水平托板與壓料板之間。成型壓頭在數(shù)控加工系統(tǒng)的控制系統(tǒng)下作相對三維曲線運動。凸模起到支撐金屬板料的作用。成型時，成型壓頭首先走到指定位置，對金屬板料壓下一個設定的壓下量，并按照第一層輪廓線的要求，以走等高線的方式對金屬板料進行逐點塑性加工；然后，再次對金屬板料壓下一個設定的壓下量，并按照第二層輪廓線的要求進行逐點塑性加工；如此成型壓頭沿凸模輪廓逐漸完成對金屬板料的塑性加工。在金屬板料的塑性加工過程中水平托板與壓料板夾持住金屬板料，并隨成型壓頭的下降而沿豎直導柱下降。
[0004]目前的有模單點漸進成形系統(tǒng)中用于固定金屬板料的加工工裝具有結構簡單，操控方便的優(yōu)點；但在金屬板料加工過程中，由于水平托板與壓料板需要隨成型壓頭的下降而下降，因而水平托板與壓料板只起到夾持金屬板料的作用，而無法對金屬板料進行支持(金屬板料是依靠凸模進行支撐的，水平托板與壓料板夾持金屬板料后，在自重作用下沿豎直導柱下移直至金屬板料抵靠在凸模上)；這使得金屬板料加工過程中水平托板的穩(wěn)定性不佳，容易發(fā)生偏斜，導致夾持在水平托板上的金屬板料失穩(wěn)，而一旦金屬板料失穩(wěn)則容易導致金屬板料的起皺及拉裂，影響金屬板料成形質量，降低成形精度。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術中的有模單點漸進成形系統(tǒng)在加工過程中夾持在水平托板上的金屬板料容易發(fā)生失穩(wěn)，導致金屬板料的起皺及拉裂，影響金屬板料成形質量，降低成形精度的問題；提供一種漸進成型設備中的加工工裝，該加工工裝的水平托板與壓料板不僅能夠隨成型壓頭的下降而下降，而且水平托板還能夠穩(wěn)定的對金屬板料進行支持，保證加工過程中金屬板料的穩(wěn)定性，有效提高金屬板料成形質量及成形精度。
[0006]本發(fā)明的技術方案是: 一種漸進成型設備中的加工工裝，包括基座，設置在基座上的豎直導柱，可沿豎直導柱上下升降的水平托板及設置在水平托板上方的壓料板，水平托板中部設有避讓口，所述基座頂面上、位于避讓口相對兩側分別設有導槽，且兩導槽相互平行，兩導槽內分別設有可滑動的滑板，兩滑板頂面上分別設有兩塊臺階型動支撐塊，且同一滑板上的兩臺階型動支撐塊位于避讓口的相對兩側，各臺階型動支撐塊的頂面為沿導槽方向延伸的動臺階面；所述水平托板下表面上設有四個與臺階型動支撐塊一一對應的臺階型定支撐塊，且各臺階型定支撐塊的底面為與動臺階面適配的定臺階面，且定臺階面抵靠在動臺階面上；所述基座上設有用于帶動滑板沿導槽作間歇性移動的間歇性推移裝置，該間歇性推移裝置包括連接兩滑板的連接桿，設置在連接桿上的齒條及單擺驅動機構，所述齒條與導槽相平行，所述單擺驅動機構包括通過銷軸可擺動的設置在基座上的擺臂，用于推動擺臂繞銷軸擺動的推動裝置及設置在擺臂上的彈性頂銷機構，所述銷軸與齒條相垂直；所述彈性頂銷機構位于齒條的齒面上方，彈性頂銷機構包括固定設置在擺臂上的銷座，設置在銷座底面上、并往上延伸的導向孔及可滑動的設置在導向孔內的彈頂銷；所述導向孔內、位于導向孔底部與彈頂銷之間設有可使彈頂銷下端抵靠在齒條的齒面上的預應力彈簧。
[0007]本方案的加工工裝中的水平托板通過四塊臺階型定支撐塊支撐在基座的臺階型動支撐塊上，并且臺階型定支撐塊的定臺階面與臺階型動支撐塊的動臺階面適配；在實際加工過程中，成型壓頭每完成一層輪廓線的塑性加工后，并在下一次成型壓頭壓下之前；間歇性推移裝置帶動滑板沿導槽移動一段距離(即移動齒條的一個齒距)使臺階型動支撐塊與臺階型定支撐塊水平方向錯開一個臺階，從而使水平托板及其上的金屬板料下移一個臺階，臺階型定支撐塊再次支撐在臺階型動支撐塊上；因而本方案的金屬板料加工過程中，水平托板與壓料板不僅能夠隨成型壓頭的下降而下降，而且水平托板還能夠通過臺階型動支撐塊與臺階型定支撐塊的配合穩(wěn)定的對金屬板料進行支持，保證加工過程中金屬板料的穩(wěn)定性，有效提高金屬板料成形質量及成形精度；同時還可以延長加工工裝的使用壽命。
[0008]作為優(yōu)選，單擺驅動機構包括固定在基座上固定座，固定座頂面上設有用于限制擺臂擺動角度的限位孔，所述擺臂的下端位于限位孔內，且位于限位孔內的擺臂上設有軸孔；所述的銷軸設置在固定座上，并穿過擺臂上的軸孔；所述擺臂與連接桿之間還設有拉簧，且拉簧的一端固定在連接桿上，另一端固定在擺臂中部。
[0009]作為優(yōu)選，固定座頂面上、位于限位孔上端口處還設有限位擋塊，且限位擋塊與拉簧位于擺臂的同一側。
[0010]作為優(yōu)選，齒條齒面上的各凸齒的截面呈直角梯形，各凸齒的一側面為與齒條相垂直的直角面，相對的另一側面為導向斜面；所述彈頂銷下端面為與導向斜面適配的傾斜面。本方案結構保證間歇性推移裝置能夠順利的帶動滑板沿導槽作間歇性移動。
[0011]作為優(yōu)選，導向孔為通孔，且導向孔上端口內設有螺塞，導向孔內側面上、靠導向孔下端設有第一環(huán)形限位塊；位于導向孔內的彈頂銷外側面上設有第二限位塊。
[0012]作為優(yōu)選，水平托板中部設有矩形凹槽，所述避讓口位于矩形凹槽底面中部，且避讓口呈矩形。
[0013]作為優(yōu)選，推動裝置為推動氣缸，推動氣缸的活塞桿端部交接在擺臂上端，推動氣缸的缸體端部交接在連接桿上。
[0014]作為優(yōu)選，豎直導柱為四根，且四根豎直導柱分布在基座的四角；所述水平托板上設有與各豎直導柱適配的的導套。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:在金屬板料加工過程中本發(fā)明的加工工裝的水平托板與壓料板不僅能夠隨成型壓頭的下降而下降，而且水平托板還能夠穩(wěn)定的對金屬板料進行支持，保證加工過程中金屬板料的穩(wěn)定性，有效提高金屬板料成形質量及成形精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的一種漸進成型設備中的加工工裝的一種結構示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明的一種漸進成型設備中的加工工裝在實際工作過程中的一種局部結構示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明的一種漸進成型設備中的加工工裝在實際工作過程中的另一種局部結構示意圖。
[0019]圖4是圖1中A處的局部放大圖。
[0020]圖5是本發(fā)明的彈性頂銷機構處的一種剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述:
如圖1所示，一種漸進成型設備中的加工工裝，包括基座1，設置在基座上的豎直導柱3，可沿豎直導柱上下升降的水平托板2及設置在水平托板上方的壓料板4。基座呈矩形。豎直導柱3為四根，且四根豎直導柱分布在基座的四角。壓料板4與水平托板2之間通過螺栓連接。水平托板上設有與各豎直導柱適配的的導套。水平托板2中部設有矩形凹槽5及避讓口 6，且避讓口位于矩形凹槽底面中部。避讓口呈矩形。
[0022]如圖1、圖2所示，基座I頂面上、位于避讓口 6相對兩側分別設有導槽9，且兩導槽相互平行。兩導槽內分別設有可滑動的滑板12。兩滑板頂面上分別設有兩塊臺階型動支撐塊10，且同一滑板上的兩臺階型動支撐塊位于避讓口 6的相對兩側。各臺階型動支撐塊10的頂面為沿導槽方向延伸的動臺階面10a。各臺階型動支撐塊上的動臺階面IOa的斜度相同，即動臺階面IOa的傾斜角度相同及傾斜方向相同。動臺階面上的各臺階的高度和寬度相同。水平托板2下表面上設有四個與臺階型動支撐塊10 —一對應的臺階型定支撐塊
11。各臺階型定支撐塊11的底面為與動臺階面IOa適配的定臺階面11a，且定臺階面抵靠在動臺階面上。
[0023]如圖1、圖4所示，基座I上設有用于帶動滑板12沿導槽9作間歇性移動的間歇性推移裝置7。該間歇性推移裝置包括連接兩滑板12的連接桿8，設置在連接桿上的齒條71及單擺驅動機構。連接桿8連接滑板上的兩臺階型動支撐塊10。齒條71與導槽9相平行。單擺驅動機構包括固定在基座I上固定座72，通過銷軸75可擺動的設置在固定座上的擺臂76，用于推動擺臂繞銷軸擺動的推動裝置及設置在擺臂上的彈性頂銷機構79。本實施例中的推動裝置為推動氣缸73。推動氣缸73的活塞桿端部交接在擺臂76上端，推動氣缸的缸體端部交接在連接桿8上。固定座72頂面上設有用于限制擺臂擺動角度的限位孔74。擺臂76的下端位于限位孔內，且位于限位孔內的擺臂上設有軸孔。銷軸75與齒條71相垂直。銷軸設置在固定座上，并穿過擺臂上的軸孔。擺臂76與連接桿8之間還設有拉簧78。拉簧的一端固定在連接桿上，另一端固定在擺臂中部。固定座72頂面上、位于限位孔上端口處還設有限位擋塊77，且限位擋塊與拉簧位于擺臂的同一側。
[0024]如圖4、圖5所示，彈性頂銷機構79位于齒條71的齒面上方。彈性頂銷機構79包括固定設置在擺臂76上的銷座791，設置在銷座底面上、并往上延伸的導向孔792及可滑動的設置在導向孔內的彈頂銷794。導向孔792為通孔，且導向孔上端口內設有螺塞796。導向孔792內側面上、靠導向孔下端設有第一環(huán)形限位塊793。位于導向孔內的彈頂銷外側面上設有第二限位塊。導向孔792內、位于導向孔底部與彈頂銷之間設有可使彈頂銷794下端抵靠在齒條71的齒面上的預應力彈簧795。預應力彈簧一端抵靠在螺塞上，另一端抵靠在彈頂銷端部。齒條71齒面上的各凸齒的截面呈直角梯形。各凸齒的一側面為與齒條相垂直的直角面71b，相對的另一側面為導向斜面71a。彈頂銷下端面為與導向斜面適配的傾斜面。
[0025]本發(fā)明的漸進成型設備中的加工工裝的具體工作過程如下:
金屬板料置于水平托板2的矩形凹槽5，并過通過壓料板4將金屬板料夾持在水平托板與水平托板之間。凸模固定在基座I上，且凸模位于避讓口 6正下方。
[0026]水平托板及其上的金屬板料沿豎直導柱3下移，并通過四塊臺階型定支撐塊11支撐在基座I的臺階型動支撐塊10上。臺階型定支撐塊的定臺階面Ila與臺階型動支撐塊的動臺階面IOa適配。
[0027]如圖2所示，該圖中的加工工裝為實際加工過程中初始狀態(tài)的一種結構示意圖； 如圖3所示，該圖中的加工工裝為實際加工過程中最終狀態(tài)的一種結構示意圖；
在實際加工過程中，成型壓頭每完成一層金屬板料輪廓線的塑性加工后，并在下一次
成型壓頭壓下之前；間歇性推移裝置7帶動滑板12沿導槽9移動一段距離(該距離為齒條的一個齒距)；因而成型壓頭對每一層金屬板料輪廓線的塑性加工過程中，水平托板及其上的金屬板料都能夠通過臺階型定支撐塊11與基座I的臺階型動支撐塊10配合穩(wěn)定的對金屬板料進行支持，保證加工過程中金屬板料的穩(wěn)定性。
[0028]歇性推移裝置7的具體工作如下:
推動氣缸73推動擺臂76繞銷軸75往外擺動；擺臂76往外擺動的過程中，彈頂銷794將帶動齒條71作水平移動，而齒條71通過連接桿8帶動臺階型動支撐塊10沿導槽水平移動一個齒距(齒條8的一個齒距)，進而使臺階型動支撐塊10與臺階型定支撐塊11水平方向錯開一個臺階；此時，水平托板2及其上的金屬板料將沿豎直導柱3下移一個臺階的行程，使臺階型定支撐塊11再次支撐在臺階型動支撐塊10上(成型壓頭每次的下壓量與動臺階面IOa和定臺階面Ila的臺階高度相同)；
接著，推動氣缸73停止工作，在拉簧78的作用下，擺臂76繞銷軸75反向擺動，彈頂銷794往回移動一個齒距(齒條8的一個齒距)復位。
[0029]如此反復循環(huán)，每當成型壓頭完成一層金屬板料輪廓線的塑性加工后，并在下一次成型壓頭壓下之前；間歇性推移裝置7帶動滑板12沿導槽9移動一個齒距(齒條8的一個齒距)使臺階型動支撐塊與臺階型定支撐塊水平方向錯開一個臺階；接著，水平托板2及其上的金屬板料將沿豎直導柱3下移一個臺階的行程，使臺階型定支撐塊11再次支撐在臺階型動支撐塊10上；從而實現(xiàn)在保證水平托板2、金屬板料與壓料板能偶隨成型壓頭的下降而下降的前提下，保證水平托板2還能夠通過臺階型動支撐塊10與臺階型定支撐塊11的配合穩(wěn)定的對金屬板料進行支持，保證加工過程中金屬板料的穩(wěn)定性，有效提高金屬板料成形質量及成形精度。
【權利要求】
1.一種漸進成型設備中的加工工裝，包括基座(1)，設置在基座上的豎直導柱(3)，可沿豎直導柱上下升降的水平托板(2)及設置在水平托板上方的壓料板(4)，水平托板中部設有避讓口(6)，其特征是，所述基座頂面上、位于避讓口相對兩側分別設有導槽(9)，且兩導槽相互平行，兩導槽內分別設有可滑動的滑板(12)，兩滑板頂面上分別設有兩塊臺階型動支撐塊(10)，且同一滑板上的兩臺階型動支撐塊位于避讓口的相對兩側，各臺階型動支撐塊(10)的頂面為沿導槽方向延伸的動臺階面(IOa);所述水平托板(2)下表面上設有四個與臺階型動支撐塊一一對應的臺階型定支撐塊(11)，且各臺階型定支撐塊的底面為與動臺階面適配的定臺階面(11a)，且定臺階面抵靠在動臺階面上；所述基座(I)上設有用于帶動滑板沿導槽作間歇性移動的間歇性推移裝置(7)，該間歇性推移裝置包括連接兩滑板的連接桿(8)，設置在連接桿上的齒條(71)及單擺驅動機構，所述齒條與導槽相平行，所述單擺驅動機構包括通過銷軸(75)可擺動的設置在基座上的擺臂(76)，用于推動擺臂繞銷軸擺動的推動裝置及設置在擺臂上的彈性頂銷機構(79)，所述銷軸與齒條相垂直；所述彈性頂銷機構位于齒條的齒面上方，彈性頂銷機構包括固定設置在擺臂上的銷座(791)，設置在銷座底面上、并往上延伸的導向孔(792)及可滑動的設置在導向孔內的彈頂銷(794);所述導向孔內、位于導向孔底部與彈頂銷之間設有可使彈頂銷下端抵靠在齒條的齒面上的預應力彈簧(795)。
2..根據(jù)權利要求1所述的一種漸進成型設備中的加工工裝，其特征是，所述單擺驅動機構包括固定在基座(I)上固定座(72)，固定座頂面上設有用于限制擺臂擺動角度的限位孔(74)，所述擺臂的下端位于限位孔內，且位于限位孔內的擺臂上設有軸孔；所述的銷軸設置在固定座上，并穿過擺臂上的軸孔；所述擺臂與連接桿之間還設有拉簧(78)，且拉簧的一端固定在連接桿上，另一端固定在擺臂中部。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種漸進成型設備中的加工工裝，其特征是，所述固定座頂面上、位于限位孔上端口處還設有限位擋塊(77)，且限位擋塊與拉簧位于擺臂的同一側。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種漸進成型設備中的加工工裝，其特征是，所述齒條(71)齒面上的各凸齒的截面呈直角梯形，各凸齒的一側面為與齒條相垂直的直角面(71b)，相對的另一側面為導向斜面(71a);所述彈頂銷下端面為與導向斜面適配的傾斜面。
5.根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種漸進成型設備中的加工工裝，其特征是，所述導向孔(792)為通孔，且導向孔上端口內設有螺塞(796)，導向孔內側面上、靠導向孔下端設有第一環(huán)形限位塊；位于導向孔內的彈頂銷外側面上設有第二限位塊。
6.根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種漸進成型設備中的加工工裝，其特征是，所述水平托板中部設有矩形凹槽，所述避讓口位于矩形凹槽底面中部，且避讓口呈矩形。
7.根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種漸進成型設備的加工工裝，其特征是，所述推動裝置為推動氣缸(73)，推動氣缸的活塞桿端部交接在擺臂上端，推動氣缸的缸體端部交接在連接桿上。
8.根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種漸進成型設備中的加工工裝，其特征是，所述豎直導柱為四根，且四根豎直導柱分布在基座的四角；所述水平托板上設有與各豎直導柱適配的的導套。
【文檔編號】B21D25/00GK103801613SQ201310700824
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權日:2013年12月18日
【發(fā)明者】張燕瑰, 鄧勁松, 譚植文, 孟宇軒, 魏憲波, 韋興民, 吳成明, 馮擎峰 申請人:浙江吉利控股集團有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司