CN101670392A - 非对压多点板材成形装置 - Google Patents

Abstract

一种非对压多点板材成形装置，由上压头基本体群、下压头基本体群、调整机构和加载机构组成。上压头基本体群由规则排列的上压头基本体单元、压头护板及固定上压头基本体单元的固定板组成；下压头基本体群由规则排列的下压头基本体单元，压头护板及固定下压头基本体单元的固定板组成；上压头基本体群中的上压头基本体单元与下压头基本体群中的下压头基本体单元不在同一轴线上。与其他对压多点成形装置相比，压头分布更均匀，成形效果更好。同时由于接触点成倍增加，在成形过程中可有效抑制各种缺陷的发生，能显著提高板材的成形质量。适用于大型三维曲面板材构件的成形加工。

Description

非对压多点板材成形装置

技术领域：

本发明涉及一种板材成形装置，特别是涉及一种非对压多点板材成形装置，即上下压头基本体单元不在同一轴线上的多点板材成形装置。

背景技术：

多点板材成形装置是用于板材三维曲面加工成形的柔性加工设备，在船舶、汽车、飞机等工业有广泛的应用，能实现三维板材的柔性制造与数字化制造。

造船中，船体外板曲面形状复杂，外板的尺寸也越来越大。目前单向曲度的船体外板构件一般使用三辊弯板机或油压机进行冷弯成形，而对于复杂的三维曲面的船体外板构件，则在使用上述冷加工方法进行纵向曲度加工成型的基础上，再用水火弯板方法进行横向曲度的热弯曲加工。该水火弯板工艺生产效率低、劳动强度大、对工人技术水平要求高。国内开发出的多点成形装置通过众多可调高度的压头构成具有三维曲面形状的模具，代替传统的整体模具压制板材构件成形，是一种有可行的方法。

目前，多点成形装置通常有上下两套压头基本体群，通过上下两套压头基本体群形成的成形曲面来压制三维曲面板材零件，压制时压头基本体群中的某个上压头基本体单元中心与其对应的下压头基本体单元中心是在同一轴线上的，即采用的是对压方式。

采用多点对压成形时，板材经常沿拉伸方向产生明显的沟状缺陷，而在压缩方向产生明显的皱曲缺陷。这些缺陷严重影响了压制板材的成形质量，限制了多点成形技术的应用。

产生以上缺陷的主要原因是不管采用何种形式的压头(球头压头、方板型压头、具有摆头功能的压头)，压头与压头之间均存在较大的间隙，当板材成形时，上下对压的区域板材变形受到约束，而间隙区域板材未受到约束，易产生上述的变形缺陷。

发明内容：

本发明的目的在于改变多点成形时易在被加工板材上留下沟状缺陷及皱曲缺陷的现状，提供一种非对压多点板材成形装置，即上下压头基本体单元不在同一轴线上的多点板材成形装置，是通过上压头基本体群中压头基本体单元与下压头基本体群中压头基本体单元错位排列，即压头基本体单元位置的改变，从而提高压制时接触板材的压头密度，显著减少成形过程中产生的缺陷，提高被加工件的整体质量。

本发明的上述目的是这样实现的：

一种非对压多点板材成形装置，即上压头基本体单元、下压头基本体单元不在同一轴线上的多点板材成形装置。由上压头基本体群、下压头基本体群、调整机构和加载机构组成，其特征在于：上压头基本体群由规则排列的上压头基本体单元、压头护板及固定上压头基本体单元的固定板组成；下压头基本体群由规则排列的下压头基本体单元，压头护板及固定下压头基本体单元的固定板组成；上压头基本体群中的上压头基本体单元与下压头基本体群中的下压头基本体单元不在同一轴线上。

所述的上压头基本体单元、下压头基本体单元的交错排列方式是：下压头基本体单元呈正方形排列，而上压头基本体单元则排列在正方形的面心。

所述的上压头基本体单元、下压头基本体单元的交错排列方式是：上压头基本体单元呈正方形排列，下压头基本体单元则排列在正方形的面心。

所述的上压头基本体单元、下压头基本体单元的交错排列方式是：下压头基本体单元呈等腰三角形排列，上压头基本体单元则排列在等腰三角形的垂线中心。

所述的上压头基本体单元、下压头基本体单元的交错排列方式是：上压头基本体单元呈等腰三角形排列，下压头基本体单元则排列在等腰三角形的垂线中心。

本发明由于采用了上压头基本体单元、下压头基本体单元不在同一轴线上的结构，与其他对压多点成形装置相比，压头分布更均匀，成形效果更好；同时由于接触点成倍增加，在成形过程中可有效抑制各种缺陷的发生，能显著提高板材的成形质量。

附图说明：

图1是本发明示意图。

图2是下压头基本体单元呈正方形排列而上压头基本体单元排列在正方形面心时的俯视示意图。

图3是下压头基本体单元正排列时中心形成的正方形情况示意图。

图4是下压头基本体单元倾斜45度排列时中心形成的倾斜正方形情况示意图。

图5是下压头基本体单元呈等腰三角形排列而上压头基本体单元排列在等腰三角形垂线中点时的俯视示意图。

图6是下压头基本体单元错位正排列时中心形成等腰三角形的情况示意图。

图7是下压头基本体单元倾斜45度错位排列时中心形成的等腰三角形情况示意图。

图中，1.上压头基本体单元，2.下压头基本体单元，3.护板，4.板材，5.上压头基本体单元中心位置，6.下压头基本体单元中心位置。

具体实施方式：

下面结合附图所示实施例，进一步说明本发明的具体内容及工作过程。

由上压头基本体群、下压头基本体群、调整机构和加载机构组成。上压头基本体群由规则排列的上压头基本体单元1、压头护板3及固定上压头基本体单元1的固定板组成；下压头基本体群由规则排列的下压头基本体单元2，压头护板3及固定下压头基本体单元2的固定板组成；上压头基本体群中的上压头基本体单元1与下压头基本体群中的下压头基本体单元2不在同一轴线上。

具体实施方式一

上压头基本体单元1、下压头基本体单元2的交错排列方式是：下压头基本体单元2呈正方形排列，而上压头基本体单元1则排列在正方形的面心。

具体实施方式二

上压头基本体单元1、下压头基本体单元2的交错排列方式是：上压头基本体单元1呈正方形排列，下压头基本体单元2则排列在正方形的面心。

具体实施方式三

上压头基本体单元1、下压头基本体单元2的交错排列方式是：下压头基本体单元2呈等腰三角形排列，上压头基本体单元1则排列在等腰三角形的垂线中心。

具体实施方式四

上压头基本体单元1、下压头基本体单元2的交错排列方式是：上压头基本体单元1呈等腰三角形排列，下压头基本体单元2则排列在等腰三角形的垂线中心。

由图可知，若下压头基本体单元呈M×N阵列排列，则上压头基本体单元可呈(M-1)×(N-1)或(M+1)×(N+1)阵列排列。从图2可以看出，上下压头与板材接触的点密度提高，约为其他对压多点成形装置的1倍。

压头可采用活络方块形压头、或具有摆头功能的压头、或球形压头等各种形式的压头。不管采用何种压头形式，非对压多点板材成形装置均会提高压头分布密度，使板材受力更均匀，成形效果更好。

若采用活络方块形压头，可使板材所有曲面被压头表面形成的曲面包裹，大大限制其变形范围，有效抑制各种缺陷的产生。

下面来说明使用非对压多点板材成形装置压制成形板材的过程。上压头基本体单元1和下压头基本体单元2规则排列后，通过护板3和固定板将上压头基本体单元1和下压头基本体单元2固定好，再通过调整机构将每个下压头基本体单元2的高度调整好，使上压头基本体群、下压头基本体群构成所需的加工成形曲面。压制板材时，加载机构驱动上压头基本体群慢慢下压，使板材逐渐与下压头基本体群构成的曲面接触产生变形。与原来对压多点板材成形装置不同的是，原来在压头间隙处由于未受到压力作用而产生缺陷的地方，由于有了上压头的压制作用，限制了其变形，从而大大抑制了板材在成形过程中各种缺陷的产生。

完成一段板材的成形之后，使上压头基本体群提升，将各下压头基本体单元2再次调节构造成需要的新的曲面形状，之后将板材进料一段，再压弯成形。逐段构造曲面，逐段进料，逐段弯曲，直至完成整个板材的加工成形。

Claims (5)

1、一种非对压多点板材成形装置，由上压头基本体群、下压头基本体群、调整机构和加载机构组成，上压头基本体群由规则排列的上压头基本体单元(1)、压头护板(3)及固定上压头基本体单元(1)的固定板组成；下压头基本体群由规则排列的下压头基本体单元(2)，压头护板(3)及固定下压头基本体单元的固定板组成；其特征在于：上压头基本体群中的上压头基本体单元(1)与下压头基本体群中的下压头基本体单元(2)不在同一轴线上。

2、根据权利要求1所述的非对压多点板材成形装置，其特征在于：所述的上压头基本体单元(1)、下压头基本体单元(2)的交错排列方式是：下压头基本体单元(2)呈正方形排列，而上压头基本体单元(1)则排列在正方形的面心。

3、根据权利要求1所述的非对压多点板材成形装置，其特征在于：所述的上压头基本体单元(1)、下压头基本体单元(2)的交错排列方式是：上压头基本体单元(1)呈正方形排列，下压头基本体单元(2)则排列在正方形的面心。

4、根据权利要求1所述的非对压多点板材成形装置，其特征在于：所述的上压头基本体单元(1)、下压头基本体单元(2)的交错排列方式是：下压头基本体单元(2)呈等腰三角形排列，上压头基本体单元(1)则排列在等腰三角形的垂线中心。

5、根据权利要求1所述的非对压多点板材成形装置，其特征在于：所述的上压头基本体单元(1)、下压头基本体单元(2)的交错排列方式是：上压头基本体单元(1)呈等腰三角形排列，下压头基本体单元(2)则排列在等腰三角形的垂线中心。

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