CN103817176B - 双点异面振动增量成形装置 - Google Patents

双点异面振动增量成形装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双点异面振动增量成形装置，包括夹具和固定在夹具间的待成形板料，板料一侧设置成形工具头，另一侧设置辅助工具头，成形工具头和辅助工具头分别与主轴振动装置相连，主轴振动装置分别连接有电信号发生器和振动信号发生器，主轴振动装置固定在支架上。本发明双点异面振动增量成形装置，在加工板料过程中一个工具头在成形表面时，另一个工具头会在底面支撑板料，解决了现有技术加工两个方向都有变形的板料时易出现堆积、起皱、破裂等缺陷的问题，提高板料的成形极限，降低板料成形过程中的回弹问题，在加工过程中结合振动的特点把连续的加工转换成脉冲式加工，加工精度高，提高了加工质量，具有优良的工艺效果。

Description

双点异面振动增量成形装置
技术领域
本发明属于增量成形技术领域，具体涉及一种双点异面振动增量成形装置。
背景技术
随着现代工业的快速发展，金属板金成型件的需求量越来越大，其形状也越来越复杂，尤其在航空航天、汽车、船舶等领域，钣金成型件占有举足轻重的地位。传统钣金零件的成型方法，一般使用对合模具成型，模具成型方法适用性广、生产效率高、适用大批量生产，多年来一直占据着主导地位，然而模具成型模具设计制造周期长、场地占用大、零件尺寸受设备大小的限制、制作需要反复试模，且模具材料和模具的加工成本都比较高。因此模具成型方法很难满足现在市场对产品的需求趋向于多品种、小批量的要求。为了克服这些缺点，人们提出了单点成形工艺，单点增量成形工艺可以有效地解决模具成型的问题。单点增量成形在模具加工领域可以非常有效的节约能源和资源，单点增量成形能快速、低成本、高质量的开发出新产品，非常适合小批量多品种产品的研发和生产。但是单点增量成形加工的板料只能向一个方向变形，成形平面内受力不均匀，容易出现失稳，导致堆积、起皱、破裂等缺陷，不能满足加工的板料在两个方向都有变形的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双点异面振动增量成形装置，解决了现有技术加工两个方向都有变形的板料时易出现堆积、起皱、破裂等缺陷的问题。
本发明所采用的技术方案是：双点异面振动增量成形装置，包括夹具和固定在夹具间的待成形板料，板料一侧设置成形工具头，另一侧设置辅助工具头，成形工具头和辅助工具头分别与主轴振动装置相连，2套主轴振动装置分别连接有电信号发生器和振动信号发生器，2套主轴振动装置均固定在支架上。
本发明的特点还在于，
主轴振动装置包括与支架连接的传动轴，传动轴上设置有集流环，集流环与电刷相连，电刷分别与电信号发生器和振动信号发生器相连，传动轴还与换能器连接，换能器与振幅放大杆钎焊连接，振幅放大杆与工具连接杆连接。
成形工具头与工具连接杆通过螺纹连接。
辅助工具头与工具连接杆通过螺纹连接。
传动轴与集流环通过键连接。
集流环与电刷通过弹簧连接。
换能器上缠有耐热绝缘导线，换能器外设置有保护壳，保护壳与振幅放大杆通过法兰盘连接。
振幅放大杆与工具连接杆通过法兰盘用锁紧螺母连接。
本发明的有益效果是：本发明双点异面振动增量成形装置，在待成形板料的两侧分别设置成形工具头和辅助工具头，成形工具头和辅助工具头分别与主轴振动装置相连，在加工板料过程中一个工具头在成形表面时，另一个工具头会在底面支撑板料，解决了现有技术加工两个方向都有变形的板料时易出现堆积、起皱、破裂等缺陷的问题，还可以提高板料的成形极限，降低板料成形过程中的回弹问题，在加工过程中结合振动的特点把连续的加工转换成脉冲式加工，加工精度高，提高了加工质量，具有优良的工艺效果。
附图说明
图1是本发明双点异面振动增量成形装置的结构示意图；
图2是本发明双点异面振动增量成形装置主轴振动装置的结构示意图；
图3是本发明双点异面振动增量成形装置成形在一个方向有变形的板料的示意图；
图4是本发明双点异面振动增量成形装置成形在两个方向都有变形的板料的示意图。
图中，1.支架，2.夹具，3.板料，4.成形工具头，5.主轴振动装置，51.换能器，52.振幅放大杆，53.电刷，54.集流环，55.传动轴，56.工具连接杆，6.辅助工具头，7.电信号发生器，8.振动信号发生器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明双点异面振动增量成形装置的结构如图1所示，包括夹具2和固定在夹具2间的待成形板料3，板料3一侧设置成形工具头4，另一侧设置辅助工具头6，成形工具头4和辅助工具头6分别与主轴振动装置5相连，如图2所示，2套主轴振动装置5分别包括与支架1连接的传动轴55，传动轴55上设置有集流环54，集流环54与电刷53通过弹簧连接，电刷53分别与电信号发生器7和振动信号发生器8相连，传动轴55与换能器51通过键连接，换能器51与振幅放大杆52钎焊连接，换能器51上缠有耐热绝缘导线，换能器51外设置有保护壳，保护壳与振幅放大杆52通过法兰盘连接，振幅放大杆52与工具连接杆56通过法兰盘用锁紧螺母连接，成形工具头4与工具连接杆56通过螺纹连接，辅助工具头6与工具连接杆56通过螺纹连接，2套主轴振动装置5均固定在支架1上。
使用时，将待成形板料3固定在夹具2中，开启机床，按照板料3的形状要求在数控机床上输入控制程序，当加工在一个方向变形的板料3时，成形工具头4起成形作用，辅助工具头6起支撑作用，可以提高加工表面质量；当加工在两个方向都有变形的板料3时，成形工具头4和辅助工具头6都分别具有成形和支撑板料3的作用，开启电信号发生器7和振动信号发生器8，将电信号和振动信号通过电刷53和集流环54传递给换能器51，换能器51把电信号转换为高频振动，然后通过振幅放大杆52传递给成形工具头4和辅助工具头6，成形工具头4和辅助工具头6按照调整好的转速和进给速度分别与板料3挤压逐渐成形出加工的板料样式。
如图3所示，成形在一个方向有变形的板料3时，成形工具头4与板料3挤压进行成形，辅助工具头6起辅助支撑作用，在加工过程中，首先按照所要成形的板料3要求在数控机床上编好程序，分别控制成形工具头4和辅助工具头6的运动轨迹；然后开启与成形工具头4的主轴振动装置5相连的电信号发生器7和振动信号发生器8，关闭与辅助工具头6的主轴振动装置5相连的电信号发生器7和振动信号发生器8，此时辅助工具头6不发生振动，辅助工具头6相当于模具中底模的作用，只起到辅助支撑的作用。这种成形方法由于有辅助工具头的支撑，使得加工的过程中板料3的回弹比较小，可以很好的提高板料3的成形质量和精度。成形过程中主轴的高频振动可以使得加工过程中的成形力减小，提高成形质量。
如图4所示，成形在两个方向都有变形的板料3时，成形工具头4和辅助工具头6分别与板料3挤压进行成形，分别起到成形的作用，在成形加工过程中，首先按照所成形板料3的形状在数控机床上编好程序，分别控制成形工具头4和辅助工具头6的加工轨迹；当成形工具头4在成形板料3的上方加工时，辅助工具头6在下面起到支撑作用，此时打开与成形工具头4的主轴振动装置5相连的电信号发生器7和振动信号发生器8，关闭与辅助工具头6的主轴振动装置5相连的电信号发生器7和振动信号发生器8，成形工具头4发生振动，辅助工具头6只起到支撑作用；同理辅助工具头6在板料3的下面起成形作用时，上方的成形工具头4起支撑的作用，此时打开与辅助工具头6的主轴振动装置5相连的电信号发生器7和振动信号发生器8，关闭与成形工具头4的主轴振动装置5相连的电信号发生器7和振动信号发生器8，辅助工具头6发生振动，成形工具头4只起到支撑作用。这种成形方法可以成形比较复杂的板料3，成形的板料3精度高，板料3的回弹比较小。
本发明双点异面振动增量成形装置，解决了现有技术加工两个方向都有变形的板料时易出现堆积、起皱、破裂等缺陷的问题，提高了板料的成形极限，降低了板料成形过程中的回弹问题，在加工过程中结合振动的特点把连续的加工转换成脉冲式加工，加工精度高，提高了加工质量，具有优良的工艺效果。

Claims (7)

1.双点异面振动增量成形装置，其特征在于，包括夹具(2)和固定在所述夹具(2)间的待成形板料(3)，所述板料(3)一侧设置成形工具头(4)，另一侧设置辅助工具头(6)，所述成形工具头(4)和所述辅助工具头(6)分别与主轴振动装置(5)相连，2套所述主轴振动装置(5)分别连接有电信号发生器(7)和振动信号发生器(8)，所述2套主轴振动装置(5)均固定在支架(1)上，所述主轴振动装置(5)包括与所述支架(1)连接的传动轴(55)，所述传动轴(55)上设置有集流环(54)，所述集流环(54)与电刷(53)相连，所述电刷(53)分别与所述电信号发生器(7)和所述振动信号发生器(8)相连，所述传动轴(55)还与换能器(51)连接，所述换能器(51)与振幅放大杆(52)钎焊连接，所述振幅放大杆(52)与工具连接杆(56)连接。
2.如权利要求1所述的双点异面振动增量成形装置，其特征在于，所述成形工具头(4)与所述工具连接杆(56)通过螺纹连接。
3.如权利要求1所述的双点异面振动增量成形装置，其特征在于，所述辅助工具头(6)与所述工具连接杆(56)通过螺纹连接。
4.如权利要求1所述的双点异面振动增量成形装置，其特征在于，所述传动轴(55)与所述集流环(54)通过键连接。
5.如权利要求1所述的双点异面振动增量成形装置，其特征在于，所述集流环(54)与所述电刷(53)通过弹簧连接。
6.如权利要求1所述的双点异面振动增量成形装置，其特征在于，所述换能器(51)上缠有耐热绝缘导线，所述换能器(51)外设置有保护壳，所述保护壳与所述振幅放大杆(52)通过法兰盘连接。
7.如权利要求1所述的双点异面振动增量成形装置，其特征在于，所述振幅放大杆(52)与所述工具连接杆(56)通过法兰盘用锁紧螺母连接。
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