CN107597959A - 双面多点增量成形电辅助装置 - Google Patents

Abstract

一种双面多点增量成形电辅助装置，包括：成形工具头、若干支撑工具头、竖直滑动的成形主轴固定板、竖直滑动的支撑主轴固定板、圆形卡爪座和导电滑环，其中：成形工具头和支撑工具头左右相对设置，成形工具头固定于成形主轴固定板中心，支撑工具头滑动设置于卡爪座一侧表面且沿卡爪座径向滑动，导电滑环设置于卡爪座另一侧且与支撑工具头相连，卡爪座转动设置于支撑主轴固定板中心处，本发明整体结构合理，操作使用简单，工作可靠，结构紧凑，模块化好，可实现双面多点增量成形的工具头通电加工工艺，相比于传统的板料通电的成形方式具有更大的柔性和加工精度，工具头布置形式多样，可实现不同形式的增量成形工艺。

Description

双面多点增量成形电辅助装置

技术领域

本发明涉及的是一种板料加工领域的技术，具体是一种双面多点增量成形电辅助装置。

背景技术

目前，精密塑性成形技术已成为制造加工领域重点研究和发展的方向之一，主要包括金属精密模锻、精密冲裁、挤压等加工工艺。通过精密塑性成形的机械构件外形精确、尺寸精度和形位精度高、表面质量好。但一般都需要专用模具，需整体加载，能源消耗大。专用模具费用昂贵，开发周期长，不适用于大尺寸、小批量零件的生产，将传统的整体模具离散化，变成形状可变的“柔性模具”，则可用于任意形状的板材成形。增量成形工艺即是一种无模无约束的柔性加工方法，采用简单模具对板料进行逐次塑性加工，不需要专用的模具就可以成形复杂轮廓零件，具有载荷小、柔性高、能耗低、成本低、加工灵活的特征，相对于传统加工，材料利用率提高50％以上，有望应用于单件、小批量的大型复杂薄壁构件制造。

发明内容

本发明针对现有技术不能解决电辅助设备的模块化问题，导致其应用范围受到较大局限的不足，提出一种双面多点增量成形电辅助装置，针对室温下成形能力较差的金属，引入电辅助能够有效改善成形性能，提高其成形极限；本发明可实现双面多点增量成形的工具头通电加工工艺，相比于传统的板料通电的成形方式具有更大的柔性和加工精度，工具头布置形式多样，可实现不同形式的增量成形工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：成形工具头、若干支撑工具头、竖直滑动的成形主轴固定板、竖直滑动的支撑主轴固定板、圆形卡爪座和导电滑环，其中：成形工具头和支撑工具头左右相对设置，成形工具头固定于成形主轴固定板中心，支撑工具头滑动设置于卡爪座一侧表面且沿卡爪座径向滑动，导电滑环设置于卡爪座另一侧且与支撑工具头相连，卡爪座转动设置于支撑主轴固定板中心处。

所述的支撑工具头包括：一端开口的套筒、弹簧导座、导向座以及冲头，其中：弹簧导座轴向截面成T字形且设置于套筒底部，导向座设置于套筒开口处，冲头一端穿设于导向座内，弹簧导座和冲头之间设有压缩弹簧。

所述的卡爪座设有三个支撑工具头，支撑工具头设置于沿卡爪座径向设置的支撑导轨，两支撑导轨之间周向夹角为120°。

所述的支撑工具头通过陶瓷绝缘滑块设置于支撑导轨。

所述的支撑工具头和成形工具头的端头都为半球形。

所述的成形主轴固定板连有左支撑架，成形主轴固定板竖直滑动设置于左支撑架。

所述的左支撑架底端设有成形运动导轨。

所述的支撑主轴固定板连有右支撑架，支撑主轴固定板竖直滑动设置于右支撑架。

所述的右支撑架底端设有支撑运动导轨。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为支撑工具头安装示意图；

图3为支撑工具头结构示意图；

图中：1成形运动导轨、2左支撑架、3成形主轴固定板、4成形工具头、5夹持装置、6支撑工具头、7卡爪座、8支撑主轴固定板、9导电滑环、10右支撑架、11支撑运动导轨、12驱动器、13后端支撑座、14导杆、15支撑导轨、16板料、601弹簧导座、602压缩弹簧、603套筒、604导向座、605冲头。

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括：成形工具头4、若干支撑工具头6、竖直滑动的成形主轴固定板3、竖直滑动的支撑主轴固定板8、圆形卡爪座和导电滑环9，其中：成形工具头4和支撑工具头6左右相对设置，成形工具头4固定于成形主轴固定板3中心，支撑工具头6滑动设置于卡爪座7一侧表面且沿卡爪座7径向滑动，导电滑环9设置于卡爪座7另一侧且与支撑工具头6相连，卡爪座7转动设置于支撑主轴固定板8中心处。

所述的成形工具头4设置于圆形的成形主轴固定板3中部，成形工具头4不能自转。左侧设有左支撑架2，成形主轴固定板3通过竖直设置的导轨固定于左支撑架2，以使得成形主轴固定板3沿着竖直方向运动。左支撑架2底端设置有成形运动导轨1，左支撑架2沿着成形运动导轨1滑动，使得成形工具头4能够在沿水平面运动。支撑工具头6和成形工具头4的端头都为半球形，端头材料为淬火处理的45号钢，其规格有多种，适用于不同工况的成形过程。

如图2所示，所述的卡爪座7设置于右侧，卡爪座7表面设有三个与成形工具头4相对的支撑工具头6，支撑工具头6设置于沿卡爪座7径向设置的支撑导轨15，两支撑导轨15之间夹角为120°。支撑工具头6通过陶瓷绝缘滑块固定于支撑导轨15。卡爪座7的外缘设有三个用于固定支撑导轨15的后端支撑座13。支撑导轨15中部设有导杆14，通过设置于支撑导轨15径向外端的驱动器12驱动导杆14带动陶瓷绝缘滑块滑动，从而带动支撑工具头6沿着径向移动。

所述的卡爪座7转动设置于支撑主轴固定板8中心处，支撑主轴固定板8连有右支撑架10，支撑主轴固定板8竖直滑动设置于右支撑架10。右支撑架10底端设有支撑运动导轨11，以使得右支撑架10能够在水平面自由移动。

如图3所示，所述的支撑工具头6包括：一端开口的套筒603、弹簧导座601、导向座604以及冲头605，其中：弹簧导座601轴向截面成T字形且设置于套筒603底部，导向座604设置于套筒603开口处，冲头605一端穿设于导向座604内，弹簧导座601和冲头605之间设有压缩弹簧602。

整个装置工作时，先将板料16固定于夹持装置5，确定板料16所要成形的位置，而后移动成形工具头4和支撑工具头6，使其与板料16两侧相接触。将成形工具头4和导电滑环9通电并调整电流参数。工具头和板料16之间通过耐高温润滑剂润滑。成形工具头4提供成形力，三个支撑工具头6用于支撑板料16并提供部分形成力，从而实现对板料16的电辅助双面多点增量成形。

基于目前暂无双面多点增量成形电辅助技术公开，本发明通过引入脉冲电流电辅助的条件下，脉冲电流的存在会带来焦耳热效应以及电致塑性效应；另一方面工具头通电的回路形式使得电流的存在具有局部性，综合以上两个方面使得电辅助双面多点增量成形具有“分片软化效应”，这种效应使得材料软化，成形相较于一般的增量成形工艺更加容易。另一方面由于电辅助设备的模块化实现了工具头通电这一电流回路形式，使得这种工艺更适用于复杂结构以及大尺寸薄板的局部结构成形。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (8)

1.一种双面多点增量成形电辅助装置，其特征在于，包括：成形工具头、若干支撑工具头、竖直滑动的成形主轴固定板、竖直滑动的支撑主轴固定板、圆形卡爪座和导电滑环，其中：成形工具头和支撑工具头左右相对设置，成形工具头固定于成形主轴固定板中心，支撑工具头滑动设置于卡爪座一侧表面且沿卡爪座径向滑动，导电滑环设置于卡爪座另一侧且与支撑工具头相连，卡爪座转动设置于支撑主轴固定板中心处；

所述的支撑工具头包括：一端开口的套筒、弹簧导座、导向座以及冲头，其中：弹簧导座轴向截面成T字形且设置于套筒底部，导向座设置于套筒开口处，冲头一端穿设于导向座内，弹簧导座和冲头之间设有压缩弹簧。

2.根据权利要求1所述的双面多点增量成形电辅助装置，其特征是，所述的卡爪座设有三个支撑工具头，支撑工具头设置于沿卡爪座径向设置的支撑导轨，两支撑导轨之间周向夹角为120°。

3.根据权利要求2所述的双面多点增量成形电辅助装置，其特征是，所述的支撑工具头通过陶瓷绝缘滑块设置于支撑导轨。

4.根据任一权利要求1到3所述的双面多点增量成形电辅助装置，其特征是，所述的支撑工具头和成形工具头的端头都为半球形。

5.根据权利要求1所述的双面多点增量成形电辅助装置，其特征是，所述的成形主轴固定板连有左支撑架，成形主轴固定板竖直滑动设置于左支撑架。

6.根据权利要求5所述的双面多点增量成形电辅助装置，其特征是，所述的左支撑架底端设有成形运动导轨。

7.根据权利要求1所述的双面多点增量成形电辅助装置，其特征是，所述的支撑主轴固定板连有右支撑架，支撑主轴固定板竖直滑动设置于右支撑架。

8.根据权利要求7所述的双面多点增量成形电辅助装置，其特征是，所述的右支撑架底端设有支撑运动导轨。