CN107649580A - 一种曲面成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲面成型装置，包括两个成型模块，该两个成型模块相向设置，各成型模块上均设置有若干可独立伸缩以形成合模面的成型压头，若干成型压头呈矩阵排列且两个成型模块上的成型压头能够形成相互配合的合模面，即两个成型模块均能够依照曲面板材形成用于成型的合模面且两个合模面能够相互嵌合以将板材压紧成型，两个成型模块能够相互靠拢以使两个合模面配合合模；利用上述曲面成型装置，可根据目标曲面板材的形状快速调整合模面的形状，形成新的模具，速度快、效率高，节省了重新开模所需的时间及成本，避免了数控加工中心及3D打印技术的高投入问题，并且即可满足定制化生产的需求，又能够进行批量生产。

Description

一种曲面成型装置

技术领域

本发明涉及模具加工技术领域，特别涉及一种曲面成型装置。

背景技术

低精度曲面板材加工成型方案主要分为两种，一种主要针对批量生产件，需要预先制作好专用曲面模具，通过模具曲面工作面压制出对应曲面的板材，另一种主要针对一次性生产件，一般通过数控加工中心切削加工实体块或者3D打印技术来实现。

现有技术中，对于批次属于定制化的一次性生产件，若采用批量生产时所采用的开模的方案，会造成成本和时间上的浪费，若采用数控加工中心实体切削或3D打印技术，较为“奢侈”，成本难以控制。

因此，如何提供一种曲面成型装置，使其能够便于定制曲面板材的成型制造，提高效率，降低成本，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种曲面成型装置，以使其能够便于定制曲面板材的成型制造，提高效率，降低成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种曲面成型装置，包括两个相向设置的成型模块，所述成型模块上设置有若干可独立伸缩以形成合模面的成型压头，若干所述成型压头呈矩阵排列且两个所述成型模块上的所述成型压头能够形成相互配合的合模面，两个所述成型模块能够相互靠拢以使两个合模面配合合模。

优选地，两个所述成型模块上的所述成型压头一一对称。

优选地，所述成型压头包括顶压头以及伸缩装置，所述顶压头连接于所述伸缩装置的输出端，所述伸缩装置包括活塞缸；

或直线电机；

或伺服电动缸；

或旋转电机及传动装置；

或上述至少两种的组合。

优选地，所述伸缩装置为伺服电动缸，且两个所述成型模块上相互对称的两个所述成型压头的伺服电动缸的缸体通过液压油管连通，两个所述伺服电动缸的缸体内及所述液压油管内充满液压油。

优选地，还包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动至少一个所述成型模块向另一个所述成型模块移动。

优选地，所述驱动装置包括油箱、两个油泵以及两个液压缸，两个所述液压缸分别与两个所述成型模块连接，两个所述油泵分别连接于两个所述液压缸与所述油箱之间。

优选地，至少一个所述成型模块与所述液压缸之间还设置有弹性缓冲装置。

优选地，还包括工作台，两个所述成型模块均可滑动地设置于所述工作台。

优选地，还包括控制器，所述控制器用于根据曲面板材建立三维模型，并根据所述三维模型控制所述成型压头伸缩以形成合模面。

本发明提供的曲面成型装置，包括两个成型模块，该两个成型模块相向设置，各成型模块上均设置有若干可独立伸缩以形成合模面的成型压头，若干成型压头呈矩阵排列且两个成型模块上的成型压头能够形成相互配合的合模面，即两个成型模块均能够依照曲面板材形成用于成型的合模面且两个合模面能够相互嵌合以将板材压紧成型，两个成型模块能够相互靠拢以使两个合模面配合合模；

在应用时，根据目标曲面板材形状，使成型模块的各成型压头伸出或缩回形成用于压制板材的合模面，然后使两个成型模块相互靠拢，利用两个合模面的配合使板材成型，由此可见，利用上述曲面成型装置，可根据目标曲面板材的形状快速调整合模面的形状，形成新的模具，速度快、效率高，节省了重新开模所需的时间及成本，避免了数控加工中心及3D打印技术的高投入问题，并且即可满足定制化生产的需求，又能够进行批量生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的曲面成型装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的曲面成型装置建立的三维模型示意图。

图中：

1为成型模块；2为成型压头；201为顶压头；202为伺服电动缸；203为液压油管；3为曲面板材；4为驱动装置；401为油箱；402为油泵；403为液压缸；5为工作台；6为控制器。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种曲面成型装置，该曲面成型装置的结构设计便于定制曲面板材的成型制造，提高效率，降低成本。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的曲面成型装置的结构示意图。

本发明实施例提供的一种曲面成型装置，包括两个相向设置的成型模块1，各成型模块1上均设置有若干成型压头2，每个成型压头2均可独立伸缩以形成合模面，若干成型压头2呈矩阵排列且两个成型模块1上的成型压头2能够形成相互配合的合模面，需要说明的是，矩阵排列并不局限于图中所示的矩形，可以根据所加工板材的形状采用圆形、菱形或者不规则的形状，在此不做限定，即两个成型模块1均能够依照曲面板材3形成用于成型的合模面且两个合模面能够相互嵌合以将板材压紧成型，两个成型模块1能够相互靠拢以使两个合模面配合合模。

与现有技术相比，本发明提供的曲面成型装置，在应用时，根据目标曲面板材3形状，使成型模块1的各成型压头2伸出或缩回形成用于压制板材的合模面，然后使两个成型模块1相互靠拢，利用两个合模面的配合使板材成型，由此可见，利用上述曲面成型装置，可根据目标曲面板材3的形状快速调整合模面的形状，形成新的模具，速度快、效率高，节省了重新开模所需的时间及成本，避免了数控加工中心及3D打印技术的高投入问题，并且即可满足定制化生产的需求，又能够进行批量生产。

上述两个成型模块1中的成型压头2既可一一对称设置，也可以错位设置，尤其是当成型模块1上的成型压头2数量足够多且尺寸较小时，两个成型模块1上的成型压头2可采用错位设置，而本发明实施例提供的曲面成型装置主要用于低精度曲面板材3的生产，因此成型压头2的数量较少，尺寸较大，为便于合模面的形成及稳定成型压头2的受力，优选使两个成型模块1上的成型压头2一一对称布置，这样在形成合模面时，两个成型模块1上相互对称的两个成型压头2中的一个伸出量等于另一个的缩回量即可，便于合模面的成型，且在板材压制时受力均匀，便于控制。

在本发明实施例中，成型压头2主要由顶压头201以及伸缩装置构成，其中，各成型压头2的顶压头201用于形成合模面，顶压头201连接于伸缩装置的输出端，伸缩装置用于调整顶压头201的位置，因此，伸缩装置只要能够输出直线往复运动即可，比如，伸缩装置可以为活塞缸，如气缸及液压缸403，考虑到压制板材需要承受一定的压力，而液压油具有不可压缩性，因此在压制强度加大的板材时，应当选用液压缸403，或者，伸缩装置可以为直线电机，或者旋转电机及用于将旋转运动转化为直线运动的传动装置，该传动装置可以为丝杠机构、凸轮机构、齿轮齿条机构等等，或者可采用上述至少两种的结合。

在一具体实施例中，伸缩装置为伺服电动缸202，伺服电动缸202通常包括缸体、丝杠机构以及活塞，其中丝杠机构的丝杠可转动地设置于缸体，其一端与丝杠螺母配合，活塞可滑动地设置于缸体且一端与丝杠螺母连接，另一端自缸体伸出作为输出端与顶压头201连接。

由于伺服电动缸202属于较为精密的元件，在压制板材的过程中受到较大的压力容易受损，影响精度及使用寿命，且容易出现无法保证顶压头201到达及维持工作位置的问题，为解决上述问题，在本发明实施例中，两个成型模块1上相互对称的两个成型压头2的伺服电动缸202的缸体通过液压油管203连通，且两个伺服电动缸202的缸体内及液压油管203内充满液压油，两个对应的伺服电动缸202在挤压板材成型的工作状态下将所受到的压力通过液压油相互传递得到平衡，从而达到保护伺服电动缸202和维持顶压头201工位的作用，提高伺服电动缸202的使用寿命。

两个成型模块1上相互对称的两个伺服电动缸202通过液压油管203连接形成驱动单元组，各驱动单元组之间相互独立运行，互不干扰，可进行单独维护更换，保证了装置整体的可维护性。

进一步优化上述技术方案，为便于合模面的建立，在本发明实施例中，顶压头201的端部均为半球形，这样，在压制过程中，不论板材向那个方向变形，均能够保证顶压头201的端部与板材贴合，起到有效的支撑及使板材圆滑变形。

驱动成型模块1移动的驱动装置4用于驱动至少一个成型模块1向另一个成型模块1移动，即可使两个成型模块1中的一个固定，另一个移动，或者可使两个成型模块1同时相向移动，为实现上述目的，驱动装置4可采用多种结构，如旋转电机与传动机构配合的结构，传动机构可以为丝杠机构、蜗轮蜗杆机构等等。

具体地，在本发明实施例中，驱动装置4采用液压结构，包括油箱401、两个油泵402以及两个液压缸403，两个液压缸403分别与两个成型模块1连接，两个油泵402分别连接于两个液压缸403与油箱401之间，在使用时，两个液压缸403中的一个用于使与之相连的成型模块1保持位置，另一个用于使与之相连的成型模块1向静置的成型模块1靠近以实现合模，两个液压缸403分工合作且功能可以互换，以提高装置的稳定性及可靠性。

在加工强度或韧性较差的板材时，若两个成型模块1之间采用无缓冲的刚性接触方式，则容易导致板材出现裂纹，影响质量，因此，在本发明实施例中，至少一个成型模块1与液压缸403之间还设置有弹性缓冲装置，这样，在合模时，由于弹性缓冲装置，可使施加在板材上的合模力逐渐增加，起到过渡缓冲的作用，使板材逐步发生变形，避免板材撕裂的现象发生。

进一步优化上述技术方案，在本发明实施例中，曲面成型装置还包括工作台5，两个成型模块1均可滑动地设置于工作台5，当然，也可以使其中一个固定于工作台5，另一个滑动设置于工作台5，利用工作台5对两个成型模块1提供支撑。

为提高曲面成型装置的自动化程度，在本发明实施例中，曲面成型装置还包括控制器6，在应用过程中，首先采集目标曲面板材3参数信息，输入控制器6，控制器6根据目标曲面板材3参数信息建立三维模型，如图2所示，其中，x轴及y轴坐标对应成型压头2在矩阵中的位置，z轴为成型压头2移动参数，最后，根据三维模型的x轴及y轴参数控制对应的成型压头2按照z轴参数移动以形成合模面。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种曲面成型装置，其特征在于，包括两个相向设置的成型模块，所述成型模块上设置有若干可独立伸缩以形成合模面的成型压头，若干所述成型压头呈矩阵排列且两个所述成型模块上的所述成型压头能够形成相互配合的合模面，两个所述成型模块能够相互靠拢以使两个合模面配合合模。

2.根据权利要求1所述的曲面成型装置，其特征在于，两个所述成型模块上的所述成型压头一一对称。

3.根据权利要求2所述的曲面成型装置，其特征在于，所述成型压头包括顶压头以及伸缩装置，所述顶压头连接于所述伸缩装置的输出端，所述伸缩装置包括活塞缸；

或直线电机；

或伺服电动缸；

或旋转电机及传动装置；

或上述至少两种的组合。

4.根据权利要求3所述的曲面成型装置，其特征在于，所述伸缩装置为伺服电动缸，且两个所述成型模块上相互对称的两个所述成型压头的伺服电动缸的缸体通过液压油管连通，两个所述伺服电动缸的缸体内及所述液压油管内充满液压油。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的曲面成型装置，其特征在于，还包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动至少一个所述成型模块向另一个所述成型模块移动。

6.根据权利要求5所述的曲面成型装置，其特征在于，所述驱动装置包括油箱、两个油泵以及两个液压缸，两个所述液压缸分别与两个所述成型模块连接，两个所述油泵分别连接于两个所述液压缸与所述油箱之间。

7.根据权利要求6所述的曲面成型装置，其特征在于，至少一个所述成型模块与所述液压缸之间还设置有弹性缓冲装置。

8.根据权利要求6或7所述的曲面成型装置，其特征在于，还包括工作台，两个所述成型模块均可滑动地设置于所述工作台。

9.根据权利要求1-4及6-7任意一项所述的曲面成型装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器用于根据曲面板材建立三维模型，并根据所述三维模型控制所述成型压头伸缩以形成合模面。