CN109261778A - 成型加工装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种成型加工装置，该成型加工装置包括驱动机构、固定板、底板、柔性模型和固定模型，其中，所述固定板与所述驱动机构固定连接，所述驱动机构用于驱动所述固定板上下运动；所述底板与所述固定板相对设置并位于所述固定板下方；所述柔性模型与所述固定板固定连接并位于所述固定板下方，用于对工件施加成型压力；所述固定模型位于所述底板上并与所述柔性模型相正对，用于支撑工件，所述柔性模型与所述固定模型之间形成用于容置工件的可变成型空间。本发明还公开一种成型加工方法，应用于上述成型加工装置。本发明解决了现有技术中工件生产成本高且生产尺寸不合格、大小边、容易产生折痕的问题。

Description

成型加工装置及其方法

技术领域

本发明涉及成型加工技术领域，特别涉及一种成型加工装置及其方法。

背景技术

成型加工是一种用与工件的最终表面轮廓相匹配的成型加工工具使工件成型的加工方法。一般是指靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件。全世界的钢材中，有60～70％是板材，其中大部分经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱和散热器片，锅炉的汽包，容器的壳体，电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。

目前，成型加工是通过使用上下凹凸石墨模具对工件进行压型，但这种做法一台机器要使用10～20套模具，生产成本较高。因10～20套模具的精度无法保证一致，从而影响加工出来的工件会因为模具的不同而产生工件批次的尺寸、效果不同，无法精确的管控工件的尺寸、效果，并且还因为上下模板之间的加工误差而导致工件无法完全贴合于某一面，从而影响到工件生产尺寸不合格、大小边、折痕等一系列不良因素产生。

综上所述，冲压工件生产成本高且生产尺寸不合格、大小边、容易产生折痕等一系列问题，是目前本领域技术人员急需解决的。

发明内容

本发明主要目的在于提出一种成型加工装置及其方法，旨在解决现有技术中冲压工件生产成本高且生产尺寸不合格、大小边、容易产生折痕的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种成型加工装置，该成型加工装置包括驱动机构、固定板、底板、柔性模型和固定模型，其中，所述固定板与所述驱动机构固定连接，所述驱动机构用于驱动所述固定板上下运动；所述底板与所述固定板相对设置并位于所述固定板下方；所述柔性模型与所述固定板固定连接并位于所述固定板下方，用于对工件施加成型压力；所述固定模型位于所述底板上并与所述柔性模型相正对，用于支撑工件，所述柔性模型与所述固定模型之间形成用于容置工件的可变成型空间。

优选地，所述柔性模型为耐高温柔性材料制成，所述固定模型为耐高温硬性材料制成。

优选地，所述柔性模型用于与工件接触的压型面呈中间高外侧低的外凸形。

优选地，所述柔性模型中设置有多个排气孔,所述排气孔贯穿所述柔性模型上用于与工件接触的压型面。

优选地，还包括用于加热工件或所述柔性模型的加热器。

优选地，所述驱动机构包括用于驱动所述固定板上下运动的直线运动模块和用于驱动所述固定板在水平面上转动的旋转运动模块，所述成型加工装置还包括设置在所述底板上且远离所述固定模型的定型模腔，所述定型模腔与所述柔性模腔相适配。

本发明还提出一种成型加工方法，应用于上述成型加工装置，包括如下步骤：

将待压工件放置于所述固定模型上；

所述驱动机构带动所述柔性模型进行下压，以使所述柔性模型产生形变而与工件贴合，以及使工件产生形变而与所述固定模型贴合；

在保持所述柔性模型对工件的成型压力预设时间后，所述驱动件带动所述柔性模型上行复位；

获得成型工件，将成型工件从所述固定模型上取下。

优选地，还包括：在获得成型工件后，对所述柔性模型进行整形，以使其用于与工件接触的压型面恢复至初始形状。

优选地，压型之前将所述柔性模型加热至预设的压型温度。

优选地，压型之前将待压工件加热至预设的压型温度，且需先放置于加热器中进行预热。

本发明的有益效果在于：将待压工件放置于固定模型上，驱动机构带动与固定板固定连接的柔性模型对工件施加成型压力，使柔性模型产生形变而与工件完全贴合，以及使工件产生形变与固定模型完全贴合，将工件的曲面边下压成型，不会因为上下模板之间的加工误差而导致工件无法完全贴合于某一面，从而影响到冲压工件生产尺寸不合格、大小边、折痕等一系列不良因素产生。

附图说明

图1是本发明中一实施例中成型加工装置压型前的结构示意图；

图2是本发明中一实施例中成型加工装置压型后的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

本发明提出一种成型加工装置，参见图1所示，包括驱动机构、固定板、底板、柔性模型1和固定模型3，其中，固定板与驱动机构固定连接，驱动机构用于驱动固定板上下运动；底板与固定板相对设置并位于固定板下方；柔性模型1与固定板固定连接并位于固定板下方，用于对工件2施加成型压力；固定模型3位于底板上并与柔性模型1相正对，用于支撑工件2，柔性模型1与固定模型3之间形成用于容置工件2的可变成型空间。

在本发明一实施例中，参见图1至图2所示，将待压工件2放置于固定模型3上，驱动机构带动与固定板固定连接的柔性模型1对工件2施加成型压力，使柔性模型1产生形变而与工件2完全贴合，以及使工件2产生形变与固定模型3完全贴合，将工件2的曲面边下压成型，不会因为上下模型之间的加工误差而导致工件2无法完全贴合于某一面，从而影响到冲压工件生产尺寸不合格、大小边、折痕等一系列不良因素产生。

在本发明一实施例中，柔性模型1为耐高温柔性材料制成，固定模型3为耐高温硬性材料制成。柔性模型1采用一种耐高温柔性材料制成，比如工业橡皮泥、硅橡胶、气囊等，其压型面光滑、无杂质，不会导致在对工件2进行压型时与其贴合的工件2成型面出现压痕缺陷。在加工的整个过程中，模具反复在有氧区、无氧区、高温区、常温区之间移动，会加速模具的氧化，从而导致模具的精度下降，增加模具的制造成本，而柔性模型1还具有不易被氧化、柔性变形和反复造型的特性，可塑性强，能用于压刻多种不同形状的工件，降低了模具的制造成本。固定模型3可采用石墨、金属或者陶瓷等耐高温硬性材料制成，具有很好的热稳定性和抗加热冲击性，在高温状态下变形量小，降低了上下模型的加工误差，并且导热性能优良，可将热量传递至放置在其上的工件2，加速工件2的软化变形，节省生产时间，提高加工效率。

在本发明一实施例中，参见图1所示，柔性模型1用于与工件2接触的压型面呈中间高外侧低的外凸形。柔性模型1对工件2进行施压时，呈外凸形的压型面的凸起部分先接触到工件2，在下压的过程中使工件2固定在固定模型3上，避免工件2在压型过程中移动，导致压型错误，然后柔性模型1继续下压，下压应力从中间向四周扩散，压型面逐渐与工件2贴合，直至柔性模型1完全覆盖住工件2，此时下压完成。

在本发明一实施例中，柔性模型1中设置有多个排气孔(图中未示出)，排气孔贯穿柔性模型1上用于与工件2接触的压型面。在对工件2压型的过程中，柔性模型1上用于与工件2接触的压型面与工件2成型面之间的空气难以排出，为了避免产生气泡，保证工件2的成型质量，所以在柔性模型1中设置了多个排气孔，排气孔贯穿柔性模型1上用于与工件2接触的压型面，用于排出压型时柔性模型1和工件2之间聚集的空气，并且在压型完成后，还可避免工件2吸附在柔性模型1上，缩短压型时间，节省人力物力，提高生产效率。

在本发明一实施例中，还包括用于加热工件2或柔性模型1的加热器。在压型需要加热软化的工件2时，需要先使用加热器对工件2进行加热，使其软化，方便造型。当柔性模型1采用需要通过加热才能软化变形的耐高温柔性材料制成时，需要使用加热器加热柔性模型1至软化温度，使其软化后对工件2进行压型。加热器可选用加热炉、红外线(IR)加热装置或者其他加热装置。

在本发明一实施例中，驱动机构包括用于驱动固定板上下运动的直线运动模块和用于驱动固定板在水平面上转动的旋转运动模块，成型加工装置还包括设置在底板上且远离固定模型的定型模腔，定型模腔与柔性模腔相适配。定型模腔用于对柔性模型1进行重新整形，使柔性模型1的压型面恢复成初始形状。驱动机构上的直线运动模块与固定板固定连接，带动固定板以及与固定板连接的柔性模型上下运动,实现对工件2的压型。驱动机构上的旋转运动模块与直线运动模块连接，并驱动固定板以及与固定板连接的柔性模型1在水平面上转动，将柔性模型1带至定型模腔上方，方便柔性模型1进行重新整形。整形完成后，又将柔性模型1带至压型区域对下一个工件进行压型，减少了人力物力，提高了自动化程度。

本发明还提出了一种成型加工方法，应用于上述成型加工装置，包括如下步骤：

步骤A1，将待压工件2放置于固定模型3上。本实施例中，可以通过机械手抓取或其他方式将工件2放置于固定模型3上。

步骤A2，驱动机构带动柔性模型1进行下压，以使柔性模型1产生形变而与工件2贴合，以及使工件2产生形变而与固定模型3贴合。在本实施例中，驱动机构的直线运动模块驱动固定板以及与固定板连接的柔性模型1进行下压，柔性模型1压型面中间高的部分先接触工件2，应力随向下的压力向四周扩散，压型面逐渐与工件贴合，以及使得工件受挤压变形，与固定模型贴合，柔性模型1利用内部应力，将工件2的曲面边下压成型。

步骤A3，在保持柔性模型1对工件2的成型压力预设时间后，驱动件带动柔性模型1上行复位。在本实施例中，在柔性模型1与工件2、工件2与固定模型3完全贴合后，通过一定的成型压力保压一段时间，以使工件2能够完全成型，避免出现回弹现象。

步骤A4，获得成型工件,将成型工件从固定模型3上取下。本实施例中，在获得成型工件后，可通过机械手抓取或其他方式将工件2从固定模型3上取下。

在本发明一实施例中，还包括：在获得成型工件后，对柔性模型1进行整形，以使其用于与工件2接触的压型面恢复至初始形状。柔性模型1对工件2压型完成之后，其与工件2接触的压型面形状与工件2的成型面形状相似，需通过驱动机构的旋转运动模块驱动柔性模型2至位于底板上且与固定模型3远离的定型模腔的正上方，然后通过驱动机构的直线运动模块将柔性模型1放置于与其相适配的定型模腔中进行重新整形，使其压型面恢复成中间高外侧低的外凸形，再通过驱动机构将其重新带至压型区域对下一个工件进行压型。

在本发明一实施例中，压型之前将柔性模型1加热至预设的压型温度。当柔性模型1采用需要通过加热才能软化变形的耐高温柔性材料制成时，需要使用加热器加热柔性模型1至压型温度，使其软化后对工件2进行压型，可通过热传导、微波、辐射等加热方式对柔性模型1进行加热。

在本发明一实施例中，压型之前将待压工件加热至预设的压型温度，且需先放置于加热器中进行预热。一些待压工件具有硬且脆的结构特性，比如玻璃工件，需要加热软化才能对其压型，在压型之前将其加热至预设的压型温度，使其达到压型条件。并且为了防止因急热而导致工件2破损，需对工件2进行预热。因为不同的工件组成成分不同，熔点不同，所以预设的压型温度不同，预设的压型温度需根据实际情况来确定。

以上的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (10)

1.一种成型加工装置，其特征在于，包括驱动机构、固定板、底板、柔性模型和固定模型，其中，

所述固定板与所述驱动机构固定连接，所述驱动机构用于驱动所述固定板上下运动；

所述底板与所述固定板相对设置并位于所述固定板下方；

所述柔性模型与所述固定板固定连接并位于所述固定板下方，用于对工件施加成型压力；

所述固定模型位于所述底板上并与所述柔性模型相正对，用于支撑工件，所述柔性模型与所述固定模型之间形成用于容置工件的可变成型空间。

2.如权利要求1所述的成型加工装置，其特征在于，所述柔性模型为耐高温柔性材料制成，所述固定模型为耐高温硬性材料制成。

3.如权利要求1所述的成型加工装置，其特征在于，所述柔性模型用于与工件接触的压型面呈中间高外侧低的外凸形。

4.如权利要求1所述的成型加工装置，其特征在于，所述柔性模型中设置有多个排气孔,所述排气孔贯穿所述柔性模型上用于与工件接触的压型面。

5.如权利要求1所述的成型加工装置，其特征在于，还包括用于加热工件或所述柔性模型的加热器。

6.如权利要求1所述的成型加工装置，其特征在于，所述驱动机构包括用于驱动所述固定板上下运动的直线运动模块和用于驱动所述固定板在水平面上转动的旋转运动模块，所述成型加工装置还包括设置在所述底板上且远离所述固定模型的定型模腔，所述定型模腔与所述柔性模型相适配。

7.一种成型加工方法，应用于权利要求1至6任意一项所述的成型加工装置，其特征在于，包括如下步骤：

将待压工件放置于所述固定模型上；

所述驱动机构带动所述柔性模型进行下压，以使所述柔性模型产生形变而与工件贴合，以及使工件产生形变而与所述固定模型贴合；

在保持所述柔性模型对工件的成型压力预设时间后，所述驱动件带动所述柔性模型上行复位；

获得成型工件，将成型工件从所述固定模型上取下。

8.如权利要求7所述的成型加工方法，其特征在于，还包括：在获得成型工件后，对所述柔性模型进行整形，以使其用于与工件接触的压型面恢复至初始形状。

9.如权利要求7所述的成型加工方法，其特征在于，压型之前将所述柔性模型加热至预设的压型温度。

10.如权利要求7所述的成型加工方法，其特征在于，压型之前将待压工件加热至预设的压型温度，且需先放置于加热器中进行预热。