CN114130894B - 一种回转曲面件逐点成形装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于回转曲面件成形领域，具体是涉及到一种回转曲面件逐点成形装置与方法，包括成形模具和成形组件，所述成形模具包括支撑模具、工作台和设置在工作台上的旋转平台，所述支撑模具包括相互连接的垂直部和成形部，所述垂直部通过升降驱动组件设置在工作台上，成形部从旋转平台轴线处向一侧延伸设置，旋转平台外侧还设置有压边组件，压边组件包括至少两根立柱和设置在立柱上的压边圈，本发明旋转时板料各个位置在通过成形部时进行变形，进行初步成形，且同时配合在成形部上方自转的成形组件工具头进行精密滚轧成形，成形效果好，效率高，另外，可大大的降低支撑模具的用材，降低成本。

Description

一种回转曲面件逐点成形装置与方法

技术领域

本发明属于回转曲面件成形领域，具体是涉及到一种回转曲面件逐点成形装置与方法。

背景技术

目前板材成形中，一般将支撑模具的成形面设计成整个待成型的形状，在将待成形板料压覆放置在支撑模具上，通过成形头针对每个位置进行渐变成形，或者通过成形模具压覆进行蠕变时效成形，前者的成形效果好，可实现成形件薄厚均匀，成形的精度高，但是整体工作效率低，耗时长，后者虽然成形效率高，但是成形的效果较差，形件薄厚不均匀，成形的精度低，且两者的支撑模具均与整块成形面，不利于节约成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有效降低成本同时保证成形效率和成形效果的回转曲面件逐点成形装置与方法。

本发明的提供一种回转曲面件逐点成形装置，包括成形模具和成形组件，所述成形模具包括支撑模具、工作台和设置在工作台上的旋转平台，所述支撑模具包括相互连接的垂直部和成形部，所述垂直部通过升降驱动组件设置在工作台上，成形部从旋转平台轴线处向一侧延伸设置，旋转平台外侧还设置有压边组件，压边组件包括至少两根立柱和设置在立柱上的压边圈。

更进一步地，所述垂直部设置在旋转平台轴线处。

更进一步地，所述垂直部和升降驱动组件之间还设置有旋转驱动组件，升降驱动组件和旋转驱动组件实现该支撑模具的升降和自转。

更进一步地，所述立柱或压边圈可升降设置。

更进一步地，所述旋转平台上还设置有导向限位板，导向限位板对应垂直部和立柱设置有开孔。

更进一步地，所述升降驱动组件设置在工作台与导向限位板之间，升降驱动组件为气缸、液压缸或电机，在升降驱动组件为电机时，所述电机输出轴与支撑模具固定连接，所述支撑模具与导向限位板上的开孔螺接。

更进一步地，所述旋转平台中心处设置有安装孔，所述升降驱动组件设置在工作台且位于安装孔之间。

本发明还包括保温箱，所述保温箱内壁设置有加热电阻丝，保温箱罩住所述成形模具，所述保温箱顶部设置有保温箱盖，保温箱盖上设置有供成形组件工作的开口。

更进一步地，所述成形组件包括由支撑杆和横梁组成的龙门架、滑动设置在横梁上的滑块和设置在滑块上且朝向成形模具设置的动力头和工具头，还包括设置在横梁一侧的电机，电机输出轴上连接有与滑块螺接的螺杆，所述工具头铰接设置在动力头上，还包括驱动工具头转动的转向杆。

本发明还提供一种回转曲面件逐点成形方法，包括回转曲面件逐点成形装置和控制系统，包括如下步骤：

S1、将待成形板料安装到压边圈上，使板料与成形部相对应；

S2、成形组件与成形部相对应，且向板料移动，并推动板料紧贴支撑模具；

S3、控制系统控制旋转平台旋转，成形组件的输出工具头与通过旋转平台驱动旋转的板料相对运动进行渐变成形；

S4、工具头沿旋转平台轴线朝向成形部端部往复运动。

本发明的有益效果是，本发明支撑模具通过升降驱动组件设置在工作台上，而待成形板料通过压边圈和立柱设置在旋转平台上，成形过程中，板料跟随旋转平台进行旋转，旋转时板料各个位置在通过成形部时进行变形，进行初步成形，且同时配合在成形部上方自转的成形组件工具头进行精密滚轧成形，工具头沿旋转平台轴线朝向成形部端部往复运动过程中将板料从中心向外侧或者从外侧向中心逐渐成形，本发明通过成形组件配合旋转的板料进行曲面的渐进成形，相对于常规的板料固定支撑在支撑模具，成形组件沿板料表面各个方向依次成形的方式而言，有利于成形件周向以及不同径向的壁厚均匀性，且大大提高成形效率，而相对于蠕变时效成形中整块板料同时成形而言，更有利于板料的精细化成形。另外，且由于支撑模具不需要转动，保证成形组件成形板料时，始终由支撑模具的成形部进行支撑定型，可大大的降低支撑模具的用材，降低成本，便于不同支撑模具型号的生产设计。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的局部结构示意图。

图3为本发明中保温箱的结构示意图。

在图中，1-支撑杆；2-转向杆；3-横梁；4-滑块；5-电机；6-动力头；7-工具头；8-保温箱；9-工作台；10-旋转平台；11-立柱升降驱动组件；12-立柱；13-压边圈；14-板料；15-支撑模具；151-垂直部；152-成形部；16-导向限位板；17-升降驱动组件；18-安装孔；19-旋转驱动组件；20-第一层保温箱盖；21-第二层保温箱盖；22-瓜瓣缺口；23-圆形缺口。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明一种回转曲面件逐点成形装置，包括成形模具和成形组件，所述成形模具包括支撑模具15、工作台9和设置在工作台9上的旋转平台10，所述支撑模具15包括相互连接的垂直部151和成形部152，所述垂直部151通过升降驱动组件17设置在工作台9上，成形部152从旋转平台10轴线处向一侧延伸设置，旋转平台10外侧还设置有压边组件，压边组件包括至少两根立柱12和设置在立柱12上的压边圈13。

本发明支撑模具15通过升降驱动组件17设置在工作台9上，而待成形板料14通过压边圈13和立柱12设置在旋转平台10上，成形时，将板料14安装在压边圈13之后，可通过升降驱动组件17升起支撑模具15，支撑模具15的成形部152抵压板料14，成形过程中，板料14跟随旋转平台10进行旋转，旋转时板料14各个位置在通过成形部152时进行变形，进行初步成形，且同时配合在成形部152上方自转的成形组件工具头7进行精密滚轧成形，工具头7沿旋转平台10轴线朝向成形部152端部往复运动过程中将板料14从中心向外侧或者从外侧向中心逐渐成形，本发明通过成形组件配合旋转的板料14进行曲面的渐进成形，相对于常规的板料14固定支撑在支撑模具，成形组件沿板料14表面各个方向依次成形的方式而言，有利于成形件周向以及不同径向的壁厚均匀性，且大大提高成形效率，而相对于蠕变时效成形中整块板料14同时成形而言，更有利于板料14的精细化成形。另外，且由于支撑模具15不需要转动，保证成形组件成形板料14时，始终由支撑模具15的成形部152进行支撑定型，可大大的降低支撑模具15的用材，降低成本，便于不同支撑模具型号的生产设计。

所述垂直部151设置在旋转平台10轴线处，便于支撑模具15的安装，另外，垂直部151可和成形部152可拆卸连接，使得不同型面成形时进行单独更换成形部152即可实现，大大的降低支撑模具15的生产设计成本。

所述垂直部151和升降驱动组件17之间还设置有旋转驱动组件19，升降驱动组件17和旋转驱动组件19实现该支撑模具15的升降和自转，通过设置旋转驱动组件19可实现成形部152沿旋转平台10轴线自转，便于在板料14整体成形完毕以后，通过旋转成形部152配合成形组件进行精修。

所述立柱12或压边圈13可升降设置，具体可以为压边圈13可沿立柱12上下位移或者立柱12设置在立柱升降驱动组件11上实现上下位移，便于调整板料14的初始位置，保证板料14在垂直方向的精确移动以及板料14在水平方向的水平度要求。

所述旋转平台10上还设置有导向限位板16，导向限位板16对应垂直部151和立柱12设置有开孔。以此，保证支撑模具15仅会上下移动，避免支撑模具15产生偏斜，提高支撑模具15的受力强度。

所述升降驱动组件17设置在工作台9与导向限位板16之间，可对升降驱动组件17进行隔离，避免其处于恶劣的工作环境中，提高使用寿命。升降驱动组件17为气缸、液压缸或电机，在升降驱动组件17为电机时，所述电机输出轴与支撑模具15固定连接，所述支撑模具15与导向限位板16上的开孔螺接，本实施例中，优选采用电机驱动支撑模具15转动，支撑模具15在在与开孔螺接的过程中做上下运动，本实施方式可保证支撑模具15的受力强度，保证成形效果。

所述旋转平台10中心处设置有安装孔18，所述升降驱动组件17设置在工作台9且位于安装孔18之间，避免支撑模具15以及升降驱动组件17干涉旋转平台10的旋转。

本发明还包括保温箱8，所述保温箱8内壁设置有加热电阻丝，保温箱8罩住所述成形模具，可使板料14在成形过程中均匀受热，所述保温箱8顶部设置有保温箱盖，保温箱盖上设置有供成形组件工作的开口，有利于降低热量损失，如图3所示，保温箱盖包括第一层保温箱盖20和第二层保温箱盖21，第二层保温箱盖21转动设置在第一层保温箱盖20上，第一层保温箱盖20和第二层保温箱盖21上均设置有瓜瓣缺口22和/或圆形缺口23,可根据成形组件的尺寸开启合适的缺口，提高保温效果，有效避免热量损失。

所述成形组件包括由支撑杆1和横梁3组成的龙门架、滑动设置在横梁3上的滑块4和设置在滑块4上且朝向成形模具设置的动力头6和工具头7，还包括设置在横梁3一侧的电机5，电机输出轴上连接有与滑块4螺接的螺杆，所述工具头7铰接设置在动力头6上，还包括驱动工具头7转动的转向杆2，在工作时，电机5驱动滑块4到对应位置，转向杆2转动驱动工具头7朝向板料14移动，最终工具头7旋转进行成形工作，其中，工具头可为旋轮式、杆头式、滚珠式中的一种，工具头7上可安装搅拌摩擦焊焊头，实现多功能操作。

本发明还提供一种回转曲面件逐点成形方法，包括回转曲面件逐点成形装置和控制系统，包括如下步骤：

S1、将待成形板料14安装到压边圈13上，使板料14与成形部152相对应，具体地，在板料14安装在压边圈13上之后，位移传感器反馈板料14水平位移数值，所述控制系统基于反馈将指令发送给驱动压边圈13升降的驱动元件调节板料14水平度；

S2、成形组件与成形部152相对应，控制系统控制成形组件的工具头7向板料14移动，并推动板料14紧贴支撑模具15；

S3、控制系统控制旋转平台10旋转，成形组件的输出工具头7与通过旋转平台10驱动旋转的板料14相对运动进行渐变成形；

S4、控制系统控制电机5和转向杆2动作，工具头7沿旋转平台10轴线朝向成形部152端部往复运动，同时始终仅压板料14进行滚轧成形。

Claims (10)

1.一种回转曲面件逐点成形装置，其特征是，包括成形模具和成形组件，所述成形模具包括支撑模具（15）、工作台（9）和设置在工作台（9）上的旋转平台（10），所述支撑模具（15）包括相互连接的垂直部（151）和成形部（152），所述垂直部（151）通过升降驱动组件（17）设置在工作台（9）上，成形部（152）从旋转平台（10）轴线处向一侧延伸设置，旋转平台（10）外侧还设置有压边组件，压边组件包括至少两根立柱（12）和设置在立柱（12）上的压边圈（13）。

2.如权利要求1所述的回转曲面件逐点成形装置，其特征是，所述垂直部（151）设置在旋转平台（10）轴线处。

3.如权利要求2所述的回转曲面件逐点成形装置，其特征是，所述垂直部（151）和升降驱动组件（17）之间还设置有旋转驱动组件（19），升降驱动组件（17）和旋转驱动组件（19）实现该支撑模具（15）的升降和自转。

4.如权利要求1所述的回转曲面件逐点成形装置，其特征是，所述立柱（12）或压边圈（13）可升降设置。

5.如权利要求1-4任一项所述的回转曲面件逐点成形装置，其特征是，所述旋转平台（10）上还设置有导向限位板（16），导向限位板（16）对应垂直部（151）和立柱（12）设置有开孔。

6.如权利要求5所述的回转曲面件逐点成形装置，其特征是，所述升降驱动组件（17）设置在工作台（9）与导向限位板（16）之间，升降驱动组件（17）为气缸、液压缸或电机，在升降驱动组件（17）为电机时，所述电机的输出轴与支撑模具（15）固定连接，所述支撑模具（15）与导向限位板（16）上的开孔螺接。

7.如权利要求5所述的回转曲面件逐点成形装置，其特征是，所述旋转平台（10）中心处设置有安装孔（18），所述升降驱动组件（17）设置在工作台上（9）且位于安装孔（18）内。

8.如权利要求1-4任一项所述的回转曲面件逐点成形装置，其特征是，还包括保温箱（8），所述保温箱（8）内壁设置有加热电阻丝，保温箱（8）罩住所述成形模具，所述保温箱（8）顶部设置有保温箱盖，保温箱盖上设置有供成形组件工作的开口。

9.如权利要求1-4任一项所述的回转曲面件逐点成形装置，其特征是，所述成形组件包括由支撑杆（1）和横梁（3）组成的龙门架、滑动设置在横梁（3）上的滑块（4）和设置在滑块（4）上且朝向成形模具设置的动力头（6）和工具头（7），还包括设置在横梁（3）一侧的电机（5），电机输出轴上连接有与滑块（4）螺接的螺杆，所述工具头（7）铰接设置在动力头（6）上，还包括驱动工具头（7）转动的转向杆（2）。

10.一种回转曲面件逐点成形方法，其特征是，包括如权利要求9所述的回转曲面件逐点成形装置和控制系统，包括如下步骤：

S1、将待成形板料（14）安装到压边圈（13）上，使板料（14）与成形部（152）相对应；

S2、成形组件与成形部（152）相对应，且向板料（14）移动，并推动板料（14）紧贴支撑模具（15）；

S3、控制系统控制旋转平台（10）旋转，成形组件的输出工具头（7）与通过旋转平台（10）驱动旋转的板料（14）相对运动进行渐变成形；

S4、工具头（7）沿旋转平台（10）轴线朝向成形部（152）端部往复运动。

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