【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及先進制造，尤其涉及的是一種自阻加熱輔助漸進成形系統和方法。
技術介紹
1、自阻加熱漸進成形技術是一種先進的成形技術，它結合了電阻加熱和漸進成形兩種工藝的優勢。漸進成形是一種通過逐步施加小變形來制造復雜形狀的零件的方法，而自阻加熱則利用了材料在電流通過時產生的焦耳熱，使材料局部軟化，從而降低成形力。自阻加熱漸進成形技術尤其適用于難變形材料和厚板材的加工，例如高強度鋼、鈦合金和一些特殊合金。
2、在傳統的自阻加熱漸進成形過程中，電流通常是通過連接在工具頭上的導線引入工件的。電流通過工件材料的電阻產生熱量，使得工件局部軟化，隨后通過工具頭的逐步運動來成形所需的零件形狀。然而，這種方法存在幾個顯著的缺點。首先，電流路徑的控制難度較大，容易導致電流分布不均，進而引起工件局部過熱或溫度不足，影響最終成形的質量。其次，工具頭本身由于電流通過而產生大量熱量，這可能導致工具頭過熱，甚至損壞。此外，由于工具頭直接連接電線，這樣的設計復雜了電氣連接，增加了系統的故障概率和維護難度。
3、這些問題在實際生產中表現得尤為突出。例如，在加工高強度材料時，由于這些材料的導電性和熱導性差異較大，電流路徑的不穩定性可能會導致成形過程中材料的局部屈服，從而影響零件的整體形狀和尺寸精度。此外，工具頭的過熱不僅會加速工具的磨損，還可能導致工件表面出現缺陷，如表面燒傷、裂紋等。這些問題嚴重限制了自阻加熱漸進成形技術在高精度和復雜零件制造中的應用。
4、因此，現有技術存在缺陷，需要改進。
技術實
1、本專利技術所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種自阻加熱輔助漸進成形系統和方法。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、一種自阻加熱輔助漸進成形系統，包括：工具頭9、支撐頭21、降溫裝置4和彈性支撐裝置；工具頭9設置在板料的一側，在板料16的另一側對應位置設置一個支撐頭21，并通過機械連接裝置11將支撐頭21與工具頭9連接在一起，通過該機械連接裝置，使支撐頭21隨工具頭9同步運動，工具頭9和支撐頭21始終同時作用于板料的同一位置，并且二者位于同一豎直線上。
4、所述的自阻加熱輔助漸進成形系統，所述彈性支撐裝置包括安裝在支撐頭21的下方的彈簧18，彈簧18固定設置在支撐頭21的夾持裝置17中，該彈簧18的作用是確保支撐頭21始終與工件表面保持良好的接觸；彈簧18頂部與支撐頭21底部之間設置絕緣墊片19，支撐頭21與夾持裝置17之間設置絕緣套20。
5、所述的自阻加熱輔助漸進成形系統，機械連接裝置11采用曲柄結構，該曲柄結構將將支撐頭21與工具頭9連接在一起，曲柄的一端連接在工具頭9的夾持柄8上，另一端連接在支撐頭21的夾持裝置17上。
6、所述的自阻加熱輔助漸進成形系統，電源1的正極或負極通過接線柱3連接在板料16上，負極或正極連接到支撐頭21，支撐頭21、板料16和電源之間形成電流回路。
7、根據任一所述系統的自阻加熱輔助漸進成形方法，包括以下步驟：首先將板料夾持在工作臺上，將工具頭定位到加工路徑的起始位置，同時使支撐頭位于板料另一側的對應位置；打開電源，電流從電源的正極流出，流經接線柱、板料、支撐頭，最后回到電源負極；待板料局部加熱到預定溫度時，工具頭開始按照既定路徑運動，支撐頭在板料另一側同步運動，成形過程中由于彈簧的支撐，使支撐頭始終與板料接觸，從而保證了從始至終電路的完整性；當板料與工具頭的溫度較高時，啟動降溫裝置，使其溫度保持在合適的水平，從而保證板料最終的成形質量。
8、與現有技術相比，本專利技術具有以下顯著的有益效果：
9、1、電流路徑的穩定性顯著提高：通過支撐頭和工具頭的對齊設計，電流路徑更加穩定均勻，減少了因電流分布不均而導致的局部過熱或溫度不足的問題。這種穩定的電流路徑有助于提高工件的成形質量，特別是在加工復雜零件和高精度要求的工件時，優勢更加明顯。
10、2、工具頭的過熱問題得到解決：通過在工具頭上集成降溫裝置，有效地控制了工具頭的溫度，避免了因過熱引起的工件表面缺陷。這一設計不僅延長了工具頭的使用壽命，還提高了成形過程的穩定性和成形質量。
11、3、系統設計簡化，可靠性提高：本專利技術通過優化電氣連接，將電流路徑轉移至支撐頭，避免了工具頭的直接電氣連接，簡化了系統設計。減少了系統中的電氣接口和連接點，降低了故障率，并簡化了日常維護工作。提高了系統的可靠性，使得自阻加熱漸進成形工藝在工業應用中更具可行性。
12、4、成形過程中的電路持續性得到保障：彈簧支撐裝置確保了支撐頭與工件表面的持續接觸，維持了電流回路的連續性。這一設計解決了成形過程中因工件變形或位移導致的電路中斷問題，確保了電流路徑的穩定性，從而提高了成形質量和過程的順利進行。
13、5、材料適應性增強：通過本專利技術的設計，電流路徑和溫度管理更加可控，使得自阻加熱漸進成形工藝能夠更好地適應不同材料的加工需求，特別是在高強度材料和難加工材料的應用中，具有更高的成形精度和質量。
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1.一種自阻加熱輔助漸進成形系統，其特征在于，包括：工具頭(9)、支撐頭(21)、降溫裝置(4)和彈性支撐裝置；工具頭(9)設置在板料的一側，在板料(16)的另一側對應位置設置一個支撐頭(21)，并通過機械連接裝置(11)將支撐頭(21)與工具頭(9)連接在一起，通過該機械連接裝置，使支撐頭(21)隨工具頭(9)同步運動，工具頭(9)和支撐頭(21)始終同時作用于板料的同一位置，并且二者位于同一豎直線上。
2.根據權利要求1所述的自阻加熱輔助漸進成形系統，其特征在于，所述彈性支撐裝置包括安裝在支撐頭(21)的下方的彈簧(18)，彈簧(18)固定設置在支撐頭(21)的夾持裝置(17)中，該彈簧(18)的作用是確保支撐頭(21)始終與工件表面保持良好的接觸；彈簧(18)頂部與支撐頭(21)底部之間設置絕緣墊片(19)，支撐頭(21)與夾持裝置(17)之間設置絕緣套(20)。
3.根據權利要求1所述的自阻加熱輔助漸進成形系統，其特征在于，機械連接裝置(11)采用曲柄結構，該曲柄結構將將支撐頭(21)與工具頭(9)連接在一起，曲柄的一端連接在工具頭(9)的夾持柄(
4.根據權利要求1所述的自阻加熱輔助漸進成形系統，其特征在于，電源(1)的正極或負極通過接線柱(3)連接在板料(16)上，負極或正極連接到支撐頭(21)，支撐頭(21)、板料(16)和電源之間形成電流回路。
5.根據權利要求1-4任一所述系統的自阻加熱輔助漸進成形方法，其特征在于，包括以下步驟：首先將板料夾持在工作臺上，將工具頭定位到加工路徑的起始位置，同時使支撐頭位于板料另一側的對應位置；打開電源，電流從電源的正極流出，流經接線柱、板料、支撐頭，最后回到電源負極；待板料局部加熱到預定溫度時，工具頭開始按照既定路徑運動，支撐頭在板料另一側同步運動，成形過程中由于彈簧的支撐，使支撐頭始終與板料接觸，從而保證了從始至終電路的完整性；當板料與工具頭的溫度較高時，啟動降溫裝置，使其溫度保持在合適的水平，從而保證板料最終的成形質量。
...【技術特征摘要】
1.一種自阻加熱輔助漸進成形系統，其特征在于，包括：工具頭(9)、支撐頭(21)、降溫裝置(4)和彈性支撐裝置；工具頭(9)設置在板料的一側，在板料(16)的另一側對應位置設置一個支撐頭(21)，并通過機械連接裝置(11)將支撐頭(21)與工具頭(9)連接在一起，通過該機械連接裝置，使支撐頭(21)隨工具頭(9)同步運動，工具頭(9)和支撐頭(21)始終同時作用于板料的同一位置，并且二者位于同一豎直線上。
2.根據權利要求1所述的自阻加熱輔助漸進成形系統，其特征在于，所述彈性支撐裝置包括安裝在支撐頭(21)的下方的彈簧(18)，彈簧(18)固定設置在支撐頭(21)的夾持裝置(17)中，該彈簧(18)的作用是確保支撐頭(21)始終與工件表面保持良好的接觸；彈簧(18)頂部與支撐頭(21)底部之間設置絕緣墊片(19)，支撐頭(21)與夾持裝置(17)之間設置絕緣套(20)。
3.根據權利要求1所述的自阻加熱輔助漸進成形系統，其特征在于，機械連接裝置(11)采用曲柄結構，該...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王輝，劉國煒，徐巖，彭靖宇，
申請(專利權)人：南京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：
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