板材連續(xù)成形的數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形系統(tǒng)技術(shù)方案

板材連續(xù)成形的數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形系統(tǒng)。成形的雙曲面形狀各異，又要求其成形精度高、生產(chǎn)效率高、表面質(zhì)量好、材料厚度均勻。本產(chǎn)品其組成包括：帶有壓力機(jī)下平臺(tái)的壓力機(jī)（1），壓力機(jī)連接壓力機(jī)滑塊（2），壓力機(jī)滑塊連接帶有多點(diǎn)柔性模具基本體（3）的多點(diǎn)柔性模具（4）和柔性壓邊圈（5），多點(diǎn)柔性模具連接可旋轉(zhuǎn)萬向頭（6）或固定球頭（7），多點(diǎn)柔性模具基本體連接柔性墊層（8），壓力機(jī)下平臺(tái)連接液壓脹形系統(tǒng)，板材（9）在液壓脹形系統(tǒng)與所述的柔性墊層形成的空間中由板材進(jìn)給系統(tǒng)（10）推動(dòng)移動(dòng)，成形控制系統(tǒng)控制液壓脹形系統(tǒng)、壓力機(jī)、多點(diǎn)柔性模具和柔性壓邊圈。本發(fā)明專利技術(shù)用于板材的連續(xù)數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種板材連續(xù)成形的數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著社會(huì)的發(fā)展，復(fù)雜的雙曲金屬板材在飛機(jī)、船舶、高速機(jī)車、汽車乃至建筑等諸多行業(yè)中，得到越來越多的運(yùn)用。人們不但要求成形的雙曲面形狀各異，又要求其成形精度高、生產(chǎn)效率高、表面質(zhì)量好、材料厚度均勻。這就對(duì)金屬板材成形工藝提出了極大的挑戰(zhàn)。在傳統(tǒng)板料成形方法中，手工成形方法由于生產(chǎn)效率低、加工精度低、不適合大批量生產(chǎn)，在板料成形中占據(jù)不了主導(dǎo)地位。模具成形方法生產(chǎn)效率高、加工件的精度高、適合大批量生產(chǎn)，多年來一直占據(jù)著主導(dǎo)地位。但缺點(diǎn)是模具設(shè)計(jì)制造周期長，維護(hù)費(fèi)用高， 往往成形一個(gè)零件需要多個(gè)模具，造成新產(chǎn)品開發(fā)周期長，成本高，而且缺乏柔性，產(chǎn)品稍作改變后模具需要重新設(shè)計(jì)更換。隨著飛機(jī)、船舶、高速機(jī)車、汽車業(yè)的發(fā)展，往往需要對(duì)大型的板材進(jìn)行成形，傳統(tǒng)工藝作大型板材的成形需要大噸位、大尺寸的機(jī)械設(shè)備。這樣的設(shè)備造價(jià)高昂，制作周期長，同時(shí)耗能巨大，缺乏柔性，不能滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代的需求。因此，一些新形的板料成形技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，如噴丸成形、激光成形、水射流無模成形技術(shù)、數(shù)字化漸進(jìn)成形、無模多點(diǎn)成形等。然而這幾種新形的板料成形技術(shù)也存在著一些缺點(diǎn)和局限性，噴丸成形的局限性是球面變形趨勢(shì)、變形有限、限制條件苛刻、影響因素繁多等；激光成形的缺點(diǎn)是成本高，不容易控制；水射流無模成形技術(shù)還需要不斷地完善，實(shí)際應(yīng)用中還存在很多問題；數(shù)字化漸進(jìn)成形需要制作模具，加工成本高、周期長，表面質(zhì)量差等缺點(diǎn)；與前幾種成形技術(shù)相比較，無模多點(diǎn)成形技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無模成形、優(yōu)化變形路徑、小設(shè)備成形大形件、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。多點(diǎn)無模成形技術(shù)根據(jù)成形方式分為多點(diǎn)對(duì)壓成形技術(shù)和多點(diǎn)拉伸成形技術(shù)。多點(diǎn)對(duì)壓成形技術(shù)當(dāng)遇到局部曲率變化較大時(shí)，容易出現(xiàn)皺褶，且回彈量較大。多點(diǎn)拉伸成形技術(shù)，相比多點(diǎn)對(duì)壓成形技術(shù)，其回彈量小、成形精度較高、不起皺褶。現(xiàn)今的多點(diǎn)無模拉伸成形技術(shù)都是采用機(jī)械拉伸形式，例如用夾鉗夾緊板料進(jìn)行機(jī)械拉伸。而機(jī)械拉伸成形方式也存在以下缺陷容易在板料內(nèi)部形成應(yīng)力集中現(xiàn)象，對(duì)很多強(qiáng)度低、延伸率小的金屬材料及一些曲率變化較大的曲面而言，在拉伸過程中，容易產(chǎn)生撕裂。非常浪費(fèi)材料。在資源如此短缺的今天，這種浪費(fèi)顯得尤為不該。無論是多點(diǎn)對(duì)壓成形技術(shù)還是多點(diǎn)拉伸成形技術(shù)，其回彈大，成形精度都不高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種將數(shù)控多點(diǎn)柔性模具技術(shù)、板材的液壓脹形技術(shù)和連續(xù)成形技術(shù)結(jié)合在一起，通過改進(jìn)，形成了板材連續(xù)成形的數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形系統(tǒng)，將板材的液壓脹形技術(shù)施力均勻、變形流暢、成形極限高、成形質(zhì)量好、成形精度高、不損壞模具的特點(diǎn)，與多點(diǎn)柔性模具技術(shù)不需要制作模具、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的特點(diǎn)還有連續(xù)成形技術(shù)小設(shè)備成形大型件的特點(diǎn)結(jié)合在了一起。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種板材連續(xù)成形的數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形系統(tǒng)，其組成包括帶有壓力機(jī)下平臺(tái)的壓力機(jī)，所述的壓力機(jī)連接壓力機(jī)滑塊，所述的壓力機(jī)滑塊連接帶有多點(diǎn)柔性模具基本體的多點(diǎn)柔性模具和柔性壓邊圈，所述的多點(diǎn)柔性模具連接可旋轉(zhuǎn)萬向頭或固定球頭，所述的多點(diǎn)柔性模具基本體連接柔性墊層，所述的壓力機(jī)下平臺(tái)連接液壓脹形系統(tǒng)，板材在所述的液壓脹形系統(tǒng)與所述的柔性墊層形成的空間中由板材進(jìn)給系統(tǒng)推動(dòng)移動(dòng)，成形控制系統(tǒng)控制所述的液壓脹形系統(tǒng)、所述的壓力機(jī)、所述的多點(diǎn)柔性模具和所述的柔性壓邊圈。所述的板材連續(xù)成形的數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形系統(tǒng)，所述的液壓系統(tǒng)包括外箍件，所述的外箍件內(nèi)裝有液壓囊，所述的液壓囊通過出液管和進(jìn)液管連接液壓站；所述的液壓囊內(nèi)裝有高壓液體，所述的液壓囊采用高分子彈性材料或高分子材料與金屬材料的復(fù)合材料，根據(jù)板材的外形特點(diǎn)確定材質(zhì)和厚度。所述的板材連續(xù)成形的數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形系統(tǒng)，所述的多點(diǎn)柔性模具包括多點(diǎn)柔性模具基本體，所述的多點(diǎn)柔性模具基本體連接所述的可旋轉(zhuǎn)萬向頭或所述的固定球頭；所述的多點(diǎn)柔性模具基本體為絲桿升降機(jī)構(gòu)或液壓升降機(jī)構(gòu)，通過所述的絲桿升降機(jī)構(gòu)絲桿的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)絲桿螺母的升降，或通過所述的液壓升降機(jī)構(gòu)液體的流動(dòng)實(shí)現(xiàn)活塞升 降；由多點(diǎn)柔性模具調(diào)形系統(tǒng)、所述的多點(diǎn)柔性模具基本體、所述的可旋轉(zhuǎn)萬向頭或所述的固定球頭組成所述的多點(diǎn)柔性模具，所述的可旋轉(zhuǎn)萬向頭通過拉伸彈簧和球頭支座。所述的板材連續(xù)成形的數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形系統(tǒng)，所述的板材位于所述的柔性墊層和所述的液壓囊之間，所述的柔性墊層位于所述的可旋轉(zhuǎn)萬向頭或所述的固定球頭和所述的板材之間，所述的外箍件包裹在所述的液壓囊四周，所述的柔性壓邊圈包括上柔性壓邊圈和下柔性壓邊圈，所述的上柔性壓邊圈在所述的多點(diǎn)柔性模具四周，所述的下柔性壓邊圈圍繞在所述外箍件四周，所述的外箍件、所述的液壓囊、所述的下柔性壓邊圈分別連接在所述的壓力機(jī)下平臺(tái)上，所述的板材進(jìn)料系統(tǒng)與所述的板材連接，所述的板材進(jìn)料系統(tǒng)調(diào)整所述的板材與所述的多點(diǎn)柔性模具的相對(duì)位置。所述的板材連續(xù)成形的數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形系統(tǒng)，所述的壓力機(jī)包括壓力機(jī)下平臺(tái)，所述的多點(diǎn)柔性模具裝在所述的板材的下方時(shí)為多點(diǎn)柔性下模具，或所述的多點(diǎn)柔性模具裝在所述的板材的上方時(shí)為多點(diǎn)柔性上模具，所述的壓力機(jī)下平臺(tái)連接所述的多點(diǎn)柔性下模具；所述的多點(diǎn)柔性模具為所述的多點(diǎn)柔性下模具時(shí)所述的液壓囊、所述的外箍件連接所述的壓力機(jī)滑塊。所述的板材連續(xù)成形的數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形系統(tǒng)，所述的壓力機(jī)采用單動(dòng)壓力機(jī)或雙動(dòng)壓力機(jī)，所述的板材壓成特殊形狀時(shí)選用雙動(dòng)壓力機(jī)； 所述的板材連續(xù)成形的數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形系統(tǒng)，所述的柔性墊層采用高分子柔性材料是聚氨酯板高分子復(fù)合材料或聚酰胺板高分子復(fù)合材料或橡膠板高分子復(fù)合材料或薄壁低屈服應(yīng)力金屬材料或在高分子柔性材料內(nèi)復(fù)合金屬夾片，選用以上材料根據(jù)成形所述的柔性墊層確定材質(zhì)。所述的板材連續(xù)成形的數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形系統(tǒng)，所述的板材通過分段成形實(shí)現(xiàn)最終形狀；每次成形時(shí)所述的板材均分為成形區(qū)域、過渡區(qū)域和未成形區(qū)域；成形過程中，所述的板材進(jìn)給系統(tǒng)移動(dòng)所述的板材，改變與所述的多點(diǎn)柔性模具的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)所述的液壓囊與所述的多點(diǎn)柔性模具對(duì)板材的分段成形，所述的未成形區(qū)域變?yōu)樗龅倪^渡區(qū)域，所述的過渡區(qū)域變?yōu)樗龅某尚螀^(qū)域，直至形成最終形狀。所述的板材連續(xù)成形的數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形系統(tǒng)，所述的成形控制系統(tǒng)連接所述的連續(xù)板材進(jìn)給系統(tǒng)、所述的液壓站、所述的多點(diǎn)柔性模具調(diào)形系統(tǒng)、所述的上柔性壓邊圈、所述的下柔性壓邊圈；所述的成形控制系統(tǒng)計(jì)算每次分段成形所述的成形區(qū)域、所述的過渡區(qū)域、所述的未成形區(qū)域的形狀位置、所述的多點(diǎn)柔性模具的形狀、所述的上柔性壓邊圈的形狀及壓邊力大小、所述的下柔性壓邊圈形狀及壓邊力大小，所述的液壓囊內(nèi)液壓力大小，并模擬成形過程；所述的成形控制系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制所述的多點(diǎn)柔性模具調(diào)形系統(tǒng)調(diào)整多點(diǎn)柔性模具形狀、控制所述的連續(xù)板材進(jìn)給系統(tǒng)移動(dòng)板材位置、控制所述的上柔性壓邊圈和所述的下柔性壓邊圈的壓邊圈形狀和壓邊力大小，控制所述的液壓站調(diào)整液壓囊內(nèi)的液體壓力。所述的板材連續(xù)成形的數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形系統(tǒng)，所述的多點(diǎn)柔性模具基本體、所述的上柔性壓邊圈、所述的下柔性壓邊圈末端都安裝有所述的可旋轉(zhuǎn)萬向頭或所述的固定球頭，所述的可旋轉(zhuǎn)萬向頭以所述的可旋轉(zhuǎn)萬向頭頂部中心點(diǎn)為球心轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，頂部中心點(diǎn)豎向本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種板材連續(xù)成形的數(shù)控多點(diǎn)無模液壓脹形系統(tǒng)，其組成包括：帶有壓力機(jī)下平臺(tái)的壓力機(jī)，其特征是：所述的壓力機(jī)連接壓力機(jī)滑塊，所述的壓力機(jī)滑塊連接帶有多點(diǎn)柔性模具基本體的多點(diǎn)柔性模具和柔性壓邊圈，所述的多點(diǎn)柔性模具連接可旋轉(zhuǎn)萬向頭或固定球頭，所述的多點(diǎn)柔性模具基本體連接柔性墊層，所述的壓力機(jī)下平臺(tái)連接液壓脹形系統(tǒng)，板材在所述的液壓脹形系統(tǒng)與所述的柔性墊層形成的空間中由板材進(jìn)給系統(tǒng)推動(dòng)移動(dòng)，成形控制系統(tǒng)控制所述的液壓脹形系統(tǒng)、所述的壓力機(jī)、所述的多點(diǎn)柔性模具和所述的柔性壓邊圈。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳月明，許佳樂，劉培江，黃技元，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間鋼結(jié)構(gòu)幕墻有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：