一种逐点成形装置与方法与流程

1.本发明属于曲面件成形领域，具体是涉及到一种逐点成形装置与方法。


背景技术：

2.板材渐进成形工艺是一种新的板材无模成形技术，采用了快速成形技术中“分层制造”的思想，将待成形的零件离散为一系列二维平面进行逐层成形。相对于传统的板料成形工艺，只需要简单的模具便可以极大减少制造模具的巨额费用，且由于其柔性成形的特点，可以充分发挥材料的塑性性能，达到高性能的标准。
3.渐进成形中负成形工艺不需要支撑模具便可以加工简单对称的成形件，加工面为零件的内表面，具有制造成本低、生产周期短等优点。但在成形过程中由于没有支撑模具造成局部塑性应变逐渐积累，局部成形区域极易出现破裂、压痕、起皱、回弹等成形缺陷，从而严重影响成形件的轮廓精度和表面质量。而正成形工艺有模具进行支撑，加工面为零件的外表面，刀具沿模具边缘加工运动，可以加工复杂非对称成形件，同时成形过程中工具头与成形件始终保持接触，可以有效改善成形缺陷。但正成形工艺生产不同尺寸的成形件，需要不断更换支撑模具，造成制造成本增加、制造周期加长等问题。负成形制造出来的零件由于极易出现成形缺陷而正成形的复杂模具却需要不断更换底模，这些问题也限制了渐进成形技术在生产上的广泛应用。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种可实现不同曲面成形且可有效补偿成形误差的一种逐点成形装置与方法。
5.本发明的内容包括成型模具和成型组件，所述成型模具包括旋转平台和若干个支撑模具，每个支撑模具均通过一个升降驱动组件设置在旋转平台上，旋转平台位于若干个支撑模具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。
6.更进一步地，所述旋转平台上还设置有导向限位板，导向限位板对应若干个支撑模具和立柱设置有开孔。
7.更进一步地，所述支撑模具的升降驱动组件设置在旋转平台和导向限位板之间。
8.更进一步地，所述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。
9.本发明还包括工作台，所述旋转平台设置在工作台上,所述旋转平台中心处设置有安装孔，所述工作台位于安装孔处设置有一个支撑模具，该支撑模具通过一个升降驱动组件和一个旋转驱动组件设置在工作台上，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。
10.更进一步地，所述升降驱动组件、旋转驱动组件和支撑模具依次设置。
11.更进一步地，若干个支撑模具呈矩形阵列排布，两两支撑模具之间间距一致。
12.本发明还包括保温箱，所述保温箱内壁设置有加热电阻丝，保温箱罩住所述成型
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型组件工作的开口。
13.更进一步地，所述成型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型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。
14.本发明还提供一种逐点成形方法，包括逐点成形装置和控制系统，包括如下步骤：
15.s1、用户根据需要，通过控制系统控制若干个升降驱动组件工作，使若干个支撑模具调节至相应高度，若干个支撑模具顶面整体形成所需成型的曲面；
16.s2、将待成型板料安装到压边圈上，使板料与若干个支撑模具所对应；
17.s3、成型组件向板料移动，并推动板料紧贴支撑模具，控制系统控制旋转平台旋转，成型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型。
18.本发明的有益效果是，本发明每个支撑模具均通过一个升降驱动组件设置在旋转平台上，进而若干个支撑模具的工作侧可根据用户需要形成各种平面和曲面,可快速精确的实现模具型面的变换，满足市场需求，无需设计不同模具，极大的提高了成形装置的实用性，有效降低设计成本，且有利于成形件的壁厚均匀性，另外，在成形过程中，可有效提高设备的运行稳定性，也可以通过升降驱动组件调整支撑模具实现实时补偿成形误差，保证成形效果，再者，本技术的升降驱动组件和支撑模具均设置在旋转平台，便于板料的回转体曲面成形，无需成形组件进行三轴运动，仅需通过旋转平台驱动板料旋转，实现与成形组件的相对移动，完成渐变成形，当然，在应用于非回转体的曲面成形时，旋转平台不旋转作为支撑平台使用即可。
附图说明
19.图1为本发明的结构示意图。
20.图2为本发明的局部结构示意图。
21.图3为本发明中保温箱的结构示意图。
22.图4为本发明中导向限位板的结构示意图。
23.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；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
24.如图1-4所示，本发明包括成形模具和成形组件，所述成形模具包括旋转平台10和若干个支撑模具15，每个支撑模具15均通过一个升降驱动组件17设置在旋转平台10上，旋转平台10位于若干个支撑模具15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。
25.本发明每个支撑模具15均通过一个升降驱动组件17设置在旋转平台10上，进而若干个支撑模具15的工作侧可根据用户需要形成各种平面和曲面,可快速精确的实现模具型面的变换，满足市场需求，无需设计不同模具，极大的提高了成形装置的实用性，有效降低
设计成本，且有利于成形件的壁厚均匀性，另外，在成形过程中，可有效提高设备的运行稳定性，也可以通过升降驱动组件17调整支撑模具15实现实时补偿成形误差，保证成形效果，再者，本技术的升降驱动组件17和支撑模具15均设置在旋转平台10，便于板料14的回转体曲面成形，无需成形组件进行三轴运动，仅需通过旋转平台10驱动板料14旋转，实现与成形组件的相对移动，完成渐变成形，当然，在应用于非回转体的曲面成形时，旋转平台10不旋转作为支撑平台使用即可。优选的，压边圈13也可以采用可升降的形式，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。
26.本发明应用于渐变成形方式中，因为是小范围逐步成形，有利于实现补偿成形误差，而蠕变时效成形中整块板料14同时成形，无需也无法实时补偿成形误差，本发明相比于蠕变时效成形而言，更有利于板料14的精细化成形，便于实现各种不同型面的成形。
27.所述旋转平台10上还设置有导向限位板16，导向限位板16通过杆件设置在旋转平台10上，导向限位板16对应若干个支撑模具15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。
28.所述支撑模具15的升降驱动组件17设置在旋转平台10和导向限位板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。
29.所述升降驱动组件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。
30.本发明还包括工作台9，所述旋转平台10转动设置在工作台9上,用于给旋转平台10提供安装空间，所述旋转平台10中心处设置有安装孔18，所述工作台9位于安装孔18处设置有一个支撑模具15，该支撑模具15通过一个升降驱动组件17和一个旋转驱动组件19设置在工作台9上，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，在对回转体曲面进行成形时，该支撑模具15端部可设置回转型成形模具块，保证板料14回转中心处的成形效果。所述升降驱动组件17、旋转驱动组件19和支撑模具15依次设置，便于回转和升降的功能实现。
31.若干个支撑模具15呈矩形阵列排布，两两支撑模具15之间间距一致,如图4所示，支撑模具15的密度越大，板料14的成形型面更好，本实施例，若干个支撑模具15整体优先形成圆形或方向的型面，便于回转体曲面和非回转体曲面的板料14成形。
32.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。
33.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，另外，工具头7上还可以用于安装搅拌摩擦焊焊头，实现多功能操作。
34.本发明还包括一种逐点成形方法，包括逐点成形装置和控制系统，包括如下步骤：
35.s1、用户根据需要，通过控制系统控制若干个升降驱动组件17工作，使若干个支撑模具15调节至相应高度，若干个支撑模具15顶面整体形成所需成形的曲面，具体地，控制系统基于模具型面需求，将指令发送给各个升降驱动组件17；所述升降驱动组件17在控制系统指令下，实现支撑模具15在垂直方向的移动，实现多个支撑模具15组成的支撑型面变化；
36.s2、将待成形板料14安装到压边圈13上，使板料14与若干个支撑模具15所对应，当压边圈13可以上下运动时，板料14在成形前夹紧于压边圈13中，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；所述控制系统基于成形要求，将指令发送给驱动压边圈13升降的驱动元件，实现板料14在垂直方向的移动；在成形过程中，位移传感器实时获取板料14的位移变化，控制系统基于板料14的位移变化，将指令发送给驱动压边圈13升降的驱动元件补偿板料14在成形过程中的误差；
37.s3、成形组件向板料14移动，并推动板料14紧贴支撑模具15，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。
38.在步骤s3中，控制系统还可以通过实时控制各个升降驱动组件17进行成形误差补偿，确保成形效果，具体地，在成形过程中，通过设置位移传感器，实时获取支撑模具位移变化，控制系统基于支撑模具位移变化，将指令发送给升降驱动组件17，系统补偿支撑模具15在成形过程中的误差。