[发明专利]板料多点模预拉深渐进复合成形方法及成形装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料渐进成形技术，尤其是涉及一种板料多点模预拉深渐进复合成形方法及成形装置。

背景技术

渐进成形是一种利用增量局部变形方法以获得所需形状和性能要求的零部件的工艺方法，近些年越来越受到人们的关注。与传统冲压成形方法相比，具有灵活性大，节省复杂模具制造成本，提高材料成形性能等优点。因此，在小批量以及特殊要求的零件生产中得到广泛应用，比如汽车、航空航天制造领域结构复杂的轻质合金(铝合金，镁合金，钛合金)零部件。

由于渐进成形时板料的流动和应力状态比较复杂，成形后零件的尺寸精度也难以约束与控制，尤其是厚度分布均匀性很难以保证，因而限制了该工艺方法的应用范围。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成形效率高、易于实现板料渐进成形一体化的板料多点模预拉深渐进复合成形方法及成形装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种板料多点模预拉深渐进复合成形方法，包括以下步骤：

1)根据所需加工零件的形状调整用于预拉深的多点模的形状；

2)将板料通过翻板及压边圈固定在拉深工作台上，升降油缸带动拉深工作台向下运动设定距离，同时背压油缸在预拉深过程提供背压边力使板料与多点模接触，并通过多点模预拉深成所需形状；

3)预拉深完成后，升降油缸带动拉深工作台向上运动至初始位置；

4)根据所需加工零件的三维模型生成渐进成形加工轨迹，并保存至六自由度运动机构中；

5)翻转电机控制翻板连同其上的压边圈及板料转动至垂直位置，并固定在垂直支架上；

6)六自由度运动机构根据渐进成形加工轨迹控制工具头对板料进行渐进成形加工。

步骤5)中，翻板连同其上的压边圈及板料转动并固定在垂直支架上时，无需对板料进行卸载及二次定位。

步骤6)中，翻板连同其上的压边圈及板料转动并固定在垂直支架上后，从板料的凹面进行渐进成形。

一种板料多点模预拉深渐进复合成形装置，包括底板、背压组件、模具座、升降油缸、旋转式压边夹持结构、多点模、导向柱、拉深工作台、垂直支架、六自由度运动机构和工具头，所述的背压组件、升降油缸、导向柱和模具座均固定在底板上；所述的拉深工作台分别连接升降油缸和导向柱；所述的多点模设在模具座上，并位于拉深工作台下方；所述的背压组件穿过模具座与旋转式压边夹持结构连接；所述的旋转式压边夹持结构设在拉深工作台上；所述的垂直支架垂直连接在底板一端；所述的工具头与六自由度运动机构连接。

所述的旋转式压边夹持结构包括翻转电机、翻板和压边圈，所述的翻转电机与翻板连接，驱动翻板绕拉深工作台的边旋转，所述的板料通过压边圈固定在翻板上。

所述的压边圈包括上压边圈和下压边圈，所述的上压边圈和下压边圈通过螺栓连接，所述的板料置于上压边圈和下压边圈之间。

所述的模具座上开有螺纹孔阵列，所述的多点模通过该螺纹孔阵列与模具座连接，并通过该螺纹孔阵列调节高度。

所述的背压组件设有一对，对称设置在多点模两侧。

所述的背压组件包括相连接的背压油缸和背压顶杆，所述的背压油缸固定在底板上，所述的背压顶杆穿过模具座上的螺纹孔与旋转式压边夹持结构连接。

所述的背压油缸和升降油缸均采用双缸液压结构，其上分别连接有伺服平衡阀。

与现有技术相比，本发明提供一种能够实现垂直预拉深成形后，利用可旋转的压边夹持结构，不需要二次定位即可实现水平渐进成形的复合成形工艺，具有以下优点：

1、本发明通过预拉深成形对板料厚度进行预分配，可以克服了传统渐进成形中板料厚薄分布不均、局部减薄严重的问题，且成形效率高于传统渐进成形；

2、本发明易于实现板料渐进成形一体化，仅需两步就可使板料成形；

3、本发明预拉深多点模可以根据零件形状调整，灵活性大，无需制作专门的模具，能节省时间和提高成形效率，同时能够保证成形厚度的均匀分布，提高成形精度；

4、本发明的压边夹持结构可通过翻转从钣金零件凹面进行渐进成形，保证了成形精度。此外，预成形翻转后无需二次装夹及重新定位，减小定位误差对成形精度的影响；

5、相对于板料拉深成形，本发明所仅需要简单可调的预拉伸多点模即可成形，针对小批量产品成本较低，不需要移动工件以及相关的定位等工作，能进一步提高工作效率。

附图说明

图1为本发明成形装置的结构示意图；