[实用新型]一种曲面零件柔性涨拉成形装置

说明书

技术领域：

本实用新型应用可重构多点模具，使用一个液压缸实现三维曲面零件的涨拉成形，属于金属塑性加工领域。

背景技术：

铝合金、钛合金三维曲面零件广泛应用于飞机蒙皮、动车组外板、高品质汽车以及现代建筑等多个生产生活领域。目前常用的成形工艺是利用模具在拉伸成形机上进行曲面拉伸成形，采用这种成形方式，拉形模具品种多、数量大，制造周期长。因而模具的制造和存放成为曲面零件成形的难题之一；另一方面拉形机是用到的主要装备，目前国内各生产企业所用的拉形机价格昂贵，操作复杂。因此近年来开始出现各种曲面柔性成形方法，研究在一种设备上成形不同几何形状、不同材质的三维曲面零件，从而做到数字化柔性成形。其中之一就是多点成形方法，它将原来的实体模具离散化为紧密排列的冲头矩阵，每一个冲头都可以在计算机的控制下调整高度，所有冲头调整到所需要的高度后，其端部形成所需要的成形模面，代替传统模具进行冲压或者拉伸成形，该技术已有相关专利公开。一套多点模具就可以代替大量不同几何形状的拉伸模具，与传统拉伸机配套就可以实现曲面零件的柔性涨拉成形。但多点模具是一套机电一体化集成设备，在传统拉伸机上装卸困难；而且不同的三维曲面零件成形时，所需要的模具高度不同，需要用工装调整高度，操作困难；本实用新型设计了一种曲面零件柔性涨拉成形装置，将多点模具安装于上下移动工作平台，工作平台由主液压缸驱动。涨拉前可以根据目标零件几何形状的不同方便调整高度，易于装夹零件；涨拉成形过程中，该主液压缸提供涨拉动力，实现工件成形；可重构多点模具根据目标零件的不同调整形状，实现柔性成形，一套主液压缸实现涨拉成形，降低了拉形设备成本，该装置未见相关专利报道。该实用新型可以用于高速动车组铝合金外板、飞机蒙皮零件、现代建筑金属幕墙曲面等不同应用领域。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种三维曲面零件柔性涨拉成形装置。该装置由伺服电机驱动预拉伸与夹紧部分实现板料预拉伸与拉边、由主液压缸驱动位于上下可移动工作平台上的多点模具实现涨拉成形、多点模具实现可重构柔性模具功能，三者集成为一套装置实现曲面零件的柔性涨拉成形。

本实用新型的目的是通过下述的技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种曲面零件柔性涨拉成形装置，主要由机身框架、涨拉成形平台、预拉伸与夹紧机构以及可重构多点模具组成，所述预拉伸与夹紧机构安装在机身框架上，对板材预拉伸与夹紧，所述涨拉成形平台由主推力液压缸10和上下可移动工作平台12组成，所述可重构多点模具7集成安装在上下可移动工作平台12上，通过主推力液压缸10向上推动可重构多点模具7靠近已被预拉伸的板料，对板材涨拉成形，主推力液压缸10采用不同控制模式，对上顶涨拉力、板料涨拉量和涨拉速率不同涨拉工艺参数的控制。

所述预拉伸与夹紧机构由伺服电机1、伺服电机1同步驱动的前后两根左右旋丝杠6、装在前后两根左右旋丝杠6两端的左右旋丝母4和通过固定轴装在左右旋丝母4上的拉伸夹钳5组成。

所述左右旋丝杠6上的螺纹为左右旋设置，与左右旋丝杠6上的左右旋螺纹相配合的左右旋丝母4带动左右两组拉伸夹钳5同步反方向运动，对板料夹紧预拉伸和松开。

所述伺服电机1为两套且同步运动，分别通过减速机2控制前后两根丝杠6同步旋转，通过对伺服电机1的力矩控制、位置控制和速度控制分别对预拉伸力控制、板料预拉伸量控制和预拉伸速率控制，有效控制板料预拉伸状态以及涨拉成形过程中的拉边力。

所述拉伸夹钳5为离散式结构，每个拉伸夹钳5上均装有夹紧液压缸8，所有夹钳5安装在同一固定轴上并沿固定轴旋转，随着主推力液压缸10的上顶，拉伸夹钳5的钳口与被涨拉板料边缘始终成切线状态，拉伸夹钳5的张开与锁紧由安装于其上的夹紧液压缸8控制。

所述控制夹紧液压缸8对拉伸夹钳5的整体夹紧力、部分或单个夹钳夹紧力进行不同控制。

所述可重构多点模具7由数个高度可调整的冲头基本体排列而成，每一个冲头基本体的高度由计算机数控调整，调整方式包括通过丝杠旋转带动具有内螺纹的方体、通过液压缸、气缸或者直线电机驱动，其排列方式采用紧密排列或按照一定间隔排列，冲头基本体的布置按矩阵方式或呈蜂窝状排列；所有冲头基本体调整到所需要的高度后，其端部形成的型面轮廓代替整体模具用于涨拉成形。

所述可重构多点模具7由实体涨拉模具或者简易模具代替，可以实现曲面零件的普通涨拉成形。

本实用新型创造的优点：