专利名称：多点无模液压胀形设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属成形技术领域，具体涉及一种多点无模液压胀形设备。
背景技术：
随着社会的发展，复杂的双曲金属板材在飞机、船舶、高速机车、汽车乃至建筑等诸多行业中，得到越来越多的运用。人们不但要求成形的双曲面形状各异，又要求其成形精度高、生产效率高、表面质量好、材料厚度均匀。这就对金属板材成形工艺提出了极大的挑战。在传统板料成形方法中，手工成形方法由于生产效率低、加工精度低、不适合大批量生产，在板料成形中占据不了主导地位。模具成形方法生产效率高、加工件的精度高、适合大批量生产，多年来一直占据着主导地位。但缺点是模具设计制造周期长，维护费用高，·往往成形一个零件需要多个模具，造成新产品开发周期长，成本高，而且缺乏柔性，产品稍作改变后模具需要重新设计更换。因此，一些新形的板料成形技术应运而生，如喷丸成形、激光成形、水射流无模成形技术、数字化渐进成形、无模多点成形等。然而这几种新形的板料成形技术也存在着一些缺点和局限性，喷丸成形的局限性是球面变形趋势、变形有限、限制条件苛刻、影响因素繁多等；激光成形的缺点是成本高，不容易控制；水射流无模成形技术还需要不断地完善，实际应用中还存在很多问题；数字化渐进成型需要制作模具，加工成本高、周期长，表面质量差等缺点；与前几种成形技术相比较，无模多点成形技术具有很多优点实现无模成形、优化变形路径、小设备成形大形件、易于实现自动化。多点无模成形技术根据成形方式分为多点对压成形技术和多点拉伸成形技术。多点对压成形技术当遇到局部曲率变化较大时，容易出现皱褶，且回弹量较大。多点拉伸成形技术，相比多点对压成形技术，其回弹量小、成型精度高、不起皱褶。现今的多点无模拉伸成形技术都是采用机械拉伸形式，例如用夹钳夹紧板料进行机械拉伸。而机械拉伸成形方式也存在下面三种主要缺陷(1)容易在板料内部形成应力集中现象，对很多强度低、延伸率小的金属材料及一些较为曲率较大的曲面而言，在拉伸过程中，容易产生撕裂；(2)非常浪费材料，在资源如此短缺的今天，这种浪费显得尤为不该；(3)无论是多点对压成形技术还是多点拉伸成形技术，其成形精度都不高，只能达到毫米级。实用新型内容本实用新型的目的是提供一种多点无模液压胀形设备，将多点无模拉伸成型技术与板材的液压胀形技术结合在一起，通过改进，形成了多点液压胀形工艺，将板材的液压胀形技术施力均匀、变形流畅、成形极限高、成形质量好、成形精度高、不损坏模具的特点，与多点无模成形技术不需要制作模具、容易实现自动化的特点结合在了一起。上述的目的通过以下的技术方案实现一种多点无模液压胀形设备，其组成包括多点模具，所述的多点模具安装在壳体内，所述的多点模具与多点无模模具调形系统连接，所述的壳体与压力机连接，所述的多点模具连接万向头，金属板材位于上压边圈和下压边圈之间，柔性垫板位于所述的万向头和所述的金属板材之间，气泵通过进气管与液压腔连接，液压设备通过进液管和出液管与所述的液压腔连接。所述的多点无模液压胀形设备，所述的多点无模模具调形系统包括计算机控制系统、旋转电机、电机，所述的计算机控制系统分别与所述的旋转电机和电磁离合器连接，所述的电机安装在电机支架上，同步带或链条安装在所述的旋转电机和所述的电磁离合器上，所述的同步带或 链条上安装有同步带或链条旋转体，所述的电磁离合器与基本体连接。所述的多点无模液压胀形设备，基准平面与所述的基本体连接，所述的基本体与球头支座连接，所述的球头支座与万向头连接，所述的基本体与所述万向头之间安装有拉伸弹簧，所述的基本体上安装有测距尺。有益效果I.实现无模成形。通过对各基本体运动的控制来构造出各种不同的成形曲面，可以取代传统的整体模具节省模具设计制造、调试和保存等所需的人力、物力和财力，显著地缩短产品生产周期，降低生产成本，提高产品的竞争力。与模具成形法相比，不但节省加工制造模具的费用，而且节省大量的修模与调模时间；与手工成形方法相比，成形的产品精度高、质量好，并且显著提高了生产效率。实现自动化。曲面造形采用计算机辅助，实现CAD/CAM/CAE —体化生产，工作效率高，劳动强度小，极大地改善了劳动者作业环境。成形极限高。由于液压胀形中液压的作用，使坯料与凹模紧紧贴合，产生“摩擦保持效果”，提高了传力区的承载能力。更为重要的是，对于汽车制造领域的复杂曲面零件，反向液压的作用形成“软拉伸筋”，消除悬空区，坯料与模具之间建立起有益摩擦使得凹模底部圆角处坯料的径向拉应力减小，应变轨迹在成型极限图上向左偏移，可大幅提高成形极限，而传统拉伸的等双拉应力状态则容易导致拉裂。成形精度高。多点模具调形采用闭环控制，将调形精度控制在微米级。多点模具基本体末端的万向头以顶点为球心转动，消除了普通圆头基本体的弧线误差。使用液压胀形显著改善了工件的成型质量和性能，工件与模具的贴合程度好，回弹量极小。.对复杂的空间曲面适应性强。多点模具基本体末端的万向头转动角度可达到39°，可随着整体曲面平滑过渡。多点模具基本体末端的万向头可更换，更换成特殊表面形状的万向头，大大增加了多点模具对复杂曲面的适应性。板材厚度减薄量均匀，残余应力小。液压成形使得工件在成形的过程中，受力均匀，工件的每个点均匀的进入塑性变形，变形匀称，所以成形后的工件全部进入塑性变形阶段，厚度均匀，几乎没有残余应力。调形速度快。由于一个旋转电机可以串联多个基本体，调形时间被大幅减少，可在3分钟内调完整个模型，极大地提高了多点液压胀形工艺的工作效率。
附图I是本产品的结构示意图。附图2是附图I中多点模具调形系统的结构示意图。附图3是附图2的左视图。附图4是附图2中的基本体与万向头的连接示意图。
具体实施方式
[0028]实施例I :一种多点无模液压胀形设备，其组成包括多点模具21，所述的多点模具安装在壳体22内，所述的多点模具与多点无模模具调形系统2连接，所述的壳体与压力机3连接，所述的多点模具连接万向头18，金属板材24位于上压边圈25和下压边圈26之间，柔性垫板23位于所述的万向头和所述的金属板材之间，气泵7通过进气管14与液压腔20连接，液压设备5通过进 液管4和出液管6与所述的液压腔连接。实施例2 根据实施例I所述的多点无模液压胀形设备，所述的柔性垫板采用聚氨酯板，所述的柔性垫板可在聚氨酯板内复合金属夹片，所述的柔性垫板的厚度根据成形工件外形特点及成形工件金属材质确定。实施例3 根据实施例I所述的多点无模液压胀形设备，所述的多点模具调形系统包括计算机控制系统8、旋转电机9、电机，所述的计算机控制系统分别与所述的旋转电机和电磁离合器10连接，所述的电机安装在电机支架11上，同步带或链条12安装在所述的旋转电机和所述的电磁离合器上，所述的同步带或链条上安装有同步带或链条旋转体13，所述的电磁离合器与基本体15连接。实施例4 根据实施例I所述的多点无模液压胀形设备，所述的多点模具调形系统，采用所述的旋转电机通过所述的同步带或链条，带动所述的基本体转动调形。通过电磁离合器，控制基本体与同步带旋转体的离合。所述的同步带或链条可串联多个所述的基本体。所述的旋转电机、所述的电磁离合器均与计算机控制系统相连。所述的计算机控制系统根据所述的测距尺反馈的基本体调形高度信息，控制所述的旋转电机旋转，所述的电磁离合器离合。调形精度达到微米级。实施例5 根据实施例I所述的多点无模液压胀形设备，所述的多点液压拉伸成形工艺，所述的基本体为丝杆升降机构，通过丝杆的旋转，来实现丝杆螺母的升降。实施例6 根据实施例I所述的多点无模液压胀形设备，基准平面I与所述的基本体连接，所述的基本体与球头支座17连接，所述的球头支座与万向头18连接，所述的基本体与所述万向头之间安装有拉伸弹簧19，所述的基本体上安装有测距尺16。所述的万向头安装在所述的基本体末端，以万向头顶部中心点为球心转动，最大空间转角为39°，转动过程中，顶部中心点竖向坐标不改变。所述的万向头可拆卸，根据成形曲面形式进行更换。
权利要求1.一种多点无模液压胀形设备，其组成包括多点模具，其特征是所述的多点模具安装在壳体内，所述的多点模具与多点无模模具调形系统连接，所述的壳体与压力机连接，所述的多点模具连接万向头，金属板材位于上压边圈和下压边圈之间，柔性垫板位于所述的万向头和所述的金属板材之间，气泵通过进气管与液压腔连接，液压设备通过进液管和出液管与所述的液压腔连接。
2.根据权利要求I所述的多点无模液压胀形设备，其特征是所述的多点无模模具调形系统包括计算机控制系统、旋转电机、电机，所述的计算机控制系统分别与所述的旋转电机和电磁离合器连接，所述的电机安装在电机支架上，同步带或链条安装在所述的旋转电机和所述的电磁离合器上，所述的同步带或链条上安装有同步带或链条旋转体，所述的电磁离合器与基本体连接。
3.根据权利要求2所述的多点无模液压胀形设备，其特征是基准平面与所述的基本体连接，所述的基本体与球头支座连接，所述的球头支座与万向头连接，所述的基本体与所述万向头之间安装有拉伸弹簧，所述的基本体上安装有测距尺。
专利摘要多点无模液压胀形设备。在传统板料成形设备生产效率低、加工精度低、不适合大批量生产。本产品组成包括多点模具(21)，所述的多点模具安装在壳体(22)内，所述的多点模具与多点无模模具调形系统(2)连接，所述的壳体与压力机(3)连接，所述的多点模具连接万向头(18)，金属板材(24)位于上压边圈(25)和下压边圈(26)之间，柔性垫板(23)位于所述的万向头和所述的金属板材之间，气泵(7)通过进气管(14)与液压腔(20)连接，液压设备(5)通过进液管(4)和出液管(6)与所述的液压腔连接。本产品用于多点液压胀形。
文档编号B21D26/021GK202779356SQ20122034013
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月15日 优先权日2012年7月15日
发明者陈月明, 许佳乐, 黄技元, 刘培江 申请人:哈尔滨工业大学空间钢结构幕墙有限公司