专利名称：一种组合式板料多点模调形装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种板料柔性成形模具，具体是一种板料三维曲面成形的多点模。
背景技术：
多点模成形是金属板料三维曲面成形领域的热点技术，其原理是将传统的模具型面离散化并用一系列规则排列、高度可调的基本体来描述所需要成形的零件几何特征。用基本体组成的“柔性多点模具”代替传统冲压成形的整体模具，大大降低了因冲压模具设计、开发和制造而产生的时间成本和制造成本，能够很好的满足当今市场对工业产品诸多方面的要求，例如，个性化程度高、更新换代快、生产批量从大批量向中、小批量转变。在国内，吉林大学李明哲等对多点模成形的原理、工艺、设备及关键技术等进行了深入的研究，目前，已有的多点调形装置已能够实现快速、数字化调形，但整个系统往往结构复杂、体积庞大、技术水平要求高，而且设备成本较高。为了进一步简化多点调形装置，节省装置的制造成本，发挥多点模成形“柔性”制造的特点以适应小批量甚至是单件生产的要求，结构更为简单且调形简捷的新型多点调形装置亟待开发。
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结构简单、调形快捷的组合式板料多点模调形装置。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种组合式板料多点模调形装置，其特征在于，包括基本体及其调整机构、内侧护板、外侧护板、支承垫板和电磁铁；所述的基本体及其调整机构、内侧护板、外侧护板都设置在支承垫板上，并通过设置在支承垫板底部的电磁铁提供电磁吸附力，将基本体及其调整机构、内侧护板和外侧护板固定在支承垫板上；所述的基本体及其调整机构包括基本体、固定螺杆和底座，基本体通过固定螺杆与底座相连，并通过固定螺杆调节基本体高度，所述的内侧护板和外侧护板与基本体配合装配，用于防止基本体及其调整机构因受到侧向力而发生倾斜或弯曲。所述的基本体及其调整机构设有多个，各基本体及其调整机构均由基本体、固定螺杆和底座组成，根据待成型产品的结构选择相应横截面形状的基本体进行排列，并通过固定螺杆调节该基本体的高度。基本体高度的调整是通过调节固定螺杆与基本体的配合尺寸来实现。基本体的横截面形状可根据需要进行调整。所述的内侧护板设置在各基本体之间，根据基本体的横截面形状及排列方式，在内侧护板上加工出相应的用于配合装配的凹槽，使内侧护板与各基本体配合装配。所述的外侧护板与周边的基本体配合装配，根据基本体的横截面形状，在外侧护板上加工出相应的用于配合装配的凹槽。所述的支承垫板上表面与支撑基本体的底座、内侧护板和外侧护板配合装配，其下表面与电磁铁上表面配合装配。所述的电磁铁的上表面与支承垫板的下表面配合装配，由电磁铁所产生的电磁吸附力将基本体及其调整机构、内侧护板、外侧护板固定在支承垫板上。采用本发明所述的基于组合式板料多点模成形调形装置进行调形的方法，包括以下步骤:第一步:利用计算机技术对所需成形零件(即待成型产品)的三维曲面进行合理的离散化处理，获取节点的空间坐标。第二步:根据待成形零件的三维曲面特征及离散化结果，合理选取不同截面形状的基本体及与之相配合的内侧护板和外侧护板。第三步:根据离散化所获得的节点高度坐标，通过固定螺杆调节基本体的高度。第四步:根据离散化所获得的节点平面内坐标，将基本体放置在支承垫板上，并与内侧护板紧密配合装配。第五步:电磁铁通电，利用电磁铁所产生的电磁吸附力将基本体及其调整机构、内侧护板、外侧护板固定在支承垫板上。与现有技术相比，本发明的优点在于简化了多点调形装置的结构，开发周期缩短，制造成本降低，不仅可以在长度、宽度方向扩展，还可以通过调节固定螺杆或者更换不同长度的固定螺杆，调节基本体的高度，进而增加可成形零件的高度差。此外，通过设计不同的内、外侧护板，可以实现不同截面尺寸或形状的基本体的混合使用，进一步挖掘了多点模成形技术“柔性”制造的潜力。
附图1为基本体及其调整机构不意图；附图2为相同截面形状尺寸基本体四边形排列示意图；附图3为相同截面形状尺寸基本体三角形排列示意图；附图4为相同截面形状、不同尺寸基本体组合排列示意图；附图5为不同截面形状基本体组合排列示意图；附图6为组合式板料多点无模成形调形装置示意图。图中标号名称:I基本体及其调整机构，Ia基本体，Ib固定螺杆，Ic底座，1-1基本体I型截面，1-2基本体II型截面，1-3基本体III型截面，2内侧护板，2_1内侧护板I型截面，2-2内侧护板II型截面，2-3内侧护板III型截面，2-4内侧护板IV型截面，2_5内侧护板V型截面,2-6内侧护板VI型截面,3外侧护板,4支承垫板,5电磁铁,6待成型产品。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1如图6所示，一种组合式板料多点模调形装置，包括基本体及其调整机构1、内侧护板2、外侧护板3、支承垫板4和电磁铁5 ;所述的基本体及其调整机构1、内侧护板2、外侧护板3都设置在支承垫板4上，并通过设置在支承垫板4底部的电磁铁5提供电磁吸附力，将基本体及其调整机构1、内侧护板2和外侧护板3固定在支承垫板4上；
其中:如图1所示，所述的基本体及其调整机构I包括基本体la、固定螺杆Ib和底座lc，基本体Ia通过固定螺杆Ib与底座Ic相连，并通过固定螺杆Ib调节基本体Ia高度，所述的内侧护板2和外侧护板3与基本体Ia配合装配，用于防止基本体及其调整机构I因受到侧向力而发生倾斜或弯曲。基本体及其调整机构1、内侧护板2和外侧护板3通过电磁铁5所产生的吸附力固定于支承垫板4上。基本体Ia截面为直径20mm的圆形(如图2中1_1基本体I型截面所示)，基本体通过固定螺杆与底座相连，基本体高度的调整是通过调节固定螺杆与基本体的配合尺寸来实现。基本体的横截面形状可根据需要进行调整(如图4中1-2基本体II型截面和图5中1-3基本体III型截面所示)。即根据待成型产品6的结构选择相应横截面形状的基本体进行排列，并通过固定螺杆调节该基本体的高度(如图6所示)。所述的内侧护板高度为80_，与相邻的基本体紧密配合装配。根据基本体的横截面形状及正交排列方式(如图2所示)，在内侧护板上加工出相应的用于配合装配的凹槽(如图2中2-1内侧护板I型截面所示)。若改变基本体的排列方式，则内侧护板截面如图3中2-2内侧护板II型截面所示；若改变基本体的截面尺寸(如图4中1-2基本体II型截面所示)或者形状(如图5中1-3基本体III型截面所示)，则内侧护板截面形状也需要做相应的调整(如图4中2-3内侧护板III型截面，2-4内侧护板IV型截面，2-5内侧护板V型截面和图5中2-6内侧护板VI型截面所示)。所述的外侧护板3高度为80_，与周边的基本体紧密配合装配。根据基本体的横截面形状(直径20mm的圆形)，在外侧护板上加工出半径为IOmm半圆柱面凹槽。所述的支承垫板4厚度为5mm，其上表面与支撑基本体的底座lc、内侧护板2和外侧护板3配合装配，其下表面与电磁铁5上表面配合装配。所述的电磁铁5为常温型，其额定电压220V，通电持续率60 %，当输入电流为129A时，电磁铁5所能提供的冷态和热态吸附力分别为3500kg和2800kg。电磁铁5的上表面与支承垫板4的下表面配合装配，由电磁铁5所产生的吸附力将基本体及其调整机构1、内侧护板2、外侧护板3固定在支承垫板4上。本发明所述多点调形装置按照以下步骤实现多点调形:第一步:利用计算机技术对所需成形的双曲面零件进行合理的离散化处理，获得正交分布的节点空间坐标。第二步:根据待成形双曲面零件的几何特征及离散化结果，选取截面直径为20_圆形(如图2中2-1内侧护板I型截面所示)的基本体Ia及与之相配合的内侧护板2 (如图2中2-1内侧护板I型截面所示)和外侧护板3。第三步:根据离散化所获得的节点高度坐标，通过固定螺杆Ib调节基本体Ia的高度。第四步:根据离散化所获得的节点平面内坐标，将基本体及其调整机构I放置在支承垫板4上，并与内侧护2板紧密配合装配。第五步:电磁铁5通电，利用电磁铁5所产生的吸附力将基本体及其调整机构1、内侧护板2、外侧护板3固定在支承垫板4上。
权利要求
1.一种组合式板料多点模调形装置，其特征在于，包括基本体及其调整机构、内侧护板、外侧护板、支承垫板和电磁铁；所述的基本体及其调整机构、内侧护板、外侧护板都设置在支承垫板上，并通过设置在支承垫板底部的电磁铁提供电磁吸附力，将基本体及其调整机构、内侧护板和外侧护板固定在支承垫板上；所述的基本体及其调整机构包括基本体、固定螺杆和底座，基本体通过固定螺杆与底座相连，并通过固定螺杆调节基本体高度，所述的内侧护板和外侧护板与基本体配合装配，用于防止基本体及其调整机构因受到侧向力而发生倾斜或弯曲。
2.根据权利要求1所述的一种组合式板料多点模调形装置，其特征在于，所述的基本体及其调整机构设有多个，各基本体及其调整机构均由基本体、固定螺杆和底座组成，根据待成型产品的结构选择相应横截面形状的基本体进行排列，并通过固定螺杆调节该基本体的高度。
3.根据权利要求2所述的一种组合式板料多点模调形装置，其特征在于，所述的内侧护板设置在各基本体之间，根据基本体的横截面形状及排列方式，在内侧护板上加工出相应的用于配合装配的凹槽，使内侧护板与各基本体配合装配。
4.根据权利要求2所述的一种组合式板料多点模调形装置，其特征在于，所述的外侧护板与周边的基本体配合装配，根据基本体的横截面形状，在外侧护板上加工出相应的用于配合装配的凹槽。
5.根据权利要求1所述的一种组合式板料多点模调形装置，其特征在于，所述的支承垫板上表面与支撑基本体的底座、内侧护板和外侧护板配合装配，其下表面与电磁铁上表面配合装配。
6.根据权利要求2所述的一种组合式板料多点模调形装置，其特征在于，所述的电磁铁的上表面与支承垫板的下表面配合装配，由电磁铁所产生的电磁吸附力将基本体及其调整机构、内侧护板、外侧护板固定在支承垫板上。
全文摘要
本发明涉及一种组合式板料多点模调形装置，包括基本体及其调整机构、内侧护板、外侧护板、支承垫板和电磁铁；所述的基本体及其调整机构、内侧护板、外侧护板都设置在支承垫板上，并通过设置在支承垫板底部的电磁铁提供电磁吸附力，将基本体及其调整机构、内侧护板和外侧护板固定在支承垫板上；所述的基本体及其调整机构包括基本体、固定螺杆和底座，基本体通过固定螺杆与底座相连，并通过固定螺杆调节基本体高度，所述的内侧护板和外侧护板与基本体配合装配，用于防止基本体及其调整机构因受到侧向力而发生倾斜或弯曲。与现有技术相比，本发明具有装置结构简单，开发周期短，制造成本降低，灵活可调等优点。
文档编号B21D37/12GK103203414SQ20131013887
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月18日 优先权日2013年4月18日
发明者徐栋恺, 陈军, 陆彬 申请人:上海交通大学