分区压制式板材多点成形装置的制作方法

本实用新型属于机械工程技术领域。

背景技术：

目前，板材的三维曲面成形主要采用整体模具或多点式数字化模具来实现。薄板或复杂形状的三维曲面件成形时，一般都需要压边机构来防止起皱；导致模具结构复杂，还降低板材利用率，而且在成形后需要增加切边工序。这样，使用整体模具成形一个工件往往需要一套或多套模具，增加制模费用和调模时间。如果使用多点式数字化模具，虽然能够利用很多高度可调的基本体单元柔性改变成形面的形状，实现一模多用的功能，降低制模费用；但是需要解决被加工件的起皱问题。专利名称为“板材多点成形装置”（中国专利号：ZL02109866.2）的实用新型专利在上下基本体群的四周设有压边装置，采用多个液压缸对压边圈施加压力，解决了柔性压边问题；但仍然需要成形后的切边工序，而且成形小尺寸工件时需要采用远大于实际所需尺寸的板材来实现压边成形。专利名称为“具有防皱功能的板材多点成形装置”（中国专利号：ZL201110162679.0）的实用新型专利由调形单元、夹料单元、单元固定板及加载机构组成，其调形单元和夹料单元交错排列，多个高度可调的调形单元通过调形机构改变其包络面形状，取代传统实体模具；多个被动移位的夹料单元通过背压作用夹持板材，取代压边机构；获得了较好的防皱效果，但需要进一步的改进与完善。分区压制式板材多点成形装置由若干个成形区域和很多基本体单元组成，能够通过分区域压制成形方式，抑制成形过程中产生的皱纹，并减小板材成形后的回弹。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于改变利用整体模具成形板材时需要压边机构和切边工序的现状，并克服多点式数字化模具成形板材时工件容易起皱或材料利用率偏低的不足，提供一种具有防皱功能的分区压制式板材多点成形装置及多点分区方法。

本实用新型的上单元固定座依次分为第一组固定座、第二组固定座、第三组固定座和第四组固定座，在第一组固定座、第二组固定座、第三组固定座以及第四组固定座上均安装有多个基本体单元，在每个基本体单元端部安装有摆动冲头；下单元固定座上安装有多个基本体单元。

本实用新型与整体模具成形相比，可以实现板材三维曲面的无模、无压边成形，节省模具的设计、制造和调试工序及板材成形后的切割工件轮廓工序，大幅度缩短生产准备周期，节约制造模具用材料、工具、能源和时间，提高板材的利用率，并能够抑制皱纹及回弹，提高工作效率、加工质量和成形精度，降低加工成本，容易实现自动化控制。与以前的多点式数字化成形相比，节省压边装置，并能够有效地防止板材成形时的起皱与回弹；可用于成形不同尺寸的复杂轮廓曲面件，节省成形后的切边工序，提高板材利用率。

附图说明

图1是具有一排七个成形区域的分区压制示意图，其分成四个组压制成形；当然，可以增加或减少成形区域的数量，成形区域的数量越多，防止起皱的效果越明显；

图2是具有一排七个成形区域的多点成形装置示意图；其每个成形区域分别设置5排基本体单元，每排各设置数列甚至数十列基本体单元；

图3是具有七个成形区域的多点成形装置压制成形一组两个端部区域后的示意图；由于两个端部区域的成形面积远小于一次成形，而且端部区域的板材不容易起皱，板材成形后不产生皱纹；

图4是具有七个成形区域的多点成形装置再压制成形靠近端部的第二组两个区域后的示意图；由于第一组两个区域的板材已经被压制成形，而且仍处于加压状态，将板材成形区域的主要受力由一次成形时的压应力状态，转换成拉应力状态，产生压边效应，需要一定的拉延才能继续进一步的变形，非常有利于防止起皱；

图5是具有七个成形区域的多点成形装置进一步压制成形第三组两个区域后的示意图；由于第一组与第二组四个区域的板材已经被压制成形，而且仍处于加压状态，将板材相应区域的主要受力转换成更大的拉应力状态，产生更大的压边效应，需要更大的拉延才能继续进一步的变形，更加有利于防止起皱；

图6是具有七个成形区域的多点成形装置完成最后一组一个区域的压制成形后示意图；由于第一、二、三组六个区域的板材已经被压制成形，而且继续处于加压状态，将板材相应区域的主要受力转换成更大的拉应力状态，产生更大的压边效应，更加有利于防止起皱；

图7是具有横竖五个成形区域的分区压制示意图，其分成三个组压制成形；当然，还可以增加或减少成形区域的数量，还可以改变分组情况；

图8是具有横竖九个成形区域的分区压制示意图，其分成四个组压制成形；当然，还可以根据需要划分不同方式和不同数量的成形区域；

图9是具有四个角部成形区域与一个大成形区域的分区压制示意图，其分成两个组压制成形。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例进一步说明本实用新型的具体内容及其工作过程。

本实用新型的分区压制式板材多点成形装置，主要由若干个成形区域和很多基本体单元组成；其将多点成形装置的上部或下部基本体群分成若干个成形区域，在所述的若干个成形区域分别布置多个基本体单元；板材成形时，将若干个成形区域分成两组或多组，每组分为一个或多个成形区域，分组逐步压制成形板材。所述的若干个成形区域可以按照多点数字化模具的纵向或横向分成一排多个区域，也可以在横竖方向分成多个区域，还可以在45度方向分成多个区域。板材成形时，先压制成形相对不易起皱的一组区域，然后压制成形在剩余的未成形区域中相对不易起皱的另一组区域，再逐步完成整个板面的压制成形。所述各成形区域的压制成形分别通过液压缸或电机与丝杠机构实现。所述各成形区域可以设置不同的成形压力。属于不同组的所述成形区域的压制，可以在前一组完成压制成形后，按顺序进行下一组的压制成形；也可以在不同组之间设置一定的滞后时间来进行压制成形。所述各成形区域的尺寸和面积可以不同。所述各成形区域分别布置的多个基本体单元的尺寸可以不同，所述基本体单元的纵向与横向排列采用对称排列或交错排列，所述基本体单元的上部与下部布置也采用对称排列或交错排列。所述的基本体单元与板材接触的头部截面形状为圆形、方形、八边形或六边形，所述的基本体单元的头部结构采用固定式或摆头式。

本实用新型的上单元固定座依次分为第一组固定座1、第二组固定座2、第三组固定座3和第四组固定座4，在第一组固定座1、第二组固定座2、第三组固定座3以及第四组固定座4上均安装有多个基本体单元5，在每个基本体单元5端部安装有摆动冲头6；下单元固定座7上安装有多个基本体单元。

本实用新型是上述结构是以四组为例进行的，根据需要也可以做多组，并且分区既可以在上面，也可以下面。所谓组除了中心组为独立的一组以外，其它组均是以中心组为中心对应的两个单元为一组。

本实用新型的分区压制方法如下（是以多组，即若干个成型区域描述）：

本实用新型由若干个成形区域和很多基本体单元组成，将多点成形装置的上部或下部冲压设备分成若干个成形区域，在所述的若干个成形区域分别布置多个基本体单元---冲杆；板材成形时，将若干个成形区域分成两组或多组，每组分为一个或多个成形区域，分组逐步压制成形板材。

本实用新型所述的若干个成形区域可以按照多点数字化模具的纵向或横向分成一排多个区域，也可以在横竖方向分成多个区域，还可以在45度方向分成多个区域。

本实用新型板材成形时，先压制成形相对不易起皱的一组区域，然后压制成形在剩余的未成形区域中相对不易起皱的另一组区域，再逐步完成整个板面的压制成形。

本实用新型所述各成形区域的压制成形分别通过液压缸或电机、丝杠机构实现。

本实用新型所述各成形区域可以设置不同的成形压力。

本实用新型属于不同组的所述成形区域的压制，可以在前一组完成压制成形后，按顺序进行下一组的压制成形；也可以在不同组之间设置一定的滞后时间来进行压制成形。

本实用新型所述各成形区域的尺寸和面积可以不同。

本实用新型所述各成形区域分别布置的多个基本体单元的尺寸可以不同，所述基本体单元的纵向与横向排列采用对称排列或交错排列，所述基本体单元的上部与下部布置也采用对称排列或交错排列。

本实用新型所述的基本体单元与板材接触的头部截面形状为圆形、方形、八边形或六边形，所述的基本体单元的头部结构采用固定式或摆头式。

本实用新型的分区压制式板材多点成形装置，主要由若干个成形区域和很多基本体单元组成；其将多点成形装置的上部或下部基本体群分成若干个成形区域，在所述的若干个成形区域分别布置多个基本体单元；板材成形时，将若干个成形区域分成两组或多组，每组分为一个或多个成形区域，分组逐步压制成形板材。所述的若干个成形区域可以按照多点数字化模具的纵向或横向分成一排多个区域，也可以在横竖方向分成多个区域，还可以在45度方向分成多个区域。板材成形时，先压制成形相对不易起皱的一组区域，然后压制成形在剩余的未成形区域中相对不易起皱的另一组区域，再逐步完成整个板面的压制成形。所述各成形区域的压制成形分别通过液压缸或电机与丝杠机构实现。所述各成形区域可以设置不同的成形压力。属于不同组的所述成形区域的压制，可以在前一组完成压制成形后，按顺序进行下一组的压制成形；也可以在不同组之间设置一定的滞后时间来进行压制成形。所述各成形区域的尺寸和面积可以不同。所述各成形区域分别布置的多个基本体单元的尺寸可以不同，所述基本体单元的纵向与横向排列采用对称排列或交错排列，所述基本体单元的上部与下部布置也采用对称排列或交错排列。所述的基本体单元与板材接触的头部截面形状为圆形、方形、八边形或六边形，所述的基本体单元的头部结构采用固定式或摆头式。

本实用新型附图是以一排七个成型区为例进行详细说明：

图1是具有一排七个成形区域的分区压制示意图，其分成四个组压制成形；当然，可以增加或减少成形区域的数量，成形区域的数量越多，防止起皱的效果越明显。

图2是具有一排七个成形区域的多点成形装置示意图；其每个成形区域分别设置5排基本体单元，每排各设置数列甚至数十列基本体单元。

图3是具有七个成形区域的多点成形装置压制成形一组两个端部区域后的示意图；由于两个端部区域的成形面积远小于一次成形，而且端部区域的板材不容易起皱，板材成形后不产生皱纹。

图4是具有七个成形区域的多点成形装置再压制成形靠近端部的第二组两个区域后的示意图；由于第一组两个区域的板材已经被压制成形，而且仍处于加压状态，将板材成形区域的主要受力由一次成形时的压应力状态，转换成拉应力状态，产生压边效应，需要一定的拉延才能继续进一步的变形，非常有利于防止起皱。

图5是具有七个成形区域的多点成形装置进一步压制成形第三组两个区域后的示意图；由于第一组与第二组四个区域的板材已经被压制成形，而且仍处于加压状态，将板材相应区域的主要受力转换成更大的拉应力状态，产生更大的压边效应，需要更大的拉延才能继续进一步的变形，更加有利于防止起皱。

图6是具有七个成形区域的多点成形装置完成最后一组一个区域的压制成形后示意图；由于第一、二、三组六个区域的板材已经被压制成形，而且继续处于加压状态，将板材相应区域的主要受力转换成更大的拉应力状态，产生更大的压边效应，更加有利于防止起皱。

图7是具有横竖五个成形区域的分区压制示意图，其分成三个组压制成形；当然，还可以增加或减少成形区域的数量，还可以改变分组情况。

图8是具有横竖九个成形区域的分区压制示意图，其分成四个组压制成形；当然，还可以根据需要划分不同方式和不同数量的成形区域。

图9是具有四个角部成形区域与一个大成形区域的分区压制示意图，其分成两个组压制成形。

本实用新型的分区压制式板材多点成形装置由若干个成形区域组成，将这些成形区域分组后，按顺序分别压制板材。先压制成形不易产生皱纹的区域，并令成形后的区域产生压边效应；随着压制变形的区域面积增加，逐渐加大压边效应，最后成形本来最容易产生皱纹的区域。该装置能够显著地抑制板材成形时的皱纹与回弹，且可用于成形不同尺寸和不同轮廓的复杂曲面件，节省成形后的工件切割工序，降低加工成本，提高工作效率、加工质量和成形精度。