專利名稱：金屬板材多點對稱式振動漸進復合精密成形系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬板材多點對稱式振動漸進復合精密成形系統。
背景技術：
金屬板材單點漸進成形是利用分層制造的思想，以工具頭的運動所形成的包絡面來代替模具的型面，對板材進行逐次局部變形，最終使板材加工為所需的形狀的工件。單點漸進成形工藝存在以下工藝缺陷，一是板材在成形過程中，成形平面內受力不均勻，容易出現失穩，導致堆積、起皺、破裂等缺陷。二是加工速度慢，生產效率低。三是單個工具頭在成形過程中無法對同一成形層面進行有效精整，導致成形表面質量不高。四是由于成形平面內的應變不均勻，回彈無法控制，成形區域內的厚度不均勻，被成形件的尺寸誤差與形狀誤差較大。

發明內容
1、發明目的
本發明主要是開發一種能夠對板材施加若干個對稱的局部振動載荷，實現對板材進行連續高效、精密的復合成形方法和裝置。2、技術方案
一種金屬板材多點對稱振動漸進復合精密成形裝置，機床主軸10垂直安裝在機架I上，工具頭支架5鉸接于主軸下端的安裝板2上，驅動絲桿11的電機3固定在安裝板2的底部，支架伸縮器4安裝在工具頭支架5的對稱中心位置，支架伸縮器4上的連桿一端鉸接于中心位置的螺母12，另一端鉸接于工具頭支架5的中部，工具頭6固定在支架5的末端，下模9安裝在工具頭支架5的正下方，激振器8與下模9的正下方連接，安裝在機床的工作臺上。工具頭6沿圓周對稱分布，可以隨支架5繞主軸軸線旋轉10。工具頭6在隨支架5旋轉的同時，通過支架伸縮器4，使工具頭6能夠在半徑方向和高度方向移動。3、技術效果
(I)通過主軸的旋轉，工具頭沿主軸軸線的上下移動，以及由支架伸縮器規劃各工具頭的移動路徑，可較為方便地實現板材加工所要求的成形運動；在成形過程中，采用工具頭繞主軸旋轉，而下模保持不動，成形運動較為簡單，工具頭的運動精度較高，且易于控制。(2)多個對稱分布圓周上、且高度相同的工具頭，可以在成形平面內形成對稱載荷施加到板材上，使被加工的金屬板材在成形過程中的受力狀況和成形條件得到改善，提高板材在成形過程中的穩定性，減少或避免堆積、起皺和裂紋等缺陷的產生。(3)各工具頭在同一成形平面內成形一定區域后，都可以對其前方相鄰的工具頭所形成的加工區域進行精整，且工具頭的數量越多，成形區域被精整的道次數越多，金屬板材漸進復合成形出現的均整效應越明顯。(4)工具頭的數量及其布置形式可以依據被成形零件的形狀結構和精度要求進行確定；工具頭數量的合理選擇，可以加快成形速度，以可提高成形精度。(5)由于對稱載荷的施加以及多工具頭的復合精整，使成形平面內的應力分布均勻，應變率也基本一致，因而加工件的回彈減小，成形精度、表面質量和成形效率得到提高。(6)在振動參數與成形工藝參數合理匹配的情況下，金屬板材在成形過程中產生的變形抗力減小、應變率和成形質量將得到提高。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1為本發明結構簡圖主視圖。圖2為本發明結構簡圖俯視圖。圖中1.機床床身，2.安裝板，3.伸縮器驅動電機，4.支架伸縮器，5.工具頭支架，6.工具頭，7.成形板材，8.激振器，9.下模，10.機床主軸，11.絲桿，12.螺母。
具體實施例方式(I)安裝在床身上的主軸一方面，可以帶動工具頭支架繞主軸的軸線轉動，另一方面可以帶動工具頭沿主軸軸線轉動，實現板材成形的主運動。(2)伸縮器安裝在工具頭支架的內部，通過連桿鉸接于各工具頭支架的中部。(3)螺母在電機的驅動下，可上、下移動，通過連桿帶動工具頭支架沿半徑方向伸縮，使工具頭在做旋轉運動的同時，能夠沿主軸軸線方向在不同等高層之間進給。(4)安裝在下模(工作臺)下方，在成形過程中，激振器以一定頻率和振幅進行振動，將交變沖擊載荷施加到成形區域，實現板材多點漸進復合精密成形。(5)根據振動塑性成形條件，建立多點對稱漸進復合成形的工藝參數與激振器的頻率與振幅等振型參數的匹配機制，使板材能夠在交變沖擊載荷的作用下連續成形。
權利要求
1.金屬板材多點對稱式振動漸進復合精密成形系統，其特征在于:機床主軸(10)垂直安裝在機架(I)上，工具頭支架(5)鉸接于主軸下端的安裝板(2)上，驅動絲桿(11)的電機(3)固定在安裝板(2)的底部，支架伸縮器(4)安裝在工具頭支架(5)的對稱中心位置，支架伸縮器(4)上的連桿一端鉸接于中心位置的螺母(12)，另一端鉸接于工具頭支架(5)的中部，工具頭￠)固定在支架(5)的末端，下模(9)安裝在工具頭支架(5)的正下方，激振器(8)與下模(9)的正下方連接。
2.根據權利要求1所述的金屬板材多點對稱式振動漸進復合精密成形系統，其特征在于:工具頭(6)沿圓周對稱分布，隨支架(5)繞主軸軸線旋轉(10)。
3.根據權利要求1所述的金屬板材多點對稱式振動漸進復合精密成形系統，其特征在于:工具頭(6)通過支架伸 縮器(4)在半徑方向和高度方向移動。
全文摘要
本發明公開了一種金屬板材多點對稱式振動漸進復合精密成形系統，其主軸垂直安裝在機架上，工具頭支架鉸接于主軸下端的安裝板上，驅動絲桿的電機固定在安裝板的底部，支架伸縮器安裝在工具頭支架的對稱中心位置，支架伸縮器上的連桿一端鉸接于中心位置的螺母，另一端鉸接于工具頭支架的中部，工具頭固定在支架的末端，下模安裝在工具頭支架的正下方，激振器與下模的正下方連接。本發明的有益效果是采用多個對稱分布結構的成形工具頭旋轉和徑向伸縮成形運動，可以更為有效地控制工具頭的運動精度，減少成形誤差，改善板材的在成形過程中的受力狀態，使板材內部的應力應變得到均化，實現金屬板料的高效、精密漸進復合成形。
文檔編號B21D31/00GK103071727SQ201310048300
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月7日 優先權日2013年2月7日
發明者蔡改貧, 羅小燕, 陳浩華 申請人:江西理工大學