[发明专利]板类零件水射流多点快速成形方法及多点成形机

说明书

技术领域

板类零件的水射流多点快速成形方法及成形机是一套利用高压水射流对板材进行加工成形的方法及其机械装置，适合于各种批量的覆盖件的成形，属于机械工程领域。

背景技术

目前，就覆盖件和板材加工的专利技术而言，CN1136991A公开了一种表面覆盖件的压塑成型工艺。采用工程塑料板材经预处理后，在专用设备上通过高压空气的压塑在单面模具上成型；CN85109489公开了一种薄板产品成型工艺。通过与产品成1∶1比例，可按成型件划分方案分解的木质主模型翻制出各薄板零件之成型凸模，再以配有压边圈模架并敷有间隙层及压边圈漏板槽的凸模沉浸于铋锡合金熔液中的形式制取凹模及压边圈；CN1111175公开了一种可变型腔曲面的模具制造方法，借更换金属型面镶块实现改变模具型腔曲面的汽车覆盖件冲模制造方法；CN1507968公开了一种采用热冲压装置加工镁合金板材的方法；CN1400070和CN2502819公开了一种汽车覆盖件压制成型模具及其制作方法；CN1488473和CN1583373公开了一种用金属电弧喷涂法快速制造汽车覆盖件模具的方法；CN1453081采用集数控转塔冲床和数控激光切割机功能于一体的冲切复合机完成金属板材的孔加工，并切割外形。以上的专利技术大部分是利用模具进行覆盖件及板材的加工，由于昂贵的模具制造成本使这些方法较适合于大批量生产。

CN1157204、CN02109865.4、CN00110773.9、CN02109866.2和CN02273508.9公开了一种板材多点成形装置，由上下多个可以调整的基本体和压边装置组成，基本体可沿轴向自由移动，并可在任意位置定位，压边装置装在上下基本体控制单元群的外围，以此完成板材的加工。尽管以上方法具有较大的柔性，理论上可以加工各种形状的板材，但从本质上讲仍是利用外力使板材在模具中成形，只不过所依赖的模具是由可变动的基本体构成的。

CN03146992.2公开了一种金属板材数控逐次成形方法及其装置。方法使用球头工具作为成形工具，用夹具把板材四周固定在数控机床的工作台上，利用三维软件根据产品外形生成的NC代码来控制球头工具和工作台做相对运动，球头工具对板材局部进行逐次挤压，使板材塑性变形逐次逼近产品的外形尺寸，最终使板材成形为所需产品。加工时以工具运动轨迹所形成的包络面代替模具的型面来逐次成形零件，因此无需使用模具。此方法由于受材料变形速度的限制，生产效率低。同时，由于球头工具与数控机床工作台的相对运动轨迹简单，无法实现复杂形状覆盖件的成形，也较难实现横向加工。

水射流具有介质成本低、清洁、环境友好、对被加工材料无热损伤等优点，水射流成形方法在加工过程中无机械接触、适应性好、材料损耗少、清洁无污染、配合数控执行机构可精确加工任意复杂形状工件。就水射流加工方面的专利技术而言，CN87100891公开了一种磨料水射切割方法及装置；CN93111731.3公开了一种超高压水射流万能切割机；CN200410077756.2公开了一种水射流蔬菜水果清洗切割机；CN89102888.9公开了一种磨料水射流切割器的磨料回收装置；CN00136371.9公开了一种高压水射流可控自旋转钻头；CN03122733.3公开了一种水射流连续推进的定向钻机；CN200380101452.9公开了一种使用水射流对许多最终的三维产品进行液力包封的方法；CN200410040040.5公开了一种利用超高压水射流灭菌方法；CN200510037864.1公开了一种电厂凝汽器高压水射流在线清洗机器人技术；CN90101517.2公开了一种高压水射流铸件清砂法及其设备；CN01129872.3公开了一种脉冲空化水射流超细粉碎装置。以上方法大多将水射流用于材料的切割、清洗、钻孔、包封、灭菌、粉碎等，还有利用水射流进行注浆、除锈、除尘、混凝土切割及路面破坏、水力采煤等方面的报道。

CN00817317.6公开了一种利用水射流/水针处理薄片材料的装置，对利用高压水射流处理薄片装置进行了改进，发明了新型的孔板，由其上的孔形成了可直接射到待处理材料表面的水针，解决了工业上高压场合的应用问题，允许在压力高达400巴或更高的高压下提供水流，使用数百小时后孔板不会损坏。从本发明专利所提供的装置来看，其应用范围为小尺寸的薄片类零件，其形成的水射流/水针的分布由带有微孔的板和插入体决定，因此，不同的带有微孔的板和插入体对应一定的水射流/水针，只能完成固定形状的薄片材料的成形，加工零件发生变化时需相应更换装置。