[发明专利]增量成形装置及利用这种增量成形装置进行增量成形的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种增量成形装置。还涉及利用这种增量成形装置进行增量成形的方法。

背景技术

在现代制造业中，飞机蒙皮和整体壁板零件、汽车覆盖件、家用电器壳体等工件大多是冲压成形件，这些零件大多是采用压力机和模具对板材、带材施加压力，使之产生塑形变形而获得所需形状和尺寸的成形钣金件，这种成形方法制造壳体类零件一般需要采用凸凹模进行加工。因为凸凹模具的设计制造周期长，成本高，所以这种方法适应于大批量生产，不适合于企业生产单件小批量零件以及试制新产品原型系统，这就为企业争夺新产品市场带来了很大的障碍，同时，传统模具压延成型零件的种类和复杂性都受到很大限制，而且回弹是板料成形加工中不可必免的问题，为了补偿回弹对成形件精度的影响，实际生产中还需要对模具进行反复修模。因此，为了减少成本、缩短制造时间，需要一种即不需要模具，同时又能有效地补偿回弹对成形精度影响的新方法及相应的成形设备。单点渐进成形已经取消了对专用工具的需求，但在成形过程中由于缺少支撑模具的结构影响了板料渐进成形工件的加工精度，比利时学者提出采用激光辅助加热渐进成形方法，降低加工力，提高空间加工精度。

文献1“专利公开号是CN101318203A的中国发明专利”公开了一种板料电加热数控渐进成加工形方法及装置，该方法通过大载流导线将电源、压头、夹具和板料构成电流回流，使成形过程中加工区材料产生焦耳热而软化，有利于成形过程顺利进行。但是该方法有如下缺点：电流流经部件较多，导致电流分散，装置需要专门的绝缘处理，若处理不当会威胁人员及设备安全。

参照图7。文献2“专利公开号是CN1821910A的中国发明专利”公开了一种板材动圈电磁渐进成形方法及其装置，该装置的组成包括计算机控制系统、电磁力发生系统以及板材夹持升降装置、支撑模型架、电磁成形夹持杆等的三轴数控成形系统组成，计算机控制系统控制移动块17和动梁23来实现电磁成形线圈的运动，电磁力发生系统主要由电源8和相应连接电路组成，板材夹持升降装置由导柱18和支撑传动装置22完成，支撑模型20通过支架21安装在工作台19上，板料位于压板5和夹持框6之间，通过螺栓连接夹紧。成形方法是利用电磁成形线圈产生的电磁力使板材发生局部变形，用小电磁脉冲力施行有序的局部塑性成形累积成为大变形的方法把金属板材加工成三维薄壳件。但是该方法有如下缺点：成形压力作用不稳定，成形压力受电磁压头与工件间隙变化的影响十分明显，另外成形压力不易调节控制，不利于对工件的定量精确成形。

发明内容

为了克服现有板材动圈电磁渐进成形装置成形精确度差的不足，本发明提供一种增量成形装置。该装置将工业机器手和C形框分别固定在底座的两端，夹持框位于C形框的开口处，加热成形头安装在工业机器手的夹持端，加热成形头的控制系统与高能脉冲电源连接，保证成形过程中电磁线圈能够顺利的产生脉冲磁场，进而利用加热成形头上感应电流的热效应进行加热。加热成形时，将板料放在夹持框上并夹紧，然后将C形框安装在工业机器手上，并且将加热成形头安装好，通过压缩弹簧对板料施加挤压力，同时，C形框可以保证加热成形头的运动协调一致。本发明采用加热成形头的工具头与挤压工具头配合进行增量成形，无需专用模具，双工具头分别作用于板料的两侧，既可实现板料的拉伸变形，也可实现挤压变形，通过两种变形的结合，可制造出具有内凹外凸等复杂曲面形状的金属板料零件。由于加热成形头采用电磁感应进行加热，在成形过程中加热成形头与板料接触变形区的局部热效应能够降低材料的变形抗力，使塑性提高，并且回弹量减小，成形精度高，成形后零件表面质量好。

本发明还提供利用这种增量成形装置进行增量成形的方法。