[发明专利]复杂运动路径下带变位自锁夹头的板材高能率成形工装

权利要求书

1.复杂运动路径下带变位自锁夹头的板材高能率成形工装，其特征在于：包括板坯夹持机构、模具夹持机构、底部支撑机架以及运动执行机构；

所述板坯夹持机构用来固定板坯，包括安装架、钳口与夹紧机构；钳口通过安装架支撑；钳口内设置夹紧机构；夹紧机构包括曲柄，位置调节块、调节杆、夹紧块与弹簧A；曲柄一端与钳口顶面铰接，另一端与夹紧块铰接；曲柄上套有水平设置的位置调节块；位置调节块位于调节杆一端铰接；调节杆上套有弹簧A，弹簧A位于调节杆的U型连接端与钳口侧面间；板坯设置在夹紧块与钳口底面之间，调节杆在弹簧A压力的作用向钳口开口方向运动，通过位置调节块使曲柄向钳口开口方向转动，此过程中，曲柄与竖直法线的夹角α逐渐减小，夹紧块与钳口底面间距逐渐减小，进而在曲柄的作用下，夹紧块紧压在板坯上；上述板坯夹持机构通过安装架安装在底部支撑机架前后两端；

模具夹持机构包括安装框架、丝杠连接组件、承力螺母与通用接口。其中，安装框架为矩形框架；顶面沿左右方向安装有滑轨A；滑轨A上安装有滑块A；滑块A底面与固定承力板固连；丝杠连接组件包括丝杠、推力球轴承与轴承端盖；其中，丝杠竖直设置在承力板下方，顶部套接推力球轴承；丝杠顶端与承力板底面之间设置圆锥滚子轴承；丝杠的螺纹段上螺纹安装有承力螺母，承力螺母底端与通用接口固定；上述模具夹持机构通过在安装底板两端安装滑块B与底部支撑机架左右两侧安装的滑轨B相连，安装在底部支撑机架上；

所述运动驱动机构包括X向驱动机构、Y向驱动机构与Z向驱动机构；其中，X向驱动机构与Y向机构均由滚珠丝杠驱动模具夹持机构整体X向的运动与通用接口Y向的运动。Z向运动机构通过传动带轮驱动丝杠转动，实现通用接口的上下运动。

2.如权利要求1所述复杂运动路径下带变位自锁夹头的板材高能率成形工装，其特征在于：还具有X向光栅位移传感器、Y向光栅位移传感器、Z向高频压力传感器以及控制器组成；其中，X向光栅位移传感器用来检测模具夹持机构X方向的位移；Y向光栅位移传感器用来检测通用接口Y方向的位移；Z向高频压力传感器用来检测板坯成形前夹持力的大小以及成形过程中脉冲载荷大小。

3.如权利要求1或2所述复杂运动路径下带变位自锁夹头的板材高能率成形工装，其特征在于：还具有控制器，包括电源、工控机、放大器、数据采集卡与触发电路；其中，电源用来为X向驱动机构、Y向运动机构、Z向运动机构中的驱动电机以及X向光栅位移传感器、Y向光栅位移传感器、Z向高频压力传感器供电；放大器用来对Z向高频压力传感器采集的压力信号进行放大，并发送至A/D转换器，通过A/D转换器将放大后的模拟信号转变为数字信号；通过数据采集卡采集经A/D转换器转换后的数字信号，并发送至工控机；工控机根据接收到的位置信号向X向驱动机构、Y向运动机构中的驱动电机发送控制信号；同时工控机根据接收到的压力信号，对Z向运动机构中的驱动电机进行控制；当工作位置和夹紧力大小均满足要求后，工控机控制闭合触发电路，使触发电路产生一个脉冲电压击穿隔离间隙，使放电回路导通。

4.如权利要求1所述复杂运动路径下带变位自锁夹头的板材高能率成形工装，其特征在于：所述夹紧机构在安装架上竖直位置调节由钳口定位机构调节，钳口定位机构包括调节螺母、连杆、套筒、垫片与弹簧B；其中，连杆穿过安装在安装架上的竖直滑槽内的套筒，固定端与钳口侧面固连；连杆上套有弹簧B，弹簧B一端通过连杆上套有的垫片定位，另一端与套筒凸缘贴合；套筒套在连杆上，一端周向上具有凸缘，与安装架侧面贴合；调节螺母螺纹套接在套筒上。

5.如权利要求1所述复杂运动路径下带变位自锁夹头的板材高能率成形工装，其特征在于：所述丝杠顶部连同推力球轴承，以及圆锥滚子轴承共同设置在承力板底面中心位置设计的安装筒内，安装筒底端通过套在丝杠上的轴承端盖封口，使推力球轴承搭接在轴承端盖上。

6.如权利要求1所述复杂运动路径下带变位自锁夹头的板材高能率成形工装，其特征在于：所述通用接口为适应模具或者线圈的大小变化，采用具有周向均布的凸耳构成的十字结构，每个凸耳上开有条型槽孔。