[发明专利]板材多点渐进成形装置

说明书

技术领域

本发明涉及板材冲压领域，具体说是一种板材多点渐进成形装置。

背景技术

随着国内外经济的快速发展，压力容器、造船以及航空航天等行业对三维板材需求越来越大，同时，新型高强度板材的大量应用，也给曲面成形带来了新的难题，多数新型高强板材的成形性较差，允许变形程度低，对变形路径要求严格，采用传统的冲压成形方法很难获得优良的曲面制件。研究表明，在板材两侧施加不同的压强进而实现不同的变形路径，能有效提升成形质量、改善变形的均匀性并有助于提升成形极限。但这种技术思想只能在液压成形或者气压成形这类流体介质成形工艺中实现，可成形范围窄，不能满足大型复杂曲面板件的生产成形要求。此外，近年来多点成形及其应用发展很快，多点成形技术是通过调节离散型冲头高度自由构造成形曲面，是对三维曲面板材传统生产方式的重大创新。但是多点成形的点阵式接触会导致模具与板材间的接触条件变差而引起的压痕、易起皱等问题，使得多点成形技术的应用受到限制，国内外学者对此展开深入研究，提出许多有益的改进方法。

CN102101363A提出一种加压单元和支撑单元组成的多点成形装置，支撑单元受液压缸背压作用在成形过程中始终夹持板材。但是加压单元施加的压力需要借助液压机加载装置和电动行程调形组件，结构复杂，而且板材成形顺序是由调节螺栓的高度决定的，成形中仅能实现单向液压缸压紧板材，无法实现板材两侧的压力差调整，难以获得最优的成形路径。CN202037224U公布了一种液体代替凸模，多根基本体调形组合成凹模的钣金柔性成形装备，虽在一定程度上提高了工艺柔性程度，但只有板材凸模侧的液体压力可控，同样无法实现板材两侧的压力差的无级调节。CN1864884A提出一种基于粘性介质传力的板材无模多点成形装置，传力均匀，且板材和上基本体之间实现无缝贴合，但是只有选用不同粘度的介质才能实现给板材两侧施加不同的压力，选材繁琐且操作不便。该工艺中基本体没有夹持板材的作用，粘性介质的夹紧力不足，设备仍需通过增设压边圈装置夹持板材，结构复杂，且大大降低板材利用率。CN1338367A提出一种通过两套调形机构实现多点模具成形和多点压机成形的装置，通过液压缸和换向阀实现对冲头位移、速度的控制。但对于鞍面、锥面等具有突出部位的制件，多点模具成形过程中板材悬空区很大；多点压机装置结构复杂，控制复杂、要求高，而且造价高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的不足，提供一种结构合理，通过调整与控制板材两侧压力差，实现最优成形效果，板材成形精度高，表面质量好的板材多点渐进成形装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种板材多点渐进成形装置，其包括模架、若干驱动加压单元和若干调形支撑单元，其特征在于：所述若干驱动加压单元安装在模架的顶板上，每一驱动加压单元由上压头、驱动基本体、弹簧、活塞、驱动液压缸组成，所述上压头活动安装在驱动基本体底端，活塞与驱动基本体连接，弹簧安装在驱动液压缸内，驱动液压缸固定在模架顶板上，并与液压控制系统连接；所述若干调形支撑单元安装在模架的底板上，每一调形支撑单元由下压头、支撑基本体、弹簧、调节螺栓、支撑液压缸组成，所述下压头活动安装在调节螺栓顶端，调节螺栓安装在支撑基本体上，弹簧安装在支撑液压缸内，支撑液压缸固定在模架底板上，并与液压控制系统连接；所述每一驱动基本体和支撑基本体分别由对应的驱动液压缸和支撑液压缸驱动，每一支撑液压缸的压力小于对应的驱动液压缸的压力，在驱动液压缸与支撑液压缸提供的压力差作用下，实现上压头和下压头之间板材的多点渐进成形。

所述模架上还设有上导向板和下导向板，上导向板安装在模架的顶板上，下导向板安装在模架的底板上，上导向板和下导向板上对应每一活塞设有导向孔。活塞可沿导向孔的轴线上下运动。

所述模架的顶板和底板内设有一液压油路，驱动液压缸和支撑液压缸分别通过液压油路与液压控制系统连接。

所述的上压头和下压头均为半球形压头，在驱动基本体和调节螺栓上分别设有半球形凹槽，在凹槽内固定有多个永磁铁，依靠磁力将上压头和下压头吸引在半球形凹槽内，并绕球心自由转动和摆动。

所述下压头上开有中心圆孔，调节螺栓上的半球形凹槽中心设有六边形调整孔。这样，通过下压头上中心圆孔，使用六角扳手插入到六边形调整孔中对调节螺栓进行调整。