[实用新型]用于旋转渐进成形的多点集成式自适应工具头

说明书

本实用新型提供一种用于旋转渐进成形的多点集成式自适应工具头，属于机械工程领域。安装柄前端与固定套相连接，后端与数控机床相连接，所述的顶杆放置在固定套内，后端与安装柄相连接，其前端与摆动式顶盘自由对接，所述的固定套底部有孔，所述的冲头顶部与摆动式顶盘接触、下部通过孔探出固定套。本实用新型用于板料的塑性变形，对于成形板材曲面件具有效率高，作用面积大，应力集中低的作用，可有效避免成形过程中起皱、拉裂等缺陷，工具头在旋转渐进成形过程中可自适应调整位置，可满足各种形状复杂的板壳类零件的加工。

技术领域

本实用新型属于机械工程领域，尤其是指用于三维曲面工件塑性成形的工具。

背景技术

金属板料的生产应用是材料加工行业的重要组成部分，广泛应用于航空航天、船舶、汽车、家用电器以及一些新产品的开发、样品试制等领域。目前主要的金属板料成形技术是模具成形，其具有生产效率高、成形质量好和适合批量生产等优点。但传统的金属板料成形工艺过分依赖模具，存在着开发生产周期长、费用高和柔性低的问题，难以适应市场快速发展的需求。与传统的板料成形技术相比，金属板料渐进成形技术柔性化程度高、可加工各种形状复杂的板壳类零件。单点渐进成形主要是利用分层制造的思想，将复杂的三维形状离散成一系列简单的二维层。通过计算机控制单点成形工具头采用走等高线、渐进成形的方式，逐层形成零件的三维包络面，从而实现金属板料的连续局部塑性成形。但单点渐进成形过程中由于板材局部受力不均，极易出现破裂，压痕，回弹等缺陷，严重影响制件的精度和表面质量；并且工具头加工过程中成形路径较长，成形效率低。这些因素的存在很大程度上制约了单点渐进成形技术的实际运用。

发明内容

本实用新型提供一种用于旋转渐进成形的多点集成式自适应工具头，针对于单点渐进成形过程中存在的局限性，目的是提高单点成形的效率，降低成形过程中缺陷。

本实用新型采取的技术方案是：

包括安装柄、固定套、顶杆、摆动式顶盘以及至少三个以上的冲头，所述的安装柄前端与固定套相连接，后端与数控机床相连接，所述的顶杆放置在固定套内，后端与安装柄相连接，其前端与摆动式顶盘自由对接，所述的固定套底部有孔，所述的冲头顶部与摆动式顶盘接触、下部通过孔探出固定套。

本实用新型所述的冲头顶部为锥形面，在冲头的颈部设有台阶，通过台阶卡在固定套内。

本实用新型所述的顶杆采用刚性杆或具有刚度的弹簧。

本实用新型所述的冲头采用硬质合金材料。

本实用新型所述的冲头布置方式保证旋转时能够覆盖圆形面积。

本实用新型所述的摆动式顶盘进行周向摆动。

本实用新型所述的冲头可以根据摆动式顶盘的摆动自适应调整垂直高度。

本实用新型优点是：采用了在一个工具头上集成了多个可调整的点，用来成形板材曲面件，在机床输出力不变的情况下，增大了成形面积，同时仍然可以根据不同曲面形状进行成形，比传统的单点成形的成形效率提高了40％以上，节约了制造成本，改善加工质量，实现板材低成本曲面成形。在渐进成形过程中工具头可根据待成形板材曲面形状的变化而自适应调整垂直高度，从而在板材渐进成形过程中提高板料成形能力，原理简单，操作方便，可有效提高板材成形精度，提高成形效率，同时降低了能耗。

本实用新型用于板料的塑性变形，对于成形板材曲面件具有效率高，作用面积大，应力集中低的作用，可有效避免成形过程中起皱、拉裂等缺陷，工具头在旋转渐进成形过程中可自适应调整位置，可满足各种形状复杂的板壳类零件的加工。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的轴侧图；

图3是本实用新型渐进成形过程示意图；