[发明专利]用于渐进成形的负压吸附式滚动成形工具、装置及方法

说明书

本发明公开了用于渐进成形的负压吸附式滚动成形工具、装置及方法，它解决了现有技术中成形工具与板材加工摩擦阻力大，较大倾斜角度实现装置使用范围受限的问题，具有操作方便，并在加工过程中对板材进行有效润滑的有益效果，其方案如下：用于渐进成形的负压吸附式滚动成形工具，包括具有设定长度的滚珠座，滚珠座空心设置，滚珠座内部用于暂时存放润滑油；成形滚珠，部分成形滚珠能嵌套于滚珠座端部，成形滚珠与滚珠座之间形成间隙，通过滚珠座带动成形滚珠对待加工工件进行成形，润滑油通过成形滚珠与滚珠座之间的间隙对待加工工件进行润滑。

技术领域

本发明涉及渐进成形技术领域，特别是涉及用于渐进成形的负压吸附式滚动成形工具、装置及方法。

背景技术

金属板料渐进成形工艺是将复杂的三维模型，按照一系列的等高线进行分解，由计算机控制成形工具逐层在二维平面上进行加工。从原理上讲渐进成形可以加工任意复杂的工件，并且不需要模具。对于制造小批量、个性化新产品具有巨大优势。相比于冲压工艺，渐进成形工艺为局部塑性变形，充分利用板材的变形能力，因此能够成形传统冲压工艺不能成形的复杂形状，在各个领域中有着广泛的应用潜力。

金属塑性成形时除了具有一般滑动摩擦的特征，和传统机械传动摩擦还有很大的区别。首先渐近成形为局部塑性变形，工具头和板材接触面积小导致接触面上的压强过大，润滑油膜易破裂。金属在塑性变形的过程中会产生一定热量导致温度升高，变形过程中不断出现新的金属表面都会改变原来的摩擦条件。为了减小摩擦力改善接触条件，一般在渐进成形过程中采用润滑剂，从而有效改善了成形工具和板材之间的接触，提高了成形件的表面质量。

发明人发现现有的渐进成形，存在如下问题：

1)成形工具与板材在成形过程中摩擦阻力大，现有技术中虽然有设计滚轮，减少了成形过程中成形工具和板料之间的摩擦，但是对于实际应用中的形状复杂成形件，成形工具和板料之间接触复杂，回转力矩大小方向不确定，很难依靠回转工具体绕成形工具柄轴线自由转动，保证转动轴线与成形工具运动方向始终垂直。

2)无法在较大使用范围内实现板材的大角度渐进成形，现有技术中有将成形工具设计为非中心对称结构，但不适用于主轴高速旋转的场合，而且在对数控渐进成形机床编程时需协调进给速度和主轴转速，带来编程复杂，不易操作等问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了用于渐进成形的负压吸附式滚动成形工具，解决了传统渐进成形工具和板材之间滑动接触摩擦力大，现有成形工具头成形角度有限的问题，实现了大角度成形件的滚动接触。

用于渐进成形的负压吸附式滚动成形工具的具体方案如下：

用于渐进成形的负压吸附式滚动成形工具，包括：

具有设定长度的滚珠座，滚珠座空心设置，滚珠座内部用于暂时存放润滑油；

成形滚珠，部分成形滚珠能嵌套于滚珠座端部，成形滚珠与滚珠座之间形成间隙，通过滚珠座带动成形滚珠对待加工工件进行成形，润滑油通过成形滚珠与滚珠座之间的间隙对待加工工件进行润滑；

吸附机构，与滚珠座的进油口连接，能够在滚珠座内产生负压将成形滚珠被吸附于滚珠座端部。

上述的滚动成形工具，成形滚珠活动设于滚珠座，且能通过吸附机构对成形滚珠进行有效控制，避免意外脱落，成形工具与工件为滚动摩擦，这样成形工具在加工过程中，之前的整体成形工具与工件之间摩擦阻力大的问题，得到有效缓解，而且能通过滚珠座对工件直接润滑，无需人工手动添加，提高了工作效率。

进一步地，所述吸附机构为油气阀，油气阀的进气口与气泵连接，油气阀的进油口与油泵连接，油气阀的油气出口与所述滚珠座的进油口相连。所述油气阀包括阀体和与阀体连接的阀帽，阀体内设置阀芯，阀芯的纵向截面为倒T型，阀芯一端与阀帽之间设有弹性件。