[发明专利]一种铝合金带筋薄壁构件超声辅助渐进成形装置及工艺

权利要求书

1.一种铝合金带筋薄壁构件超声辅助渐进成形装置，其特征在于：包括箱体以及安装在箱体内部的渐进成型装置，所述渐进成型装置包括工作台、设在工作台下方的磨料悬浮液储存箱、位于工作台两侧的总支架、安装在工作台上的夹持装置和设在工作台正上方的超声辅助成型装置以及喷料装置；

所述工作台固定安装在箱体的底部位置，其台面上设有均匀排布的通孔；工作台的上端面上设有两条平行的丝杠，两条丝杠的一端均连接步进电机，另一端均通过连接柱固定安装在工作台上；在丝杠上方安装有移动板，移动板通过其下端面的滑块连接于丝杠；移动板上端面安装有夹持装置，所述夹持装置包括两个相同的装置夹，装置夹包括支撑柱、电机、连接件、上夹板、下夹板以及调节螺栓；

位于工作台两侧的总支架包括两个竖向气缸以及连接竖向气缸上端的横梁，横梁包括一根螺纹杆和两根横向光杆，螺纹杆能相对转动；在横梁的一端上侧安装一台伺服电机，伺服电机的转轴上安装主动轮，在螺纹杆的同一端安装有从动轮，主动轮与从动轮之间通过链带连接；横梁上套装有滑块，滑块下端固定安装一根与横梁相垂直的纵向导杆，超声辅助成型装置和喷料装置安装在纵向导杆上；

所述喷料装置包括存放箱和喷管，存放箱呈凹型，倒装在纵向导杆上，存放箱的下端设两个喷嘴；超声辅助成型装置安装在存放箱的凹陷内，包括超声波发生器、超声波换能器、超声波变幅杆和工具头，顺次组合安装，起到加工作用；

所述箱体前端开口，开口处安装有防护门，防护门为侧开门，通过合页连接，合页通过螺钉固定安装在箱体前端的侧柱上；所述防护门上安装有控制面板，且控制面板的内部固定设置有单片机，用来控制工具头进行单点渐进成型过程；防护门上还设有把手。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金带筋薄壁构件超声辅助渐进成形装置，其特征在于：所述磨料悬浮液储存箱上方位置的内壁上设有一周环形卡槽，卡槽的内部安装有卡块，过滤网固定连接在卡块上；磨料悬浮液储存箱的外部还安装有循环泵，循环泵的吸入端连通磨料悬浮液储存箱下部，输出端通过循环管连通存放箱。

3.根据权利要求2所述的一种铝合金带筋薄壁构件超声辅助渐进成形装置，其特征在于：所述总支架中两个竖向气缸能够同步伸缩，带动横梁上结构上下运动；喷料装置和超声辅助成型装置能够沿螺纹杆方向进行左右移动，能够沿纵向导杆方向前后移动。

4.根据权利要求3所述的一种铝合金带筋薄壁构件超声辅助渐进成形装置，其特征在于：所述夹持装置中两个装置夹相对安装，其上夹板和下夹板的内侧均安装有减震垫。

5.一种铝合金带筋壁板构件整体坯料的加工工艺，基于权利要求1至4中任一所述的渐进成型装置，其特征在于：具体包括以下几个步骤，

步骤一，填料；将橡胶或金属填料填充到待加工铝合金带筋壁板坯料的筋条之间的网格中，将填充好的待加工件放置到装置夹上，调整调节螺栓使上、下夹板夹紧待加工件；

步骤二，覆板；在步骤一填充的坯料基础上，加装一定厚度的铝合金覆板，以创造平滑表面来完成渐进成形工作，同时减少橡胶的受压变形，减少坯料的受力的不均匀；

步骤三，渐进成型；首先，开启整个装置的开关，通过控制面板控制竖向气缸收缩，带动整个横梁下降到指定位置；超声波发生器运行，使工具头处于震动工作状态，作用于铝合金覆板表面，进而间接实现带筋薄壁构件的变形加工，将其逐步成型；其次，依据控制面板中单片机预先设计好的程序设计，控制伺服电机运作，带动螺纹杆旋转，继而带动超声辅助成型装置整体沿螺纹杆方向能够往复运动，同时也使超声辅助成型装置整体能够沿纵向导杆方向往复运动，使工具头进行具有规律的渐进成型过程，通过局部性、逐次微量的挤压力累积，使坯料产生变形；然后，控制竖向气缸逐渐伸出，带动工具头在Y轴方向上实现纵向运动，从而完成逐层渐进成型加工，直至工件完成；

步骤四，取出；工件加工完成后竖向气缸完全伸出，步进电机运作，带动移动板行进到箱体的前侧位置，便于操作人员取出。

6.根据权利要求5所述的一种铝合金带筋壁板构件整体坯料的加工工艺，其特征在于：步骤一中填充料为硫调节型氯丁橡胶，利用填料法将硫调节型氯丁橡胶填料注入筋条网格中。

7.根据权利要求5所述的一种铝合金带筋壁板构件整体坯料的加工工艺，其特征在于：步骤二中所述覆板厚度根据坯料的厚度进行加装，两者之间成反比，覆板厚度最大不超过1mm。