[发明专利]使用摆头单元的多点成形装置

说明书

技术领域：

使用摆头单元的多点成形装置是用于板类件三维曲面成形的塑性加工设备，属于机械工程领域。

背景技术：

多点成形装置是用于板类件三维曲面成形的柔性加工设备，能够实现柔性成形与数字化制造。多点成形时，采用很多高度可调整的基本体单元形成具有三维曲面形状的成形面，代替传统模具进行板类零件的曲面成形。为了能够实现不同形状板类件的柔性成形，使得多点成形装置具有通用性，基本体单元的头部一般设计成球形曲面。如果基本体单元头部的球形曲面曲率半径较小，就会导致被加工板材与基本体单元头部的接触面积比较小，在成形时被加工板材容易产生压痕和起皱等缺陷；如果基本体单元头部的球形曲面曲率半径较大，虽然可以增加被加工板材与基本体单元头部的接触面积，在一定程度上减缓压痕和起皱等缺陷的产生，但导致被加工板材与基本体单元的接触点偏离基本体单元中心的距离增加，影响成形件的精度与质量，不适合压制变形程度较大的工件。

发明内容：

本发明的目的在于改变多点成形时容易在被加工板材上留下压痕、皱纹等缺陷的现状，提供一种使用摆头单元的多点成形装置，显著减少成形过程中产生的压痕、皱纹等缺陷，提高板材的成形效果。

本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：

一种使用摆头单元的多点成形装置，主要由基本体群、基本体调整机构和加载机构组成，所述的基本体群由具有摆头功能的基本体单元组成，具有摆头功能的基本体单元包括摆头盘2、钢球3、支撑座4及弹性元件，钢球3放置在摆头盘2与支撑座4之间，摆头盘2顶面设计成具有较大曲率半径的球形曲面或平面，所述的弹性元件柔性联接支撑座4、钢球3及摆头盘2，摆头盘2可绕钢球3自由摆头，并可以在卸载后复位。

所述的弹性元件采用一种由聚氨酯材料制造的聚氨酯套1，聚氨酯套1将钢球3和摆头盘2包容在一起，并联接在支撑座4上。

所述的聚氨酯套1可采用筒形或波纹形结构。

所述的聚氨酯套1的筒形壁上可设有多个孔。

所述的聚氨酯套1与支撑座4的联接方式可采用卡簧5锁紧，所述的卡簧5采用一套两件的半圆形结构，半圆形结构的端头带有卡钩，并通过卡钩相互锁紧。

所述的弹性元件采用一种螺旋弹簧6，所述的螺旋弹簧6将摆头盘2、钢球3和支撑座4联接在一起，螺旋弹簧6的两个端头可以带有卡钩。

所述的螺旋弹簧6与支撑座4之间，螺旋弹簧6与摆头盘2之间可采用卡簧5锁紧，所述的卡簧5采用一套两件的半圆形结构，半圆形结构的端头带有卡钩，并通过卡钩相互锁紧。

所述的摆头盘2、钢球3、支撑座4和螺旋弹簧6中一种或多种零件的材料可采用钛合金材料制作。

本发明所述的使用摆头单元的多点成形装置由基本体群、基本体调整机构和加载机构组成。基本体群由具有摆头功能的基本体单元组成。具有摆头功能的基本体单元由摆头盘、钢球、支撑座及弹性元件组成。摆头盘与被加工板材接触(直接接触或间接接触)的部位设计成具有较大曲率半径的球形曲面或平面，保证基本体单元与被加工板材之间的较大接触面积。钢球放置在摆头盘与支撑座之间，使摆头盘在板材成形过程中随板材的变形而转动，改变摆头盘的角度和与被加工板材的接触点，产生摆头效果；同时尽量减少成形时的接触点与基本体单元中心的偏离量。弹性元件用于柔性联接支撑座、钢球及摆头盘，使摆头盘自由摆头，并可以在卸载后使摆头盘复位。弹性元件可以是使用聚氨酯材料制造的聚氨酯套，使用这种聚氨酯套将钢球与摆头盘包容在一起，并联接在支撑座上。聚氨酯套的筒形部分可以设置很多横向的长孔，用于明显增加聚氨酯套的伸缩量，提高摆头单元的摆头效果。聚氨酯套的筒形部分还可以采用圆环形或螺旋形的波纹结构，明显增加聚氨酯套的伸缩量，提高摆头单元的摆头效果。聚氨酯套与支撑座的联接可以采用聚氨酯套与支撑座的自身结构锁紧；也可以采用具有钩状结构的、两件一套的卡簧，通过钩状结构互相锁紧。弹性元件还可以是采用弹簧钢丝缠绕而成的螺旋弹簧，使用这种螺旋弹簧把摆头盘、钢球及支撑座联接在一起。如果在螺旋弹簧的两个端部都带有卡钩，并且在摆头盘与支撑座的相应部位钻有固定孔，可以更好的联接摆头盘与支撑座。如果使用钛合金代替钢材加工摆头盘、钢球、支撑座及螺旋弹簧中一种或几种零件，可以减少摆头单元的传热，将多点成形装置用于热态工件的成形，实现板材的热塑性加工。