[发明专利]一种板料双点渐进成形装置及成形方法

权利要求书

1.一种板料双点渐进成形装置，其特征在于，包括：

一对压头，设置在板料两侧；

一对成形单元，分别与压头对应连接，用于实现背压控制；

一对运动驱动单元，分别与成形单元对应连接，带动成形单元进行正交三轴运动；

一个运动控制系统，连接一对运动驱动单元，控制运动驱动单元运动；

一个成形单元调压系统，分别与成形单元对应连接，控制成形单元对压头施加的压力，使压头处于不同的功能状态：当对压头进行完成固定时，压头成为成形压头，当对压头进行柔性施压时，压头成为支撑压头；

一个板料装夹总成系统，用于固定板料，实现板料在竖直方向和水平方向的转动。

2.根据权利要求1所述的一种板料双点渐进成形装置，其特征在于，所述的成形单元包括前盖板、后盖板、工具筒夹、支撑法兰、轴承座、轴承、滚针推力轴承和口字形截面框架，所述的口字形截面框架为中空结构，两端分别连接前盖板和后盖板，所述的工具筒夹一端为开口端，一端为封闭端，所述的开口端通过工具夹头与压头紧固连接，所述的封闭端穿过前盖板插入口字形截面框架内，并与滚针推力轴承连接，所述的工具筒夹通过轴承与口字形截面框架侧壁连接，所述的轴承与口字形截面框架间设有轴承座，所述的支撑法兰设在工具筒夹与前盖板的相交处。

3.根据权利要求2所述的一种板料双点渐进成形装置，其特征在于，所述的轴承与工具筒夹间隙配合连接。

4.根据权利要求2所述的一种板料双点渐进成形装置，其特征在于，所述的工具筒夹上设有环形键槽，该环形键槽通过限位块与口字形截面框架侧壁连接，所述的限位块的宽度小于环形键槽的宽度。

5.根据权利要求2所述的一种板料双点渐进成形装置，其特征在于，所述的工具筒夹与压头的连接处套设有夹头紧固件。

6.根据权利要求2所述的一种板料双点渐进成形装置，其特征在于，所述的成形单元调压系统包括气缸、减压阀和压力表，所述的气缸设有一对，气缸通过螺栓与后盖板紧固连接，气缸的顶杆穿过后盖板与滚针推力轴承连接，所述的减压阀分别连接一对气缸，所述的压力表与减压阀连接；

顶杆将气缸的输出压力传递给滚针推力轴承，通过调节减压阀调节气缸的输出压力，控制压头的完全固定或柔性施压。

7.根据权利要求1所述的一种板料双点渐进成形装置，其特征在于，所述的运动驱动单元包括三组由伺服电机、驱动器和丝杠滑块组成的驱动组件，所述的伺服电机、驱动器、丝杠滑块依次连接，所述的丝杠滑块与成形单元连接，所述的三组驱动组件三轴正交设置。

8.根据权利要求1所述的一种板料双点渐进成形装置，其特征在于，所述的板料装夹总成系统包括板料夹持支架、压板、二维旋转平台和伺服电机，所述的板料夹持支架设在二维旋转平台上，所述的二维旋转平台与伺服电机连接，所述的板料通过压板固定在板料夹持支架上；伺服电机对二维旋转平台进行控制，驱动板料夹持支架旋转，实现板料在竖直方向和水平方向的转动。

9.一种采用权利要求2～8任一所述装置的板料双点渐进成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据所需加工零件几何特征及三维曲面模型，判断压头在加工不同特征时的功能状态，并生成对应的成形压头轨迹和支撑压头轨迹；

2)开启初始成形压头一侧的气缸，将输出压力设定为最大额定压力，成形压头处于固定施压状态；并根据所需加工零件的形状及材料，调节减压阀为初始支撑压头提供所需要的背压，支撑压头处于柔性施压状态；成形压头与支撑压头皆处于加载状态；

3)安装板料于板料装夹总成，校准初始成形压头和支撑压头的“零位”；

4)开启运动控制系统，控制成形压头和支撑压头沿着设定的工具轨迹运动，成形过程中，根据压头运动轨迹判断成形/支撑压头的转换过渡区域，利用减压阀调整压头固定与柔性施压状态，从功能上实现成形/支撑压头的互换；

5)根据所需加工零件几何特征，通过伺服电机控制二维转台，转动板料夹持支架，在相应位置加工垂直于曲面法线方向的子特征；

6)加工完成，两侧压头与板料分离，板料装夹总成回到初始位置，从板料装夹总成上取下板料。