[实用新型]一种基于辅助加热的工件渐进成形弯曲设备

说明书

本实用新型公开了一种基于辅助加热的工件渐进成形弯曲设备，包括支撑单元、若干冲压单元及加热单元，支撑单元形成有支撑区域，支撑区域包括长度方向和宽度方向，各冲压单元能够沿第一方向运动以对工件进行点加工，第一方向与支撑区域垂直设置，支撑单元和/或冲压单元能够沿长度方向和宽度方向运动以对工件进行面加工，加热单元用于对工件进行加热，以改变工件的塑性，通过冲压单元按照预先定义的加载路径对待加工工件进行冲压，导致工件产生塑性变形，且不会破坏工件或形成凹痕，将工件逐步弯曲成各种复杂曲面形状，且通过加热单元对工件的待加工部分进行局部加热，使得工件的塑性提高，同时能够减小工件成型过程中的回弹现象，从而提高了工件的成形性。

技术领域

本实用新型涉及工件成型技术领域，特别涉及一种基于辅助加热的工件渐进成形弯曲设备。

背景技术

目前，针对工件的曲面成形加工，主要有冷成形工艺和热成形工艺。冷成形工艺主要有辊弯法、机械冲压法以及无模成形法。热成形工艺主要有水火弯板法。

对于恒定曲率单向板加工通常采用辊弯法，此方法在加工过程存在较大回弹，且无法加工3D复杂自由曲面。对于3D复杂自由曲面零件通常采用机械冲压法，此方法由于冲头和模具形状的限制，此方法不能加工大曲率的曲面，同时加工过程对工人操作经验依赖程度高。无模成形法，例如工件多点成形加工工艺，此方法由于其成形装置需要在工具头和支撑台模拟出传统的模具上下模的形状再进行冲压，因此成形装置结构比较复杂，生产制作成本也比较高，无法适用于大尺寸、多批量的复杂工件成形加工，适用范围窄。冷成形工艺存在成形力大、回弹大并且加工工件表面质量等缺点。

水火弯板工艺是利用金属工件局部受高温冷却后产生塑性收缩变形的原理加工所需要的曲面，在加工过程中，高温热源在金属表面沿加热线移动对工件局部加热，使在工件表面和板厚方向产生一定的温度分布，加热区间的局部金属受热膨胀，受到四周冷金属的阻碍，产生塑性变形。热源后面一定距离处为水跟踪冷却，受热膨胀的金属冷却变形，而影响曲板局部瞬态温度场和位移的因素比较多，所以要确定曲板的最终局部变形十分困难，目前主要依靠有经验的工人师傅手工完成。此外，该加工工艺劳动环境恶劣，且金属工件一次成形率较低，难以实现精度控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于辅助加热的工件渐进成形弯曲设备。

根据本实用新型的第一方面实施例，提供一种基于辅助加热的工件渐进成形弯曲设备，包括支撑单元、若干冲压单元以及加热单元，支撑单元形成有支撑区域，所述支撑区域用于放置支撑待加工工件，所述支撑区域包括长度方向和宽度方向，各所述冲压单元能够沿第一方向运动以对所述工件进行点加工，所述第一方向与所述支撑区域垂直设置，所述支撑单元和/或所述冲压单元能够沿所述长度方向和所述宽度方向运动以对所述工件进行面加工，加热单元用于对所述工件待加工部分进行局部加热，以改变所述工件待加工部分的塑性。

有益效果：此基于辅助加热的工件渐进成形弯曲设备，通过冲压单元按照预先定义的加载路径对待加工工件进行冲压，冲压单元施加的力使得工件受到超过其屈服强度的应力，导致工件产生塑性变形，但不会破坏工件或在工件表面形成凹痕，将工件逐步弯曲成各种复杂曲面形状，最终得到目标形状工件，并且通过加热单元对工件的待加工部分进行局部加热，使得工件的塑性提高，同时能够减小工件成型过程中的回弹现象，从而提高了工件的成形性。

根据本实用新型第一方面实施例所述的基于辅助加热的工件渐进成形弯曲设备，所述加热单元为电磁加热单元，所述电磁加热单元包括加热器和感应加热线圈。

根据本实用新型第一方面实施例所述的基于辅助加热的工件渐进成形弯曲设备，所述加热线圈为点状结构或者条状结构。

根据本实用新型第一方面实施例所述的基于辅助加热的工件渐进成形弯曲设备，所述加热单元还包括温度控制系统，所述温度控制系统包括温控器和测温仪，所述测温仪用于测量所述工件温度，所述温控器用于接收所述测温仪信号并控制所述加热器输出功率。