成形工具制造技术

本发明专利技术涉及一种用于构件表面（２）的再成形工具（６），其包括一再成形装置（１０）和一固定装置（８），利用固定装置可将要被再成形的构件表面（２）相对于再成形装置（１０）固定。本发明专利技术还涉及一种方法，利用该方法，一构件表面（２）相对于一再成形装置（１０）定位。本发明专利技术的再成形装置（１０）包括可移动地布置的引导元件（２６），引导元件被相互独立地控制，并设置有成形体（３０）。利用固定装置（８），按照非主动的形式对构件表面（２）进行固定。根据本发明专利技术的方法，借助于本发明专利技术的再成形装置（１０）、以增塑化的形式在多个部位处依次对构件表面（２）进行再成形，增塑化延伸构件的整个厚度或部分厚度，在一个成形循环中，利用一成形体（３０）来执行再成形。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于构件表面的成形工具，其包括一成形装置和一固定装置，利用其中的固定装置可将要被成形的构件表面相对于成形装置固定。另外，本专利技术涉及一种方法，在该方法中，一构件表面相对于一成形装置布置。具体而言，构件表面被广泛地用作承载表面，例如在航空器结构和造船业中。在这些领域中，构件表面如被用于壁板、舱壁、阶梯台板，或者还被用作通常带不同横截面的甲板。在此情况下，所要处理的构件表面的延展宽度相当大—在几十米的范围内，而结构件厚度不仅主要取决于强度或承载能力，而且受某些涉及隔火性能和防火性能的行政法规的影响。当然，为了提高平面构件的刚性、并确保其承载能力，在与承载面相对的一侧上焊接了加强件。当这些加强件被焊接上之后，发生了“焊接变形”，焊接变形也就是指由焊接作业造成的收缩过程，其会导致平面波度，这一因素反过来必然要求一些精加工这些表面的耗时且不经济的返工工作。这些波度的尺寸可由肉眼看出来。另外，如果由构件表面制成的部件在被组装到整个结构上时，其精度是至关重要的，则所述的不平整度会带来另外一些问题。举例来讲，通常采用填料来补偿该不平整性，但采用填料除了会增加成本之外，还会使其中组装了该构件表面的结构的整体重心出现不利的移位。有时还采用另一种方法来降低不平整度，在这种方法中，在焊接过程中，对所要加工的构件表面进行约束—尽管要进行处理的表面尺寸很大。但已证明是不利的，或者还可采用激光焊工艺，这种工艺的确能减小焊接变形，但却会使工厂的生产成本提高。另外，当对构件表面进行重新加工时，还可采用其它的拉直整平工艺，举例来说，可采用火焰加热整平方法或滚压整平方法，最后，为了消除形变，可在随后利用一压力机向构件表面施加总体的弯曲力矩，这一因素也会带来缺点如给定所需力矩的幅值，则这些弯曲力矩需要工具产生很大的位移、或需要很大的载荷。因而，本专利技术的目的是提供一种装置和一种方法，利用该方法和装置，可按照简单而高效价比的方式制出构件表面(construction member area)，同时还避免了上文提到的缺陷，由此保证了对构件表面的平面度要求。根据本专利技术，通过一种在本文开始时提到的类型的成形工具而实现了上述目的，在该成形工具中，成形装置具有一独立驱动的引导元件的可移动机构，引导元件带有成形体，当向引导元件施加作用力时，成形体可按照一定方式压到构件表面中，从而可利用加压操作而使构件表面的全部或部分厚度范围内发生增塑化，同时利用固定装置摩擦地固定构件表面。因而，在根据本专利技术的成形工具中，一固定装置将要进行处理的构件表面、或构件表面的区段相对于一成形装置进行定位，然后再摩擦地固定所述构件表面。被布置在构件表面上方的成形装置具有带成形体的独立驱动引导元件的可移动机构，可向这些成形体施加作用力。这些引导元件在施加了各自的作用力之后，能独立或成组地将连接在它们上的成形体从其分离位置引导向构件表面，在此处，成形体被压到构件表面中。该加压操作构成了一个用于对构件表面执行部分造形的作业，其使得构件表面的形状能通过将成形体引入到构件表面中而得以复原，这样就可以补偿初始时存在的不平整现象。这一效果源于这样的事实通过引入成形体而在材料中产生增塑化，所述增塑化延伸到构件全部或部分厚度。在成形工具的有利改进结构中，成形装置被连接到一可移动的滑动体上。结果，成形装置可相对于被固定装置固定的构件表面横向移动，而无须将所述紧固作用释放，也无须再次对构件表面进行固定，由此，按照这种方式，能在较大的表面上经济地完成所规定的加工处理。在又一种有利的设计中，成形装置和/或可移动的滑动体在一连接到托架的导轨上引导着，托架可相对于构件表面横过。该托架例如在滚轮上在构件表面上方移动，连接这种托架使得成形装置能移朝向构件表面上的任何所需的位置处，而当托架处于静止状态时，导轨上成形装置和/或滑动体的引导则可确保成形工具自身相对于构件表面在直线方向上精确地执行单维运动—例如平行于构件表面上的焊缝。在此情况下，还可考虑一种可选方案将一刚性梁与托架上由引导元件构成的机构连接起来，在此情况下，由于托架的运动，有关构件表面的相对运动将会单独地发生。为此目的，可利用一作动装置而使滑动体有利地移动，其中的作动装置可由一压力缸进行驱动。所述作动装置是为了驱动所述滑动体、并使其横向移入到所需位置中而设置的，除了通过液压缸或气动缸来驱动外，还可设置其它形式的作动元件，例如可设置电动机等。优选地是，根据本专利技术的成形装置的引导元件被设置成在一第一方向上横向离开一定距离，从而它们构成了一套可单维移动的机构。当探测一成形断面时，这样的设计能实现对构件表面快速而有效的加工，其中的成形断面基本上顺沿着一条直线，例如沿着一道焊缝延伸。在一种有利的形式中，成形装置的引导元件被设置成在另一方向上横向分开一定的距离，该方向基本上垂直于第一方向。按照这种方式，首先，多个指向同一方向的机构例如能相互并行地工作。但是，处于另一方向的机构也并非必须要顺向某个特定的方向，而是使所述机构可适于成形工作任务，因而可针对具体的情形对其进行设计。但是，利用由引导元件的多个并行机构中之一限定的驱动，还可实现对非直线段的探测，例如可借助于程控计算机完成。为了使成形工作的次序不出现任何的问题，最好是使多个引导元件以一定的方式能接合地驱动，该方式是在加压操作中，可使构件的对称加载相对于一个镜像对称平面实现对称，其中的对称平面位于引导元件之间。例如在一具有八个引导元件的机构中，如果第一引导元件与第八引导元件或者第一、第二、第七和第八引导元件作用，则不论对于加工工具、还是对于被处理的工件，轴向载荷都是均匀一致的。这样进行设计的优点是既避免了使构件发生倾斜，又避免了对成形工具的干扰，从而也消除了构件倾斜和对工具干扰所伴随的工时和/或材料的损耗。为了对引导元件进行操作，有利地是，利用一压力缸对各个引导元件进行驱动。假定压力缸执行了合适的驱动动作，则所述压力缸中储积的能量就被释放，并被输送给引导元件，引导元件反过来再与成形体一起在移向构件表面的方向上被加速。在此情况下，优选地是引导元件被设计成带有复位弹簧的冲头的形式，该冲头引导着成形体，而复位弹簧则保证冲头能在加压操作之后恢复到其初始位置。在此情况下，对引导元件的驱动不仅限于借助于压力缸的作用，还可考虑采用一双向作用的、带有阀控制系统的液压作用缸，用于取代压力缸和复位弹簧。为了产生压痕并形成与之相随的塑化作用，有利地是成形体上被压入到构件表面中的端部的横截面被设计成圆扇面或椭圆的形式。但是，所要形成的压痕的类型和深度、以及成形体的形状与要被施加的作用力的方法一样，取决于要进行处理的表面及其材质—例如该材料的弹性模量。在预先测试的过程中，可确定出用于实现所需成形结果的这些参数，这样，自然也可采用具有其它设计形式的成形体。在一优选实施方式中，为了对要被进行处理的构件表面进行紧固，固定装置具有一个用于产生磁力的装置。如果采用磁性金属材料来形成构件表面，则可利用所述装置来布置和固定构件表面。此外，如果同时或作为替代方案，固定装置具有一用于产生真空力的装置则也是有利的。如果必要的话，该装置采用抽吸装置的形式，其例如用于布置和紧固一铝质的构件表面。由于所要进行处理的构件表面的板厚考虑到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于构件表面的成形工具，其包括一成形装置和一固定装置，利用该固定装置可将要被成形的构件表面相对于成形装置固定，其特征在于：成形装置（１０）具有带成形体（３０）的独立驱动的引导元件（２６）的可移动机构，当向引导元件（２６）施加作用力时，成形体能够以正向驱动方式压到构件表面（２）中，通过这样的方式，即利用加压操作而能产生延伸构件厚度的全部或部分的增塑化，同时通过固定装置（８）摩擦地固定构件表面（２）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔穆特雷西厄斯，
申请(专利权)人：埃克奥尔德两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]