可重构金属成型设备制造技术

本发明专利技术公开了一种可重构拉伸成型设备，该可重构拉伸成型设备包括销阵列，该销阵列适于在高度上可分别调整以限定可重构成型表面；一对反向旋转的工件夹持装置，该工件夹持装置设置在销阵列的相对侧上，每个夹持装置具有用于支撑工件的弧形支撑和用于相对所述弧形支撑表面夹紧工件的夹紧构件；驱动器件，该驱动器件设置为在相反的方向上旋转反向旋转夹持装置以在成型表面上拉伸工件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种可重构金属成型设备。
技术介绍
少量金属片部件的生产是非经常性设备成本和最终部件销售价值的困难的平衡行为。少量部件普遍的工业领域包括航空航天、海洋业和建筑业。这些工业领域的每个提出了独特的挑战，该挑战是部件材料、公差要求和重复部件数量的组合。航空航天利用高强度金属，该高强度金属必须满足严格尺寸公差，在合理的批次制造，而建筑业通常采用相对较低强度的金属，该较低强度金属具有较宽尺寸公差并常常单一部件制造。用于这些工业领域的部件生产中所采用的传统的制造方法常常利用需要大量基础的固定工具和大型复杂机器。工具成本可以通过工艺如拉伸成型的使用来降低，在拉伸成型中取决于部件形状，只需要单一的阳模工具。通过多次加工工具，成本可以通过工具的重复使用进一步降低。然而，这样的创新在可实现的成本节约中是有限的。一个可能的选择是可重构销工具技术，在该技术中成型表面通过高度可调的销阵列限定，通常具有位于销和工件之间的灵活的插片，其中销的高度可以调整以使成型表面的形状不同。在过去20年间，在拉伸成型中可重构的销工具技术的使用已经成为很多研究的主题。然而，试图利用这个技术的大多数现有技术已经导致其成为复杂和昂贵的化身，虽然技术出众，但商业上是有缺陷的。另外，在成型表面上拉伸金属片坯料的复杂拉伸成型机的使用进一步增加了整体的生产成本并且因此限制了可重构销工具技术的采用。本专利技术的目的是提供相对低成本和高度适应性的可重构金属成型设备，该可重构金属成型设备克服了现有技术的问题。
技术实现思路
根据本专利技术的第一个方面，提供了可重构拉伸成型设备，该可重构拉伸成型设备包括销阵列，该销阵列适于在高度上可分别调整以限定可重构成型表面；一对反向旋转的工件夹持装置，该工件夹持装置设置在销阵列的相对侧上，每个夹持装置具有用于支撑工件的弧形支撑表面和用于相对所述弧形支撑表面夹紧工件的夹紧构件；驱动器件，该驱动器件设置为在相反的方向上旋转反向旋转夹持装置以在成型表面上拉伸工件。优选地，所述夹持装置的每个包括辊，该辊的外表面限定各自夹持装置的弧形支撑表面。在优选的实施例中，每个夹持装置的夹紧构件包括偏心安装的凸轮或辊，该凸轮或辊邻近相应夹持装置的弧形支撑表面安装，夹紧构件的外表面限定相对弧形支撑表面作用的夹紧表面，以在其上夹紧工件，其中夹紧构件可在第一位置和第二位置之间旋转，在第一位置中夹紧构件的夹紧表面与弧形支撑表面隔开，而在第二位置中夹紧构件的夹紧表面接合弧形支撑表面。每个夹持装置的夹紧构件可以偏心地绕平行于各自夹持装置的旋转轴线延伸的轴线旋转。优选地，每个夹持装置的弧形支撑表面位于各自的端板对之间，各自的夹紧构件被安装在端板之间，用于在其第一和第二位置之间旋转。每个夹持装置的夹紧构件在其第一和第二位置之间的旋转方向可以布置使得在拉伸成型操作期间各自的夹紧构件在工件的作用下向其第二位置偏压。每个夹持装置的夹紧构件可设置有操作杆，该操作杆从其基本上径向延伸以用于使各自的夹进构件在其第一和第二位置之间旋转。当夹紧构件在其第二位置时，每个夹紧构件的操作杆的一部分可适用于抵靠各自的弧形支撑表面。优选地，所述销阵列限定在夹持装置之间延伸的弧形成型表面。优选地，在每个销的上端安装端盖。每个端盖可以相对于端盖安装在其上的销铰接，以允许端盖相对于销的倾斜。每个端盖的直径可以小于端盖安装在上面的销的直径。优选地，每个端盖通过球和座联接件安装在相应销上。夹持装置可以通过一个或多个联接器件连接，如齿轮和/或刚性的或柔性的联动器如链条，以确保当驱动器件操作时它们以相等的量旋转，以确保在成型表面上的胚料的均匀拉伸。在一个实施例中，所述联接器件可以包括一个或多个在所述反向旋转夹持装置之间和周围延伸的链条，以约束所述夹持装置在相反的方向和以相等的量旋转。优选地，所述驱动器件包括一个或多个在夹持装置之间作用的线性致动器，以促使当所述一个或多个致动器延伸时夹持装置在相反的方向旋转。夹持装置可以支撑在底座的侧板对之间，致动器基本上平行于侧板延伸。在一个实施例中，每个销可包括上部和基部，所述上部和基部彼此螺纹接合，这样销的高度可以通过上部相对于基部的旋转来调整。每个销的基部可以包括螺杆或螺柱，上部螺纹接合在该螺杆或螺柱上。每个销的端盖的底侧可以适于接合相应销上部的一部分以防止当端盖相对于销倾斜到调整位置时端盖相对于销的旋转，使得在所述调整位置时转动力矩可以由端盖通过适于接合端盖的合适的工具施加到销。在一个实施例中，端盖的底侧可以成形为当端盖在所述调整位置时在端盖下方接合位于销的上部的螺母的面。销阵列可以安装在共同的支撑上，支撑和/或辊相对于共同的基座可垂直移动，从而在拉伸成型过程中成型表面和辊可以彼此垂直移动。插片可以安装在销阵列的顶部以限定所述可重构成型表面。根据本专利技术的又一方面，设置有用于支撑坯料或工件的可重构支撑表面，所述支撑表面通过销阵列限定，每个销包括上部和基部，所述上部和基部彼此螺纹接合，这样每个销的高度可以通过上部相对于其基部的旋转调整，端盖安装在每个销的上端，其中每个端盖相对于端盖安装在其上的销铰接，以允许端盖相对于销的倾斜，其中每个销的端盖的底侧适于接合各自销的上部的一部分，以防止当端盖相对于销倾斜到调整位置时端盖相对于销的旋转，使得在所述调整位置时转动力矩可以由端盖通过适于接合端盖的合适的工具施加到销。每个端盖可以通过球和座联接件安装在相应销上。在一个实施例中，每个销的基部可以包括螺杆或螺柱，上部螺纹接合在该螺杆或螺柱上。在一个实施例中，每个销的端盖的底侧可以成形为当端盖在所述调整位置时在端盖下方接合位于销的上部的螺母的面。支撑表面可以是金属成型设备的成型表面或在加工过程中用于支撑工件的支撑表面。附图说明现在将仅通过示例的方式参考附图说明按照本专利技术的实施例的可重构金属成型设备，在附图中：图1是按照本专利技术的实施例的金属成型设备的透视图；图2是图1的设备的局部分解图；图3是图1的设备的俯视图；图4是图1的设备的端视图；图5是图1的设备的夹持装置的详细视图；图6是图1的设备的销阵列的俯视图；图7是图6的销阵列的端视图；图8是在图7的A-A线上的销阵列的剖视图；图9是按照本专利技术的另一实施例的金属成型设备的支撑辊组件的透视图；图10是通过按照本专利技术的另一实施例的金属成型工具的销的剖视图；图11是图10的销的头部的详细透视图；图12是通过图10的销的剖视图；图13是图10的销的头部和用于调整销的高度的工具的剖视图；图14是图10的销的头部的分解图；图15是示出工具与图10的销的头部的互相作用的透视图；图16是示出工具与图10的销的头部的互相作用的纵剖视图；图17是用于调整销的高度以改变成型表面形状的组件的透视图。具体实施方式如附图所示，按照本专利技术的实施例的可重构拉伸成型设备2包括弧形可重构成型表面4，该弧形可重构成型表面通过位于销阵列8顶部上的柔性插入件(interpolator)(柔性覆盖片)6限定，销阵列8的每个销10可分别调整高度以改变成型表面4的形状。如图6至8最佳所示，销阵列8的销10以密排六方模式布置。每个销10具有通过球和座铰接接头14安装在其上端的圆形的端盖12，其中，端盖12可以相对于端盖安装在上面的销10倾斜。铰接端盖12限定基本上连续和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可重构拉伸成型设备，该可重构拉伸成型设备包括销阵列，该销阵列适于在高度上能分别调整以限定可重构成型表面；一对反向旋转的工件夹持装置，该工件夹持装置设置在销阵列的相对侧上，每个夹持装置具有用于支撑工件的弧形支撑表面和用于在所述弧形支撑表面上夹紧工件的夹紧构件；驱动器件，该驱动器件设置为在相反的方向上旋转所述反向旋转夹持装置以在所述成型表面上拉伸所述工件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.29 GB 1401474.01.一种可重构拉伸成型设备，该可重构拉伸成型设备包括销阵列，该销阵列适于在高度上能分别调整以限定可重构成型表面；一对反向旋转的工件夹持装置，该工件夹持装置设置在销阵列的相对侧上，每个夹持装置具有用于支撑工件的弧形支撑表面和用于在所述弧形支撑表面上夹紧工件的夹紧构件；驱动器件，该驱动器件设置为在相反的方向上旋转所述反向旋转夹持装置以在所述成型表面上拉伸所述工件。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述夹持装置的每个包括辊，所述辊的外表面限定相应夹持装置的所述弧形支撑表面。3.根据前述任一权利要求所述的设备，其中，每个夹持装置的所述夹紧构件包括偏心安装的凸轮或辊，所述凸轮或辊安装在相应夹持装置的所述弧形支撑表面附近，所述夹紧构件的外表面限定夹紧表面，该夹紧表面作用在所述弧形支撑表面上以在该弧形支撑表面上夹紧工件，其中所述夹紧构件能在第一位置和第二位置之间旋转，在所述第一位置中所述夹紧构件的所述夹紧表面与所述弧形支撑表面隔开，而在所述第二位置中所述夹紧构件的所述夹紧表面接合所述弧形支撑表面。4.根据权利要求3所述的设备，每个夹持装置的所述夹紧构件能绕平行于相应夹持装置的旋转轴线延伸的轴线偏心地旋转。5.根据权利要求4所述的设备，其中，每个夹持装置的所述弧形支撑表面位于相应端板对之间，相应夹紧构件被安装在所述端板之间，用于在其第一和第二位置之间旋转。6.根据权利要求3到5中任一项所述的设备，其中，每个夹持装置的所述夹紧构件在其第一和第二位置之间的旋转方向是这样的使得在拉伸成型操作过程中相应夹紧构件在所述工件的作用下向其第二位置偏压。7.根据权利要求3到6中任一项所述的设备，其中，每个夹持装置的所述夹紧构件设置有从其基本上径向延伸的操作杆，用于使相应夹紧构件在其第一和第二位置旋转。8.根据权利要求7所述的设备，其中，当所述夹紧构件在其第二位置时，每个夹紧构件的所述操作杆的一部分适于抵靠相应弧形支撑表面。9.根据前述任一权利要求所述的可重构拉伸成型设备，其中，所述销阵列限定在所述夹持装置之间延伸的弧形成型表面。10.根据前述任一权利要求所述的设备，其中，端盖安装在每个销的上端上。11.根据权利要求10所述的设备，其中，每个端盖相对于该端盖安装在其上的销铰接，以允许所述端盖相对于所述销倾斜。12.根据权利要求11所述的设备，其中，每个端盖的直径小于该端盖安装在其上的销的直径。13.根据权利要求10或11所述的设备，其中，每个端盖通过球和座联接件安装在相应销上。14.根据前述任一权利要求所述的设备，其中，每个销包括上部和基部，所述上部和基部彼此螺纹接合，这样所述销的高度能通过所述上部相对于所述基部的旋转来调整。15.根据权利要求14所述的设备，其中，每个销的所述基部包括螺杆或螺柱，所述上部螺纹接合在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A利科克，
申请(专利权)人：阿尔斯特大学，
类型：发明
国别省市：英国;GB