板料电致塑性无模复合渐进成形系统技术方案

本发明专利技术公开的板料电致塑性无模复合渐进成形系统，包括：电致塑性电源、机床、导电旋转刀柄组件、板料夹持架和触点液压导电支撑装置；机床包括工作台和机床主轴，板料夹持架固定连接工作台，板料夹持架包括立柱和夹持板，立柱固定连接夹持板，且立柱与夹持板的连接接触处设置绝缘垫片；导电旋转刀柄组件包括刀柄、滑环、刀具头、刀柄外壳、电刷和电刷架；触点液压导电支撑装置包括多个单触点液压导电支撑件和绝缘垫板，电致塑性电源的一个电极电连接电刷架，电致塑性电源的另一个电极分别电连接单触点液压导电支撑件。本发明专利技术提供的板料电致塑性无模复合渐进成形系统，更加方便板料电致塑性渐进成形装置的使用，便于板料电致塑性渐进成形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属加工
，更为具体地说，涉及一种板料电致塑性无模复合渐进成形系统。
技术介绍
板料电致塑性渐进成形是引入快速原型制造技术及分层制造思想，将复杂的三维数字模型沿等高线方向离散成许多等高面层，并生成等高线层面上的加工轨迹，具体操作过程为，在数控机床上通过计算机程序控制刀具头运行轨迹，逐层形成板类件的三维包络面，从而实现金属板料局部塑性变形。板料电致塑性渐进成形有效利用材料在高频电脉冲的作用下变形抗力降低、塑性增加的特性，采用快速原型制造技术中的分层制造思想的一种新兴的成形工艺。板料电致塑性渐进成形利用电致塑性效应，不但能够降低流动应力、提高材料的塑性、改善制品的组织的性能，还能避免加热和热处理的诸多不足，降低设备成本。板料电致塑性渐进成形取消了对特定模具的需求，满足低成本多样式订制或新产品的快速成样调试生产要求，易于实现自动化加工，与传统一次拉深成形相比，能加工出曲面更复杂、延伸率更高的成形件，加工精度和表面质量均较好，板料电致塑性渐进成形发展前景非常广阔。板料电致塑性渐进成形装置主要由机床、电致塑性电源和刀具头组成，在成形过程中，电致塑性电源提供低压大电流，使用载流较大的导线辅助刀具头导电，刀具头连接机床主轴，机床主轴带动刀具头转动行进，转动的刀具头与板料产生摩擦热使板料局部温度升高，板料加工时为刀具头提供合适的转速，有助于提高板料成形性，如此将电致塑性效应、转动刀具头摩擦热效应相结合，适于提高板材的成形性能和成形精度。现有的板料电致塑性渐进成形装置中刀具头与机床主轴直接连接，在刀具头转动渐进成形工作过程中，由于夹持柄等构件在使用过程中导电，危害使用者的生命安全，且刀具头旋转的过程中易致使载流导线绕线，不利于板料电致塑性渐进成形加工的进行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种板料电致塑性无模复合渐进成形系统，更加方便板料电致塑性渐进成形装置的使用，便于板料电致塑性渐进成形。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供的板料电致塑性无模复合渐进成形系统，包括：电致塑性电源、机床、导电旋转刀柄组件、板料夹持架和触点液压导电支撑装置；其中：所述机床包括工作台和机床主轴，所述板料夹持架固定连接所述工作台，所述板料夹持架包括立柱和夹持板，所述立柱固定连接所述夹持板，且所述立柱与所述夹持板的连接接触处设置绝缘垫片；所述导电旋转刀柄组件包括刀柄、滑环、刀具头、刀柄外壳、电刷和电刷架；所述刀柄的一端可拆卸连接所述机床，所述刀柄的另一端固定连接所述滑环，且所述刀柄与所述滑环的连接处设置绝缘垫；所述滑环的轴线上设置刀具头安装槽，所述滑环通过所述刀具头安装槽固定连接所述刀柄，且所述刀具头的外壁与所述刀具头安装槽的内壁紧密接触；所述电刷架固定设置在所述刀柄外壳内，所述电刷架上设置所述电刷，所述滑环和刀具头穿过所述刀柄外壳，且所述滑环通过轴承连接所述刀柄外壳，远离所述电刷架一端的所述电刷紧密接触所述滑环；所述触点液压导电支撑装置包括多个单触点液压导电支撑件和绝缘垫板，所述单触点液压导电支撑件固定连接所述绝缘垫板，所述绝缘垫板设置在所述板料夹持架的底板上；所述电致塑性电源的一个电极电连接所述电刷架，所述电致塑性电源的另一个电极分别电连接所述单触点液压导电支撑件。优选的，上述板料电致塑性无模复合渐进成形系统中，所述电刷包括若干电刷本体，所述电刷本体均包括电刷支撑架、电刷压块和碳刷；所述电刷支撑架的横轴上设置通孔，所述电刷架通过所述通孔配合连接所述电刷支撑架，所述电刷支撑架和碳刷通过所述电刷压块固定连接，所述碳刷接触配合所述滑环。优选的，上述板料电致塑性无模复合渐进成形系统中，所述电刷本体成对出现，所述电刷支撑架上设置弹簧连接点，每一对所述电刷本体上设置弹簧，所述弹簧固定连接所述弹簧连接点，每一对所述电刷本体通过所述弹簧连接。优选的，上述板料电致塑性无模复合渐进成形系统中，所述滑环上设置多个万向球吸振支撑滚珠支撑连接所述刀柄外壳，所述万向球吸振支撑滚珠设置在所述滑环的顶端或底端，所述万向球吸振支撑滚珠的一端固定连接所述滑环，所述万向球吸振支撑滚珠的另一端支撑所述刀柄外壳。优选的，上述板料电致塑性无模复合渐进成形系统中，所述滑环通过强力夹头固定连接所述刀柄。优选的，上述板料电致塑性无模复合渐进成形系统中，所述系统还包括三维测力传感器平台，所述三维测力传感器平台设置在所述板料夹持架和所述工作台之间，所述板料夹持架通过所述三维测力传感器平台固定连接所述工作台。优选的，上述板料电致塑性无模复合渐进成形系统中，所述刀柄外壳的所述滑环上设置8个所述万向球吸振支撑滚珠，所述滑环的顶端和底端分别设置4个所述万向球吸振支撑滚珠，且所述万向球吸振支撑滚珠均匀分布。优选的，上述板料电致塑性无模复合渐进成形系统中，所述刀柄外壳的内表面设置卡位槽，所述卡位槽与所述万向球吸振支撑滚珠的顶端配合使用。优选的，上述板料电致塑性无模复合渐进成形系统中，所述电刷包括4对所述电刷本体，相邻每对所述电刷本体的距离相等。与现有技术相比，本专利技术提供的板料电致塑性无模复合渐进成形系统中，刀具头通过刀柄固定连接机床主轴，机床主轴移动和转动时，刀具头同步移动和转动。为实现刀具头工作过程中带电，刀具头通过滑环与刀柄固定连接，其中：滑环的外部设置刀柄外壳，刀柄外壳内设置电刷架，电刷架上设置电刷，电刷与滑环接触配合，滑环与刀柄外壳通过轴承连接，在系统通电工作时候，滑环转动，刀柄外壳不会发生转动，如此将不会发生绕线现象，滑环与刀柄连接处设置绝缘垫，可防止刀具头带电工作过程中将电流传递给机床。板料夹持架固定支撑待加工的板料，触点液压导电支撑装置支撑板料，且其还作为加工的电极。刀具头通电情况下安全旋转，改善刀具头与板料接触状态，产生摩擦强化效应、热效应，成形过程中可减小加工中的成形力，加工成本低；提高板材的成形效果。本专利技术提供的板料电致塑性无模复合渐进成形系统，更加方便板料电致塑性渐进成形装置的使用，便于板料电致塑性渐进成形。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术实施例提供的电致塑性无模复合渐进成形系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的导电旋转刀柄组件的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的电刷与滑环的主视图；图4是本专利技术实施例提供的电刷与滑环的左视图；图5是本专利技术实施例提供的触点液压导电支撑装置的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的板料夹持架的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的固体电刷本体的主视图；图8是本专利技术实施例提供的固体电刷本体的侧视图。其中：1-电致塑性电源，2-机床，201-工作台，202-机床主轴，3-导电旋转刀柄组件，301-刀柄，302-滑环，303-刀具头，304-强力夹头，305-绝缘垫，306-万向球吸振支撑滚珠，307-刀柄外壳，308-电刷架，309-电刷，3091-电刷支撑架，3092-电刷压块，3093-碳刷，310-轴承，4-板料夹持架；401-立柱，402-夹持板，403-绝缘垫片，5-触点液压导电支撑装置，501-多个单触点液压导电支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
板料电致塑性无模复合渐进成形系统，其特征在于，包括：电致塑性电源(1)、机床(2)、导电旋转刀柄组件(3)、板料夹持架(4)和触点液压导电支撑装置(5)；其中：所述机床(2)包括工作台(201)和机床主轴(202)，所述板料夹持架(4)固定连接所述工作台(201)，所述板料夹持架(4)包括立柱(401)和夹持板(402)，所述立柱(401)固定连接所述夹持板(402)，且所述立柱(401)与所述夹持板(402)的连接接触处设置绝缘垫片(403)；所述导电旋转刀柄组件(3)包括刀柄(301)、滑环(302)、刀具头(303)、刀柄外壳(307)、电刷(309)和电刷架(308)；所述刀柄(301)的一端可拆卸连接所述机床主轴(202)，所述刀柄(301)的另一端固定连接所述滑环(302)，且所述刀柄(301)与所述滑环(302)的连接处设置绝缘垫(305)；所述滑环(302)的轴线上设置刀具头安装槽，所述滑环(302)通过所述刀具头安装槽固定连接所述刀柄(301)，且所述刀具头(303)的外壁与所述刀具头安装槽的内壁紧密接触；所述电刷架(308)固定设置在所述刀柄外壳(307)内，所述电刷架(308)上设置所述电刷(309)，所述滑环(302)和刀具头(303)穿过所述刀柄外壳(307)，且所述滑环(302)通过轴承(310)连接所述刀柄外壳(307)，所述电刷(309)的自由端紧密接触所述滑环(302)；所述触点液压导电支撑装置(5)包括多个单触点液压导电支撑件(501)和绝缘垫板(502)，所述单触点液压导电支撑件(501)固定连接所述绝缘垫板(502)，所述绝缘垫板(502)设置在所述板料夹持架(4)的底板上；所述电致塑性电源(1)的一个电极电连接所述电刷架(308)，所述电致塑性电源(1)的另一个电极分别电连接所述单触点液压导电支撑件(501)。...

【技术特征摘要】
1.板料电致塑性无模复合渐进成形系统，其特征在于，包括：电致塑性电源(1)、机床(2)、导电旋转刀柄组件(3)、板料夹持架(4)和触点液压导电支撑装置(5)；其中：所述机床(2)包括工作台(201)和机床主轴(202)，所述板料夹持架(4)固定连接所述工作台(201)，所述板料夹持架(4)包括立柱(401)和夹持板(402)，所述立柱(401)固定连接所述夹持板(402)，且所述立柱(401)与所述夹持板(402)的连接接触处设置绝缘垫片(403)；所述导电旋转刀柄组件(3)包括刀柄(301)、滑环(302)、刀具头(303)、刀柄外壳(307)、电刷(309)和电刷架(308)；所述刀柄(301)的一端可拆卸连接所述机床主轴(202)，所述刀柄(301)的另一端固定连接所述滑环(302)，且所述刀柄(301)与所述滑环(302)的连接处设置绝缘垫(305)；所述滑环(302)的轴线上设置刀具头安装槽，所述滑环(302)通过所述刀具头安装槽固定连接所述刀柄(301)，且所述刀具头(303)的外壁与所述刀具头安装槽的内壁紧密接触；所述电刷架(308)固定设置在所述刀柄外壳(307)内，所述电刷架(308)上设置所述电刷(309)，所述滑环(302)和刀具头(303)穿过所述刀柄外壳(307)，且所述滑环(302)通过轴承(310)连接所述刀柄外壳(307)，所述电刷(309)的自由端紧密接触所述滑环(302)；所述触点液压导电支撑装置(5)包括多个单触点液压导电支撑件(501)和绝缘垫板(502)，所述单触点液压导电支撑件(501)固定连接所述绝缘垫板(502)，所述绝缘垫板(502)设置在所述板料夹持架(4)的底板上；所述电致塑性电源(1)的一个电极电连接所述电刷架(308)，所述电致塑性电源(1)的另一个电极分别电连接所述单触点液压导电支撑件(501)。2.根据权利要求1所述的板料电致塑性无模复合渐进成形系统，其特征在于，所述电刷(309)包括若干电刷本体，所述电刷本体均包括电刷支撑架(3091)、电刷压块(3092)和碳刷(3093)；所述电刷支撑架(3091)的横轴上设置通孔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚兴荣，敖冬威，鲍文科，高军，林淑霞，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37