一种多工具头柔性渐进成形装置及方法制造方法及图纸

本公开提供一种多工具头柔性渐进成形装置及方法，涉及渐进成形领域，包括安装在保护壳上轴线共面的三个间隔布置的刀柄，位于两侧的两个刀柄上分别通过曲柄连接有侧工具头，中间的刀柄同轴连接有中间工具头，刀柄上均配合有传动齿轮，相邻刀柄对应的传动齿轮相啮合，传动齿轮在第一驱动机构作用下带动刀柄绕对应轴线自转，维持侧工具头和中间工具头轴线共面，并改变两个侧工具头的间距；将多个工具头安装在保护壳上，整体能够安装于机床主轴，解决了数控机床上不能直接实现多点渐进成形和多工具头间距无法调节的问题，提高了渐进成形技术的加工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多工具头柔性渐进成形装置及方法
本公开涉及渐进成形领域，特别涉及一种多工具头柔性渐进成形装置及方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。在金属板材加工技术中，渐进成形技术作为一种新型的板材加工技术是一种柔性加工技术，其利用“分层制造”的方法将三维模型沿高度方向离散成一系列二维模型，通过数控系统控制渐进成形工具头的运动，逐层实现金属板材的塑性成形。渐进成形技术能较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种地零件加工问题。专利技术人发现，目前渐进成形设备通常只装配有一个主轴，严重限制了其加工效率的提高，虽然采用多个工具头同时成形(多点渐进成形)是一种提高加工效率的有效手段。但是大多数多点渐进成形设备不能直接依托通用数控机床，其特有的加工装置和控制装置使得其造价昂贵；同时，目前的成形工具与装置在加工时不能随加工要求改变工具头之间的距离，且需更换工具头或二次装夹板材，在更换工具头和二次装夹板材时，需要重新标定坐标系，使得加工效率较低，并且，在多次标定过程中出现偏差时，会导致加工后的板材性能下降。
技术实现思路
本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种多工具头柔性渐进成形装置及方法，将多个工具头安装在保护壳上，整体能够安装于机床主轴，解决了数控机床上不能直接实现多点渐进成形和多工具头间距无法调节的问题，提高了渐进成形技术的加工效率。本公开的第一目的是提供一种多工具头柔性渐进成形装置，采用以下技术方案：包括安装在保护壳上轴线共面的三个间隔布置的刀柄，位于两侧的两个刀柄上分别通过曲柄连接有侧工具头，中间的刀柄同轴连接有中间工具头，刀柄上均配合有传动齿轮，相邻刀柄对应的传动齿轮相啮合，传动齿轮在第一驱动机构作用下带动刀柄绕对应轴线自转，维持侧工具头和中间工具头轴线共面，并改变两个侧工具头的间距。进一步地，所述刀柄分别与保护壳配合，刀柄一端穿过保护壳连接工具头，另一端位于保护壳内与保护壳转动连接，第一驱动机构输出端通过齿轮与中间刀柄上的传动齿轮啮合传动。进一步地，所述保护壳远离工具头的一端转动连接有保护套，保护壳通过相对于保护套的转动带动工具头改变与保护套的相对夹角。进一步地，所述保护壳通过转动副连接保护套，转动副的转动轴线、保护壳轴线、保护套轴线和中间刀柄轴线共线，第二驱动机构配合传动副驱动保护壳相对于保护套转动。进一步地，所述曲柄一端对接刀柄，另一端对接侧工具头，侧工具头轴线与对应的刀柄轴线平行且呈间隔布置，两个侧工具头对应的两个曲柄结构相同，分别在对应刀柄的驱动下绕刀柄轴线转动改变与中间工具头的间距。进一步地，所述侧工具头、中间工具头所在轴线平行布置，两个侧工具头相对于中间工具头轴线对称布置。进一步地，所述传动齿轮配合有锁止机构，用于在调整工具头间距后锁定刀柄转动。本公开的第二目的是提供一种柔性渐进成形方法，利用如上所述的多工具头柔性渐进成形装置，包括以下步骤：将多工具头柔性渐进成形装置安装在数控机床主轴上，对夹持被进行坐标标定的后的板材进行加工；依据所需加工轨迹驱动刀柄转动改变侧工具头与中间工具头的间距，调节至所需状态；主轴带动工具头移动，工具头对板件进行渐进成形加工。进一步地，在调整工具头的间距到满足需求后，利用锁止机构配合第一驱动机构对传动齿轮进行锁止。进一步地，在主轴带动工具头进行移动的同时，调整工具头与板材的相对位置，使得工具头轴线所在的平面垂直于加工轨迹的方向。与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：(1)将多个工具头安装在保护壳上，整体能够安装于机床主轴，解决了数控机床上不能直接实现多点渐进成形和多工具头间距无法调节的问题，提高了渐进成形技术的加工效率；(2)通过操作曲柄，改变曲柄在刀柄转动下的角度，能够对工具头的相对位置进行调整，从而依据目标加工需求，更换满足加工需求的合适尺寸的曲柄和工具头，组装间距可调的柔性渐进成形工具，可按照不同的加工技术要求，选择不同长度的曲轴和不同直径的工具头，扩大了间距可调的柔性渐进成形工具的适用范围；(3)采用保护壳和保护套对工具头进行安装和集成，能够使得其作为一个整体的刀具安装在机床主轴上，从而能够利用现有的机床来进行渐进成形加工，三个工具头同时进行操作，无需重复多次加工相同的轨迹，提高了加工效率；(4)通过多工具头间距调节装置可在加工时调整工具头间距，无需二次拆卸替换工具头即可完成工具头的间距调节，减少了拆卸次数，从而避免了多次安装带来的累计误差，提高了成形板材的加工精度和成形性能；(5)工具头所配合的刀柄在传动齿轮作用下进行转动，从而在加工过程中，能够及时调整由于曲柄工具头旋转导致的角度偏移，方便及时的进行加工过程的角度修正，提高加工精度。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1为本公开实施例1、2中成形装置的整体结构示意图；图2为本公开实施例1、2中刀柄与保护壳的配合结构示意图；图3为本公开实施例1、2中刀柄与传动齿轮配合的结构示意图；图4为本公开实施例1、2中工具头移动轨迹及间距调节示意图；图5为本公开实施例1、2中外端保护套的结构示意图；图6为本公开实施例1、2中曲柄、刀柄和工具头配合的结构示意图。图中，1、夹持端盖；2、外端保护套；3、保护套；4、连接端盖；5、保护壳；6、第一曲柄；7、第一侧工具头；8、中间工具头；9、第二侧工具头；10、第二曲柄；11、第一刀柄；12、第一传动齿轮；13、第一驱动电机；14、第一螺栓；15、第一定位套筒；16、第二传动齿轮；17、第二驱动电机；18、驱动锥齿轮；19、过孔导电滑环；20、连接盖；21、第二定位套筒；22、第三定位套筒；23、第三传动齿轮；24、第二刀柄；25、推力轴承；26、锁止电机。。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。正如
技术介绍
中所介绍的，现有技术中成形工具与装置在加工时不能随本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多工具头柔性渐进成形装置，其特征在于，包括安装在保护壳上轴线共面的三个间隔布置的刀柄，位于两侧的两个刀柄上分别通过曲柄连接有侧工具头，中间的刀柄同轴连接有中间工具头，刀柄上均配合有传动齿轮，相邻刀柄对应的传动齿轮相啮合，传动齿轮在第一驱动机构作用下带动刀柄绕对应轴线自转，维持侧工具头和中间工具头轴线共面，并改变两个侧工具头的间距。/n

【技术特征摘要】
1.一种多工具头柔性渐进成形装置，其特征在于，包括安装在保护壳上轴线共面的三个间隔布置的刀柄，位于两侧的两个刀柄上分别通过曲柄连接有侧工具头，中间的刀柄同轴连接有中间工具头，刀柄上均配合有传动齿轮，相邻刀柄对应的传动齿轮相啮合，传动齿轮在第一驱动机构作用下带动刀柄绕对应轴线自转，维持侧工具头和中间工具头轴线共面，并改变两个侧工具头的间距。


2.如权利要求1所述的多工具头柔性渐进成形装置，其特征在于，所述刀柄分别与保护壳配合，刀柄一端穿过保护壳连接工具头，另一端位于保护壳内与保护壳转动连接，第一驱动机构输出端通过齿轮与中间刀柄上的传动齿轮啮合传动。


3.如权利要求1所述的多工具柔性渐进成形装置，其特征在于，所述保护壳远离工具头的一端转动连接有保护套，保护壳通过相对于保护套的转动带动工具头改变与保护套的相对夹角。


4.如权利要求3所述的多工具头柔性渐进成形装置，其特征在于，所述保护壳通过转动副连接保护套，转动副的转动轴线、保护壳轴线、保护套轴线和中间刀柄轴线共线，第二驱动机构配合传动副驱动保护壳相对于保护套转动。


5.如权利要求1所述的多工具头柔性渐进成形装置，其特征在于，所述曲柄一端对接刀柄，另一端对接侧工具头，侧工具头轴线与对应的刀柄轴线...

【专利技术属性】
技术研发人员：李燕乐，李金慧，刘元玉，李方义，李剑峰，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37