本實(shí)用新型涉及曲面多點(diǎn)成形加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種曲面多點(diǎn)成形加工裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、生活中常見各類拉伸、起伏、壓筋等鈑金制件，每一個(gè)制件都需要用與之匹配的模具進(jìn)行加工生產(chǎn)，但當(dāng)制件外形稍有調(diào)整時(shí)，便需要重新設(shè)計(jì)制造模具。而多點(diǎn)成形裝置是用于鈑金類器件曲面成形的加工設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)無模柔性加工，在船舶、汽車、飛機(jī)等工業(yè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

目前采用的多點(diǎn)對(duì)壓成形技術(shù)，容易造成板材在拉伸方向產(chǎn)生溝槽，而壓縮方向容易產(chǎn)生皺曲，同時(shí)也常會(huì)出現(xiàn)因壓力過大導(dǎo)致多點(diǎn)裝置發(fā)生偏移的現(xiàn)象，上述設(shè)計(jì)缺陷經(jīng)常嚴(yán)重影響壓制板材的成形質(zhì)量，也限制了多點(diǎn)成形技術(shù)的應(yīng)用。

上述缺陷的主要原因?yàn)閴侯^的間距過大，而且壓頭之間的摩擦力不足，當(dāng)板材受壓成形時(shí)，上下對(duì)壓的區(qū)域板材變形收到約束，而間隙區(qū)域未收到約束，同時(shí)由于壓頭之間的摩擦力不足，常導(dǎo)致壓頭發(fā)生相對(duì)滑移，進(jìn)而加工出的曲面質(zhì)量大打折扣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)問題，提供一種可以制備 出高曲面質(zhì)量和高表面質(zhì)量的曲面多點(diǎn)成形加工裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

曲面多點(diǎn)成形加工裝置，該裝置由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的上基本體群和下基本體群組合而成，所述上基本體群和下基本體群均包括中央基本單元柱體陣列，對(duì)稱布置在中央基本單元柱體陣列周圍的擠壓板，分布于擠壓板周圍且?guī)в新菁y孔的護(hù)板，通過護(hù)板上的螺紋孔與擠壓板接觸的加壓桿栓，套于加壓桿栓上并將加壓桿栓固定于護(hù)板的鎖緊螺母，連接在加壓桿栓一端并可旋轉(zhuǎn)加壓桿栓的旋轉(zhuǎn)柄。

進(jìn)一步地，所述中央基本單元柱體陣列是由多個(gè)橫截面為正六邊形的柱體以每相鄰兩面相互平行、等距的方式均勻排列而成且每相鄰兩面的間距為0.5～1mm；所述柱體的兩端為光滑的正六邊形倒角結(jié)構(gòu)且柱體的1/4段為正六邊形截面結(jié)構(gòu)，剩余的3/4段為表面分布有多條橫行排列的鋸齒樣結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述擠壓板為楔形結(jié)構(gòu)，擠壓板與中央基本單元柱體陣列的接觸面分布有多條橫行槽結(jié)構(gòu)和≥二條的凸起豎條狀結(jié)構(gòu)；所述凸起豎條狀結(jié)構(gòu)的橫截面為等腰梯形且凸起豎條狀結(jié)構(gòu)與中央基本單元柱體陣列柱體以相互抵接的方式配合。

進(jìn)一步地，所述護(hù)板為由六塊板壁組成的、截面為正六邊形的連續(xù)板狀結(jié)構(gòu)；所述各板壁壁厚為加壓桿栓直徑的二倍且各板壁相互連接處采用平滑圓角過渡。

進(jìn)一步地，所述護(hù)板的內(nèi)部正中靠近中下1/3位置處有一個(gè)薄壁結(jié)構(gòu)；所述薄壁結(jié)構(gòu)正中有篩狀多孔結(jié)構(gòu)；所述篩狀多孔結(jié)構(gòu)的孔均 為正六邊形截面且與中央基本單元柱體陣列柱體中1/4段正六邊形截面結(jié)構(gòu)相互配合，可防止柱體旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，所述護(hù)板上的螺紋孔位于護(hù)板各板壁的中心偏上1/3處且螺紋孔的孔徑與加壓桿栓的直徑相同，螺紋孔的軸心與護(hù)板各板壁所在平面的夾角為65°。

進(jìn)一步地，所述加壓桿栓為由錘狀結(jié)構(gòu)端、螺紋中段、正六邊形截面端組成的桿狀結(jié)構(gòu)且加壓桿栓通過螺紋中段與護(hù)板上螺紋孔的螺紋相互嚙合；所述錘狀結(jié)構(gòu)端與擠壓板和加壓桿栓接觸面上的滑槽相配合。

進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)柄為正六邊形輪狀結(jié)構(gòu)且旋轉(zhuǎn)柄與加壓桿栓的正六邊形截面端相配合。

實(shí)施上述曲面多點(diǎn)成形加工裝置制備個(gè)性化曲面的方法，包括以下步驟：

1)使用mimics、geomagic和proe軟件設(shè)計(jì)出所需要的板狀曲面結(jié)構(gòu)三維模型，并利用3D打印機(jī)加工出曲面原模，其中曲面原模的周圍結(jié)構(gòu)與上述曲面多點(diǎn)成形加工裝置的護(hù)板板壁的內(nèi)壁相匹配，以限制曲面原模移動(dòng)；

2)將步驟1)中的曲面原模置于上述曲面多點(diǎn)成形加工裝置的上基本體群的護(hù)板底部正中位置，讓中央基本單元柱體陣列按重力方向與曲面自然接觸，隨后通過對(duì)稱轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)柄來轉(zhuǎn)動(dòng)加壓桿栓，從而推進(jìn)與加壓桿栓接觸的擠壓板，進(jìn)而對(duì)中央基本單元柱體陣列形成擠壓，中央基本單元柱體陣列受力后，中央基本單元柱體陣列柱體中 3/4段鋸齒樣結(jié)構(gòu)向中央靠近并通過表面的鋸齒樣結(jié)構(gòu)相互咬合并鎖緊，隨后用加壓桿栓上的鎖緊螺母把加壓桿栓鎖緊并固定于護(hù)板，曲面原模的曲面被離散為中央基本單元柱體陣列；

3)將步驟1)中的曲面原模置于下基本體群的護(hù)板底部正中位置，隨后按照步驟2)的實(shí)施方法將曲面原模的曲面離散為中央基本單元柱體陣列；

4)將需要加工的板狀材料放置于步驟2)和步驟3)中上基本體群和下基本體群之間，利用步驟2)和步驟3)中完成的被離散為中央基本單元柱體陣列的曲面對(duì)材料進(jìn)行擠壓形變，得到所需要的個(gè)性化曲面。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1、本實(shí)用新型通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)柄來轉(zhuǎn)動(dòng)加壓桿栓，推進(jìn)與加壓桿栓接觸的擠壓板，進(jìn)而對(duì)中央基本單元柱體陣列形成擠壓，各構(gòu)架之間的無間隙配合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)曲面原模的均勻擠壓，從而可消除曲面的溝槽、皺曲缺陷。

2、本實(shí)用新型中央基本單元柱體陣列中各柱體通過其表面分布的鋸齒狀結(jié)構(gòu)相互咬合，增強(qiáng)了具有壓頭作用的中央基本單元柱體陣列的穩(wěn)定性，可進(jìn)一步提高曲面質(zhì)量。

3、本實(shí)用新型在護(hù)板的中央設(shè)置有防止各獨(dú)立柱體旋轉(zhuǎn)的篩狀結(jié)構(gòu)，可有效解決各柱體之間咬合不準(zhǔn)確的問題。

4、本實(shí)用新型中護(hù)板以及配套的加壓桿栓為六組，對(duì)比常規(guī)矩形護(hù)板的四組，可承受更大的載荷。

5、本實(shí)用新型中加壓桿栓與護(hù)板成65°夾角，對(duì)比常規(guī)的90°連接方式，提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

6、本實(shí)用新型整個(gè)裝置呈正六邊形對(duì)稱布置便于零件的加工制造。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型曲面多點(diǎn)成形加工裝置的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型曲面多點(diǎn)成形加工裝置的正剖面示意圖；

圖3為本實(shí)用新型曲面多點(diǎn)成形加工裝置下基本體群的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型曲面多點(diǎn)成形加工裝置中央基本單元柱體陣列的俯視示意圖；

圖5為本實(shí)用新型曲面多點(diǎn)成形加工裝置中央基本單元柱體陣列的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型曲面多點(diǎn)成形加工裝置擠壓板的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型曲面多點(diǎn)成形加工裝置擠壓板中凸起豎條狀結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖；

圖8為本實(shí)用新型曲面多點(diǎn)成形加工裝置護(hù)板的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本實(shí)用新型曲面多點(diǎn)成形加工裝置護(hù)板薄壁結(jié)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本實(shí)用新型曲面多點(diǎn)成形加工裝置加壓桿栓的三維結(jié)構(gòu) 示意圖；

圖11為本實(shí)用新型曲面多點(diǎn)成形加工裝置擠壓板與加壓桿栓接觸面的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本實(shí)用新型曲面多點(diǎn)成形加工裝置旋轉(zhuǎn)柄的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：上基本體群01、下基本體群02、中央基本單元柱體陣列1、擠壓板2、護(hù)板3、加壓桿栓4、鎖緊螺母5、旋轉(zhuǎn)柄6、柱體11、對(duì)稱倒角結(jié)構(gòu)111、鋸齒樣結(jié)構(gòu)112、橫行槽結(jié)構(gòu)21、凸起豎條狀結(jié)構(gòu)22、滑槽23、板壁31、螺紋孔32、薄壁結(jié)構(gòu)33、篩狀多孔結(jié)構(gòu)34、錘狀結(jié)構(gòu)端41、螺紋中段42、正六邊形截面端43。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1～3所示，曲面多點(diǎn)成形加工裝置，由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的上基本體群01和下基本體群02組合而成，所述上基本體群01和下基本體群02均包括中央基本單元柱體陣列1，對(duì)稱布置在中央基本單元柱體陣列1周圍的擠壓板2，分布于擠壓板2周圍且?guī)в新菁y孔32的護(hù)板3，通過護(hù)板3上的螺紋孔32與擠壓板2接觸的加壓桿栓4，套于加壓桿栓4上并將加壓桿栓4固定于護(hù)板3的鎖緊螺母5，連接在加壓桿栓4一端并可旋轉(zhuǎn)加壓桿栓4的旋轉(zhuǎn)柄6。

如圖4所示，所述中央基本單元柱體陣列1是由多個(gè)橫截面為正六邊形的柱體11以每相鄰兩面相互平行、等距的方式均勻排列而成且每相鄰兩面的間距為0.5～1mm；如圖5所示，所述柱體11的兩端 為光滑的正六邊形倒角結(jié)構(gòu)且柱體11的1/4段為正六邊形截面結(jié)構(gòu)111，剩余的3/4段為表面分布有多條橫行排列的鋸齒樣結(jié)構(gòu)112。

如圖6所示，所述擠壓板2為楔形結(jié)構(gòu)且擠壓板2與中央基本單元柱體陣列1的接觸面分布有多條橫行槽結(jié)構(gòu)21和≥二條的凸起豎條狀結(jié)構(gòu)22；如圖7所示，所述凸起豎條狀結(jié)構(gòu)22的橫截面為等腰梯形且凸起豎條狀結(jié)構(gòu)22與中央基本單元柱體陣列1柱體11以相互抵接的方式配合。

如圖8所示，所述護(hù)板3為由六塊板壁31組成的、截面為正六邊形的連續(xù)板狀結(jié)構(gòu)；所述各板壁31壁厚為加壓桿栓4直徑的二倍且各板壁31相互連接處采用平滑圓角過渡。

如圖9所示，所述護(hù)板3的內(nèi)部正中靠近中下1/3位置處有一個(gè)薄壁結(jié)構(gòu)33；所述薄壁結(jié)構(gòu)33正中有篩狀多孔結(jié)構(gòu)34；所述篩狀多孔結(jié)構(gòu)34的孔均為正六邊形截面且與中央基本單元柱體陣列1柱體11中1/4段正六邊形截面結(jié)構(gòu)111相互配合，可防止柱體旋轉(zhuǎn)；

所述護(hù)板3上的螺紋孔32位于護(hù)板3各板壁31的中心偏上1/3處且螺紋孔32的孔徑與加壓桿栓4的直徑相同，螺紋孔32的軸心與護(hù)板3各板壁31所在平面的夾角為65°。

如圖10所示，所述加壓桿栓4為由錘狀結(jié)構(gòu)端41、螺紋中段42、正六邊形截面端43組成的桿狀結(jié)構(gòu)且加壓桿栓4通過螺紋中段42與護(hù)板3上螺紋孔32的螺紋相互嚙合；如圖11所示，所述錘狀結(jié)構(gòu)端41與擠壓板2和加壓桿栓4接觸面上的滑槽23相配合。

如圖12所示，所述旋轉(zhuǎn)柄6為正六邊形輪狀結(jié)構(gòu)，且如圖1～3 所示，旋轉(zhuǎn)柄6與加壓桿栓4的正六邊形截面端43相配合。

實(shí)施上述曲面多點(diǎn)成形加工裝置制備個(gè)性化曲面的方法，包括以下步驟：

1)使用mimics、geomagic和proe軟件設(shè)計(jì)出所需要的板狀曲面結(jié)構(gòu)三維模型，并利用3D打印機(jī)加工出曲面原模，其中曲面原模的周圍結(jié)構(gòu)與上述曲面多點(diǎn)成形加工裝置的護(hù)板3板壁31的內(nèi)壁相匹配，以限制曲面原模移動(dòng)；

2)將步驟1)中的曲面原模置于上述曲面多點(diǎn)成形加工裝置的上基本體群01的護(hù)板3底部正中位置，讓中央基本單元柱體陣列1按重力方向與曲面自然接觸，隨后通過對(duì)稱轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)柄6來轉(zhuǎn)動(dòng)加壓桿栓4，從而推進(jìn)與加壓桿栓4接觸的擠壓板2，進(jìn)而對(duì)中央基本單元柱體陣列1形成擠壓，中央基本單元柱體陣列1受力后，中央基本單元柱體陣列1柱體11中3/4段鋸齒樣結(jié)構(gòu)112向中央靠近并通過表面的鋸齒樣結(jié)構(gòu)112相互咬合并鎖緊，隨后用加壓桿栓4上的鎖緊螺母5把加壓桿栓4鎖緊并固定于護(hù)板3，曲面原模的曲面被離散為中央基本單元柱體陣列1，其中鎖緊螺母5為標(biāo)準(zhǔn)六角螺母且螺紋左旋；

3)將步驟1)中的曲面原模置于下基本體群02的護(hù)板3底部正中位置，隨后按照步驟2)的實(shí)施方法將曲面原模的曲面離散為中央基本單元柱體陣列1；

4)將需要加工的板狀材料放置于步驟2)和步驟3)中上基本體群01和下基本體群02之間，利用步驟2)和步驟3)中完成的被離 散為中央基本單元柱體陣列1的曲面對(duì)材料進(jìn)行擠壓形變，得到所需要的個(gè)性化曲面。