一种渐进成形工艺的金属板料柔性曲面夹持装置及方法
知识产权简介
本申请涉及一种面向金属板料渐进成形工艺的多单元曲面柔性夹持装置。该装置由若干结构模块化的夹持单元构成，每个单元均具有独立的高度可调节系统；同时，通过铰链机构可实现夹持头的空间姿态调整，从而构建可适应复杂曲面轮廓的柔性支撑面。针对钣金件的法兰为直纹面的情况，通过逐步调整各单元的高度与角度，获得与法兰直纹面一致的包络面，然后将板料的四周沿包络面自然贴合，并施加固定夹持状态；针对法兰为平面但壁角非常大甚至是负角的情况，将上述包络面调节成具有一定斜度的平面，然后初始平板在斜面上被施加固定约束。采用上述对曲面施加固定约束或斜平面施加固定约束的方法，在渐进成形过程中，可以提高参与变形的初始板料的面积，缓解整体胀形引起的板料减薄。同时，加工轨迹可以显著变短，从而提高渐进成形的效率。该加持装置灵活性高，既可以通过调节各个单元的高度包络出斜平面、水平面，也可以包络出具有凸凹特征的直纹面。
转化前景
本申请契合小批量、多品种的定制化生产趋势：当前制造业正朝着个性化、定制化方向发展，尤其在航空航天、高端医疗器械、豪华汽车内饰等领域，对复杂曲面金属构件的需求日益增长，但单批次产量通常不高。本申请的模块化、可快速重构的夹持系统，完美解决了传统模具成本高、周期长的痛点。通过调节各夹持单元的高度和角度，即可快速适配不同形状和尺寸的工件，极大地缩短了生产准备时间，降低了小批量生产的单件成本，为上述领域的快速原型制造和小批量生产提供了理想的技术手段。 满足复杂曲面构件高精度、高质量成形需求：本申请通过构建与目标曲面形貌一致的柔性支撑面，实现了对板料的主动式、形貌匹配的约束。这种约束方式能够有效引导板料变形，显著减少因局部悬空或约束不当引起的回弹、起皱和过度减薄等缺陷。对于具有大壁角、负角或复杂自由曲面的零件，该技术能确保更高的成形精度和表面质量，满足高端市场对产品质量的严苛要求。 提升制造流程的数字化与自动化水平：该装置与CAD模型或成形仿真系统数据联动，夹持姿态的设定参数可来源于数字化设计数据，这为实现智能制造单元奠定了基础。