專利名稱：一種加工三維曲面金屬板類件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械加工領(lǐng)域，特別是一種加工三維曲面金屬板類件的方法。
背景技術(shù)：
目前對金屬板類件加工通常有兩種加工方法， 一種是移動熱源線加熱成形 方法，它是利用金屬板局部受高溫、冷卻(自然冷卻或水冷卻)后產(chǎn)生的局部 熱彈塑性收縮變形而達(dá)到整體彎曲的一種成形工藝。這種方法在加工曲率較小 的板成形構(gòu)件時，效率較高，當(dāng)所要求加工的構(gòu)件曲率較大或板材較厚時，則 無法一次加工成形，需要在原加熱線的位置上重復(fù)加熱，重復(fù)加熱次數(shù)過多將 會導(dǎo)致工件機(jī)械性能和表面質(zhì)量下降。另一種是多點成形方法，它是利用上、 下基本體群直接對板材進(jìn)行加載使之強(qiáng)制變形。利用多點成形裝備的柔性與數(shù) 字化制造特點，采用多點成形法可以實現(xiàn)不同曲面的成形，提高了成形效率和 成形精度。但當(dāng)加工的工件厚度較大，并且具有大量的彎扭形結(jié)構(gòu)時，需要上、 下基本體群施加很大的載荷，同時，由于該方法對多點成形裝備中的上、下基 本體群和加載結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度和成形壓力都有較高的要求，因此成本較高， 且該方法無法加工厚度相對長寬而言較大的板材變形。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種省力、低成本、高 效率、高精度加工三維曲面金屬板類件的方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種加工三維曲面金屬板類件的方法，該方法具
體為根據(jù)板材的成形要求，選擇多點成形與移動熱源線加熱成形相結(jié)合的方 式來加工金屬板類件，直至其達(dá)到所要求的三維曲面形狀。
進(jìn)一步，所述移動熱源線加熱采用單道加熱。
進(jìn)一步，所述移動熱源線加熱采用多道加熱。
進(jìn)一步，所述移動熱源線加熱同時或者加熱后，進(jìn)行水冷。
進(jìn)一步，所述移動熱源線加熱后，可進(jìn)4于自然冷卻。
進(jìn)一步，所述多點成形可單側(cè)進(jìn)行加載。
進(jìn)一步，所述多點成形可雙側(cè)進(jìn)4亍加栽。
進(jìn)一步，所述多點成形中的多點加載的加載點位置、加載點^:移和加載力的大小可采用控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)。
進(jìn)一步，所述的控制系統(tǒng)可采用人工智能或?qū)＜蚁到y(tǒng)等智能控制方法。 進(jìn)一 步，所述控制系統(tǒng)包含加載力的測量和反々責(zé)系統(tǒng)。
本發(fā)明在板材加工上采用移動熱源線加熱成形和多點成形相結(jié)合的方法， 在對板材成形加工時，進(jìn)行移動熱源線加熱操作，使板材的塑性變形加大，減 小了局部殘余應(yīng)力，使材料回彈減小，并進(jìn)行水冷卻，令板材的塑性變形進(jìn)一 步加大，讓板材有更大的彎折變形，減少了后續(xù)的多點成形過程中所加載的力， 降低了成本，同時解決了移動熱源線加熱成形無法一次加工成形而需要重復(fù)加 熱的問題，還有助于降低成形后板材中的應(yīng)力，保證成形后板材形狀的穩(wěn)定性。


圖1為加工三維曲面金屬板類件裝置的簡單結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的多點成形加載方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
實施例1:
如圖1所示，采用先移動熱源線加熱后進(jìn)行多點加載的方法對板材加工。 首先，設(shè)置加熱源2位置，對板材進(jìn)行單道加熱或者多道加熱至某一形狀4，并 在加熱過程中或者加熱后進(jìn)行水冷，由于局部加熱區(qū)在膨脹過程中受阻，產(chǎn)生 了壓縮塑性變形，減小了局部殘余應(yīng)力，使材料回彈減小。其次，在此形狀4 狀態(tài)時對板材進(jìn)行多點加載成形，采用上、下基本體群1雙側(cè)加載的形式(基 本體群加載力方向為壓力或者拉力)，以較小的加載力便可以使板材達(dá)到最終成 形狀態(tài)3。板材所需加載力減小，相應(yīng)的對上、下基本體群1和加載結(jié)構(gòu)的剛度、 強(qiáng)度和成形壓力也相應(yīng)降低，降低了成本。
另外，當(dāng)板材變形所需的力較小時，在進(jìn)行多點加載時，可進(jìn)行單側(cè)加載 即可達(dá)到最終所需的三維曲面形狀。如圖2所示，在下基本體群5的沖頭端安 裝萬向節(jié)6，其上固定有強(qiáng)磁鐵7，通過調(diào)節(jié)基本體群的位移，實現(xiàn)加工板成形 的目標(biāo)。
實施例2:
采用先多點加載后進(jìn)行移動熱源線加熱。如圖1所示，考慮^1材的回彈， 利用控制系統(tǒng)預(yù)先調(diào)整好上、下基本體群l，對板材進(jìn)行多點加載至某一形狀4， 再采用移動熱源線加熱和水冷卻，達(dá)到最終的目標(biāo)成形面3。實施例3:
采用移動熱源線加熱和多點加載交替進(jìn)行的方法。如圖1所示，先用移動 熱源進(jìn)行線加熱一段時間后，再采用上、下基本體群1對板材雙側(cè)加載或者單 側(cè)加載進(jìn)行多點成形，在進(jìn)行熱源線加熱時，加熱位置可依成形狀態(tài)發(fā)生改變， 再利用控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)基本體群加載點路徑，加載載荷的大小，上述兩種方式交 替進(jìn)行，直至達(dá)到最終板材成形面。
實施例4:
采用移動熱源線加熱和多點加栽同時進(jìn)行的方i^N反材加工。i殳置加熱源 位置，利用控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)基本體群加栽點路徑，加載栽荷的大小，兩種方式同 時對板材加工，既提高了加工效率，又能保證成形效果，成形精度。
權(quán)利要求
1.一種加工三維曲面金屬板類件的方法，該方法具體為根據(jù)板材的成形要求，選擇多點成形與移動熱源線加熱成形相結(jié)合的方式來加工金屬板類件，直至其達(dá)到所要求的三維曲面形狀。
2. 如權(quán)利要求l所述的一種加工三維曲面金屬板類件的方法，其特征在于，所 述移動熱源線加熱采用單道加熱。
3. 如權(quán)利要求l所述的一種加工三維曲面金屬板類件的方法，其特征在于，所 述移動熱源線加熱采用多道加熱。
4. 如權(quán)利要求l所述的一種加工三維曲面金屬板類件的方法，其特征在于，所 述移動熱源線加熱同時或者加熱后，進(jìn)行水冷。
5. 如權(quán)利要求l所述的一種加工三維曲面金屬板類件的方法，其特征在于，所 述移動熱源線力p熱后，可進(jìn)4于自然冷卻。
6. 如權(quán)利要求l所述的一種加工三維曲面金屬板類件的方法，其特征在于，所 述多點成形中的加載方式為單側(cè)加載。
7. 如權(quán)利要求l所述的一種加工三維曲面金屬板類件的方法，其特征在于，所 述多點成形中的加載方式為雙側(cè)加載。
8. 如權(quán)利要求l所述的一種加工三維曲面金屬板類件的方法，其特征在于，所 述多點成型中的多點加載的加載點位置、加栽點位移和加載力的大小可采用 控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)。
9. 如權(quán)利要求8所述的一種加工三維曲面金屬板類件的方法，其特征在于，所 述控制系統(tǒng)的控制算法采用人工智能或?qū)＜蚁到y(tǒng)智能控制方法。
10. 如權(quán)利要求9所述的一種加工三維曲面金屬板類件的方法，其特征在于，所 述控制系統(tǒng)包含加載力的測量和反饋系鄉(xiāng)t
全文摘要
本發(fā)明公開了一種加工三維曲面金屬板類件的方法，該方法具體為根據(jù)板材的成形要求，選擇多點成形與移動熱源線加熱成形相結(jié)合的方式來加工金屬板類件，通過一次或多次的加工處理，最終達(dá)到所要求的三維曲面形狀。本發(fā)明在板材加工上采用移動熱源線加熱成形和多點成形相結(jié)合的方法，兩種方法互相輔助，提高了加工精度，減少了后續(xù)的多點成形過程中所加載的力，降低了成本，減少了移動熱源線加熱成形中重復(fù)加熱的次數(shù)，還有助于降低成形后板材中的應(yīng)力，保證成形后板材形狀的穩(wěn)定性。
文檔編號G05B19/18GK101288884SQ20081011459
公開日2008年10月22日 申請日期2008年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月10日
發(fā)明者柱 丁, 樺 丁, 王曉錚, 聶雪媛 申請人:樺 丁