本發(fā)明屬于大型薄壁板材漸進(jìn)成形，具體涉及一種大型薄壁構(gòu)件局部加熱漸進(jìn)滾壓成形滾壓裝備。
背景技術(shù)：
1、大型薄壁構(gòu)件在航空、航天、交通等領(lǐng)域使用廣泛，對(duì)薄壁構(gòu)件的輕量化和機(jī)械性能有較高要求。目前，制造大型薄壁構(gòu)件的方法有沖壓、旋壓、內(nèi)高壓成形等，而受傳統(tǒng)工藝對(duì)材料流動(dòng)的限制，大型薄壁零件在加工時(shí)的板料厚度需求遠(yuǎn)大于零件厚度，加工余量大，制造周期長，同時(shí)加工精度不足且壁厚分布設(shè)計(jì)難度高，導(dǎo)致大型薄壁構(gòu)件的設(shè)計(jì)指標(biāo)難以保障。
2、名稱為“大型薄壁變截面環(huán)形構(gòu)件的局部加熱漸進(jìn)翻邊整體成形方法”的專利申請(qǐng)(公開號(hào)cn117483563a)和名稱為“大型薄壁帶筋深腔類構(gòu)件的局部加熱漸進(jìn)滾壓整體成形方法”的專利申請(qǐng)(公開號(hào)cn117483564a)解決了漸進(jìn)成形過程中的精度低、組織性能差的問題，但并沒有涉及所需加工裝備的具體構(gòu)造，僅有設(shè)備的原理圖。
3、目前漸進(jìn)成形設(shè)備多由立式銑床改裝或在工業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂末端安裝工具頭進(jìn)行加工。立式銑床的改裝方法如南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院發(fā)表的《金屬板料數(shù)控漸進(jìn)成形機(jī)床設(shè)計(jì)》，將銑刀替換為漸進(jìn)成形工具頭，通過銑床的x軸、y軸、z軸移動(dòng)完成加工,但是受銑床臺(tái)面尺寸及構(gòu)造限制，加工零件尺寸有限，難以滿足大型零件的加工；且立式銑床刀具臂往往采用懸臂結(jié)構(gòu)，受偏載時(shí)機(jī)床變形較大，剛性較差，加工時(shí)容易發(fā)生抖動(dòng)，精度較差。采用工業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂的漸進(jìn)成形設(shè)備如比利時(shí)魯汶大學(xué)發(fā)表的《laser?assistedincremental?forming:formability?and?accuracy?improvement》，文中使用機(jī)械臂夾持工具頭對(duì)板料加工，機(jī)械臂的承載力、定位精度、設(shè)備剛度、加工范圍受限于機(jī)械臂本身,而小型機(jī)械臂載重較低，定位精度較差；大型機(jī)械臂造價(jià)高昂，成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種大型薄壁構(gòu)件局部加熱漸進(jìn)滾壓成形滾壓裝備，提高了大型零件漸進(jìn)成形加工能力，且可實(shí)現(xiàn)加工時(shí)同步局部加熱，提高工件材料選擇性。
2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
3、一種大型薄壁構(gòu)件局部加熱漸進(jìn)滾壓成形滾壓裝備，包括裝備機(jī)身1及其上安裝的伺服轉(zhuǎn)臺(tái)2、成形工作裝置3、同步感應(yīng)加熱裝置4，伺服轉(zhuǎn)臺(tái)2安裝有工件，成形工作裝置3對(duì)工件成形，同步感應(yīng)加熱裝置4對(duì)工件局部區(qū)域板料加熱。
4、所述的裝備機(jī)身1包括機(jī)身底座11，機(jī)身底座11一側(cè)上面連接支撐立柱12，機(jī)身底座11另一側(cè)上面連接承載立柱14，支撐立柱12、承載立柱14頂部連接上橫梁13；機(jī)身底座11底部連接腳墊15。
5、所述的機(jī)身底座11整體形狀為長方體形，中心存在一圓通孔，圓通孔外圍安裝伺服轉(zhuǎn)臺(tái)2。
6、所述的上橫梁13為框型結(jié)構(gòu)，包括2條縱梁和將橫梁連接起來的3條橫梁，2條縱梁安裝加工裝置2，3條橫梁連接縱梁提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
7、所述的機(jī)身底座11、支撐立柱12、上橫梁13、承載立柱14為框架式結(jié)構(gòu)，采用鑄造件。
8、所述的伺服轉(zhuǎn)臺(tái)2包括轉(zhuǎn)盤軸承201，轉(zhuǎn)盤軸承201連接經(jīng)工作臺(tái)面202和機(jī)身底座11；轉(zhuǎn)盤軸承201和多個(gè)斜齒輪嚙合，每一個(gè)斜齒輪經(jīng)轉(zhuǎn)角行星齒輪減速器204和第一伺服電機(jī)205輸出軸連接，第一伺服電機(jī)205通過驅(qū)動(dòng)器安裝板206安裝在機(jī)身底座11上；工作臺(tái)面202下表面接觸多個(gè)支撐組，支撐組連接在機(jī)身底座11上；每個(gè)支撐組由并排安裝的多個(gè)軸承及軸承座構(gòu)成，軸承上表面與工作臺(tái)面202下表面接觸，漸進(jìn)成形加工時(shí)支撐組能減小工作臺(tái)面202變形。
9、所述的成形工作裝置3包含水平移動(dòng)裝置31，水平移動(dòng)裝置31安裝在上橫梁13上，水平移動(dòng)裝置上31上安裝有豎直移動(dòng)裝置32，豎直移動(dòng)裝置32上安裝有工具頭擺動(dòng)裝置33。
10、所述的水平移動(dòng)裝置31包括第二伺服電機(jī)3106，第二伺服電機(jī)3106經(jīng)第一滾珠絲桿組件、第二滾珠絲桿組件和x軸滑臺(tái)安裝板連接。
11、所述的豎直移動(dòng)裝置32包含z軸滑塊3201，z軸滑塊3201上部連接第三伺服電機(jī)3204，第三伺服電機(jī)3204經(jīng)第三滾珠絲桿組件和x軸滑臺(tái)安裝板連接；z軸滑塊3201下部經(jīng)第四滾珠絲桿組件、第五滾珠絲桿組件和x軸滑臺(tái)安裝板連接。
12、所述的擺動(dòng)裝置33包括安裝在z軸滑塊3201內(nèi)部空腔中的第四伺服電機(jī)3302，第四伺服電機(jī)3302輸出軸經(jīng)環(huán)面蝸桿減速器3212和工具頭3306連接；工具頭3306由擺桿和其尾端安裝的滾子組成，漸進(jìn)成形加工時(shí)，滾子與板料直接接觸，根據(jù)加工需要更換工具頭3306尺寸。
13、所述的同步感應(yīng)加熱裝置4包含x軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)41，x軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)41安裝在上橫梁13側(cè)面，x軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)41上連接有z軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)42，z軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)42底部連接y軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)43，y軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)43尾端安裝擺動(dòng)結(jié)構(gòu)44。
14、所述的x軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)41包括安裝在上橫梁13側(cè)面的第五伺服電機(jī)4104，第五伺服電機(jī)4104經(jīng)第五滾珠絲桿組件和加熱x軸滑塊4110連接。
15、所述的z軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)42包括加熱z軸滑塊4203安裝的第六伺服電機(jī)4205，第六伺服電機(jī)4205經(jīng)第五滾珠絲桿組件和加熱x軸滑塊4110連接。
16、所述的y軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)43的整體結(jié)構(gòu)與z軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)42相同，滾珠絲桿軸承座、直線導(dǎo)軌安裝在y軸滑塊上431上，絲桿螺母座、導(dǎo)軌滑塊安裝在z軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)42底面上。
17、所述的擺動(dòng)結(jié)構(gòu)44包括中空旋轉(zhuǎn)平臺(tái)441，中空旋轉(zhuǎn)平臺(tái)441安裝在y軸滑塊上431尾端，中空旋轉(zhuǎn)平臺(tái)441通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，接入控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)裝備整體聯(lián)動(dòng)控制，中空旋轉(zhuǎn)平臺(tái)441轉(zhuǎn)臺(tái)表面安裝擺桿442；擺桿422呈l形，側(cè)翼尾端經(jīng)同心孔連接安裝環(huán)443，通過調(diào)節(jié)同心孔的松緊度從而調(diào)整安裝環(huán)443的角度；安裝環(huán)443內(nèi)孔安裝高頻加熱裝置分機(jī)444。
18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
19、1、本發(fā)明面向大型薄壁零件的工業(yè)生產(chǎn)，同時(shí)滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)唇口級(jí)航天發(fā)動(dòng)機(jī)貯箱膜片或其他結(jié)構(gòu)、尺寸類似的零件的加工需求；
20、2、本發(fā)明通過對(duì)加熱線圈位置、角度、功率等參數(shù)的控制，實(shí)現(xiàn)加熱線圈與工具頭的同步運(yùn)動(dòng)，加工過程中對(duì)板料局部加熱，并調(diào)節(jié)加工區(qū)域局部溫度，克服大尺寸鋁合金板料散熱快的難題；
21、3、本發(fā)明機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、剛度大，適用于漸進(jìn)成形加工高負(fù)載需求；同時(shí)本發(fā)明加工范圍大、運(yùn)動(dòng)自由度高，能夠滿足多種零件的加工需求；本發(fā)明運(yùn)動(dòng)精度高，能夠?qū)崿F(xiàn)漸進(jìn)成形加工精度調(diào)控。
1.一種大型薄壁構(gòu)件局部加熱漸進(jìn)滾壓成形滾壓裝備，其特征在于：包括裝備機(jī)身(1)及其上安裝的伺服轉(zhuǎn)臺(tái)(2)、成形工作裝置(3)、同步感應(yīng)加熱裝置(4)，伺服轉(zhuǎn)臺(tái)(2)安裝有工件，成形工作裝置(3)對(duì)工件成形，同步感應(yīng)加熱裝置(4)對(duì)工件局部區(qū)域板料加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝備，其特征在于：所述的裝備機(jī)身(1)包括機(jī)身底座(11)，機(jī)身底座(11)一側(cè)上面連接支撐立柱(12)，機(jī)身底座(11)另一側(cè)上面連接承載立柱(14)，支撐立柱(12)、承載立柱(14)頂部連接上橫梁(13)；機(jī)身底座(11)底部連接腳墊(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝備，其特征在于：所述的機(jī)身底座(11)整體形狀為長方體形，中心存在一圓通孔，圓通孔外圍安裝伺服轉(zhuǎn)臺(tái)(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝備，其特征在于：所述的上橫梁(13)為框型結(jié)構(gòu)，包括2條縱梁和將橫梁連接起來的多條橫梁，2條縱梁安裝加工裝置(2)，多條橫梁連接縱梁提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝備，其特征在于：所述的機(jī)身底座(11)、支撐立柱(12)、上橫梁(13)、承載立柱(14)為框架式結(jié)構(gòu)，采用鑄造件。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝備，其特征在于：所述的伺服轉(zhuǎn)臺(tái)(2)包括轉(zhuǎn)盤軸承(201)，轉(zhuǎn)盤軸承(201)連接經(jīng)工作臺(tái)面(202)和機(jī)身底座(11)；轉(zhuǎn)盤軸承(201)和多個(gè)斜齒輪嚙合，每一個(gè)斜齒輪經(jīng)轉(zhuǎn)角行星齒輪減速器(204)和第一伺服電機(jī)(203)輸出軸連接，第一伺服電機(jī)(203)安裝在機(jī)身底座(11)上；工作臺(tái)面(201)下表面接觸多個(gè)支撐組，支撐組連接在機(jī)身底座(11)上；每個(gè)支撐組由并排安裝的多個(gè)軸承及軸承座構(gòu)成，軸承上表面與工作臺(tái)面(202)下表面接觸，漸進(jìn)成形加工時(shí)支撐組能減小工作臺(tái)面(202)變形。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝備，其特征在于：所述的成形工作裝置(3)包含水平移動(dòng)裝置(31)，水平移動(dòng)裝置(31)安裝在上橫梁(13)上，水平移動(dòng)裝置上(31)上安裝有豎直移動(dòng)裝置(32)，豎直移動(dòng)裝置(32)上安裝有工具頭擺動(dòng)裝置(33)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝備，其特征在于：所述的水平移動(dòng)裝置(31)包括第二伺服電機(jī)(3106)，第二伺服電機(jī)(3106)經(jīng)第一滾珠絲桿組件、第二滾珠絲桿組件和x軸滑臺(tái)安裝板連接；
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝備，其特征在于：所述的同步感應(yīng)加熱裝置(4)包含x軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)(41)，x軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)(41)安裝在上橫梁(13)側(cè)面，x軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)(41)上連接有z軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)(42)，z軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)(42)底部連接y軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)(43)，y軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)(43)尾端安裝擺動(dòng)結(jié)構(gòu)(44)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝備，其特征在于：所述的x軸移動(dòng)結(jié)構(gòu)(41)包括安裝在上橫梁(13)側(cè)面的第五伺服電機(jī)(4104)，第五伺服電機(jī)(4104)經(jīng)第五滾珠絲桿組件和x軸滑塊(4110)連接；