利用顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)的復(fù)雜板材柔性成形設(shè)備及工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)的復(fù)雜板材柔性成形設(shè)備，它由控制機(jī)構(gòu)、顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)機(jī)構(gòu)、柔性上軟模、柔性下軟模和模型裝載箱組成；顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)機(jī)構(gòu)由超聲波發(fā)生器、數(shù)據(jù)線接口、箱門、門把、電源線接口、箱體、電磁板和顆粒介質(zhì)組成；超聲波發(fā)生器焊接在箱體的頂部，顆粒介質(zhì)位于超聲波發(fā)生器之中并離散分布，數(shù)據(jù)線接口與電源線接口通過螺栓固定在箱體的右側(cè)，并分別通過數(shù)據(jù)線和電源線連接到控制機(jī)構(gòu)上。其制作工藝分為五個(gè)步驟。本發(fā)明可以對(duì)不同復(fù)雜形狀的板材進(jìn)行批量生產(chǎn)、可以一次成型且具有加工精度高，成型塑性好的優(yōu)點(diǎn)；造價(jià)低，適合推廣應(yīng)用。
【專利說明】利用顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)的復(fù)雜板材柔性成形設(shè)備及工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種利用顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)的復(fù)雜板材柔性成型設(shè)備及工藝，通過此設(shè)備及工藝可以對(duì)不同復(fù)雜形狀的板材進(jìn)行批量生產(chǎn)且可以一次成型，具有加工精度高，成型塑性好的優(yōu)勢(shì)。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的板材沖壓過程一般是通過沖壓設(shè)備呈一定形狀的上模和下模對(duì)板材進(jìn)行沖壓，而且經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)板材的撕裂、起皺等現(xiàn)象，且這種簡(jiǎn)單的加工設(shè)備及工藝僅適合于單一板材的生產(chǎn)且加工精度不高、成型塑性不好；這種設(shè)備造價(jià)較高，也不適合一些小型企業(yè)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種利用顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)的復(fù)雜板材柔性成形設(shè)備及工藝。
[0004]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種利用顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)的復(fù)雜板材柔性成形設(shè)備，它由控制機(jī)構(gòu)、顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)機(jī)構(gòu)、柔性上軟模、柔性下軟模和模型裝載箱組成；
[0005]顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)機(jī)構(gòu)由超聲波發(fā)生器、數(shù)據(jù)線接口、箱門、門把、電源線接口、箱體、電磁板和顆粒介質(zhì)組成；超聲波發(fā)生器焊接在箱體的頂部，顆粒介質(zhì)位于超聲波發(fā)生器之中并離散分布，
[0006]數(shù)據(jù)線接口與電源線接口通過螺栓固定在箱體的右側(cè)，并分別通過數(shù)據(jù)線和電源線連接到控制機(jī)構(gòu)上。
[0007]電磁板通過銷軸與箱體連接，箱門與箱體通過銷軸連接，門把是通過螺栓與箱門連接，箱體安放固定在柔性下軟膜上。
[0008]控制機(jī)構(gòu)由支撐體、控制面板、開關(guān)按鈕、電磁板控制按鈕、顆粒振動(dòng)強(qiáng)度旋鈕和頂針粘度控制旋鈕組成。
[0009]控制面板焊接在支撐體上；開關(guān)按鈕、電磁板控制按鈕、顆粒振動(dòng)強(qiáng)度旋鈕、頂針粘度控制旋鈕安裝配合在控制面板上。
[0010]柔性上軟模由微米級(jí)短頂針和外包短殼組成；柔性上軟模裝配固定在箱體中和超聲波發(fā)生器相對(duì)應(yīng)。
[0011]微米級(jí)短頂針為多個(gè)，均通過粘性油吸附在一起并裝配在外包短殼中。
[0012]柔性下軟膜由微米級(jí)長(zhǎng)頂針和外包長(zhǎng)殼組成；微米級(jí)長(zhǎng)頂針為多個(gè)，均通過粘性油吸附在一起并裝配在外包長(zhǎng)殼中；柔性下軟模裝配固定在模型裝載箱上。
[0013]模型裝載箱由抽屆和底座組成；抽屆裝配在底座中。
[0014]其制作工藝如下:
[0015]a、按下開關(guān)按鈕，整個(gè)系統(tǒng)得電，按下電磁板控制按鈕，此時(shí)電磁板通電，將柔性下軟膜中的微米級(jí)長(zhǎng)頂針緩緩吸附與電磁板進(jìn)行接觸；
[0016]b、將模型放入模型承載箱的抽屜I中，再次按下開關(guān)按鈕，電磁板失電，電磁板會(huì)繞著銷軸往下轉(zhuǎn)動(dòng)，貼在箱體的內(nèi)壁上，吸附在電磁板上的微米級(jí)長(zhǎng)頂針失去吸附力的作用，并在電磁板轉(zhuǎn)動(dòng)的作用下向下運(yùn)動(dòng)，使微米級(jí)長(zhǎng)頂針的下表面與模型進(jìn)行接觸；
[0017]C、打開箱門，將待加工板材放到柔性上軟模與柔性下軟膜之間，關(guān)上箱門，調(diào)節(jié)頂針粘度控制旋鈕使得微米級(jí)短頂針的下表面與模型的上表面進(jìn)行無縫接觸，微米級(jí)長(zhǎng)頂針的上表面與板材進(jìn)行無縫接觸；
[0018]d、打開顆粒振動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕，使得超聲波發(fā)生器作用于顆粒介質(zhì)，顆粒介質(zhì)將力傳給柔性上軟膜的微米級(jí)短頂針的上表面，通過控制顆粒介質(zhì)的振動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)微米級(jí)短頂針進(jìn)行沖壓，使得板材的下表上得到和模型一致的圖案；關(guān)閉顆粒振動(dòng)強(qiáng)度旋鈕，調(diào)節(jié)頂針粘度控制旋鈕，微米級(jí)短頂針會(huì)在粘力的作用下向上運(yùn)動(dòng)與已加工好的板材分離，取出已加工好的板材，繼續(xù)放入待加工的板材。重復(fù)此步驟，便可以對(duì)某一種板材模型進(jìn)行批量生產(chǎn)；
[0019]e、對(duì)不同板材重復(fù)上述步驟，從而可以得到不同復(fù)雜形狀的板材。
[0020]本發(fā)明可以對(duì)不同復(fù)雜形狀的板材進(jìn)行批量生產(chǎn)、可以一次成型且具有加工精度高，成型塑性好的優(yōu)點(diǎn)；造價(jià)低，適合推廣應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖與實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為圖2中超聲波發(fā)生器的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為放入圖7、圖8所示的不同復(fù)雜形狀的板材時(shí)的狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5為柔性下軟模的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖6為柔性下軟模的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖7為本發(fā)明的電路原理框圖。
[0029]圖8為本發(fā)明的工作流程框圖。
[0030]圖中:1、抽屆；2、外包長(zhǎng)殼；3、微米級(jí)長(zhǎng)頂針；4、外包短殼；5、微米級(jí)短頂針；6、超聲波發(fā)生器；7、數(shù)據(jù)線接口 ；8、箱門；9、門把；10、電源線接口 ；11、箱體；12、電磁板；13、底座；14、數(shù)據(jù)線；15、顆粒振動(dòng)強(qiáng)度旋鈕；16、頂針粘度控制旋鈕；17、電磁板控制按鈕；18、開關(guān)按鈕；19、控制面板；20、支撐體；21、顆粒介質(zhì)。

【具體實(shí)施方式】
[0031]如圖1-圖8所示，本發(fā)明由控制機(jī)構(gòu)、顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)機(jī)構(gòu)、柔性上軟模、柔性下軟模和模型裝載箱組成。
[0032]控制機(jī)構(gòu)由支撐體20、控制面板19、開關(guān)按鈕18、電磁板控制按鈕17、顆粒振動(dòng)強(qiáng)度旋鈕15、頂針粘度控制旋鈕16組成?？刂泼姘?9焊接在支撐體20上；開關(guān)按鈕18、電磁板控制按鈕17、顆粒振動(dòng)強(qiáng)度旋鈕15、頂針粘度控制旋鈕16安裝配合在控制面板19上。
[0033]顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)機(jī)構(gòu)由超聲波發(fā)生器6、數(shù)據(jù)線接口 7、箱門8、門把9、電源線接口 10、箱體11、電磁板12和顆粒介質(zhì)21組成。超聲波發(fā)生器6焊接在箱體11的頂部，顆粒介質(zhì)21位于超聲波發(fā)生器6之中并離散分布，數(shù)據(jù)線接口 7與電源線接口 10通過螺栓固定在箱體11的右側(cè)，并分別通過數(shù)據(jù)線14和電源線連接到控制機(jī)構(gòu)上。電磁板12通過銷軸與箱體11連接，箱門8與箱體11通過銷軸連接(可轉(zhuǎn)動(dòng))并可以通過門把9將箱門8合上，門把9是通過螺栓與箱門連接，箱體11安放固定在柔性下軟膜上。
[0034]柔性上軟模由微米級(jí)短頂針5和外包短殼4組成。微米級(jí)短頂針5為多個(gè)，均通過粘性油吸附在一起并裝配在外包短殼4中。柔性上軟模裝配固定在箱體11中和超聲波發(fā)生器6相對(duì)應(yīng)。
[0035]柔性下軟膜由微米級(jí)長(zhǎng)頂針3和外包長(zhǎng)殼2組成。微米級(jí)長(zhǎng)頂針3為多個(gè)，均通過粘性油吸附在一起并裝配在外包長(zhǎng)殼2中。柔性下軟模裝配固定在模型裝載箱上。
[0036]模型裝載箱由抽屆I和底座13組成。抽屆I裝配在底座13中，可以抽拉。
[0037]本發(fā)明的操作步驟如下
[0038]1、如圖1所示，準(zhǔn)備工作，按下開關(guān)按鈕18，整個(gè)系統(tǒng)得電，按下電磁板控制按鈕17，此時(shí)電磁板12通電，將柔性下軟膜中的微米級(jí)長(zhǎng)頂針3緩緩吸附與電磁板12進(jìn)行接觸。
[0039]2、將模型(模型可以是立體的或有一面凹陷圖案的物體)放入模型承載箱的抽屜I中，再次按下開關(guān)按鈕18，電磁板12失電，電磁板12會(huì)繞著銷軸往下轉(zhuǎn)動(dòng)，貼在箱體11的內(nèi)壁上，吸附在電磁板12上的微米級(jí)長(zhǎng)頂針3失去吸附力的作用，并在電磁板12轉(zhuǎn)動(dòng)的作用下向下運(yùn)動(dòng)，使微米級(jí)長(zhǎng)頂針3的下表面與模型進(jìn)行接觸。
[0040]3、如圖4所示，打開箱門8，將待加工板材放到柔性上軟模與柔性下軟膜之間，關(guān)上箱門8，調(diào)節(jié)頂針粘度控制旋鈕16使得微米級(jí)短頂針5的下表面與模型的上表面進(jìn)行無縫接觸，微米級(jí)長(zhǎng)頂針3的上表面與板材進(jìn)行無縫接觸。
[0041]4、打開顆粒振動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕15，使得超聲波發(fā)生器6作用于顆粒介質(zhì)21，顆粒介質(zhì)21將力傳給柔性上軟膜的微米級(jí)短頂針5的上表面，通過控制顆粒介質(zhì)21的振動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)微米級(jí)短頂針5進(jìn)行沖壓，使得板材的下表上得到和模型一致的圖案；關(guān)閉顆粒振動(dòng)強(qiáng)度旋鈕15，調(diào)節(jié)頂針粘度控制旋鈕16，微米級(jí)短頂針5會(huì)在粘力的作用下向上運(yùn)動(dòng)與已加工好的板材分離，取出已加工好的板材，繼續(xù)放入待加工的板材。重復(fù)此步驟，便可以對(duì)某一種板材模型進(jìn)行批量生產(chǎn)。
[0042]5、對(duì)不同板材重復(fù)上述步驟，從而可以得到不同復(fù)雜形狀的板材。
[0043]本發(fā)明是通過使用微米級(jí)長(zhǎng)頂針對(duì)第一個(gè)成型件上表面進(jìn)行無縫接觸，在無數(shù)個(gè)微米級(jí)長(zhǎng)頂針的另一端形成與板材表面一樣的形狀，然后通過顆粒介質(zhì)的超聲振動(dòng)將力傳給待加工板材上表面的柔性上軟膜的微米級(jí)短頂針,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)板材的柔性加工。板材成型過程中可以控制顆粒振動(dòng)的強(qiáng)度從而可以保證板材的精度。
[0044]上述實(shí)施方式并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明的技術(shù)方案范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種利用顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)的復(fù)雜板材柔性成形設(shè)備，其特征在于:它由控制機(jī)構(gòu)、顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)機(jī)構(gòu)、柔性上軟模、柔性下軟模和模型裝載箱組成； 所述顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)機(jī)構(gòu)由超聲波發(fā)生器￠)、數(shù)據(jù)線接口(7)、箱門(8)、門把(9)、電源線接口(10)、箱體(11)、電磁板(12)和顆粒介質(zhì)(21)組成；所述超聲波發(fā)生器(6)焊接在箱體(11)的頂部，顆粒介質(zhì)(21)位于超聲波發(fā)生器(6)之中并離散分布， 所述數(shù)據(jù)線接口(7)與電源線接口(10)通過螺栓固定在箱體(11)的右側(cè)，并分別通過數(shù)據(jù)線(14)和電源線連接到控制機(jī)構(gòu)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)的復(fù)雜板材柔性成形設(shè)備，其特征在于:所述電磁板(12)通過銷軸與箱體(11)連接，箱門⑶與箱體(11)通過銷軸連接，門把(9)是通過螺栓與箱門連接，箱體(11)安放固定在柔性下軟膜上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)的復(fù)雜板材柔性成形設(shè)備，其特征在于:所述控制機(jī)構(gòu)由支撐體(20)、控制面板(19)、開關(guān)按鈕(18)、電磁板控制按鈕(17)、顆粒振動(dòng)強(qiáng)度旋鈕(15)和頂針粘度控制旋鈕(16)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)的復(fù)雜板材柔性成形設(shè)備，其特征在于:所述控制面板(19)焊接在支撐體(20)上；開關(guān)按鈕(18)、電磁板控制按鈕(17)、顆粒振動(dòng)強(qiáng)度旋鈕(15)、頂針粘度控制旋鈕(16)安裝配合在控制面板(19)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)的復(fù)雜板材柔性成形設(shè)備，其特征在于:所述柔性上軟模由微米級(jí)短頂針(5)和外包短殼(4)組成；所述柔性上軟模裝配固定在箱體(11)中和超聲波發(fā)生器(6)相對(duì)應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)的復(fù)雜板材柔性成形設(shè)備，其特征在于:所述微米級(jí)短頂針(5)為多個(gè)，均通過粘性油吸附在一起并裝配在外包短殼(4)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)的復(fù)雜板材柔性成形設(shè)備，其特征在于:所述柔性下軟膜由微米級(jí)長(zhǎng)頂針(3)和外包長(zhǎng)殼(2)組成；所述微米級(jí)長(zhǎng)頂針(3)為多個(gè)，均通過粘性油吸附在一起并裝配在外包長(zhǎng)殼(2)中；所述柔性下軟模裝配固定在模型裝載箱上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)的復(fù)雜板材柔性成形設(shè)備，其特征在于:所述模型裝載箱由抽屆(I)和底座(13)組成；所述抽屆(I)裝配在底座(13)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的利用顆粒介質(zhì)超聲振動(dòng)的復(fù)雜板材柔性成形設(shè)備，其特征在于:其制作工藝如下: a、按下開關(guān)按鈕，整個(gè)系統(tǒng)得電，按下電磁板控制按鈕，此時(shí)電磁板通電，將柔性下軟膜中的微米級(jí)長(zhǎng)頂針緩緩吸附與電磁板進(jìn)行接觸； b、將模型放入模型承載箱的抽屜I中，再次按下開關(guān)按鈕，電磁板失電，電磁板會(huì)繞著銷軸往下轉(zhuǎn)動(dòng)，貼在箱體的內(nèi)壁上，吸附在電磁板上的微米級(jí)長(zhǎng)頂針失去吸附力的作用，并在電磁板轉(zhuǎn)動(dòng)的作用下向下運(yùn)動(dòng)，使微米級(jí)長(zhǎng)頂針的下表面與模型進(jìn)行接觸； C、打開箱門，將待加工板材放到柔性上軟模與柔性下軟膜之間，關(guān)上箱門，調(diào)節(jié)頂針粘度控制旋鈕使得微米級(jí)短頂針的下表面與模型的上表面進(jìn)行無縫接觸，微米級(jí)長(zhǎng)頂針的上表面與板材進(jìn)行無縫接觸； d、打開顆粒振動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕，使得超聲波發(fā)生器作用于顆粒介質(zhì)，顆粒介質(zhì)將力傳給柔性上軟膜的微米級(jí)短頂針的上表面，通過控制顆粒介質(zhì)的振動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)微米級(jí)短頂針進(jìn)行沖壓，使得板材的下表上得到和模型一致的圖案；關(guān)閉顆粒振動(dòng)強(qiáng)度旋鈕，調(diào)節(jié)頂針粘度控制旋鈕，微米級(jí)短頂針會(huì)在粘力的作用下向上運(yùn)動(dòng)與已加工好的板材分離，取出已加工好的板材，繼續(xù)放入待加工的板材。重復(fù)此步驟，便可以對(duì)某一種板材模型進(jìn)行批量生產(chǎn)； e、對(duì)不同板材重復(fù)上述步驟，從而可以得到不同復(fù)雜形狀的板材。
【文檔編號(hào)】B21D31/00GK104174761SQ201410328819
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】蘇春建, 王薛滔, 郭素敏, 田和強(qiáng), 董興華, 張鵬, 李寧, 趙俊敏 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)