主动可重构的拉伸成形的制作方法

专利名称：主动可重构的拉伸成形的制作方法
技术领域：
本发明第一方面涉及一种主动可重构的拉伸成形工具，本发明另一方 面涉及一种拉伸成形方法。所述工具和方法在实心板金属或网内形成三维 的形状，以生产用于反射器天线的板方面是有用的。
背景技术：
精确的天线板的制造是大规模的反射器天线制造中最困难和劳动最密 集的一方面，且其显著地影响天线的性能。
许多方法已经应用在天线板的制造上。这些方法中的一些是以速度和 成本为代价获得高精度的结构，尽管其他的是更适合低精度部件的大量制 造。广泛使用的一些方法如下所述-
螺钉床
所谓"螺钉床"方法包括在可调整螺钉的阵列上方设置金属板条，可 调整螺钉安装在大的扁平台上。所述螺钉在高度上被调节以体现需要的弯 曲度。
只靠弹性变形获得需要的弯曲度的足够狭窄的金属板的条被放置成横
过所述螺钉的顶部，然后通过真空装袋(vacuum bagging)下拉。虽然所 述条通过合适的真空保持形状，但坚硬的背衬结构被结合至所述开口侧， 以在所述形成的形状内永久地保持所述条。
虽然该方法产生任何需求形状的高精度的板条，但材料内弹性变形应 力的存在需要背衬元件的紧密间隔阵列以保持所述板条处于良好状态。用 来保持所述板条的真空可以在所述螺钉之间导致浅的规则间隔的凹陷，背 衬元件的规则间距已经被发现产生周期的波纹。所有这些问题都导致天线 格栅裂片。螺钉床方法在CSIR0的专利"可调整螺钉的高度的快速设定" 中有更充分的描述[l]。
压制成形
压制成形包括在成形模具之间挤压一块材料。所述材料塑性变形从而 其永久地保持被挤压的形状。根据要产生的形状，在成形期间所述材料或 被塑性拉伸或被塑性压縮，或两者都执行。在压力去除后会发生一些回弹 或"恢复"，所以成形模具的形状不必与所要完成的板的形状相同。
形成没有皱纹和弯曲的精确的形状是复杂的，并包括成形的很多重复 和成形模具的细节。模具通常由硬化的工具钢制造，大而且昂贵，每个模 具只能生产一个形状。需要在生产量上达到好几百公吨的大压力来操作所 述模具。然而， 一旦模具开发出来，重复部件的生产非常的快。
液压成形
液压成形包括在液压下将平板拉伸至成形模具内。所述材料然后保持 所述模具的形状。与压制成形类似，材料在成形后会在某种程度上恢复。 用于天线反射器制造的液压成形法已经被美国安德森制造有限公司在商业 上应用。
液压成形模具比较大，但与压制成形模具比较而言，其比较简单，且 可以由软的材料制成或背衬有聚合物充填化合物以简化成形。不需要较大 的压力。可以生产非常大的板，但模具一旦被修正和开发，将只能生产一 个形状的几部分，且工件材料特性的变化还会影响成形后的恢复的再现性。
美国在发展用于射电天文学的天线解决方案的近期努力已经得到用于
Allan望远镜阵列的许多6米反射器的成功的液压成形，具有12米直径的 液压成形反射器的研究仍在进行。 拉伸成形
术语拉伸成形包括金属成形的许多方面，从弯梁的成形到用于飞行器 和汽车本体的板的成形。与压制成形和液压成形相似，需要成形模具或拉 伸成形工具。
就板材的拉伸成形的情况，所述片材沿着两个相对的边缘被牢固地夹 住并被支撑在成形台上方。随后，在被紧紧地拉伸的片材下面，向上驱动 所述成形台(或所述夹具向下移动)，直到所述成形工具的形状被复制到所 述材料中，这类似于以在足球上拉伸一块薄的橡胶的方式。这在图1中图 示。在图1 (a)中示出了一张夹在用于拉伸的成形台上的材料。在图1 (b) 中通过所述夹具施加拉伸负载，成形台相对于所述片材移动，到达接触点。
在图1 (C)中完成成形。
拉伸和成形力的同时应用可以显著地减少，以及几乎可以消除材料在
成形后的形状复原。通过其获得这些功能的机构如图2所示。
在图2 (a)中， 一件材料已经通过弯曲负载的施加而变形。随着其被 弯曲，拉伸和压縮应力在材料内产生。这些应力朝向所述材料的外面在量 级上增加，且在中心存在中性轴线，其上没有拉伸或压縮应力存在。
所有的材料在塑性变形后都会在某种程度上，在施加的变形应力相反 的方向弹性地恢复。在这种情况下，应力的不均匀分布将导致所述材料在 弯曲负载去除后轻微地变直，且最终的弯曲度会显著地小于预期。
在图2b中，所述材料已经被沿着它自己的轴线弯曲和拉伸。如果拉伸 负载在这个方向足够产生屈服或轻微的塑性变形，所述材料内部的应力将 变为拉伸应力的均匀分布。随后，当移除所述拉伸负载时，弹性恢复沿所 述材料的中心线发生，而在整体形状上有很小或没有变化。
液压动力机，也叫拉伸成形机被用来执行这些步骤。其包括基体或工 作台，拉伸成形工具安装在其上，以及在两侧的夹具的阵列，当工件在成 形台上被拉伸时，夹具夹持工件的边缘。所述夹具同时施加足够大的拉伸 负载以使所述工件材料在其整个宽度上产生屈服。在工业用途上拉伸成形 机是相对常见的。
拉伸成形传统上在稳固的成形台上执行，成形台由金属，坚硬的塑料 制造，在形状普通，精度要求不高的地方偶尔也用木材。
拉伸成形是相当快的步骤，但制造成形工具的需要和具有固定形状的 成形台带来的限制，已经促使可重构的工具的研制，可重构的工具包括可 调整元件的阵列，可调整元件可以被用来形成近似于连续弯曲的表面，以 类似于上述的螺钉床的方式。
图3中显示了具有可调整元件的6x6阵列的可重构的拉伸成形工具。
实际上所述元件在它们的工作面上通常是圆顶，而不是图示的平顶。
由于所述可重构的成形台的表面由单独的小平面而不是连续的表面组
成， 一层合适的材料例如一张聚合物橡胶被覆盖在所述成形工具的顶端从
而防止所述工件的凹陷。该层被称为插入件。
许多论文已经详细地公开了用金属片和复合材料两者制造用于飞行器
的备件的这些技术的研制和应用。[2], [3]， [4]。
在这些论文中，[2]和[3]讨论了可重构的拉伸成形工具的元件动作和 控制方面，所述可重构的拉伸成形工具使用2688个具有伺服电动机和导螺 杆控制的单独的可移动元件，以在将它们锁定到合适的位置前设定所述可 调整元件的位置并使用传统的固定成形工具。存在许多专利包含了这类系 统的结构和控制方面。[5]， [6]， [7]， [8]。
在[4]中，Walczyk发现，在考虑复合材料的情况，自动的组坯机可用 于准备处于所述扁平状态可重构的工具的顶部上的合成部件，通过随后的 所述可重构的工具从所述部件下面的主动驱动以形成所述需要的弯曲。
在这些方法中有许多缺点.-
考虑到具有许多元件的大的工具，控制数千的单独的元件的任务是困 难的。每个元件承受拉伸成形机施加的总力的一部分，所以所述元件必须 是稳固的，否则它们很可能在定位或重复性上不可靠。
在有板的弯曲度不均匀的情况，所述插入件和所述工件材料之间的有 效压力可以改变，导致在所述成形工具元件的顶端上的所述插入件不同压 縮度。这导致被成形部件的形状与所述工具元件限定的标称的表面偏离。
最后，因为整个成形负载由所述成形工具的结构和它的元件承受，所 述工具结构在负载作用下的任何变形会在所述工件的形状中复制。

发明内容
本发明的第一方面是一种用于在实心金属板或网状工件内形成三维的 形状，以产生用于反射器天线的板的主动可重构的拉伸成形工具。所述工 具包括-
可延伸的成形元件的阵列，在成形期间其在延伸方向被驱动，以横过 工件在每单位面积产生相同的力。
限位开关的阵列，其位于所述成形元件阵列的前面，这样在成形期间 每个成形元件在延伸方向朝各自的限位开关被驱动。
其中，在使用中，每个限位开关随着所述工件被成形由工件启动，且 每个开关，在启动时，阻止所述各自的被驱动元件的进一步延伸。
限位开关的阵列限定了赋予工件的形状。所述主动可重构的工具通过
在成形期间直接地测量所述工件获得所述工件的成形控制。所述工具还允 许制造的形状改变，并有利于系统的成形误差的修正，例如所述工具结构 的变形或插入件的压縮。进一步地，所述工具可以并入随着成形进行的形 状控制反馈或误差修正。
所述工具可以用在传统的工业拉伸成形机中，对机械通常的安装或操 作来说没有显著的改动。例如，可以使用传统的相对的工件夹具组。
其中所述成形元件可以包括液压缸和冲头，每个液压缸和冲头由单个 液压动力源提供动力。因为液压动力元件经过液压线路连接至单个动力源， 所述缸内的液压被均衡。这就防止了任何一个缸导致所述工件的局部过度 变形。
每个冲头可以顶上装有倾斜垫，而且每个倾斜垫可以与它邻近的垫互 锁从而形成连续的铰接的表面。结果，与传统的可重构的拉伸成形工具相 比，使用倾斜垫的所述元件的阵列可以布置得稀疏些。所述倾斜垫可以设 有球形座以与所述液压缸冲头上的球形的端部配合。
插入件可以位于所述铰接的表面上以接收所述工件。
所述冲头通常被布置在所述工件下面以产生凹入工件。本发明的延伸 是在所述工件下方和上方均布置冲头的阵列。这些将允许生产具有凹入和 凸出弯曲度的板。
所述限位开关可以与各自的倾斜垫竖直地对准。用于所述限位开关的 其他位置也可以使用，只要当工件成形过程进行，所述限位开关可以通过 工件、插入件、或冲头的运动被启动。每个开关可以连接至所述液压线路 中的简单的电磁阀，液压线路通往各自的缸。随着工件被成形，其会接触 一个或多个所述限位开关，而一旦这种情况发生，所述开关工作以关闭电 磁阀并且阻止所述各自的倾斜垫的进一步移动。
所述开关本身可以是简单的开关型机械开关。做为选择，所述开关可 以是恒定接触的模拟设备，且它们可以被编程为或设定为在合适的高度处 触发。结果可以实现多阶段成形，其中板被成形于初始的、-中间的-最终
的、或粗糙-精加工阶段。在要求深形状(de印shapes)或高精度，或两 者都被要求的场合，这种渐进方法是有益的，其避免在任何一个阶段的过 度的拉伸或弯曲的可能性。
为了进一步地接近连续的弯曲表面，所述倾斜垫的成形表面可以形成 为具有球形的半径，所述球形的半径接近所述要求的板的弯曲度。
可以为所述工具提供许多组具有一定范围的球形半径的倾斜垫。做为 选择，考虑到将有不同球形半径的插入件夹到合适位置上，每个倾斜垫的 顶端可以制成平的。
在单独的板条具有高和低弯曲度的区域的情况， 一组具有合适的逐渐 增加的不同半径的垫可以被夹在所述拉伸成形工具上以适应这样的变化。
本发明的另一方面是一种用于在实心金属板或网状工件内形成三维的 形状，以产生用于大的反射器天线的板的方法。所述方法包括
在可延伸的成形元件的阵列前面拉伸处于扁平状态的金属工件。
在延伸方向驱动所述阵列的每个成形元件以横过工件在每单位面积产 生相同的力，从而在所述工件内形成形状。
在成形期间，朝着各自的限位开关延伸每个成形元件，直到所述工件 启动所述限位开关。
在所述各自的限位开关启动时，阻止所述成形元件的进一步延伸。
与其他的可重构的拉伸成形工具的执行不同，非常大量的被驱动元件 的同时位置控制是不需要的。在本发明中，所述成形元件被驱动以横过工 件在每单位面积产生相同的力，且在拉伸期间动力的分布和元件位置由工 件材料的自然特性控制。
所述成形元件可以包括液压冲头，所述方法可以生产在所述液压冲头 有效行程内任何弯曲度的板。
尽管通过限位开关的阵列精确地控制，所述成形元件的最终位置，以 及因此板形状，是"沉默的"且不须通过控制系统的主动干预。可以理解， 所述限位开关阵列的设置将根据在[l]中描述的方法实施。
测量的和理论的板形状之间的变化可以在所述限位开关阵列的设置中 被调节。如果所述限位开关阵列还被用于形状测量，也可以用闭环形状控 制来执行自动加工。
使用本发明，板的大的部分可以由一件材料形成，消除了通过所述螺 钉床方法需要的铺垫许多单独的条的时间和劳动。
使用单件板刚性地形成精确的形状消除了多重预形成背衬肋条以保持
板的形状的需要，以及肋条与单独的条之间的接合处对准的需要。这将允 许所述背衬结构设计成刚性的和经济的，而不受板的布局或弯曲度施加的 限制。
所述方法利用现有的金属成形机械和技术、现成的部件、和简单的控 制系统。
所建议的方法就成本和多功能性而言提供了显著的进步，同时保持了 与现行最好的方法相当的表面精度。


参考下列图，上面已经描述了现有技术，其中
图1是说明拉伸成形的一系列示意图。在图1 (a)中显示了一张夹在 成形台上方用于拉伸的材料。在图1 (b)中通过所述夹持器施加拉伸负载， 并且成形台相对于所述片材移动到接触点。在图1 (c)中成形完成。 图2 (a)显示了在一件材料的弯曲期间拉伸和压縮应力的分布图。 图2 (b)显示了在拉伸成形期间仅仅拉伸应力的分布图。 图3是显示了具有6 x 6可调整元件阵列的可重构的拉伸成形工具的 示图。
本发明的实施例将参考下列图进行描述，其中
图4是说明主动拉伸成形工具的工作原理的一系列示图。图4 (a)显 示了在拉伸开始前在工业拉伸成形机中的可重构的拉伸工具。图4 (b)显 示了处于拉伸中间点的可重构的拉伸工具。图4 (c)显示了拉伸完成时的 所述工具。
图5 (a)是显示了用于图4的所述工具的倾斜垫的示图。图5 (b)是 翻转的图5 (a)的衬垫。
图6是显示了三个互锁的垫形成铰接表面的示图。
图7 (a)说明了在止动件阵列下方的冲头和倾斜垫的阵列的模型。图 7 (b)显示了当它们相互接触时所述垫的阵列是如何倾斜且定向以形成所 述由止动件限定的弯曲。
具体实施例方式
现在参见图4 (a)，可重构的拉伸成形工具10包括稀疏地布置的元件 12的阵列。每个元件12包括液压缸14，所有的液压缸14由单个的液压动 力供应源16驱动。液压冲头18可以由每个缸14向上驱动。所述工具可以 用在传统的工业拉伸成形机中，对机械通常的安装或操作来说没有显著的 改动。
元件12之间的跨度比前述的可重构的工具之间的跨度大很多，每个冲 头18顶上装有倾斜垫20。每个倾斜垫20与其邻近的垫互锁以形成总得由 22表示的连续的铰接的表面。聚合物插入件24被放置于垫20和工件26之 间，工件26由夹具28和30抓住。
不是提供固定的、预设表面，在该表面上方拉伸板材或工件材料，如 在拉伸成形机中，而是所述材料26以扁平状态保持拉伸，同时可重构工具 的冲头18被向上驱动，从而在所述板内形成三维形状。
所述液压动力元件12不是单独控制的。因为它们经过液压线路连接至 单个动力源16,所述缸内的液压会被均衡。这就防止了任何一个缸导致所 述工件26的局部过度的变形。
工件26上方悬吊限位开关32的阵列，限位开关32与每个主动元件12 竖直地对准。每个开关32连接至所述液压线路中的简单的电磁阀34，液压 线路通往其相应的缸14。开关32本身可以是通常用在工业机械中的简单的 开关机械限位开关，其中开关发生在接触时。做为选择，所述开关可以是 类似线性压差换能器(LVDTs)的恒定接触的模拟设备，其被编程为或设为 在合适的高度处被触发。
如果这样的可编程设备用于替代启闭开关，则可能实行多阶段成形， 其中板被成形至初始的，-中间的-最终的，或粗糙-精加工阶段。在要求深 形状或高精度，或两者都需要的场合，这种渐进方法是有益的，其避免在 任何一个阶段的过度的拉伸或弯曲的可能性。
随着工件26的升高，所述工件的区域将与限位开关32中的一些接触， 如图4 (b)所示，在那点停止所述用于所述缸的电磁阀且阻止进一步的运 动。当所有的电磁阀都以如此方式关闭时，如图4 (c)所示，所述成形加 工完成。
在所有的主动元件已经接触它们各自的限位开关后，所述工件的最终
的拉伸将均衡所述工件材料内的内部应力，并且确保在所有的成形力释放 后其成形形状被保持，和从所述拉伸成形机移除所述工件。
所述限位开关的阵列的位置确定了将要制造的所述工件的形状。可以 理解，所述限位开关阵列的设置将根据在[l]中描述的方法实施。
加工细节
用在所述液压缸冲头18上的倾斜垫20的阵列彼此互锁。这样就产生 了连续的铰接的成形表面22。所述插入件位于所述相对连续的表面22上， 所述联合效应是防止局部的高点，所述高点可以在由限位开关阵列调节的 点之间使所述工件26产生凹坑。
所述倾斜垫20在一侧上设有球形座36以与液压缸冲头18上的球形的 端部38配合。当所述液压缸退回它们的静止位置时，在成形后简单的金属 丝挡圈可用于将所述垫保持在所述冲头上。
为了进一步地接近连续的曲面并帮助所述插入件24产生平滑的工件弯 曲度，所述倾斜垫20的顶面被形成有与所述需要的板的弯曲度相近的球形 的半径。
如果要拉伸的板的范围需要在很大程度上改变曲率半径，许多组的具 有一定范围的球形半径的倾斜垫可以按要求安装于所述工具，该些倾斜垫 相差lm的增量。
可选择地，考虑到将有不同球形半径的插入件夹到合适位置上，每个 倾斜垫的上端可以制成平的。
在具有高和低弯曲度区域的单独板的情况下， 一组具有合适的逐渐增 加的不同半径的垫可以被夹在所述拉伸成形工具上以适应这样的变化。
图5显示了倾斜垫20的可能的设计，并图示了与邻近的垫互连以形成 铰接表面的特征38和40，以及用于在所述液压冲头上安装所述垫的插座。 图6图示了许多垫20的互锁。
图7 (a)图示了位于止动件44的阵列的下面的冲头和倾斜的垫42的 阵列的模型。图7 (b)显示了当它们彼此接触时所述垫42的阵列是如何倾 斜且定向以形成由止动件44确定的弯曲。
在可重构的工具中产生的应力
在一个例子中，具有0.4的f/d的15m直径的天线给出6m的焦距。因
为抛物线的最小瞬时半径等于两倍焦距，具有12m的半径的球形表面的部 分的拉伸成形必须由具有1.2mm厚度的铝板获得。所述材料视为5005-H34 级，其具有138 MPa的屈服应力[9]。
该拉伸成形加工类似于液压成形，其中液压用于使平片材变形。如果 被允许无限制的进行，两个加工将倾向于产生球形的半径。由于经受内部 液压的球形容器的壁中的拉伸应力在所有方向上相等，且拉伸应力与所述 压力成比例，因此作为液压问题的拉伸成形的处理是足够有效的以核査所 建议的拉伸成形加工的耐久性。
在这种情况下，在所述工件内由拉伸成形夹具产生的屈服应力等于压
力容器的所述壁中的拉伸应力。因此在任何倾斜垫上的接触压力等于具有
同样的拉伸壁应力的所述同样半径的容器中的内部压力。 在薄壁球形的压力容器内的拉伸应力等于
f = Pr/2t
其中-
f 二应力(MPa);
P =内部压力(MPa);
r =容器的半径(m);以及
t 二壁厚(m)。
对于半径12m、壁厚1.2mm和拉伸壁应力为138MPa的容器，所述等效 的内部压力因此是0.276MPa。这是名义上的表面压力，其将存在于倾斜垫 上以拉伸成形板至12m的半径。
使用线性机械有限元分析包COSMOSXpress研究经受该负载的可能的倾 斜垫设计的模型，所述结果显示在该部件中产生的最大应力约为8. 5 MPa。 如果所述垫由具有250 MPa的屈服应力的低碳钢制成，这表示在所述设计 中的安全系数至少为29。
由所述倾斜垫承载的负载还由所述液压缸支撑。如果假设采用活塞直 径为75mm的缸，可以得到所述需要的液压。
与0.019m2的顶面面积一起，在所述倾斜垫的顶部上的0.276 MPa的 压力负载，表示在一个冲头上的5.25 kN的正常负载。在75 mm的活塞上 产生该负载所必须的液压是1. 19 MPa。当考虑到损失余量时，需要最小的系统压力为大约2.5 MPa。由现成部件制造的工业液压系统通常在20 MPa 到60 MPa的压力范围工作，所以所述液压要求是非常合适的。
考虑的另一区域是在拉伸期间当所述工件和/或插入件滑动横过所述 垫的顶部，由摩擦阻力横向地施加至所述液压缸的冲头上的弯曲应力。可 以预料，所述插入件可以是一种类型的聚氨酯橡胶。这些材料可在大范围 内的有变化硬度的化合物中得到。用于输送机滚柱上的涂层的聚氨酯的制 造所要求的这些材料的摩擦系数(u)可以被调整为适合本申请，u=0.4 为最小值。
为了涵盖所有的可能性，对于直径为50腿，自由长度为250mm的悬臂 的缸冲头，采用u=1.0的最坏情况摩擦系数。
如前所述，假设5. 25 kN的倾斜垫上的轴向负载。当u =1. 0时，在所 述冲头顶端的横向负载将还是5.25kN,同时应用轴向的缸负载。模型分析 表明，在该组合负载下，液压缸的容许钢冲头给出的安全系数大约为6。虽 然在所述冲头内的安全系数比在所述倾斜垫内的低，这些简要的分析表明 执行这些构思时在工具的主要部件内产生的应力是合适的，且实现是可行 的。所述设计的最佳化和选择合适的液压部件会产生可靠的稳固的系统。
参考文献美国专利5， 976， 287， "Method and Apparatus of Stud Array Upstand Setting", Parsons, Barker, Yabsley， Kesteven， Bird, Harrigan。 1999年11月2日。
Daniel F. Walczyk ， Yong-Tai Im ， Rensselaer 工学院， "Hydraulically-ActuatedReconfigurableToolfor Flexible Fabrication: Implementation and Control",美国机械工程师学会学报， 122巻，562-568页。2002年8月。 John M. P印azian， Northrop Grumman Corporation, "Tools of Change",机械工程在线杂志，美国机械工程师学会，2002年2月。 Daniel F. Walczyk， Jean F. Hosford， Rensselaer工学院，John M. Papazian， 'Northrop Grumman Corporatioru "Using Reconfigurable Tooling and Surface Heating for Incremental Forming of Composite
Aircraft Parts"。制造科学和工程杂志，125巻，333-343页，2003年5 月。美国专利6， 012， 314 "Individual Motor Pin Module", Sullivan 等，2000年1月11日美国专利6,053.026 "Block Set Form Die Assembly", Nardiello 等，2000年4月25日。美国专利6， 089， 061 "Modularised Reconfigurable Heated Forming Tool" Haas等，2000年7月18日。美国专利6， 578， 399 "Single Die Modularised Reconf igurable Honeycomb Core Forming Tool" Haas等，2003年6月17日。 http://www. matweb. com/index, asp ckck二l Accessed September 2005。
尽管本发明已经参照具体的例子进行了描述，但应当理解，其可以延 伸至在工件的上方和下方都放置冲头的阵列。这将允许生产具有凹入和凸 出弯曲部的板。做为选择，本发明可以与这样的设计一起使用，该设计在 凹入和凸出区域之间沿着弯曲线定位板接合处。
应当理解，本技术领域的专业人员在不脱离如宽泛来讲的本发明精神
或范围的情况下可以对具体实施例中所示的本发明进行各种变化和/或修 改。因此，所提供的实施例在所有方面应当认为是说明性的，而非限制性 的。
权利要求
1、一种用于在实心金属板或网状工件内形成三维形状的，以产生用于反射器天线的板的主动可重构的拉伸成形工具；所述工具包括可延伸的成形元件的阵列，在成形期间其在延伸方向被驱动，以横过工件在每单位面积产生相同的力；以及，限位开关的阵列，其位于所述成形元件阵列的前面，这样在成形期间每个成形元件在延伸方向朝各自的限位开关被驱动；其中，在使用中，每个限位开关随着所述工件被成形由所述工件启动，且每个开关，在启动时，阻止所述各自的被驱动元件的进一步延伸。
2、 根据权利要求1所述的主动可重构的拉伸成形工具，其中，所述限 位开关的阵列限定了赋予所述工件的形状。
3、 根据权利要求1或2所述的主动可重构的拉伸成形工具，其中，所 述工具并入随着成形进行的形状控制反馈或误差修正。
4、 根据权利要求l， 2或3所述的主动可重构的拉伸成形工具，其中 所述成形元件包括液压缸和冲头，每个液压缸和冲头由单个液压动力源提 供动力。
5、 根据权利要求4所述的主动可重构的拉伸成形工具，其中每个冲头 顶上装有倾斜垫，而且每个倾斜垫与它邻近的垫互锁从而形成连续的铰接 表面。
6、 根据权利要求5所述的主动可重构的拉伸成形工具，其中所述倾斜 垫设有球形座以配合在所述液压缸冲头上的球形端部。
7、 根据前述权利要求中任何一项所述的主动可重构的拉伸成形工具， 其中插入件位于所述铰接表面上以接收所述工件。
8、 根据权利要求4至7中任何一项所述的主动可重构的拉伸成形工具， 其中所述冲头被布置在所述工件下方以产生凹入工件。
9、 根据权利要求4至8中任何一项所述的主动可重构的拉伸成形工具， 其中冲头阵列既在所述工件上方又在所述工件下方。
10、 根据权利要求5所述的主动可重构的拉伸成形工具，其中所述限 位开关与各自的倾斜垫竖直地对准。
11、 根据前述权利要求中任何一项所述的主动可重构的拉伸成形工具， 其中每个限位开关连接至所述液压线路中的简单的电磁阀，该液压线路通 向其各自的缸，从而随着工件被成形，其会接触一个或多个所述限位开关， 而一旦这种情况发生，所述开关工作以关闭所述电磁阀并且阻止所述各自 的倾斜垫的进一步移动。
12、 根据前述权利要求中任何一项所述的主动可重构的拉伸成形工具， 其中所述限位开关是恒定接触的模拟设备。
13、 根据权利要求12所述的主动可重构的拉伸成形工具，其中，所述 限位开关被编程为或设定为在预定高度处触发。
14、 根据权利要求4至13中任何一项所述的主动可重构的拉伸成形工 具，其中所述倾斜垫的成形表面形成有接近所需的板的弯曲度的球形半径。
15、 根据权利要求14所述的主动可重构的拉伸成形工具，其中为所述 工具提供了许多组具有一定范围的球形半径的倾斜垫。
16、 根据权利要求14所述的主动可重构的拉伸成形工具，其中考虑到 将有不同球形半径的插入件夹到合适位置上，每个倾斜垫的顶端被制成平的。
17、 一种用于在实心金属板或网状工件内形成三维形状，以产生用于大的反射器天线的板的方法，所述方法包括在可延伸的成形元件的阵列前面拉伸处于扁平状态的金属工件；在延伸方向驱动所述阵列的每个成形元件以横过工件在每单位面积产生相同的力，以在所述工件内形成形状；在成形期间，朝着各自的限位开关延伸每个成形元件，直到所述工件 启动所述限位开关；以及在所述各自的限位开关启动时，阻止成形元件的进一步延伸。
18、 根据权利要求17所述的方法，包括随着成形的进行施加形状控制 反馈或误差修正的进一步的步骤。
19、 根据权利要求17或18所述的方法，其中每个限位开关连接至所 述液压线路中的简单的电磁阀，该液压线路通向其各自的缸，从而随着工 件被成形，其会接触一个或多个所述限位开关，而一旦这种情况发生，所 述开关工作以关闭所述电磁阀并且阻止所述各自的倾斜垫的进一步移动。
20、 根据权利要求17， 18或19所述的方法，其中，所述限位开关被 编程为或设定为在预定高度处触发。
全文摘要
本发明涉及一种主动可重构的拉伸成形工具，在另一方面还涉及一种拉伸成形方法。所述工具包括可伸长的成形元件的阵列，在成形期间其在延伸方向被驱动，以横过工件在每单位面积产生相同的力。限位开关的阵列位于所述成形元件阵列的前面，这样在成形期间每个成形元件在延伸方向朝各自的限位开关被驱动。在使用中，每个限位开关随着所述工件被成形由工件启动，且每个开关，在启动时，阻止所述各自的被驱动元件的进一步延伸。所述工具和方法在实心金属板或网内形成三维的形状，以产生用于反射器天线的板的方面是有用的。
文档编号B21D22/26GK101389420SQ200780006668
公开日2009年3月18日 申请日期2007年1月23日 优先权日2006年1月25日
发明者R·福赛思 申请人:联邦科学技术研究组织