专利名称：金属板材数控无模成型设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直接应用于金属板材成型的三轴数控设备，具体地说是一种 能使4mm厚度以内各类金属板材快速成形的数控无模成型设备。
背景技术：
传统的金属板料成形技术(冲压等)依靠专门的模具在大型冲压机床上对板 料压制成形，由于模具的结构复杂和制造成本高，生产准备时间长，加工过程柔 性差，仅适合于大批量生产，例如大批量生产的轿车车身覆盖件。对于中小批量 的金属板料的生产和单件试制，目前工业界还没有一个合理的解决方案。因此， 许多小批量生产的汽车,其车身覆盖件有些仍然采用人工的办法成形，其制造精 度难以控制,有些则采用玻璃钢结构以代替金属板金结构。对于新车开发，目前 国内外多采用树脂模具，模具及工艺复杂，成本高。目前工业界还没有一种适于 中小批量生产和单件试制的板料成形技术。
发明内容
本发明的目的是设计一种能使各类金属板材快速无模成型的数控设备。 本发明的技术方案是 一种金属板材数控无模成型设备，包括底座、分别安 装在底座左右两侧的两对立柱，立柱由两根柱脚和一根顶部横梁构成，底座上设 置有X轴向导轨，X轴向导轨上设置有可在其上移动的X轴向平台，两对立柱 的顶部横梁上设置有Y轴向平台，Y轴向平台上设置有Y轴向导轨，Y轴向导 轨上设置有Z轴向主轴。
X轴向导轨为两根，通过H型钢固定在底座上。X轴向导轨的两内侧设置有 X轴向丝杆。
Y轴向导轨为两根，通过螺钉固定连接在Y轴向平台的两侧，Y轴向导轨的 两内侧设置有Y轴向丝杆。
通过螺钉把Z轴向主轴安装在Y轴向导轨上，再通过Y轴向丝杆带动Z轴 向主轴在Y方向上运动。X轴向平台，包括底座固定板，安装在底座固定板上的涡轮丝杆升降机、 导柱和非金属材料模型固定板，以及安装在涡轮丝杆升降机和导柱上的金属板材 固定板。
底座采用钢板拼接结构。
有益效果本设备由于具有X、 Y、 Z三个方向的运动机构，.具有对不同金属 板材进行成型的功能，X、 Y、 Z三轴方向在计算机控制下实现三轴联动，成
型方式为单点渐进式的无模成型，单点渐进式板料成形技术主要依靠由计算机根 据所成形工件的几何形状，形成压头成形轨迹，在简易底模(例如木模)的支撑 下，利用设备成形，由于不需要制造昂贵的模具和大型冲压机床，且成形过程高 度自动化，其成形的柔性大幅度提高，精度水平也明显高于手工成形，因而使 中小批量的板金工件的生产，甚至单件试制成为可能。
图1为本发明的结构图； 图2为图1的底座部分；
图3为图1的Y轴向平台部分；
图4.为图1的X轴向平台部分。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体内容作进一步说明。
金属板材数控无模成型设备，包括底座l、分别安装在底座1的左右两侧的 两对立柱2，立柱2由两根柱脚和一根顶部横梁构成，底座1上设置有X轴向导 轨102， X轴向导轨102上设置有可在其上移动的X轴向平台3，两对立柱2的 顶部横梁上设置有Y轴向平台4， Y轴向平台4上设置有Y轴向导轨401，所述 Y轴向导轨401上设置有Z轴向主轴5。
X轴向导轨102为两根，通过H型钢101固定在底座1上。X轴向导轨102 的两内侧设置有X轴向丝杆103。
Y轴向导轨401为两根，通过螺钉固定连接在Y轴向平台4的两侧，Y轴向 导轨401的两内侧设置有Y轴向丝杆402。
通过螺钉把Z轴向主轴5安装在Y轴向导轨401上，再通过Y轴向丝杆402 带动Z轴向主轴5在Y方向上运动。
X轴向平台3，包括底座固定板301，安装在底座固定板301上的涡轮丝杆升降机303、导柱304和非金属材料模型固定板305，以及安装在涡轮丝杆升降 机303和导柱304上的金属板材固定板302。 底座1采用钢板拼接结构。
金属板材数控无模成型设备，通过Y轴向丝杆402实现Y轴向平台4移动， 将Z轴向主轴5安装在Y轴向导轨401上，通过数控系统控制Z向主轴5和X 向平台3同时相对运动来实现无模成型。
通过螺钉把X轴向导轨102安装在H型钢101上方。
X轴向平台3安装在X轴向导轨102上，再通过X轴向丝杆103带动X轴向 平台3。
X轴向平台3由驱动装置带动涡轮丝杆升降机303在Z轴方向运动。 Z轴向主轴5由驱动装置带动Z轴升降丝杆在Z轴方向运动，由驱动装置带 动Z轴向主轴5中的旋转轴进行旋转，对非金属材料进行切削加工。
驱动装置带动四台涡轮丝杆升降机303同时运动，涡轮丝杆升降机303带动 金属板材固定板302上下运动。
四根导柱304在金属板材固定板302上下运动时起到稳定运动的作用。 非金属材料模型固定板305在设备进行非金属模型切削时固定非金属材料。 本设备能对不同金属板材进行成型，成型方式为单点渐进式的无模成型。原 理是将复杂的三维数字模型沿高度方向分层，形成一系列断面二维数据，并根据 这些断面轮廓数据，从顶层开始逐层对板材进行局部的塑性加工。在计算机控制 下，安装在三轴联动的数控无模成型设备上的成形压头，先走到模型的顶部设定 位置，对板材压下设定的压下量，然后按照第一层断面轮廓，以等高线的方式， 对板材施行渐进塑性加工。在模型顶部板材加工面形成第一层轮廓曲面后，成形 压头再压下一个设定高度，沿第二层断面轮廓运动，并形成第二层轮廓曲面，如 此重复直到整个工件成形完毕。
权利要求
1、一种金属板材数控无模成型设备，包括底座(1)、分别安装在底座(1)的左右两侧的两对立柱(2)，其特征在于立柱(2)由两根柱脚和一根顶部横梁构成，底座(1)上设置有X轴向导轨(102)，所述X轴向导轨(102)上设置有可在其上移动的X轴向平台(3)，所述两对立柱(2)的顶部横梁上设置有Y轴向平台(4)，所述Y轴向平台(4)上设置有Y轴向导轨(401)，所述Y轴向导轨(401)上设置有Z轴向主轴(5)。
2、 如权利要求1所述的金属板材数控无模成型设备，其特征在于所述X轴 向导轨(102)为两根，通过H型钢(101)固定在底座(1)上，X轴向导轨(102) 的两内侧设置有X轴向丝杆(103)。
3、 如权利要求1所述的金属板材数控无模成型设备，其特征在于所述Y轴 向导轨(401)为两根，通过螺钉固定连接在Y轴向平台(4)的两侧，Y轴向导轨(401)的两内侧设置有Y轴向丝杆(402)。
4、 如权利要求1所述的金属板材数控无模成型设备，其特征在于通过螺钉 把Z轴向主轴(5)安装在Y轴直线导轨(401)上，再通过Y轴丝杆(402)带动Z 轴(5)在Y方向上运动。
5、 如权利要求1所述的金属板材数控无模成型设备，其特征在于X轴向平 台(3)，包括底座固定板(301)，安装在底座固定板(301)上的涡轮丝杆升降机(303)、 导柱(304)和非金属材料模型固定板(305)，以及安装在涡轮丝杆升降机(303) 和导柱(304)上的金属板材固定板(302)。
6、如权利要求1所述的金属板材数控无模成型设备，其特征在于:底座(1) 采用钢板拼接结构。
全文摘要
本发明公开了一种直接应用于金属板材成型的数控无模成型设备，包括底座、分别安装在底座左右两侧的两对立柱，立柱由两根柱脚和一根顶部横梁构成，底座上设置有X轴向导轨，X轴向导轨上设置有可在其上移动的X轴向平台，两对立柱的顶部横梁上设置有Y轴向平台，Y轴向平台上设置有Y轴向导轨，Y轴向导轨上设置有Z轴向主轴。X轴向导轨为两根，通过H型钢固定在底座上。X轴向导轨的两内侧设置有X轴向丝杆。Y轴向导轨为两根，通过螺钉固定连接在Y轴向平台的两侧，Y轴向导轨的两内侧设置有Y轴向丝杆。由于具有X、Y、Z三个方向的运动机构，具有对不同金属板材进行成型的功能，X、Y、Z三轴方向在计算机控制下实现三轴联动，为单点渐进式的无模成型，成形过程高度自动化，其成形的柔性大幅度提高，精度水平也明显高于手工成形。
文档编号B21D22/02GK101433931SQ200810243468
公开日2009年5月20日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者戴京东, 贵 王 申请人:无锡市澳富特成型技术科研有限公司