径向增量成形部件的方法及工具系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115815415A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211122445.8(22)申请日2022.09.15(30)优先权数据17/478,1832021.09.17US(71)申请人波音公司地址美国伊利诺斯州(72)发明人迈克尔·查尔斯·埃尔福德(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240专利代理师瞿艺(51)Int.Cl.B21D31/00(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图19页(54)发明名称径向增量成形部件的方法及工具系统(57)摘要一种径向增量成形部件的方法及工具系统，该方法包括提供具有配置成与部件内模线匹配的几何形状的心轴。该方法还包括将心轴插入到由可成形材料构成的管状工件中，从而将工件套在心轴上。该方法另外包括将套在心轴上的工件安装到驱动机构上，该驱动机构配置为旋转心轴并且具有配置为相对于工件移位的成形工具。该方法还包括根据提供的工具路径指令调节驱动机构，以与相对于工件移位成形工具相一致地旋转套在心轴上的工件，从而使心轴上的工件随之逐渐地变形从而成形部件。具有电子控制器的工具系统可以采用主题方法来径向增量成形部件。CN115815415ACN115815415A权利要求书1/3页1.一种径向增量成形部件的方法，所述部件具有部件内模线，所述方法包括：提供心轴，所述心轴具有配置成与所述部件内模线匹配的心轴几何形状；将所述心轴沿着轴线插入到由能成形材料构成的管状工件中，从而将所述管状工件套在所述心轴上；将套在所述心轴上的所述管状工件安装到驱动机构上，其中，所述驱动机构配置成使所述心轴围绕所述轴线旋转，并且所述驱动机构包括成形工具，所述成形工具配置成相对于所述管状工件移位并由此将成形力施加于所述管状工件；提供工具路径指令，所述工具路径指令配置成调节所述驱动机构；以及根据所述工具路径指令调节所述驱动机构，以与相对于所述管状工件移位所述成形工具相一致地旋转套在所述心轴上的所述管状工件，从而使所述心轴上的所述管状工件随之逐渐地变形并且由此成形所述部件。2.根据权利要求1所述的径向增量成形部件的方法，其中，提供所述心轴包括由多个单独区段构造所述心轴，所述方法还包括在不干扰所述部件内模线的情况下从成形部件移除所述心轴的所述多个单独区段。3.根据权利要求2所述的径向增量成形部件的方法，其中，提供所述心轴还包括由聚合物、木材、纤维板、金属、玻璃纤维和/或碳纤维增强塑料构造所述心轴。4.根据权利要求1所述的径向增量成形部件的方法，其中，提供所述心轴包括由配置成溶解在流体中的材料构造所述心轴，所述方法还包括溶解所述心轴以在不干扰所述部件内模线的情况下从成形部件移除所述心轴。5.根据权利要求1所述的径向增量成形部件的方法，其中，所述工具路径指令包括径向水平工具路径和花边工具路径，所述方法还包括经由所述成形工具向所述管状工件应用所述径向水平工具路径且随后应用所述花边工具路径，从而使所述管状工件的局部回弹最小化，并且实现期望的部件内模线。6.根据权利要求1所述的径向增量成形部件的方法，其中，移位所述成形工具与所述心轴的旋转相一致地相对于所述管状工件在径向和/或轴向方向上实现。7.根据权利要求1所述的径向增量成形部件的方法，其中：所述驱动机构是经由用所述工具路径指令编程的电子控制器控制的多轴驱动机构；所述工具路径指令包括多组坐标；并且每组坐标确定在相对于成形所述部件开始的预定时间处的心轴旋转、所述成形工具的轴向移位和所述成形工具的径向移位；所述方法还包括经由所述电子控制器调节所述驱动机构以成形所述部件。8.根据权利要求7所述的径向增量成形部件的方法，其中，提供所述工具路径指令包括：提供所述部件内模线的表面几何形状的数字定义；基于所述部件内模线的表面几何形状生成工具偏移表面几何形状；经由逆圆柱映射将所述工具偏移表面几何形状从第一拓扑空间转换到第二拓扑空间；使所述第二拓扑空间中的所述工具偏移表面几何形状与在所述第二拓扑空间中定义的多个平行平面相交，从而获得连接以在所述第二拓扑空间中形成工具路径的多个工具路径轮廓；2CN115815415A权利要求书2/3页经由圆柱映射将所述工具路径从所述第二拓扑空间转换到所述第一拓扑空间；以及选择沿着所述工具路径间隔开的多个点，其中，所述多个点中的每个点由所述多组坐标中的一组坐标定义，并且其中，每个心轴旋转、所述成形工具的轴向移位和所述成形工具的径向移位相对于所述成形工具上的预定参考点来确定。9.一种用于径向增量成形部件的工具系统，所述部件具有部件内模线，所述系统包括：心轴，所述心轴具有配置成与所述部件内模线匹配的心轴几何形状，并且所述心轴配置成沿着轴线插入到由能成形材料构成的管状工件中，从而将所