使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置的製作方法

2023-10-10 19:44:09 2

專利名稱：使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是用於塑性成形的設備，特別是涉及一種三維曲面柔性成形裝置，屬於機 械工程領域。
技術背景目前的巻板裝置只能成形母線為直線的工件，例如圓柱體、圓錐體等件而三維曲面 零件的成形主要是通過模具加工或手工方式來實現。形狀各異的曲面需要不同的模具，因 此其加工周期長，需要投入大量的人力、物力，自動化程度偏低，無法滿足小批量現代化 生產需要。同時，手工成形方法加工質量差、勞動強度大、生產效率低。發明內容本實用新型的目的在於提供一種工件使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置，其可以 實現板料的三維曲面成形，也可實現體積成形。與傳統的整體模具成形方式相比，不但大 大降低製造成本，而且提高生產效率。本實用新型的上述目的是這樣實現的，結合
如下一種使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置，由工作輥、調整機構、機架及工作輥驅 動機構組成，所述的工作輥至少有兩個，其中至少有一個是可彎曲、可調整的柔性工作輥1， 在所述的柔性工作輥上設置若干個可調整高度的調整機構2。所述的機架分為上、下兩部分， 上機架使上工作輥移動調整縱向彎曲曲率的大小，下機架使所有工作輥上、下調整。所述的柔性工作輥1可以是整體或由兩段構成，分為兩段的工作輥可以是同步或異歩、 同向或異向旋轉。在所述的整體工作輥的一端或在兩段工作輥的段與段之間可以設置工件夾持與旋轉機 構5 ，工件夾持與旋轉機構的旋轉可以是主動或被動。在所述的調整機構2的調節杆7的端部裝有用以調節和支撐工作輥的開口軸承6,並且 開口軸承隨柔性輥彎曲輪廓切線變化而擺頭。工作輥驅動機構可以設置在工作輥的一端或兩端。所述的工作輥驅動機構是常用的傳 動機構例如齒輪機構、液壓機構等。在柔性工作輥的非成形區可以設置防扭曲與防反松裝置(4)。 使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置的工作輥的位置變化與工件成形曲率變化可以 通過機械或數控方式實現。工作輥和工件夾持與旋轉機構的旋轉也可以通過機械或數控方 式實現。本實用新型借鑑了多點成形技術、傳統的二維巻板技術和多輥成形技術，把傳統的直 輥柔性化，使可彎曲的柔性工作輥上、下移動，調節橫向變形；進一步增加壓下量則產生 縱向變形。工作輥的彎曲形狀由需要成形的三維零件形狀決定。這種技術與模具加工技術 相比，成本低，成形零件的周期短，節省大量的人力、物力，大大提高生產效率。
附圖說明圖1是由三個可彎工作輥組成的三維曲面柔性成形裝置示意圖。圖2是由三個各工作輥分為兩段的可彎輥組成的三維曲面柔性成形裝置示意圖。圖3是由三個各工作輥分為兩段的可彎輥，並在段與段之間設置工件夾持與旋轉機構的 三維曲面柔性成形裝置示意圖。圖4是由三個可彎輥組成，並在其端部設置有工件夾持與旋轉機構的三維曲面柔性成 形裝置示意圖。圖5是圖1、圖2、圖3、圖4的A-A剖面示意圖。圖6是圖3、圖4的B-B剖面示意圖。圖7是調整機構的三維簡圖。圖8是工件旋轉與夾持機構剖視圖圖9是使用可彎輥的三維曲面柔性成形裝置核心部分的立體圖。圖中l.柔性工作輥2.調整機構3.被加工工件4.防扭曲與反松裝置5.工件夾持 與旋轉機構6.開口軸承7.調節杆具體實施方式
以下結合附圖所示實施例進一步說明本實用新型的具體內容及其工作過程，但工作輥 的設置不僅僅局限於附圖中的布置形式。參考圖l的實施例中，根據所要求的板材三維形狀，通過手動控制或數控系統調節調 整機構2的調節杆7使開口軸承6拉動或壓制柔性工作輥使其彎曲變形；在柔性工作輥一 端或兩端可設有伸縮器，使其在調形時可自由伸縮，調形後可以固定，防止軸向和周向產 生相對的位移。同時，為了使柔性工作輥的變形更容易，設備的下機架可以使所有工作輥 整體移動，使工作輥的高度位置處在最佳狀態。為了減小工作輥組在大扭矩的作用下發生扭 曲和反松變形，在其非成形區域安裝工作輥防扭曲與反松裝置4。調形完畢，放置工件3， 並通過上機架使上工作輥1壓制在工件上，工作輥在驅動機構作用下轉動時，使工件產生縱 向移動，通過增加壓下量可以使工件產生縱向變形和橫向變形，從而實現三維曲面成形。參考圖2的實施例中，仍然通過上機架使上工作輥1壓制在工件上。可以使工件旋轉， 並產生變形；當兩段工作輥在驅動機構作用下同步同向轉動時，可以使工件縱向移動，並產生變形；當兩段工作輥在驅動機構作用下異步轉動時，工件既有縱向移動又有旋轉運動， 同時實現複雜變形。參考圖3的實施例中，工件夾持與旋轉機構5壓制在工件上，可以使工件3產生以工 件夾持與旋轉機構5為軸心的旋轉運動，並產生變形。參考圖4的實施例中，工件夾持與旋轉機構5壓制在工件上，可以使工件3產生以工 件夾持與旋轉機構5為軸心的旋轉運動，並產生變形。
工件3通過工作輥的壓制和旋轉產生變形，而且可以連續成形，變形形狀與變形量的大 小只需要調整工作輥的彎曲和壓下量就可以。工作輥的數量至少由兩個組成，採用三個工作輥就可以得到很好的成形效果，當然其數 量越多成形效果越好，其排列可以根據實際需要布置。
權利要求1、一種使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置，它由工作輥、調整機構、機架及工作輥驅動機構組成，其特徵在於所述的工作輥至少有兩個，其中至少有一個是可彎曲、可調整的柔性工作輥(1)，在所述的柔性工作輥上設置若干個可調整高度的調整機構(2)，所述的機架分為上、下兩部分，上機架使上工作輥上、下調整，下機架使所有工作輥上、下調整。
2、 根據權利要求l所述的使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置，其特徵在於所述的 各工作輥可以是整體或由兩段構成，分為兩段的工作輥可以是同步或異歩、同向或異向旋 轉。
3、 根據權利要求1或2所述的使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置，其特徵在於在 所述的整體工作輥的一端或分段工作輥的段與段之間設置工件夾持與旋轉機構(5)，工件夾 持與旋轉機構的旋轉可以是主動或被動。
4、 根據權利要求l所述的使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置，其特徵在於在所述 的調整機構(2)上的調節杆(7)的端部裝有用以調節和支撐工作輥的開口軸承(6)，所述的開 口軸承可以隨柔性輥彎曲輪廓切線的變化而擺頭。
5、 根據權利要求1所述的使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置，其特徵在於所述的 工作輥驅動機構可以設置在工作輥的一端或兩端。
6、 根據權利要求l所述的使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置，其特徵在於在所述 的工作輥的非成形區設置防扭曲與防反松裝置(4)。
專利摘要本實用新型是用於塑性成形的設備，特別是涉及一種使用可彎輥的三維曲面柔性成形裝置。使用可彎輥的三維曲面柔性成形裝置由工作輥、機架、工作輥調整機構及工件夾持與旋轉機構組成。工作輥至少有兩個，並且工作輥中至少有一個可以彎曲並可調整。工作輥可以由一段或兩段構成。工作輥的彎曲通過設置在柔性工作輥上的若干個調整機構調整。上機架用於調整工作輥之間的相對距離，下機架用於所有工作輥的上下調整。工件夾持與旋轉機構用於夾持工件，並可以主動或被動旋轉。工作輥驅動機構可以設置在工作輥的一端或兩端。本設備可以實現三維曲面的連續成形，與傳統的整體模具成形方式相比，不僅可以大大降低加工曲面的成本，而且可以提高生產效率。
文檔編號B21D11/00GK201030396SQ20072009311
公開日2008年3月5日 申請日期2007年1月8日 優先權日2007年1月8日
發明者付文智, 劉純國, 剛 孫, 崔相吉, 李明哲, 李湘吉, 胡志清, 蔡中義, 鄧玉山, 振 隨 申請人:吉林大學