專利名稱：使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是用于塑性成形的設(shè)備，特別是涉及一種三維曲面柔性成形裝置，屬于機(jī) 械工程領(lǐng)域。
技術(shù)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(shí)現(xiàn)。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(dòng)化程度偏低，無法滿足小批量現(xiàn)代化 生產(chǎn)需要。同時(shí)，手工成形方法加工質(zhì)量差、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于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(shí)現(xiàn)板料的三維曲面成形，也可實(shí)現(xiàn)體積成形。與傳統(tǒng)的整體模具成形方式相比，不但大 大降低制造成本，而且提高生產(chǎn)效率。本實(shí)用新型的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)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(diào)整機(jī)構(gòu)、機(jī)架及工作輥驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，所述的工作輥至少有兩個(gè)，其中至少有一個(gè)是可彎曲、可調(diào)整的柔性工作輥1， 在所述的柔性工作輥上設(shè)置若干個(gè)可調(diào)整高度的調(diào)整機(jī)構(gòu)2。所述的機(jī)架分為上、下兩部分， 上機(jī)架使上工作輥移動(dòng)調(diào)整縱向彎曲曲率的大小，下機(jī)架使所有工作輥上、下調(diào)整。所述的柔性工作輥1可以是整體或由兩段構(gòu)成，分為兩段的工作輥可以是同步或異歩、 同向或異向旋轉(zhuǎn)。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(shè)置工件夾持與旋轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)5 ，工件夾持與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)可以是主動(dòng)或被動(dòng)。在所述的調(diào)整機(jī)構(gòu)2的調(diào)節(jié)桿7的端部裝有用以調(diào)節(jié)和支撐工作輥的開口軸承6,并且 開口軸承隨柔性輥彎曲輪廓切線變化而擺頭。工作輥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以設(shè)置在工作輥的一端或兩端。所述的工作輥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是常用的傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)例如齒輪機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)等。在柔性工作輥的非成形區(qū)可以設(shè)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(jī)械或數(shù)控方式實(shí)現(xiàn)。工作輥和工件夾持與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)也可以通過機(jī)械或數(shù)控方 式實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型借鑒了多點(diǎn)成形技術(shù)、傳統(tǒng)的二維巻板技術(shù)和多輥成形技術(shù)，把傳統(tǒng)的直 輥柔性化，使可彎曲的柔性工作輥上、下移動(dòng)，調(diào)節(jié)橫向變形；進(jìn)一步增加壓下量則產(chǎn)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(shù)與模具加工技術(shù) 相比，成本低，成形零件的周期短，節(jié)省大量的人力、物力，大大提高生產(chǎn)效率。
附圖說明圖1是由三個(gè)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(gè)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(gè)各工作輥分為兩段的可彎輥，并在段與段之間設(shè)置工件夾持與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的 三維曲面柔性成形裝置示意圖。圖4是由三個(gè)可彎輥組成，并在其端部設(shè)置有工件夾持與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)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(diào)整機(jī)構(gòu)的三維簡圖。圖8是工件旋轉(zhuǎn)與夾持機(jī)構(gòu)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(wèi).柔性工作輥2.調(diào)整機(jī)構(gòu)3.被加工工件4.防扭曲與反松裝置5.工件夾持 與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6.開口軸承7.調(diào)節(jié)桿具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的具體內(nèi)容及其工作過程，但工作輥 的設(shè)置不僅僅局限于附圖中的布置形式。參考圖l的實(shí)施例中，根據(jù)所要求的板材三維形狀，通過手動(dòng)控制或數(shù)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)調(diào) 整機(jī)構(gòu)2的調(diào)節(jié)桿7使開口軸承6拉動(dòng)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(shè)有伸縮器，使其在調(diào)形時(shí)可自由伸縮，調(diào)形后可以固定，防止軸向和周向產(chǎn) 生相對的位移。同時(shí)，為了使柔性工作輥的變形更容易，設(shè)備的下機(jī)架可以使所有工作輥 整體移動(dòng)，使工作輥的高度位置處在最佳狀態(tài)。為了減小工作輥組在大扭矩的作用下發(fā)生扭 曲和反松變形，在其非成形區(qū)域安裝工作輥防扭曲與反松裝置4。調(diào)形完畢，放置工件3， 并通過上機(jī)架使上工作輥1壓制在工件上，工作輥在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作用下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使工件產(chǎn)生縱 向移動(dòng)，通過增加壓下量可以使工件產(chǎn)生縱向變形和橫向變形，從而實(shí)現(xiàn)三維曲面成形。參考圖2的實(shí)施例中，仍然通過上機(jī)架使上工作輥1壓制在工件上?？梢允构ぜD(zhuǎn)， 并產(chǎn)生變形；當(dāng)兩段工作輥在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作用下同步同向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以使工件縱向移動(dòng)，并產(chǎn)生變形；當(dāng)兩段工作輥在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作用下異步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工件既有縱向移動(dòng)又有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜變形。參考圖3的實(shí)施例中，工件夾持與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5壓制在工件上，可以使工件3產(chǎn)生以工 件夾持與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5為軸心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并產(chǎn)生變形。參考圖4的實(shí)施例中，工件夾持與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5壓制在工件上，可以使工件3產(chǎn)生以工 件夾持與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5為軸心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并產(chǎn)生變形。
工件3通過工作輥的壓制和旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生變形，而且可以連續(xù)成形，變形形狀與變形量的大 小只需要調(diào)整工作輥的彎曲和壓下量就可以。工作輥的數(shù)量至少由兩個(gè)組成，采用三個(gè)工作輥就可以得到很好的成形效果，當(dāng)然其數(shù) 量越多成形效果越好，其排列可以根據(jù)實(shí)際需要布置。
權(quán)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(diào)整機(jī)構(gòu)、機(jī)架及工作輥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，其特征在于所述的工作輥至少有兩個(gè)，其中至少有一個(gè)是可彎曲、可調(diào)整的柔性工作輥(1)，在所述的柔性工作輥上設(shè)置若干個(gè)可調(diào)整高度的調(diào)整機(jī)構(gòu)(2)，所述的機(jī)架分為上、下兩部分，上機(jī)架使上工作輥上、下調(diào)整，下機(jī)架使所有工作輥上、下調(diào)整。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置，其特征在于所述的 各工作輥可以是整體或由兩段構(gòu)成，分為兩段的工作輥可以是同步或異歩、同向或異向旋 轉(zhuǎn)。
3、 根據(jù)權(quán)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，其特征在于在 所述的整體工作輥的一端或分段工作輥的段與段之間設(shè)置工件夾持與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)，工件夾 持與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)可以是主動(dòng)或被動(dòng)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置，其特征在于在所述 的調(diào)整機(jī)構(gòu)(2)上的調(diào)節(jié)桿(7)的端部裝有用以調(diào)節(jié)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(jù)權(quán)利要求1所述的使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置，其特征在于所述的 工作輥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以設(shè)置在工作輥的一端或兩端。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的使用可彎曲輥的三維曲面柔性成形裝置，其特征在于在所述 的工作輥的非成形區(qū)設(shè)置防扭曲與防反松裝置(4)。
專利摘要本實(shí)用新型是用于塑性成形的設(shè)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(jī)架、工作輥調(diào)整機(jī)構(gòu)及工件夾持與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成。工作輥至少有兩個(gè)，并且工作輥中至少有一個(gè)可以彎曲并可調(diào)整。工作輥可以由一段或兩段構(gòu)成。工作輥的彎曲通過設(shè)置在柔性工作輥上的若干個(gè)調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整。上機(jī)架用于調(diào)整工作輥之間的相對距離，下機(jī)架用于所有工作輥的上下調(diào)整。工件夾持與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于夾持工件，并可以主動(dòng)或被動(dòng)旋轉(zhuǎn)。工作輥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以設(shè)置在工作輥的一端或兩端。本設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)三維曲面的連續(xù)成形，與傳統(tǒng)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(chǎn)效率。
文檔編號(hào)B21D11/00GK201030396SQ20072009311
公開日2008年3月5日 申請日期2007年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月8日
發(fā)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(xué)