專利名稱：板料成形用柔性拉邊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開了一種板料成形用柔性拉邊裝置，涉及一種用于板類件曲面成形的塑性加工設(shè)備，屬于機(jī)械工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
板料成形是現(xiàn)代工業(yè)中重要的制造技術(shù)之一。隨著沖壓零件的形狀越來(lái)越復(fù)雜， 在板料曲面成形過(guò)程中，為了改善零件的成形性能，消除零件起皺、拉裂等缺陷，通常在板料曲面成形用模具中設(shè)置壓邊裝置。壓邊裝置的設(shè)計(jì)與壓邊力的控制是板料成形用模具設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。遺憾的是，壓邊裝置在板料曲面成形過(guò)程中，以被動(dòng)地限制板料流動(dòng)為主， 裝置中的壓邊圈和板料之間的壓邊力分布不均；導(dǎo)致金屬的流動(dòng)不均勻，容易產(chǎn)生起皺、壁厚過(guò)分減薄以及破裂等缺陷，影響板料成形的性能和品質(zhì)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種板料成形用柔性拉邊裝置，該裝置可以替代壓邊裝置，與多種不同尺寸、不同形狀的沖壓模具配合使用；而且，容易調(diào)整拉邊力的大小，從而節(jié)省板料成形模具的設(shè)計(jì)與制造成本，縮短研發(fā)周期，抑制板料成形時(shí)出現(xiàn)的起皺、拉裂等缺陷。本實(shí)用新型的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合附圖說(shuō)明如下一種板料成形用柔性拉邊裝置，主要由多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)1、多個(gè)拉料機(jī)構(gòu)2和支撐架 3組成，由多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)1夾持被加工板料4的周圍，由多個(gè)拉料機(jī)構(gòu)2在板料4不同方向施加拉邊力，所述的拉料機(jī)構(gòu)2由水平方向布置的液壓缸組成，各液壓缸的活塞端部與夾料機(jī)構(gòu)1聯(lián)接，缸體端部與支撐架3鉸接，一個(gè)拉料機(jī)構(gòu)2聯(lián)接一個(gè)或多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)1，或由兩個(gè)拉料機(jī)構(gòu)2聯(lián)接一個(gè)或多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)1。在所述的夾料機(jī)構(gòu)1與拉料機(jī)構(gòu)2之間通過(guò)具有球形頭部的萬(wàn)向機(jī)構(gòu)聯(lián)接。所述的夾料機(jī)構(gòu)1圍成的拉邊面的大小可調(diào)，與不同尺寸的模具配合使用。所述的夾料機(jī)構(gòu)1中夾料塊的形狀為矩形或其它不規(guī)則形面，不同形狀的夾料塊組合使用時(shí)，其圍成的拉邊面形狀為任意形狀。組成所述的拉料機(jī)構(gòu)2的所有液壓缸可以由一個(gè)液壓閥驅(qū)動(dòng)，或由多個(gè)液壓閥分別驅(qū)動(dòng)一排或一個(gè)或任意個(gè)液壓缸。與之配合使用的模具為整體模具8，或?yàn)槎帱c(diǎn)可調(diào)式數(shù)字化模具9。所述的板料成形用柔性拉邊裝置安裝壓邊圈10或壓邊條11，壓邊圈10或壓邊條 11的形狀為任意形狀。技術(shù)效果本實(shí)用新型的板料成形用柔性拉邊裝置，通過(guò)將柔性拉伸成形與模具沖壓成形相結(jié)合，用柔性拉邊技術(shù)替代傳統(tǒng)沖壓中的壓邊，可以與多種不同尺寸、不同形狀的沖壓模具配合使用；而且，容易調(diào)整拉邊力的大小，從而節(jié)省板料成形模具的設(shè)計(jì)與制造成本，縮短板料成形的研發(fā)周期。通過(guò)萬(wàn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)夾料機(jī)構(gòu)繞萬(wàn)向機(jī)構(gòu)的球形頭部自由旋轉(zhuǎn)與擺動(dòng)，使一排多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)形成直線或弧線排列，實(shí)現(xiàn)板料成形用柔性拉邊裝置多個(gè)夾鉗的柔性控制；使拉邊力分布均勻，抑制板料成形時(shí)出現(xiàn)的起皺、拉裂等缺陷。

圖1是一個(gè)拉料機(jī)構(gòu)聯(lián)接一個(gè)夾料機(jī)構(gòu)的板料成形用柔性拉邊裝置的示意圖。圖2是一個(gè)拉料機(jī)構(gòu)聯(lián)接三個(gè)夾料機(jī)構(gòu)的板料成形用柔性拉邊裝置的示意圖。圖3是通過(guò)萬(wàn)向機(jī)構(gòu)聯(lián)接夾料機(jī)構(gòu)和拉料機(jī)構(gòu)時(shí)的示意圖。圖4是板料成形用柔性拉邊裝置夾持不同尺寸的板料時(shí)的示意圖，其中圖4(a)是夾持大尺寸板料時(shí)的示意圖；圖4(b)是夾持小尺寸板料時(shí)的示意圖；圖5是弧線狀排列的夾鉗示意圖，其中圖5 (a)是弧線狀排列的夾鉗示意圖；圖5(b)是另一種弧線狀排列的夾鉗示意圖。圖6是與整體模具配合使用時(shí)的示意圖。圖7是與多點(diǎn)可調(diào)式數(shù)字化模具配合使用時(shí)的示意圖。圖8是采用壓邊圈時(shí)板料夾持前擺放位置示意圖。圖9是采用壓邊條時(shí)板料夾持前擺放位置示意圖，其中圖9 (a)是采用直壓邊條時(shí)板料夾持前擺放位置示意圖；圖9(b)是采用另一種形狀壓邊條時(shí)板料夾持前擺放位置示意圖。其中1.夾料機(jī)構(gòu)，2.拉料機(jī)構(gòu)，3.支撐架，4.板料，5.鋼絲軟軸，6.球頭聯(lián)接桿， 7.拉料機(jī)構(gòu)用液壓缸活塞桿，8.整體模具，9.多點(diǎn)可調(diào)式數(shù)字化模具，10.壓邊圈，11.壓邊架。
具體實(shí)施方式
為了抑制板料曲面成形過(guò)程中導(dǎo)致的板料起皺、拉裂等缺陷，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的板料成形用柔性拉邊裝置，主要由多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)1、多個(gè)拉料機(jī)構(gòu)2和支撐架3組成；由多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)1夾持被加工板料4的周圍，由多個(gè)拉料機(jī)構(gòu)2在板料4不同方向施加拉邊力。拉邊力的大小可調(diào)，其取值由成形零件的尺寸及形狀決定。拉料機(jī)構(gòu)2由水平方向布置的液壓缸組成，各液壓缸的活塞端部與夾料機(jī)構(gòu)1聯(lián)接， 缸體端部與支撐架3鉸接；一個(gè)拉料機(jī)構(gòu)2可以聯(lián)接一個(gè)或多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)1，也可以由兩個(gè)拉料機(jī)構(gòu)2聯(lián)接一個(gè)或多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)1。夾料機(jī)構(gòu)1與拉料機(jī)構(gòu)2之間可以設(shè)置具有球形頭部的萬(wàn)向機(jī)構(gòu)；夾料機(jī)構(gòu)1可以繞萬(wàn)向機(jī)構(gòu)的球形頭部自由旋轉(zhuǎn)與擺動(dòng)，使一排多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)1形成直線或弧線排列，實(shí)現(xiàn)板料成形用柔性拉邊裝置多個(gè)夾鉗的柔性控制。夾料機(jī)構(gòu)1圍成的拉邊面的大小可調(diào)，可以與不同尺寸的模具配合使用，從而節(jié)省板料成形模具的設(shè)計(jì)與制造成本，縮短板料成形的研發(fā)周期。夾料機(jī)構(gòu)1的夾料塊的形狀可以為矩形或其它不規(guī)則形面；不同形狀的夾料塊組合使用時(shí)，其圍成的拉邊面形狀可以為任意形狀。 非規(guī)則形狀的夾料塊可以?shī)A持非規(guī)則幾何形狀的板料成形件。為了簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)，組成拉料機(jī)構(gòu)2的所有液壓缸可以由一個(gè)液壓閥驅(qū)動(dòng)，也可以由多個(gè)液壓閥分別驅(qū)動(dòng)一排或一個(gè)或任意個(gè)液壓缸，以便調(diào)節(jié)拉邊力。板料成形用柔性拉邊裝置配合使用的模具可以為整體模具8，也可以為多點(diǎn)可調(diào)式數(shù)字化模具9。多點(diǎn)可調(diào)式數(shù)字化模具9的使用能夠?qū)崿F(xiàn)一套模具加工不同尺寸、不同形狀的板料成形件，顯著縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期、節(jié)約大量模具費(fèi)用； 實(shí)現(xiàn)板料無(wú)模、快速、數(shù)字化及柔性化成形。板料成形用柔性拉邊裝置可以安裝壓邊圈10 或壓邊條11，壓邊圈10或壓邊條11的形狀可以為任意形狀。壓邊圈10或壓邊條11的采用使板料成形用柔性拉邊裝置具有傳統(tǒng)沖壓中的壓邊功能。圖1是一個(gè)拉料機(jī)構(gòu)聯(lián)接一個(gè)夾料機(jī)構(gòu)的板料成形用柔性拉邊裝置的示意圖。拉料機(jī)構(gòu)2由水平方向布置的液壓缸組成，各液壓缸的活塞端部與夾料機(jī)構(gòu)1聯(lián)接，缸體端部與支撐架3鉸接；四周共有M個(gè)夾料機(jī)構(gòu)1夾持被加工板料4的周圍，由M個(gè)拉料機(jī)構(gòu)2 在板料4四個(gè)方向施加拉邊力。當(dāng)然，拉料機(jī)構(gòu)2與夾料機(jī)構(gòu)1的數(shù)量不受此實(shí)施例的限制。拉邊力的大小可調(diào)，其取值由成形零件的尺寸及形狀決定。兩個(gè)方向的液壓缸行程比較大，有利于裝料與卸料時(shí)操作。圖2是一個(gè)拉料機(jī)構(gòu)聯(lián)接三個(gè)夾料機(jī)構(gòu)的板料成形用柔性拉邊裝置的示意圖。三個(gè)夾料機(jī)構(gòu)1之間安裝鋼絲軟軸5或鋼絲繩，鋼絲軟軸5或鋼絲繩的安裝能夠使夾料機(jī)構(gòu)1保持基本同步移動(dòng)。一個(gè)拉料機(jī)構(gòu)2帶動(dòng)三個(gè)夾料機(jī)構(gòu)1對(duì)其夾持的板料4施加拉邊力，可以節(jié)省液壓缸的數(shù)量，簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu)，降低裝置制造成本。圖3是通過(guò)具有球形頭部的萬(wàn)向機(jī)構(gòu)聯(lián)接夾料機(jī)構(gòu)和拉料機(jī)構(gòu)時(shí)的示意圖。夾料機(jī)構(gòu)1可以繞萬(wàn)向機(jī)構(gòu)的球形頭部自由旋轉(zhuǎn)與擺動(dòng)，使一排多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)1形成直線或弧線排列，實(shí)現(xiàn)板料成形用柔性拉邊裝置多個(gè)夾鉗的柔性控制。圖4是板料成形用柔性拉邊裝置夾持不同尺寸的板料時(shí)的示意圖，其中圖4(a)是夾持大尺寸板料的示意圖；圖4(b)是夾持小尺寸板料的示意圖。夾料機(jī)構(gòu)1圍成的拉邊面的尺寸大小可調(diào)，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置與不同尺寸的模具配合使用，從而替代傳統(tǒng)沖壓過(guò)程的壓邊裝置，節(jié)省板料成形模具的設(shè)計(jì)與制造成本，縮短研發(fā)周期。圖5是弧線狀排列的夾鉗夾持板料示意圖。板料成形時(shí)，平板會(huì)逐漸變形，趨于模具的形狀，最終貼模。在這個(gè)過(guò)程中，由于多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)1通過(guò)萬(wàn)向機(jī)構(gòu)聯(lián)接拉料機(jī)構(gòu)2，每個(gè)夾料機(jī)構(gòu)1都可以在任意方向擺動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)，夾料機(jī)構(gòu)1夾緊板料4的區(qū)域具有適應(yīng)模具形面變化的趨勢(shì)，從而提高拉形質(zhì)量。圖6是與整體模具配合使用時(shí)示意圖。圖7是與多點(diǎn)可調(diào)式數(shù)字化模具配合使用時(shí)示意圖。整體模具8適用于批量生產(chǎn)，有利于保證曲面件的成形精度和產(chǎn)品加工的重復(fù)性。多點(diǎn)可調(diào)式數(shù)字化模具9適合于單件或小批量生產(chǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)一套模具加工不同尺寸、 不同形狀的成形件，顯著縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期、節(jié)約大量模具費(fèi)用；實(shí)現(xiàn)板料無(wú)模、快速、數(shù)字化及柔性化成形。圖8是采用壓邊圈時(shí)板料夾持前二者擺放位置示意圖。壓邊圈10的采用使板料成形用柔性拉邊裝置具有傳統(tǒng)沖壓中的壓邊功能。圖9是采用壓邊條時(shí)板料夾持前擺放位置示意圖。圖9(a)的壓邊條結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易；圖9(b)的壓邊條可以互相約束，保證在板料成形過(guò)程中壓邊圈10不移動(dòng)。當(dāng)然，壓邊條11形狀可以是任意形狀；壓邊條11的安裝，能夠替代壓邊圈10的使用，柔性組裝成任意形狀的壓邊圈10。
權(quán)利要求1.一種板料成形用柔性拉邊裝置，其特征在于，主要由多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)(1)、多個(gè)拉料機(jī)構(gòu)(2)和支撐架C3)組成，由多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)(1)夾持被加工板料(4)的周圍，由多個(gè)拉料機(jī)構(gòu)( 在板料(4)不同方向施加拉邊力，所述的拉料機(jī)構(gòu)O)由水平方向布置的液壓缸組成，各液壓缸的活塞端部與夾料機(jī)構(gòu)(1)聯(lián)接，缸體端部與支撐架C3)鉸接，一個(gè)拉料機(jī)構(gòu) (2)聯(lián)接一個(gè)或多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)(1)，或由兩個(gè)拉料機(jī)構(gòu)( 聯(lián)接一個(gè)或多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板料成形用柔性拉邊裝置，其特征在于，所述的夾料機(jī)構(gòu)(1) 與拉料機(jī)構(gòu)(2)之間通過(guò)具有球形頭部的萬(wàn)向機(jī)構(gòu)聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的板料成形用柔性拉邊裝置，其特征在于，所述的夾料機(jī)構(gòu) (1)圍成的拉邊面的大小可調(diào)，且與不同尺寸的模具配合使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的板料成形用柔性拉邊裝置，其特征在于，所述的夾料機(jī)構(gòu)(1) 中夾料塊的形狀為矩形或其它不規(guī)則形面；不同形狀的夾料塊組合使用時(shí)，其圍成的拉邊面形狀為任意形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的板料成形用柔性拉邊裝置，其特征在于，組成拉料機(jī)構(gòu)(2)的所有液壓缸由一個(gè)液壓閥驅(qū)動(dòng)，或由多個(gè)液壓閥分別驅(qū)動(dòng)一排或一個(gè)或任意個(gè)液壓缸。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的板料成形用柔性拉邊裝置，其特征在于，所述的模具為整體模具(8)，或?yàn)槎帱c(diǎn)可調(diào)式數(shù)字化模具(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板料成形用柔性拉邊裝置，其特征在于，所述的板料成形用柔性拉邊裝置安裝壓邊圈(10)或壓邊條(11)，壓邊圈(10)或壓邊條(11)的形狀為任意形狀。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種板料成形用柔性拉邊裝置，涉及一種用于板類件曲面成形的塑性加工設(shè)備，屬于機(jī)械工程領(lǐng)域。該裝置主要由多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)(1)、多個(gè)拉料機(jī)構(gòu)(2)和支撐架(3)組成；由多個(gè)夾料機(jī)構(gòu)(1)夾持被加工板料(4)的周圍，由多個(gè)拉料機(jī)構(gòu)(2)在板料(4)不同方向施加拉邊力。該裝置可以與多種不同尺寸、不同形狀的沖壓模具配合使用，從而節(jié)省板類件成形模具的設(shè)計(jì)與制造成本，抑制板類件成形時(shí)出現(xiàn)的起皺、拉裂等缺陷。
文檔編號(hào)B21D22/02GK201969801SQ201120057618
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者馮朋曉, 劉純國(guó), 李明哲, 隋振, 韓奇鋼 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)