一种使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置的制造方法
专利名称:一种使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置的制造方法
【专利摘要】一种使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置由工作辊、橡胶垫、橡胶垫驱动机构、工作辊调整机构、工作辊驱动机构及固定机架组成。工作辊可通过弯曲实现曲率的调整，工作辊的弯曲由安装在工作辊上的若干调整机构来实现。橡胶垫驱动机构用于驱动橡胶垫，使橡胶垫发生平移。工作辊驱动机构可以设置在工作辊的一端或两端。本设备可实现三维曲面的连续变形，与传统整体模具成形方式相比，不需要设计、制造、调试模具；与传统滚弯成形方式相比，不仅可成形单曲度零件，还可成形双曲度零件，降低了成本。
【专利说明】
一种使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置
技术领域
[0001]本申请是用于塑性成形的单轴柔性滚弯设备，属于机械工程领域。
【背景技术】
[0002]目前，金属板料成形是加工制造业的一个重要分支，为关键零部件的生产提供了保障，加工的曲面件在很多工业领域都得到了广泛应用。对于大批量的曲面件，可以采用模具成形，但是模具的开发周期长、生产成本高;对于小批量或单件的产品，需要考虑其加工的经济性、适应性和灵活性，而传统卷板成形技术只适合于成形单曲度即母线为直线的零件，如圆柱体、圆锥体等零件。因此对研究开发新的板材三维曲面柔性成形提出了迫切要求。
【发明内容】
[0003]本申请的目的是提供了一种使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置，由工作辊、橡胶垫、橡胶垫驱动机构、工作辊调整机构、工作辊驱动机构及固定机架组成，工作辊为刚性轴，或钢丝软轴，钢丝软轴为可弯曲、可调整的可变曲率工作辊，在工作辊上设置有若干个可调整高度的工作辊调整机构。工作辊只有一个，可以是主动辊，也可以是从动辊。工作辊调整机构上的调节杆的端部安装有用于调节工作辊曲度和支撑工作辊的开口轴承，开口轴承可随柔性工作辊的曲率变化而摆动。工作辊驱动机构可以设置在工作辊的一端或两端。橡胶垫及橡胶垫驱动机构，分为上、下两部分，上面为橡胶垫，将橡胶垫固定于位于下面的橡胶垫驱动机构上，周边用固定板固紧，橡胶垫驱动机构可通过电动机带动链条和齿轮传动。
[0004]本申请将传统的滚弯技术与弹性介质(聚氨酯橡胶)的冲压优势、多点柔性成形技术相结合，采用弹性介质包覆在滚轴上或放置在容框内对板材进行滚弯成形，是在坯料的局部区域作用了连续的分布载荷，借助于成形表面和包覆有弹性介质的变形表面的连续移动来实现的。并且采用可弯曲的钢丝软轴作为工作辊，在工作辊上增加若干控制点来控制其轮廓形状，实现三维曲面成形。
[0005]下面结合附图对本申请进行详细说明如下:
【附图说明】
[0006]图1多点式单轴曲面柔性滚弯装置示意图。
[0007]图2图1的A-A剖面示意图
[0008]图3图1的B-B剖面示意图
[0009]图4工作辊调节杆示意图
[0010]图中1、工作辊;2、橡胶垫;3、工作辊调整机构;4、被加工工件;5、固定机架;6、调节杆;7、开口轴承;8、橡胶垫驱动机构;9、容框。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0012]使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置如图1所示，由工作辊1、橡胶垫2、橡胶垫驱动机构8、工作辊调整机构3、工作辊驱动机构及固定机架5组成。
[0013]工作辊I材料可为刚性轴，也可为钢丝软轴，若为刚性轴可实现单曲率零件成形，若为钢丝软轴可实现三维曲面零件成形，其上设置若干个可调整位移的工作辊调整机构3。
[0014]橡胶垫2及橡胶垫驱动机构8，分为上、下两部分，上面为橡胶垫(可采用聚氨酯橡胶块)，将橡胶垫2固定于位于下面的橡胶垫驱动机构8上，周边用固定板固紧，即在橡胶垫2周围用容框9限制，如图4所示。橡胶垫驱动机构8是常用的传动机构，例如通过电动机带动链条和齿轮传动。
[0015]工作辊调整机构3，一端为开口轴承7，开口轴承7与工作辊I配合。另一端可以通过机械或数控方式来控制调节杆6的长度，以实现开口轴承7端位移的自由缩放，如图2、图4。
[0016]工作辊驱动机构可以设置在工作辊I的一端或两端。若工作辊I材料可为刚性轴可设置一端驱动，另一端可拆卸，以实现封闭的圆柱形零件成形及取出。若工作辊I为钢丝软轴，可设置两端驱动，以提高滚弯过程的稳定性。工作辊驱动机构是常用的传动机构。如图3所示，若要成形曲面零件4，根据所要求的板材形状，通过手动或数控系统控制工作辊调整机构3，改变调节杆6的长度，使开口轴承7拉动或压制工作辊I使其弯曲变形。在工作辊I 一端或两端可设有伸缩器，使其在调形时可自由伸缩，调形后可以固定，防止轴向和周向产生相对的位移。工作辊I在工作辊驱动机构作用下转动，同时下压一定量至橡胶垫2，橡胶垫2在橡胶垫驱动机构8作用下水平移动，使工件产生纵向移动，由于调节杆6产生的位移不同，使工件受到不同的纵向力，从而实现零件曲面成形。
[0017]本申请采用单轴滚弯技术用弹性垫代替滚轮，工作时依靠的是弹性垫的平面运动。从工件与弹性垫的接触方式来看，单轴柔性滚弯过程相当于圆弧与平面接触，滚弯过程接触面积更大，分布载荷更加均匀，成形过程也更加平稳。
【主权项】
1.一种使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置，由工作辊、橡胶垫、橡胶垫驱动机构、工作辊调整机构、工作辊驱动机构及固定机架组成，所述的工作辊为刚性轴，或钢丝软轴，钢丝软轴为可弯曲、可调整的可变曲率工作辊，在所述的工作辊上设置有若干个可调整高度的工作辊调整机构。2.根据权利要求1所述的使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置，其特征在于所述的工作棍只有一个，是主动棍或者从动车昆。3.根据权利要求1所述的使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置，其特征在于所述的工作辊调整机构上的调节杆的端部安装有用于调节工作辊曲度和支撑工作辊的开口轴承，所述的开口轴承可随柔性工作辊的曲率变化而摆动。4.根据权利要求1所述的使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置，其特征在于所述的工作辊驱动机构设置在工作辊的一端或两端。5.根据权利要求1所述的使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置，其特征在于所述的橡胶垫及橡胶垫驱动机构，分为上、下两部分，上面为橡胶垫，将橡胶垫固定于位于下面的橡胶垫驱动机构上，周边用固定板固紧，橡胶垫驱动机构可通过电动机带动链条和齿轮传动。
【文档编号】B21D11/00GK205701987SQ201620270201
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】王伟, 金霞, 王海
【申请人】中航飞机股份有限公司西安飞机分公司
【专利摘要】一种使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置由工作辊、橡胶垫、橡胶垫驱动机构、工作辊调整机构、工作辊驱动机构及固定机架组成。工作辊可通过弯曲实现曲率的调整，工作辊的弯曲由安装在工作辊上的若干调整机构来实现。橡胶垫驱动机构用于驱动橡胶垫，使橡胶垫发生平移。工作辊驱动机构可以设置在工作辊的一端或两端。本设备可实现三维曲面的连续变形，与传统整体模具成形方式相比，不需要设计、制造、调试模具；与传统滚弯成形方式相比，不仅可成形单曲度零件，还可成形双曲度零件，降低了成本。
【专利说明】
一种使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置
技术领域
[0001]本申请是用于塑性成形的单轴柔性滚弯设备，属于机械工程领域。
【背景技术】
[0002]目前，金属板料成形是加工制造业的一个重要分支，为关键零部件的生产提供了保障，加工的曲面件在很多工业领域都得到了广泛应用。对于大批量的曲面件，可以采用模具成形，但是模具的开发周期长、生产成本高;对于小批量或单件的产品，需要考虑其加工的经济性、适应性和灵活性，而传统卷板成形技术只适合于成形单曲度即母线为直线的零件，如圆柱体、圆锥体等零件。因此对研究开发新的板材三维曲面柔性成形提出了迫切要求。
【发明内容】
[0003]本申请的目的是提供了一种使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置，由工作辊、橡胶垫、橡胶垫驱动机构、工作辊调整机构、工作辊驱动机构及固定机架组成，工作辊为刚性轴，或钢丝软轴，钢丝软轴为可弯曲、可调整的可变曲率工作辊，在工作辊上设置有若干个可调整高度的工作辊调整机构。工作辊只有一个，可以是主动辊，也可以是从动辊。工作辊调整机构上的调节杆的端部安装有用于调节工作辊曲度和支撑工作辊的开口轴承，开口轴承可随柔性工作辊的曲率变化而摆动。工作辊驱动机构可以设置在工作辊的一端或两端。橡胶垫及橡胶垫驱动机构，分为上、下两部分，上面为橡胶垫，将橡胶垫固定于位于下面的橡胶垫驱动机构上，周边用固定板固紧，橡胶垫驱动机构可通过电动机带动链条和齿轮传动。
[0004]本申请将传统的滚弯技术与弹性介质(聚氨酯橡胶)的冲压优势、多点柔性成形技术相结合，采用弹性介质包覆在滚轴上或放置在容框内对板材进行滚弯成形，是在坯料的局部区域作用了连续的分布载荷，借助于成形表面和包覆有弹性介质的变形表面的连续移动来实现的。并且采用可弯曲的钢丝软轴作为工作辊，在工作辊上增加若干控制点来控制其轮廓形状，实现三维曲面成形。
[0005]下面结合附图对本申请进行详细说明如下:
【附图说明】
[0006]图1多点式单轴曲面柔性滚弯装置示意图。
[0007]图2图1的A-A剖面示意图
[0008]图3图1的B-B剖面示意图
[0009]图4工作辊调节杆示意图
[0010]图中1、工作辊;2、橡胶垫;3、工作辊调整机构;4、被加工工件;5、固定机架;6、调节杆;7、开口轴承;8、橡胶垫驱动机构;9、容框。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0012]使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置如图1所示，由工作辊1、橡胶垫2、橡胶垫驱动机构8、工作辊调整机构3、工作辊驱动机构及固定机架5组成。
[0013]工作辊I材料可为刚性轴，也可为钢丝软轴，若为刚性轴可实现单曲率零件成形，若为钢丝软轴可实现三维曲面零件成形，其上设置若干个可调整位移的工作辊调整机构3。
[0014]橡胶垫2及橡胶垫驱动机构8，分为上、下两部分，上面为橡胶垫(可采用聚氨酯橡胶块)，将橡胶垫2固定于位于下面的橡胶垫驱动机构8上，周边用固定板固紧，即在橡胶垫2周围用容框9限制，如图4所示。橡胶垫驱动机构8是常用的传动机构，例如通过电动机带动链条和齿轮传动。
[0015]工作辊调整机构3，一端为开口轴承7，开口轴承7与工作辊I配合。另一端可以通过机械或数控方式来控制调节杆6的长度，以实现开口轴承7端位移的自由缩放，如图2、图4。
[0016]工作辊驱动机构可以设置在工作辊I的一端或两端。若工作辊I材料可为刚性轴可设置一端驱动，另一端可拆卸，以实现封闭的圆柱形零件成形及取出。若工作辊I为钢丝软轴，可设置两端驱动，以提高滚弯过程的稳定性。工作辊驱动机构是常用的传动机构。如图3所示，若要成形曲面零件4，根据所要求的板材形状，通过手动或数控系统控制工作辊调整机构3，改变调节杆6的长度，使开口轴承7拉动或压制工作辊I使其弯曲变形。在工作辊I 一端或两端可设有伸缩器，使其在调形时可自由伸缩，调形后可以固定，防止轴向和周向产生相对的位移。工作辊I在工作辊驱动机构作用下转动，同时下压一定量至橡胶垫2，橡胶垫2在橡胶垫驱动机构8作用下水平移动，使工件产生纵向移动，由于调节杆6产生的位移不同，使工件受到不同的纵向力，从而实现零件曲面成形。
[0017]本申请采用单轴滚弯技术用弹性垫代替滚轮，工作时依靠的是弹性垫的平面运动。从工件与弹性垫的接触方式来看，单轴柔性滚弯过程相当于圆弧与平面接触，滚弯过程接触面积更大，分布载荷更加均匀，成形过程也更加平稳。
【主权项】
1.一种使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置，由工作辊、橡胶垫、橡胶垫驱动机构、工作辊调整机构、工作辊驱动机构及固定机架组成，所述的工作辊为刚性轴，或钢丝软轴，钢丝软轴为可弯曲、可调整的可变曲率工作辊，在所述的工作辊上设置有若干个可调整高度的工作辊调整机构。2.根据权利要求1所述的使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置，其特征在于所述的工作棍只有一个，是主动棍或者从动车昆。3.根据权利要求1所述的使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置，其特征在于所述的工作辊调整机构上的调节杆的端部安装有用于调节工作辊曲度和支撑工作辊的开口轴承，所述的开口轴承可随柔性工作辊的曲率变化而摆动。4.根据权利要求1所述的使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置，其特征在于所述的工作辊驱动机构设置在工作辊的一端或两端。5.根据权利要求1所述的使用变曲率辊的三维曲面单轴柔性成形装置，其特征在于所述的橡胶垫及橡胶垫驱动机构，分为上、下两部分，上面为橡胶垫，将橡胶垫固定于位于下面的橡胶垫驱动机构上，周边用固定板固紧，橡胶垫驱动机构可通过电动机带动链条和齿轮传动。
【文档编号】B21D11/00GK205701987SQ201620270201
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】王伟, 金霞, 王海
【申请人】中航飞机股份有限公司西安飞机分公司
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