专利名称：板料成形用柔性拉边装置的制作方法
技术领域：
本发明公开了一种板料成形用柔性拉边装置，涉及一种用于板类件曲面成形的塑性加工设备，属于机械工程领域。
背景技术：
板料成形是现代工业中重要的制造技术之一。随着冲压零件的形状越来越复杂， 在板料曲面成形过程中，为了改善零件的成形性能，消除零件起皱、拉裂等缺陷，通常在板料曲面成形用模具中设置压边装置。压边装置的设计与压边力的控制是板料成形用模具设计的重要内容。遗憾的是，压边装置在板料曲面成形过程中，以被动地限制板料流动为主， 装置中的压边圈和板料之间的压边力分布不均；导致金属的流动不均勻，容易产生起皱、壁厚过分减薄以及破裂等缺陷，影响板料成形的性能和品质。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种板料成形用柔性拉边装置，该装置可以替代压边装置，与多种不同尺寸、不同形状的冲压模具配合使用；而且，容易调整拉边力的大小，从而节省板料成形模具的设计与制造成本，缩短研发周期，抑制板料成形时出现的起皱、拉裂等缺陷。本发明的上述目的是这样实现的，结合
如下一种板料成形用柔性拉边装置，主要由多个夹料机构1、多个拉料机构2和支撑架 3组成，由多个夹料机构1夹持被加工板料4的周围，由多个拉料机构2在板料4不同方向施加拉边力，所述的拉料机构2由水平方向布置的液压缸组成，各液压缸的活塞端部与夹料机构1联接，缸体端部与支撑架3铰接，一个拉料机构2联接一个或多个夹料机构1，或由两个拉料机构2联接一个或多个夹料机构1。在所述的夹料机构1与拉料机构2之间通过具有球形头部的万向机构联接。所述的夹料机构1围成的拉边面的大小可调，与不同尺寸的模具配合使用。所述的夹料机构1中夹料块的形状为矩形或其它不规则形面，不同形状的夹料块组合使用时，其围成的拉边面形状为任意形状。组成所述的拉料机构2的所有液压缸可以由一个液压阀驱动，或由多个液压阀分别驱动一排或一个或任意个液压缸。与之配合使用的模具为整体模具8，或为多点可调式数字化模具9。所述的板料成形用柔性拉边装置安装压边圈10或压边条11，压边圈10或压边条 11的形状为任意形状。技术效果本发明的板料成形用柔性拉边装置，通过将柔性拉伸成形与模具冲压成形相结合，用柔性拉边技术替代传统冲压中的压边，可以与多种不同尺寸、不同形状的冲压模具配合使用；而且，容易调整拉边力的大小，从而节省板料成形模具的设计与制造成本，缩短板料成形的研发周期。通过万向机构的设置，实现夹料机构绕万向机构的球形头部自由旋转与摆动，使一排多个夹料机构形成直线或弧线排列，实现板料成形用柔性拉边装置多个夹钳的柔性控制；使拉边力分布均勻，抑制板料成形时出现的起皱、拉裂等缺陷。
图1是一个拉料机构联接一个夹料机构的板料成形用柔性拉边装置的示意图。图2是一个拉料机构联接三个夹料机构的板料成形用柔性拉边装置的示意图。图3是通过万向机构联接夹料机构和拉料机构时的示意图。图4是板料成形用柔性拉边装置夹持不同尺寸的板料时的示意图，其中图4(a)是夹持大尺寸板料时的示意图；图4(b)是夹持小尺寸板料时的示意图；图5是弧线状排列的夹钳示意图，其中图5 (a)是弧线状排列的夹钳示意图；图5(b)是另一种弧线状排列的夹钳示意图。图6是与整体模具配合使用时的示意图。图7是与多点可调式数字化模具配合使用时的示意图。图8是采用压边圈时板料夹持前摆放位置示意图。图9是采用压边条时板料夹持前摆放位置示意图，其中图9 (a)是采用直压边条时板料夹持前摆放位置示意图；图9(b)是采用另一种形状压边条时板料夹持前摆放位置示意图。其中1.夹料机构，2.拉料机构，3.支撑架，4.板料，5.钢丝软轴，6.球头联接杆， 7.拉料机构用液压缸活塞杆，8.整体模具，9.多点可调式数字化模具，10.压边圈，11.压边
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具体实施例方式为了抑制板料曲面成形过程中导致的板料起皱、拉裂等缺陷，本发明是通过以下技术方案实现的本发明的板料成形用柔性拉边装置，主要由多个夹料机构1、多个拉料机构2和支撑架3组成；由多个夹料机构1夹持被加工板料4的周围，由多个拉料机构2在板料4不同方向施加拉边力。拉边力的大小可调，其取值由成形零件的尺寸及形状决定。拉料机构2由水平方向布置的液压缸组成，各液压缸的活塞端部与夹料机构1联接，缸体端部与支撑架3铰接；一个拉料机构2可以联接一个或多个夹料机构1，也可以由两个拉料机构2联接一个或多个夹料机构1。夹料机构1与拉料机构2之间可以设置具有球形头部的万向机构；夹料机构1可以绕万向机构的球形头部自由旋转与摆动，使一排多个夹料机构1 形成直线或弧线排列，实现板料成形用柔性拉边装置多个夹钳的柔性控制。夹料机构1围成的拉边面的大小可调，可以与不同尺寸的模具配合使用，从而节省板料成形模具的设计与制造成本，缩短板料成形的研发周期。夹料机构1的夹料块的形状可以为矩形或其它不规则形面；不同形状的夹料块组合使用时，其围成的拉边面形状可以为任意形状。非规则形状的夹料块可以夹持非规则几何形状的板料成形件。为了简化控制系统，组成拉料机构2 的所有液压缸可以由一个液压阀驱动，也可以由多个液压阀分别驱动一排或一个或任意个液压缸，以便调节拉边力。板料成形用柔性拉边装置配合使用的模具可以为整体模具8，也可以为多点可调式数字化模具9。多点可调式数字化模具9的使用能够实现一套模具加工不同尺寸、不同形状的板料成形件，显著缩短生产准备周期、节约大量模具费用；实现板料无模、快速、数字化及柔性化成形。板料成形用柔性拉边装置可以安装压边圈10或压边条 11，压边圈10或压边条11的形状可以为任意形状。压边圈10或压边条11的采用使板料成形用柔性拉边装置具有传统冲压中的压边功能。图1是一个拉料机构联接一个夹料机构的板料成形用柔性拉边装置的示意图。拉料机构2由水平方向布置的液压缸组成，各液压缸的活塞端部与夹料机构1联接，缸体端部与支撑架3铰接；四周共有M个夹料机构1夹持被加工板料4的周围，由M个拉料机构2 在板料4四个方向施加拉边力。当然，拉料机构2与夹料机构1的数量不受此实施例的限制。拉边力的大小可调，其取值由成形零件的尺寸及形状决定。两个方向的液压缸行程比较大，有利于装料与卸料时操作。图2是一个拉料机构联接三个夹料机构的板料成形用柔性拉边装置的示意图。三个夹料机构1之间安装钢丝软轴5或钢丝绳，钢丝软轴5或钢丝绳的安装能够使夹料机构1保持基本同步移动。一个拉料机构2带动三个夹料机构1对其夹持的板料4施加拉边力，可以节省液压缸的数量，简化装置结构，降低装置制造成本。图3是通过具有球形头部的万向机构联接夹料机构和拉料机构时的示意图。夹料机构1可以绕万向机构的球形头部自由旋转与摆动，使一排多个夹料机构1形成直线或弧线排列，实现板料成形用柔性拉边装置多个夹钳的柔性控制。图4是板料成形用柔性拉边装置夹持不同尺寸的板料时的示意图，其中图4(a)是夹持大尺寸板料的示意图；图4(b)是夹持小尺寸板料的示意图。夹料机构1围成的拉边面的尺寸大小可调，能够实现装置与不同尺寸的模具配合使用，从而替代传统冲压过程的压边装置，节省板料成形模具的设计与制造成本，缩短研发周期。图5是弧线状排列的夹钳夹持板料示意图。板料成形时，平板会逐渐变形，趋于模具的形状，最终贴模。在这个过程中，由于多个夹料机构1通过万向机构联接拉料机构2，每个夹料机构1都可以在任意方向摆动与转动，夹料机构1夹紧板料4的区域具有适应模具形面变化的趋势，从而提高拉形质量。图6是与整体模具配合使用时示意图。图7是与多点可调式数字化模具配合使用时示意图。整体模具8适用于批量生产，有利于保证曲面件的成形精度和产品加工的重复性。多点可调式数字化模具9适合于单件或小批量生产，能够实现一套模具加工不同尺寸、 不同形状的成形件，显著缩短生产准备周期、节约大量模具费用；实现板料无模、快速、数字化及柔性化成形。图8是采用压边圈时板料夹持前二者摆放位置示意图。压边圈10的采用使板料成形用柔性拉边装置具有传统冲压中的压边功能。图9是采用压边条时板料夹持前摆放位置示意图。图9(a)的压边条结构简单，制作容易；图9(b)的压边条可以互相约束，保证在板料成形过程中压边圈10不移动。当然，压边条11形状可以是任意形状；压边条11的安装，能够替代压边圈10的使用，柔性组装成任意形状的压边圈10。
权利要求
1.一种板料成形用柔性拉边装置，其特征在于，主要由多个夹料机构(1)、多个拉料机构(2)和支撑架C3)组成，由多个夹料机构(1)夹持被加工板料(4)的周围，由多个拉料机构( 在板料(4)不同方向施加拉边力，所述的拉料机构O)由水平方向布置的液压缸组成，各液压缸的活塞端部与夹料机构(1)联接，缸体端部与支撑架C3)铰接，一个拉料机构 (2)联接一个或多个夹料机构(1)，或由两个拉料机构( 联接一个或多个夹料机构(1)。
2.根据权利要求1所述的板料成形用柔性拉边装置，其特征在于，所述的夹料机构(1) 与拉料机构(2)之间通过具有球形头部的万向机构联接。
3.根据权利要求1或2所述的板料成形用柔性拉边装置，其特征在于，所述的夹料机构 (1)围成的拉边面的大小可调，且与不同尺寸的模具配合使用。
4.根据权利要求3所述的板料成形用柔性拉边装置，其特征在于，所述的夹料机构(1) 中夹料块的形状为矩形或其它不规则形面；不同形状的夹料块组合使用时，其围成的拉边面形状为任意形状。
5.根据权利要求3所述的板料成形用柔性拉边装置，其特征在于，组成拉料机构(2)的所有液压缸由一个液压阀驱动，或由多个液压阀分别驱动一排或一个或任意个液压缸。
6.根据权利要求3所述的板料成形用柔性拉边装置，其特征在于，所述的模具为整体模具(8)，或为多点可调式数字化模具(9)。
7.根据权利要求1所述的板料成形用柔性拉边装置，其特征在于，所述的板料成形用柔性拉边装置安装压边圈(10)或压边条(11)，压边圈(10)或压边条(11)的形状为任意形状。
全文摘要
本发明公开了一种板料成形用柔性拉边装置，涉及一种用于板类件曲面成形的塑性加工设备，属于机械工程领域。该装置主要由多个夹料机构(1)、多个拉料机构(2)和支撑架(3)组成；由多个夹料机构(1)夹持被加工板料(4)的周围，由多个拉料机构(2)在板料(4)不同方向施加拉边力。该装置可以与多种不同尺寸、不同形状的冲压模具配合使用，从而节省板类件成形模具的设计与制造成本，抑制板类件成形时出现的起皱、拉裂等缺陷。
文档编号B21D22/02GK102179453SQ201110053969
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月8日 优先权日2010年11月26日
发明者冯朋晓, 刘纯国, 李明哲, 隋振, 韩奇钢 申请人:吉林大学