专利名称：三维辊弯成型装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械加工中的冷弯成型技术领域，具体涉及一种三维辊弯成型装置。
技术背景辊弯成型是一种节材、节能和高效的金属成型工艺技术。其工艺加工方法为以金属薄板或带卷为原料，通过多架装配了轧辊模具的成型机对原料逐步进行弯曲变形，从而得到具有所需截面的产品。一般情况下，每架成型机装配有两个或多个成型辊，每列成型机组由两架以上的成型机组成。现有辊弯成型设备的轧辊模具只能在X，y平面对原料进行弯曲变形操作，由于弯曲变形的工作平面只有一个，所以，对原料进行弯曲变形的精度有限，进而限制了辊弯成型设备的应用。
实用新型内容针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种三维辊弯成型装置及应用该装置的方法，在对原料进行弯曲变形操作时，不仅能够在X，y平面内运动，还可以在Z轴方向上运动，实现了对原料的三维立体加工。本实用新型采用的技术方案如下本实用新型提供一种三维辊弯成型装置，包括底座、X向运动驱动机构、X向滚珠丝杠副和装配有轧辊的成型机架；所述成型机架与所述底座活动连接；所述X向滚珠丝杠副包括x向滚珠丝杆和与所述X向滚珠丝杆通过滚珠滚动连接的X向螺母副；所述X向滚珠丝杆的一端与所述X向运动驱动机构相联动，所述X向螺母副与所述成型机架固定连接；还包括z向运动驱动机构和Z向滚珠丝杠副；所述Z向滚珠丝杠副和所述X向滚珠丝杠副垂直设置；所述Z向滚珠丝杠副包括Z向滚珠丝杆和与所述Z向滚珠丝杆通过滚珠滚动连接的Z向螺母副；所述Z向滚珠丝杆的一端与所述Z向运动驱动机构相联动，所述Z向螺母副与所述成型机架固定连接。优选的，所述Z向滚珠丝杠副包括第一 Z向滚珠丝杠副和第二 Z向滚珠丝杠副；所述第一 Z向滚珠丝杠副和所述第二Z向滚珠丝杠副左右对称设置在所述三维辊弯成型机的两侧。优选的，还包括基座；所述基座安装在所述底座和所述成型机架的接触面之间；所述基座的一侧面与所述成型机架固定连接，所述基座的另一侧面与所述底座通过升降机构活动连接。优选的，所述升降机构包括α向移动侧板和Z向导轨副；所述Z向移动侧板安装在所述底座的侧面并与所述基座固定连接；所述Z向导轨副包括Z向导轨和与所述Z向导轨滑动连接的Z向滑块；所述Z向导轨固定安装在所述底座的侧面，所述Z向滑块固定安装在所述Z向移动侧板的表面。优选的，所述Z向导轨副包括第一 Z向导轨副和第二 Z向导轨副；所述第一 Z向导轨副和所述第二Z向导轨副左右对称设置在所述Z向移动侧板的两侧。优选的，所述升降机构包括第一升降机构和第二升降机构；所述第一升降机构和所述第二升降机构前后对称设置在所述三维辊弯成型机的两侧。优选的，所述Z向运动驱动机构包括Z向减速器和与所述Z向减速器一端相联动的Z向电机；所Z向减速器的另一端与所述Z向滚珠丝杆连接。优选的，所述Z向减速器为蜗轮蜗杆减速器。本实用新型还提供一种应用上述三维辊弯成型装置的三维辊弯成型方法，包括以下步骤SI，将至少两个所述三维辊弯成型装置并排放置，得到三维辊弯成型装置组；S2，将需要加工的原料放置到所述三维辊弯成型装置组的加工部位处；S3，启动各个所述三维辊弯成型装置的所述X向运动驱动机构和所述Z向运动驱动机构；对于每一个所述三维辊弯成型装置，在所述X向运动驱动机构带动下，所述X向滚珠丝杆转动，从而带动所述成型机架进行X向运动；在所述Z向运动驱动机构带动下，所述Z向滚珠丝杆转动，从而带动所述成型机架进行Z向运动；当所述成型机架进行X向运动和Z向运动时，实现对所述需要加工的原料进行X向折弯和Z向折弯。优选的，启动各个所述三维辊弯成型装置的所述X向运动驱动机构和所述Z向运动驱动机构具体为按预设算法控制各个所述三维辊弯成型装置的所述X向运动驱动机构的转速和所述Z向运动驱动机构的转速。本实用新型的有益效果如下本实用新型提供的三维辊弯成型装置及应用该装置的方法，在对原料进行弯曲变形操作时，不仅能够在X，y平面内运动，还可以在Z轴方向上运动，提高了对原料进行弯曲变形的精度，实现了对原料的三维立体加工，使加工得到的型材具有更加合理的力学性能。
图I为本实用新型提供的三维辊弯成型装置立体结构示意图；图2为图I的主视图；图3为图2的左视图；图4为本实用新型提供的三维辊弯成型装置组的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型提供的三维辊弯成型装置及应用该装置的方法进行详细介绍如图1-3所示，本实用新型提供的三维辊弯成型装置，包括底座1、X向运动驱动机构、X向滚珠丝杠副和装配有轧辊的成型机架2 ;成型机架2与底座I活动连接；所述X向滚珠丝杠副包括X向滚珠丝杆3和与X向滚珠丝杆3通过滚珠滚动连接的X向螺母副4 ；X向滚珠丝杆3的一端与所述X向运动驱动机构相联动，X向螺母副4与成型机架2固定连接；还包括Z向运动驱动机构和Z向滚珠丝杠副；所述Z向滚珠丝杠副和所述X向滚珠丝杠副垂直设置；所述Z向滚珠丝杠副包括Z向滚珠丝杆5和与Z向滚珠丝杆5通过滚珠滚动连接的Z向螺母副6 ；Z向滚珠丝杆5的一端与所述Z向运动驱动机构相联动，所述Z向螺母副与成型机架2固定连接。其中，Z向运动驱动机构包括Z向减速器12和与所述Z向减速器一端相联动的Z向电机13 ;所Z向减速器的另一端与所述Z向滚珠丝杆连接。Z向减速器可以为蜗轮蜗杆减速器。为了实现三维辊弯成型机稳定的实现Z轴方向的运动，Z向滚珠丝杠副可以设置两个，即第一 Z向滚珠丝杠副7和第二 Z向滚珠丝杠副8 ;所述第一 Z向滚珠丝杠副和所述第二 Z向滚珠丝杠副左右对称设置在所述三维辊弯成型机的两侧。本实用新型中，三维辊弯成型机沿Z轴方向运动是通过设置升降机构实现的，具体的，还包括基座9 ;基座9安装在底座I和成型机架2的接触面之间；基座9的一侧面与成型机架2固定连接，基座9的另一侧面与底座I通过升降机构活动连接。其中，升降机构包括Z向移动侧板10和Z向导轨副11 ；Z向移动侧板10安装在底座I的侧面并与基座9 固定连接；Z向导轨副包括Z向导轨和与所述Z向导轨滑动连接的Z向滑块；所述Z向导轨固定安装在所述底座的侧面，所述Z向滑块固定安装在所述Z向移动侧板的表面。由于基座与成型机架固定连接，所以，在Z向运动驱动机构的带动下，Z向滚珠丝杠旋转，由于Z向螺母副与成型机架固定连接，所以成型机架实现Z向的上下运动。并且，由于成型机架与基座固定连接，而基座又与Z向移动侧板固定连接，Z向移动侧板与滑块固定连接，所以，当成型机架沿Z向上下运动时，是通过Z向滑块沿Z向导轨上下运动实现的。在具体实现上，可以根据实际需要设置一个以上导轨副，如图I所示，共设置了一对导轨副，即第一Z向导轨副和第二 Z向导轨副；所述第一 Z向导轨副和所述第二 Z向导轨副左右对称设置在所述Z向移动侧板的两侧。而升降机构的数量也可以根据实际需要进行调整，图3中示出了共设置一对升降机构的形式，具体的，升降机构包括第一升降机构和第二升降机构；所述第一升降机构和所述第二升降机构前后对称设置在所述三维辊弯成型机的两侧。本实用新型还提供一种应用上述维辊弯成型装置的三维辊弯成型方法，包括以下步骤如图4所示，将至少两个所述三维辊弯成型装置并排放置，得到三维辊弯成型装
置组；将需要加工的原料放置到所述三维辊弯成型装置组的加工部位处；启动各个所述三维辊弯成型装置的所述X向运动驱动机构和所述Z向运动驱动机构；对于每一个所述三维辊弯成型装置，在所述X向运动驱动机构带动下，所述X向滚珠丝杆转动，从而带动所述成型机架进行X向运动；在所述Z向运动驱动机构带动下，所述Z向滚珠丝杆转动，从而带动所述成型机架进行Z向运动；当所述成型机架进行X向运动和Z向运动时，实现对所述需要加工的原料进行X向折弯和Z向折弯。其中，启动各个所述三维辊弯成型装置的所述X向运动驱动机构和所述Z向运动驱动机构具体为按预设算法控制各个所述三维辊弯成型装置的所述X向运动驱动机构的转速和所述Z向运动驱动机构的转速，从而实现各个道次的三维辊弯成型装置的协同运动，完成原料的变截面辊弯成型。本实用新型中原料可以为板带。因此，本实用新型中，将成型机架制成可沿X方向运动和Z向运动的可动平台，通过在Z轴方向安装导轨和驱动机构实现了成型机架在竖直方向的上下移动。另外，通过控制各个三维辊弯成型装置中驱动机构的转速，可以调整各道次的三维辊弯成型装置的高度，从而达到对板带Z方向上的折弯，而且通过调节道次之间轧辊的中心距以及Z轴的相对高度，可实现对Z方向的折弯曲率的控制。综上所述，本实用新型提供一种三维辊弯成型装置及应用该装置的方法，在对原料进行弯曲变形操作时，不仅能够在X，y平面内运动，还可以在z轴方向上运动，提高了对原料进行弯曲变形的精度，实现了对原料的三维立体加工。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种三维辊弯成型装置，包括底座、X向运动驱动机构、X向滚珠丝杠副和装配有轧辊的成型机架；所述成型机架与所述底座活动连接；所述X向滚珠丝杠副包括x向滚珠丝杆和与所述X向滚珠丝杆通过滚珠滚动连接的X向螺母副；所述X向滚珠丝杆的一端与所述X向运动驱动机构相联动，所述X向螺母副与所述成型机架固定连接；其特征在于，还包括z向运动驱动机构和Z向滚珠丝杠副；所述Z向滚珠丝杠副和所述X向滚珠丝杠副垂直设置； 所述Z向滚珠丝杠副包括Z向滚珠丝杆和与所述Z向滚珠丝杆通过滚珠滚动连接的Z向螺母副；所述Z向滚珠丝杆的一端与所述Z向运动驱动机构相联动，所述Z向螺母副与所述成型机架固定连接。
2.根据权利要求I所述的三维辊弯成型装置，其特征在于，所述Z向滚珠丝杠副包括第一 Z向滚珠丝杠副和第二 Z向滚珠丝杠副；所述第一 Z向滚珠丝杠副和所述第二 Z向滚珠丝杠副左右对称设置在所述三维辊弯成型机的两侧。
3.根据权利要求I所述的三维辊弯成型装置，其特征在于，还包括基座；所述基座安装在所述底座和所述成型机架的接触面之间；所述基座的一侧面与所述成型机架固定连接，所述基座的另一侧面与所述底座通过升降机构活动连接。
4.根据权利要求3所述的三维辊弯成型装置，其特征在于，所述升降机构包括a向移动侧板和Z向导轨副；所述Z向移动侧板安装在所述底座的侧面并与所述基座固定连接；所述Z向导轨副包括Z向导轨和与所述Z向导轨滑动连接的Z向滑块；所述Z向导轨固定安装在所述底座的侧面，所述Z向滑块固定安装在所述Z向移动侧板的表面。
5.根据权利要求4所述的三维辊弯成型装置，其特征在于，所述Z向导轨副包括第一Z向导轨副和第二 Z向导轨副；所述第一 Z向导轨副和所述第二 Z向导轨副左右对称设置在所述Z向移动侧板的两侧。
6.根据权利要求4所述的三维辊弯成型装置，其特征在于，所述升降机构包括第一升降机构和第二升降机构；所述第一升降机构和所述第二升降机构前后对称设置在所述三维辊弯成型机的两侧。
7.根据权利要求I所述的三维辊弯成型装置，其特征在于，所述Z向运动驱动机构包括a向减速器和与所述z向减速器一端相联动的z向电机；所z向减速器的另一端与所述z向滚珠丝杆连接。
8.根据权利要求7所述的三维辊弯成型装置，其特征在于，所述Z向减速器为蜗轮蜗杆减速器。
专利摘要本实用新型提供一种三维辊弯成型装置，包括底座、X向运动驱动机构、X向滚珠丝杠副和装配有轧辊的成型机架；所述成型机架与所述底座活动连接；还包括Z向运动驱动机构和Z向滚珠丝杠副；所述Z向滚珠丝杠副和所述X向滚珠丝杠副垂直设置；所述Z向滚珠丝杠副包括Z向滚珠丝杆和与所述Z向滚珠丝杆通过滚珠滚动连接的Z向螺母副；所述Z向滚珠丝杆的一端与所述Z向运动驱动机构相联动，所述Z向螺母副与所述成型机架固定连接。因此，在对原料进行弯曲变形操作时，不仅能够在x，y平面内运动，还可以在z轴方向上运动，提高了对原料进行弯曲变形的精度，实现了对原料的三维立体加工，使加工得到的型材具有更加合理的力学性能。
文档编号B21D5/14GK202555643SQ20122023175
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者李强, 钱波, 阳振峰, 王在进, 王贯军, 阎昱, 王海波 申请人:北方工业大学