一种数控蒙皮拉形机结构的制作方法

[0001]
本发明属于板材成形技术领域，尤其涉及一种数控蒙皮拉形机结构。


背景技术：

[0002]
飞机及高铁蒙皮及骨架属于双曲扁壳类零件，因其曲率较大，使用传统的冷压工艺成形时材料内部变形不充分，容易产生较大的回弹，对后序加工及装配工艺造成负面影响；使用拉形工艺成形的零件其内部材料组织结构可发生充分的变形，达到塑性变形状态，从而极大程度的减轻零件成形后的回弹，减小后序加工及装配工艺的工作量；当前国内无蒙皮拉形机自主研发能力，该类设备完全依赖国外进口，因此国内亟需一种可充分拉伸变形的数控蒙皮拉形机结构。


技术实现要素：

[0003]
为解决上述问题，本发明提供了一种可使板材发生充分拉伸变形的数控蒙皮拉形机结构，采用了如下技术方案：
[0004]
一种数控蒙皮拉形机结构，包括u型臂、托架、工作台、上压装置和导轨，一对开口端对向设置的u型臂通过各自的托架滑动设置在第一导轨上，每个u型臂上都设置有夹持工件的钳口，为工件提供上顶力的工作台设置在第二导轨上，为工件提供下压力的上压装置设置在第三导轨上，所述导轨为平行设置的双轨，其中第二导轨的宽度小于第一导轨的宽度，第一导轨的宽度小于第三导轨的宽度。
[0005]
进一步的，所述钳口包括结构相同的第一钳口和第二钳口，每个钳口都包括多个夹钳，每个夹钳上均设置有夹钳驱动装置，用于驱动第一钳口夹钳间或第二钳口夹钳间的相对转动；
[0006]
进一步的，所述u型臂包括结构相同的第一u型臂和第二u型臂，每个u型臂的后端都分别设置有驱动装置，用于驱动u型臂绕x轴旋转。
[0007]
进一步的，所述每个u型臂的两侧臂上都分别设置有驱动装置，用于驱动u型臂绕y轴旋转。
[0008]
进一步的，所述钳口和u型臂之间还设置有驱动装置，用于驱动钳口绕z轴旋转。
[0009]
进一步的，所述u型臂的两端各自通过托架设置在第一导轨的平行轨道上，驱动装置与托架相连，可驱动托架在第一导轨上滑动。
[0010]
进一步的，所述工作台包括中央主工作台、第一移动工作台和第二移动工作台，所述中央主工作台的两侧设置有两个固定在第二导轨上的支撑部；第一移动工作台和第二移动工作台可移动地设置在第二导轨上。
[0011]
进一步的，所述中央主工作台、第一移动工作台和第二移动工作台的上端都设置有为工件提供顶升力的顶升部。
[0012]
进一步的，所述上压装置包括多个平行设置横梁和驱动装置，所述驱动装置设置在横梁的两端。
[0013]
进一步的，还包括安全防护设施，所述安全防护设备包括移动踏台，所述移动踏台可移动，用于填补第一导轨、第二导轨、第三导轨之间的空隙。
[0014]
通过采用上述技术方案，本发明的有益效果为：
[0015]
1.本发明的数控蒙皮拉形机结构，通过u型臂钳口等主要起拉伸作用的结构的设置，提供了足够强的拉力，通过工作台的设置，提供了足够强的上顶力，通过上压装置的设置，提供了足够强的下压力，在拉力、上顶力和下压力作用下，可以使材料发生充分形变。
[0016]
2.本发明的数控蒙皮拉形机结构，通过u型臂的可移动、钳口的可多面旋转、工作台和上压装置的可移动和可旋转的设置，可以适配不同尺寸的材料，制备不同形状的蒙皮等零部件。
附图说明
[0017]
为了更清楚地说明发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]
图1为本发明材料拉伸成形的原理图
[0019]
图2为本发明一个实施例的拉伸结构示意图
[0020]
图3、4、5为本发明一个实施例的u型臂结构示意图
[0021]
图6、7、8为本发明一个实施例的钳口结构示意图
[0022]
图9、10为本发明一个实施例的工作台结构示意图
[0023]
图11为本发明的一个实施例的上压装置结构示意图
[0024]
图12为本发明的一个实施例的移动踏台结构示意图
[0025]
图13为本发明的一个实施例整体结构示意图其中：11-第一u型臂、12-第二u型臂、13-第一钳口、14-第二钳口、15-夹钳口、16-第一驱动装置、17-第二驱动装置、18-第三驱动装置、19-第四驱动装置、110-第五驱动装置、111-第六驱动装置、112-第七驱动装置、113-第八驱动装置、114-夹钳驱动装置、21-托架、22-第九驱动装置、23-第十驱动装置、24-定位销、25-第一齿轮齿条、31-中央主工作台、32-第一移动工作台、33-第二移动工作台、34-第一顶升部、35-第二顶升部、36-第三顶升部、37-第一t形槽、38-第十一驱动装置、39-第十二驱动装置、310-第十三驱动装置、311-第十四驱动装置、312-第十五驱动装置、313-导柱、41-上压装置、42-第十七驱动装置、43-第十八驱动装置、44-第二t形槽、45-第二齿轮齿条、51-第一导轨、52-第二导轨、53-第三导轨、61-移动踏台。
具体实施方式
[0026]
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
[0027]
本发明提供了一种数控蒙皮拉形机结构，主要用于飞机、高铁等交通工具上大型零件的拉形制备，该设备原理如图1所示，通过对材料施加两个方向的拉力以及上顶力，使材料产生形变。
[0028]
本发明数控蒙皮拉形机结构包括u型臂11,12、托架21、工作台31,32,33、上压装置41和导轨51,52,53，一对开口端对向设置的u型臂11,12通过各自的托架21滑动设置在第一导轨51上(如图2所示)，在材料形变过程中主要提供拉力，即为拉伸结构，每个u型臂11,12上都设置有夹持工件的钳口13,14，为工件提供上顶力的工作台31,32,33设置在第二导轨52上(如图9所示)，为工件提供下压力的上压装置41设置在第三导轨53上(如图11所示)，所述导轨51,52,53为平行设置的双轨，其中第二导轨52的宽度小于第一导轨51的宽度，第一导轨51的宽度小于第三导轨53的宽度(如图13所示)。
[0029]
本发明的数控蒙皮拉形机结构，通过上压装置提供了下压力，通过工作台的设置，提供了足够强的上顶力，通过u型臂钳口等拉伸结构的设置，提供了足够强的拉力，在多种力的作用下，可以使材料发生充分形变。
[0030]
在一个实施例中，钳口13,14包括结构相同的第一钳口13和第二钳口14，每个钳口13,14都包括多个夹钳，每个夹钳上均设置有夹钳驱动装置，用于驱动第一钳口13夹钳间或第二钳口14夹钳间的相对转动。
[0031]
如图6所示，图6为钳口上一个夹钳的放大图，该夹钳包括夹钳口15和设置于夹钳口上方的夹钳驱动装置114，该夹钳驱动装置114可以驱动所在夹钳的运动，由于每个夹钳上方都设置有夹钳驱动装置，所以夹钳间可以发生相对转动，如图7所示，可以使钳口整体向上、向下或者使钳口呈s形，可以将材料往不同方向夹持即将材料夹持成一定形状。
[0032]
在一个实施例中，所述u型臂11,12包括结构相同的第一u型臂11和第二u型臂12，第一u型臂11后端设置有第一驱动装置16，第二u型臂后端还设置有第二驱动装置17，第一驱动装置16和第二驱动装置17分别用于驱动第一钳口13和第二钳口14沿x轴旋转。
[0033]
为更好的对u型臂进行展示说明，图3-图5是第一u型臂11的结构示意图(第二u型臂12的结构相同，图中未示出)，图4中清晰的示出了x轴的方向，即钳口中线的中垂线方向。
[0034]
在一个实施例中，第一u型臂11的两侧臂上分别设置有第三驱动装置18和第四驱动装置19，用于驱动第一u型臂11绕y轴旋转；第二u型臂12的两侧臂上分别设置有第五驱动装置110和第六驱动装置111，用于驱动第二u型臂12绕y轴旋转。
[0035]
图5示出了y轴的方向，即u型臂连接在托架21上的连接轴的中轴线方向。
[0036]
在一个实施例中，第一钳口13和第一u型臂11之间还设置有第七驱动装置112，用于驱动第一钳口13绕z轴旋转；第二钳口14和第二u型臂12之间还设置有第八驱动装置113，用于驱动第二钳口14绕z轴旋转。
[0037]
图8示出了z轴的方向即第七或第八驱动装置中线的中垂线的方向。
[0038]
在一个实施例中，所述u型臂11,12的两端各自通过托架21设置在第一导轨51的平行轨道上，托架21上设置有第九驱动装置22和第十驱动装置23；第九驱动装置22用于驱动u型臂增大拉伸行程；第十驱动装置23通过第一齿轮齿条25驱动托架21在第一导轨51上运动，当托架21运动到指定位置，可通过定位销24进行定位。
[0039]
本发明通过多个驱动装置的驱动，使用于夹持材料的钳口可以进行多方位的旋转，以提供多方位的拉力，以生产不同形状的蒙皮等零部件，同时由于u型臂之间距离的可调节性，使本发明的数控蒙皮拉形机结构可以适用不同尺寸的材料，生产不同尺寸的零部件。
[0040]
在一个实施例中，如图9所示，工作台包括中央主工作台31、第一移动工作台32和
第二移动工作台33，中央主工作台31的两侧设置有两个固定在第二导轨52上的支撑部；第一移动工作台32和第二移动工作台33可移动地设置在第二导轨52上。
[0041]
进一步的，可以通过在第一移动工作台32和第二移动工作台33上分别设置有第十四驱动装置311和第十五驱动装置312用于驱动第一移动工作台32和第二移动工作台33在第二导轨52上移动，以配合中央主工作台31适应不同尺寸的模具。
[0042]
在一个实施例中，中央主工作台31的上端设置有第一顶升部34、第一移动工作台32和第二移动工作台33上端设置有第二顶升部35和第三顶升部36。
[0043]
进一步的，如图10所示(图10以第一移动工作台为例)，中央主工作台31、第一移动工作台32和第二移动工作台33上分别设置有第十一驱动装置38、第十二驱动装置39和第十三驱动装置310，用于驱动第一顶升部34、第二顶升部35和第三顶升部36进行顶升同时均可绕x
′
轴旋转，还可以在顶升部上设置贯穿工作台的导柱313来辅助旋转。
[0044]
图10中清晰的示出了x
′
轴的方向，即顶升部中线的中垂线方向，该方向与前述x轴方向平行。
[0045]
进一步的，上述顶升部顶端还可以设置第一t形槽37，用于模具的安装。
[0046]
本发明的工作台通过设置可以升降的顶升部，提供了材料在成形过程中的上顶力，两侧的移动工作台在提供上顶力的同时，还可以通过移动来适配不同尺寸的模具，进而给不同尺寸的材料提供上顶力。
[0047]
在一个实施例中，如图11所示，上压装置41包括多个平行设置横梁和驱动装置，上压装置41设置在第三导轨53上，第十七驱动装置42用于驱动上压装置41进行压制，同时绕第三导轨53进行旋转，第十八驱动装置43通过第二齿轮齿条45驱动上压装置41沿第三导轨53运动。
[0048]
进一步的，可以在上压装置41横梁中央的下表面设置第二t形槽44，用于模具的安装。
[0049]
通过上压装置41和提供上顶力的工作台的配合，在拉形过程中可以给材料施加足够强的压力，有利于材料的成型；同时由于多个可以移动的横梁和移动工作台的设置，可以适用不同尺寸的材料；通过上压装置41和工作台可以在一定范围内进行旋转的设置，可以在材料形状塑造过程中提供辅助作用。
[0050]
上述多个实施例中的驱动装置可以为油缸驱动或电机驱动，此处并不做限制。
[0051]
另外，从安全方面考虑，本发明还设置有安全防护设施，例如移动踏台51，如图12所示，移动踏台51可移动设置于第一导轨51、第二导轨52和第三导轨53的空隙处，用于防止人员坠落，同时还可以在地坑内设置防坠网，双重保护防止人员坠落。
[0052]
进一步的，安全防护设施还可以包括安全光栅，平面扫描仪、安全开关等。图13为本发明一个实施例的整体结构示意图，从图中可以清晰的看出该设备以第一导轨51所在的拉伸结构为中心，上下端分别设置有上压装置41和工作台，以保证拉伸结构进行拉伸时，上压装置41提供压制力，工作台提供上顶力，共同作用来保证材料在拉伸过程中的充分形变。
[0053]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，
其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。