一种高柔性仿生多点拉伸成形机

本发明涉及机械工程，具体为一种高柔性仿生多点拉伸成形机。

背景技术：

1、拉伸成形机多用于板类件的三维曲面成形，拉形可以使板材的内外层在拉伸方向产生拉应力和拉应变，从而减少工件的回弹量，在航空航天、汽车、船舶等领域应用广泛。传统拉形机一般分为横向拉形机和纵向拉形机。

2、在成形横向曲率较大的工件时，板材横向的拉应力和拉应变分布明显不均匀，易产生不贴膜、拉裂或起皱等成形缺陷。而且拉形机用坯料往往需要较大工艺余量，从而导致材料的利用率降低。本团队现有的板材拉形机(zl200910067003.6)、板材拉形机(zl200910067216.9)、高柔性头拉形机(zl200910217701.x)和多夹钳式拉伸成形机(zl201010266441.8)等发明有效抑制了以上问题，但现在很多重要行业、重点工程、重大项目都对各种曲面零件的精度要求标准越来越高，当前的柔性拉形机无法满足，并且在成形三维曲面零件时零件的拉应力和拉应变分布依然存在不均匀，影响板料拉伸成形后的质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高柔性仿生多点拉伸成形机，在本团队现有的板材拉形机(zl200910067003.6)、板材拉形机(zl200910067216.9)、高柔性头拉形机(zl200910217701.x)和多夹钳式拉伸成形机(zl201010266441.8)等发明的基础上，受人类牙齿排布和形状的启发，提出一种高柔性仿生多点拉伸成形机，进一步改善拉形时板材的拉应力和拉应变分布不均问题，提高拉伸成形质量。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高柔性仿生多点拉伸成形机，包括机架，所述机架内部两侧分别安装有多个拉料机构，所述拉料机构的夹持端分别固定连接有夹料机构，所述夹料机构包括基础板，基础板一面开设有后部联接孔与所述拉料机构相连接，基础板的另一面上下两侧分别固定连接有箱体，两所述箱体相反侧分别固定连接有箱盖，箱盖远离箱体的一侧开设有后部联接孔，所述箱体的相对侧安装有牙形夹料块，所述夹料块相对侧贯穿设置有仿牙齿单元体，箱体内部远离夹料块的一侧设置有与外部联接孔相连通的小型气腔，位于不同箱体内部的仿牙齿单元体相互适配。

3、更进一步地，所述仿牙齿单元体包括均一型夹钳，所述均一型夹钳包括多个形状相同的圆柱型齿柱，齿柱贯穿设置在箱体底部，圆柱型齿柱的活动范围限制为箱体底部的贯穿区域。

4、更进一步地，所述仿牙齿单元体包括非均一型夹钳，所述非均一型夹钳包括多个异型齿柱，异形齿柱贯穿设置在箱体底部，所述异型齿柱的截面形状为圆形、椭圆形和多边形中的两种或者多种混合，所述异型齿柱远离小型气腔的一端的形状包括圆柱体、圆锥体和者弦切的圆柱体中的两种或多种混合，异型齿柱的活动范围限制为箱体底部的贯穿区域。

5、更进一步地，所述箱体的形状包括矩形结构或者远离基础板一端为弧形靠近基础板一侧为矩形的组合结构。

6、更进一步地，位于机架内的多个所述夹料机构的箱体的形状自由组合。

7、更进一步地，位于同一机架上的所述夹料机构的仿牙齿单元可为非均一型夹钳或者均一型夹钳。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

9、该高柔性仿生多点拉伸成形机，将仿生概念应用于塑性加工设备，拟合牙齿的形状以提高夹紧力，离散夹钳的设置能够使板料顺应模具曲面的变化移动或转动；离散的仿牙齿单元体在相同气压的作用下夹紧板料，能够更加贴合板料表面，可以成形曲面板料。双重离散的设置使板料的成形路径更加合理；板料所受拉应力和拉应变的分布更加均匀，易于实现板料的贴膜，提高材料利用率和成形质量。同时采用合理的设计，离散夹钳之间留有合适间隙，棱线和边线处设置圆角，不会发生夹钳之间和夹钳与板料之间的相互限制。

技术特征：

1.一种高柔性仿生多点拉伸成形机，包括机架(3)，所述机架(3)内部两侧分别安装有多个拉料机构(2)，其特征在于：所述拉料机构(2)的夹持端分别固定连接有夹料机构(1)，所述夹料机构(1)包括基础板，基础板一面开设有后部联接孔(8)与所述拉料机构(2)相连接，基础板的另一面上下两侧分别固定连接有箱体(5)，两所述箱体(5)相反侧分别固定连接有箱盖(6)，箱盖(6)远离箱体(5)的一侧开设有后部联接孔(8)，所述箱体(5)的相对侧安装有牙形夹料块，所述夹料块相对侧贯穿设置有仿牙齿单元体(7)，箱体(5)内部远离夹料块的一侧设置有与外部联接孔(10)相连通的小型气腔(9)，位于不同箱体(5)内部的仿牙齿单元体(7)相互适配。

2.根据权利要求1所述的一种高柔性仿生多点拉伸成形机，其特征在于：所述仿牙齿单元体(7)包括均一型夹钳(11)，所述均一型夹钳(11)包括多个形状相同的圆柱型齿柱，齿柱贯穿设置在箱体(5)底部，圆柱型齿柱的活动范围限制为箱体(5)底部的贯穿区域。

3.根据权利要求1所述的一种高柔性仿生多点拉伸成形机，其特征在于：所述仿牙齿单元体(7)包括非均一型夹钳(12)，所述非均一型夹钳(12)包括多个异型齿柱，异形齿柱贯穿设置在箱体(5)底部，所述异型齿柱的截面形状为圆形、椭圆形和多边形中的两种或者多种混合，所述异型齿柱远离小型气腔(9)的一端的形状包括圆柱体、圆锥体和者弦切的圆柱体中的两种或多种混合，异型齿柱的活动范围限制为箱体(5)底部的贯穿区域。

4.根据权利要求2或3任一所述的一种高柔性仿生多点拉伸成形机，其特征在于：所述箱体(5)的形状包括矩形结构或者远离基础板一端为弧形靠近基础板一侧为矩形的组合结构。

5.根据权利要求4所述的一种高柔性仿生多点拉伸成形机，其特征在于：位于机架(3)内的多个所述夹料机构(1)的箱体(5)的形状自由组合。

6.根据权利要求2或3任一所述的一种高柔性仿生多点拉伸成形机，其特征在于：位于同一机架(3)上的所述夹料机构(1)的仿牙齿单元可为非均一型夹钳(12)或者均一型夹钳(11)。

技术总结
本发明公开了一种高柔性仿生多点拉伸成形机，涉及机械工程技术领域。包括机架，机架内部两侧分别安装有多个拉料机构，拉料机构的夹持端分别固定连接有夹料机构，夹料机构包括基础板，基础板一面开设有后部联接孔与拉料机构相连接，基础板的另一面上下两侧分别固定连接有箱体，两箱体相反侧分别固定连接有箱盖。本发明将仿生概念应用于塑性加工设备，拟合牙齿的形状以提高夹紧力，离散夹钳的设置能够使板料顺应模具曲面的变化移动或转动；离散的仿牙齿单元体在相同气压的作用下夹紧板料，贴合板料表面，可形曲面板料。离散的设置使板料的成形路径更加合理；板料所受应变的分布更加均匀，易于实现板料的贴膜，提高材料利用率和成形质量。

技术研发人员：韩奇钢,王喆,李锐,陈泰宇,梁策,李明哲,李义,梁继才,于开锋
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13