[發明專利]輥輪兩擺動方向可調的立式旋壓機構

有效

• 申請號: 201410218708.4
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN103990681A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 王皓;張林松;趙亦希;于忠奇;來新民
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B21D22/14
• 分類號: B21D22/14
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術領域

本發明涉及的是一種用沖壓、旋壓或拉深的無切削成型領域的裝置，具體是一種輥輪兩擺動方向可調的立式旋壓機構。

背景技術

金屬旋壓工藝是配料通過旋壓使之受力點由點到面，同時在某個方向用滾壓刀具給與一定的壓力，使金屬材料沿著這一方向變形和流動而成型的技術。

目前，超大直徑薄壁構件的高效高精度加工是我國航空航天等領域急需解決的關鍵技術。然而，隨著構件尺度的增大，構件難以采用整體方法制造，只能采用如旋壓等局部制造工藝。國內目前的旋壓成形工藝在直徑超過一定范圍后就會出現板邊“扭曲起皺”以及“開裂”等問題。其主要原因之一在于加工過程中材料的流動方向與輥輪的旋壓方向之間存在一定的角度，即母線方向受拉，切線方向受壓，因此合力方向與輥輪的旋壓方向不一致。針對此，設計一種適合于較大直徑板料旋壓加工的機構，該機構能夠實現滾輪方向的調節功能，通過使輥輪旋壓方向隨板材流動方向的改變而改變，改善“板邊褶皺”現象。

現有旋壓機床只有一個繞y軸方向的擺動自由度，在機械結構上并不完善，且加工精度不搞，效率低下。

經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN201807648，公開日2011-4-27，記載了一種桿式三旋輪同步數控強力旋壓機屬于旋壓裝置，由環軌支撐體、滑道盤、滑塊、旋壓輥輪、油缸構成，環軌支撐體的內環相間隙配合地嵌入滑道盤，在滑道盤的平面互成120°角向心開有三個槽道，在逐槽道中均嵌入滑塊，各滑塊的前端裝有旋壓輥輪，并且各旋壓輥輪亦呈120°角置于滑道盤的中腔中，各滑塊的尾端連桿均與環軌支撐體上的互呈120°的三個支撐點鉸鏈，鉸接于機架上的油缸的驅動連桿與滑道盤上的支點相鉸接。但該現有技術與本申請相比的不足之處在于：輥輪只有一個沿x方向的平動自由度，沒有任何擺動自由度，輥輪的位置需要提前設定，不可實時調節；且該技術僅適用用加工筒形零件。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種輥輪兩擺動方向可調的立式旋壓機構，使得裝置在加工過程中受載均勻，整機結構剛度大，加工精度高。

本發明是通過以下技術方案實現的，包括：垂向電機、旋壓移動平臺、垂向絲杠導軌、控制器、主軸、胎膜、頂桿和機身立柱，其中：垂向絲杠導軌設置于機身立柱上，旋壓移動平臺由垂向電機驅動沿垂向絲杠導軌上下運動，旋壓移動平臺、垂向電機和主軸的一端由控制器控制，主軸的另一端與胎膜相連，待加工零件由頂桿固定于胎膜上且隨主軸旋轉。

所述的旋壓移動平臺包括：三個橫向電機、三個橫向絲杠導軌、并聯旋壓機構、輥輪和動平臺，其中：動平臺的一側設置輥輪，另一側與并聯旋壓機構的驅動桿通過鉸鏈連接，并聯旋壓機構由設置于三個橫向絲杠導軌上的橫向電機驅動實現輥輪的兩個轉動、一個移動共三個自由度的空間運動。

所述的并聯旋壓機構包括：三條并列設置的支鏈，各條支鏈分別包括：PRU、PRU、PRS，其中：P代表移動副，R代表旋轉副，U表示萬向鉸，S代表球鉸鏈，每條支鏈的末端均鉸接于動平臺上。并聯機構的結構形式并不局限于此，其它可實現2轉動1移動的并聯機構均可適用。

所述的旋壓移動平臺的數量為2對及以上且相對于頂桿對稱布置。

技術效果

與現有技術相比，本發明采用了垂向移動、橫向移動分別獨立控制的驅動形式使得裝備具有較大的運動范圍和工作空間，能夠完成大直徑、輕薄材料的旋壓加工；同時，采用各個運動獨立控制的方式，可以進一步提高裝備的柔性化程度，使其適用于不同直徑大小的零件加工。此外，通過并聯機構的驅動形式，有利用提高裝備的整體剛度，從而有效提高裝備的控制精度，保證加工質量。

附圖說明

圖1為本發明的結構圖；

圖2為旋壓移動平臺的結構圖；

圖3為輥輪空間運動自由度示意圖。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1

如圖1所示，本實施例包括：垂向電機1、旋壓移動平臺2、垂向絲杠導軌3、控制器4、主軸5、胎膜6、頂桿7和機身立柱8，其中：垂向絲杠導軌3設置于機身立柱8上，旋壓移動平臺2由垂向電機1驅動沿垂向絲杠導軌3上下運動，旋壓移動平臺2、垂向電機1和主軸5的一端由控制器4控制，主軸5的另一端與胎膜6相連，待加工零件由頂桿7固定于胎膜6上且隨主軸5旋轉。