[實(shí)用新型]四自由度混聯(lián)式多頭柔性拉形機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420535838.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN204052501U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王成軍;劉志衛(wèi);劉凱;張超;李龍;劉瓊;章天雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué);王成軍
• 主分類號(hào): B21D11/02
• 分類號(hào): B21D11/02;B21D25/02;B21D25/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種板材塑性成形設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種具有空間兩平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度的混聯(lián)式多頭柔性拉形機(jī)。

背景技術(shù)

三維曲面件廣泛應(yīng)用于航空航天、高速鐵路、船舶艦艇、醫(yī)學(xué)工程、現(xiàn)代建筑等行業(yè)中，很多軍用或民用的重大項(xiàng)目及工程都需要能夠加工高質(zhì)量三維曲面件的先進(jìn)制造技術(shù)。傳統(tǒng)的塑性成形技術(shù)因?yàn)樾枰褂蒙a(chǎn)周期很長(zhǎng)、制造和調(diào)試費(fèi)用很高的模具，限制了相關(guān)行業(yè)在產(chǎn)品多樣化、個(gè)性化以及更新升級(jí)等方面的發(fā)展。為替代塑性成形過(guò)程中使用的曲面成形用模具，眾多專家學(xué)者開展了與“柔性制造”技術(shù)相關(guān)的研究。現(xiàn)有的柔性制造技術(shù)主要有：應(yīng)用在航空航天工業(yè)的噴丸成形、應(yīng)用在造船業(yè)的水火彎板以及單點(diǎn)漸進(jìn)成形等，但存在生產(chǎn)效率低、工件成形精度低、過(guò)分依賴操作者經(jīng)驗(yàn)以及成形板材厚度受限等問(wèn)題。而多點(diǎn)成形技術(shù)是將柔性制造和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合為一體，基于離散思想，將實(shí)體模具離散為一系列規(guī)則排列的基本體單元，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制各基本體單元高度，構(gòu)造出成形面，再通過(guò)多頭柔性拉形機(jī)在多點(diǎn)數(shù)字化可調(diào)形模具上拉伸板材實(shí)現(xiàn)板材的三維曲面成形。多點(diǎn)成形技術(shù)因其具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為現(xiàn)代制造領(lǐng)域的重要研究方向。

拉形機(jī)是使板材產(chǎn)生拉伸成形的關(guān)鍵設(shè)備，主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域中雙曲率蒙皮零件的成形。傳統(tǒng)的拉形機(jī)可分為橫向拉形機(jī)和縱向拉形機(jī)。拉形可以使板材的內(nèi)外層在拉伸方向產(chǎn)生拉應(yīng)力和拉應(yīng)變，從而減少工件塑性變形后的回彈量。由于傳統(tǒng)拉形機(jī)的夾鉗夾持住板材后在拉形模的配合下使板材的各個(gè)部分沿縱向同步拉伸，在成形雙曲率蒙皮零件時(shí)零件的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變分布明顯不均勻，易產(chǎn)生不貼模、拉裂或起皺等成形缺陷。因此，為了消除缺陷，拉形用坯料往往需要較大的工藝余量，導(dǎo)致材料的利用率降低。另外，目前已有的高柔性多頭拉形機(jī)(ZL200910217701.X)采用了多分支多軸液壓伺服控制系統(tǒng)，一個(gè)點(diǎn)位就需要三個(gè)大位移液壓缸，不僅所需液壓缸數(shù)量多，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制不便，還導(dǎo)致其制造費(fèi)用昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有多頭柔性拉形機(jī)技術(shù)的不足，提供一種具有空間兩平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度的混聯(lián)式多頭柔性拉形機(jī)。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。

一種四自由度混聯(lián)式多頭柔性拉形機(jī)，由底座、左牽引裝置、右牽引裝置、左夾板機(jī)構(gòu)、右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)組成。其中，所述的左牽引裝置、右牽引裝置的底部固定在底座上，分別用于支撐左夾板機(jī)構(gòu)和右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)，所述的左牽引裝置與右牽引裝置的結(jié)構(gòu)完全相同，且均具有空間兩個(gè)方向的平移和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)與調(diào)節(jié)功能。用于夾持與固定板料的左夾板機(jī)構(gòu)、右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)完全相同，所述的左夾板機(jī)構(gòu)的左端與左牽引裝置的頂部通過(guò)鉸鏈相連接；所述的右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)的右端與右牽引裝置的頂部通過(guò)鉸鏈相連接。所述的左牽引裝置由并聯(lián)支撐架和串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)組成，其中并聯(lián)支撐架具有兩個(gè)平移和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)與調(diào)節(jié)功能；而所述的串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)具有一個(gè)獨(dú)立平移和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)與調(diào)節(jié)功能，串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)的數(shù)量不少于三個(gè)，串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)的下端與并聯(lián)支撐架的頂部相固連。所述的并聯(lián)支撐架為4-{RPU}結(jié)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，所述的串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)為采用{UPR}結(jié)構(gòu)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)，并聯(lián)支撐架與串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)串聯(lián)連接在一起構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)為{4RPU-UPR}的混聯(lián)機(jī)構(gòu)，其中R表示轉(zhuǎn)動(dòng)副，P表示移動(dòng)副，U表示萬(wàn)向節(jié)，且本實(shí)用新型中的移動(dòng)副P均由液壓缸實(shí)現(xiàn)。

所述的并聯(lián)支撐架由連接橫梁和并聯(lián)連接在底座與連接橫梁之間的第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈、第四支鏈組成，且所述的第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈與第四支鏈的結(jié)構(gòu)完全相同，都是采用{RPU}結(jié)構(gòu)，且上述四個(gè)支鏈中的移動(dòng)副P均由液壓缸實(shí)現(xiàn)。

所述的第一支鏈由第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、第一主液壓缸和第一萬(wàn)向節(jié)組成。其中，所述的第一主液壓缸的下端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與底座相連接，第一主液壓缸的上端通過(guò)第一萬(wàn)向節(jié)與連接橫梁相連接。所述的第二支鏈由第二轉(zhuǎn)動(dòng)副、第二主液壓缸和第二萬(wàn)向節(jié)組成。其中，所述的第二主液壓缸的下端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與底座相連接，第二主液壓缸的上端通過(guò)第二萬(wàn)向節(jié)與連接橫梁相連接。所述的第三支鏈由第三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第三主液壓缸和第三萬(wàn)向節(jié)組成。其中，所述的第三主液壓缸的下端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與底座相連接，第三主液壓缸的上端通過(guò)第三萬(wàn)向節(jié)與連接橫梁相連接。所述的第四支鏈由第四轉(zhuǎn)動(dòng)副、第四主液壓缸和第四萬(wàn)向節(jié)組成。其中，所述的第四主液壓缸的下端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與底座相連接，第四主液壓缸的上端通過(guò)第四萬(wàn)向節(jié)與連接橫梁相連接。