[實用新型]多點加載控制的曲面拉伸成形裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720068489.5
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN206405246U
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡中義;趙軒;孫麗榮;遲佳軒;閆雪萍
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學
• 主分類號: B21D22/22
• 分類號: B21D22/22
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 劉馳宇

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種多點加載控制的曲面拉伸成形裝置，屬于金屬塑性加工領(lǐng)域，適用于大型三維曲面零件的拉伸成形。

背景技術(shù)

拉伸成形是大型三維曲面零件的重要成形方法，在航空制造、高速列車、船舶以及現(xiàn)代建筑等領(lǐng)域得到了廣泛的應用。傳統(tǒng)拉伸成形過程主要采用整體夾鉗，被夾鉗夾持的板料端部經(jīng)歷的位移相同，板料在橫向不隨模具型面主動變形。成形橫向曲率比較大的曲面時，為了保證板料與模具完全貼合，通常需要足夠長的懸空段，這就導致材料利用率的大大降低。本實用新型基于對傳統(tǒng)拉伸成形所采用的整體夾鉗進行離散化，用多個加載控制單元來代替整體夾鉗，各加載控制單元的夾鉗運動可以獨立控制，從而實現(xiàn)多點加載控制的曲面拉伸成形，不但可以克服傳統(tǒng)拉伸成形所存在的一些工藝缺陷，還可以成形形狀較為復雜的曲面件。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型提供一種多點加載控制的曲面拉伸成形裝置，板料拉伸成形的位移載荷通過多個加載控制單元施加于板料左、右兩端的多個加載控制點上，各加載控制點位移載荷的大小及方向均由加載控制單元實時控制，使板料在拉伸成形過程中的變形優(yōu)化，實現(xiàn)與拉形模具型面的實時緊密貼合，避免曲面成形過程中各種缺陷的產(chǎn)生，獲得精確的拉伸成形曲面零件。

本實用新型的上述目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，結(jié)合附圖說明如下：

一種多點加載控制的曲面拉伸成形裝置，包括機身框架、位于機身框架中部的模具安裝座及分布在模具安裝座兩側(cè)的加載控制單元組和加載控制輔助機構(gòu)，其特征在于：

所述的機身框架包括兩個支撐座及兩個橫柱，支撐座的縱向截面呈“L”字形，包括一個水平方向的水平板、一個位于水平板一端的豎直方向的豎直板和一個位于水平板另一端的豎直方向的短豎直板，兩個支撐座結(jié)構(gòu)相同且對稱布置，兩個橫柱分別通過各自兩端的安裝螺母安裝在兩個支撐座的豎直板之間，兩個支撐座的短豎直板上固定安裝有模具安裝座，模具安裝座上安裝有拉形模具；

所述的加載控制單元組在支撐座的豎直板內(nèi)側(cè)，加載控制單元組由多個加載控制單元構(gòu)成，每個加載控制單元包括一個運動可獨立控制的夾鉗、一個控制夾鉗運動的柔性帶、一個可上下運動的移動滑塊、一個豎直絲杠及一個豎直運動控制電機；每個豎直絲杠豎直布置在支撐座的豎直板的內(nèi)側(cè)，每個豎直絲杠與固定在支撐座豎直板內(nèi)側(cè)的豎直運動控制電機的輸出軸固定連接，每個豎直絲杠上安裝有可沿豎直絲杠上下運動的移動滑塊；

所述的加載控制輔助機構(gòu)在支撐座的水平板的上方，加載控制輔助機構(gòu)包括控制柔性帶長度的柔性帶控制軸、可左右沿水平方向運動的柔性帶控制軸座、水平絲杠、導柱、水平運動控制電機及柔性帶控制電機；水平絲杠和兩個導柱都沿水平方向平行布置在支撐座的水平板的上方且位于支撐座的豎直板和短豎直板之間，水平絲杠與固定在支撐座豎直板底端外側(cè)的水平運動控制電機的輸出軸固定連接；水平絲杠上安裝有可沿水平絲杠和導柱移動的柔性帶控制軸座，柔性帶控制軸安裝在柔性帶控制軸座上，柔性帶控制軸與固定在柔性帶控制軸座上的柔性帶控制電機的輸出軸固定連接，柔性帶控制電機帶動柔性帶控制軸在柔性帶控制軸座上繞自身軸轉(zhuǎn)動。

進一步的技術(shù)方案包括：

所述的加載控制單元組中的多個加載控制單元在支撐座的豎直板內(nèi)側(cè)，并沿垂直于板料拉伸成形方向水平橫向均勻分布，相鄰的加載控制單元中的夾鉗通過一個柔性連接體柔性連接在一起，柔性連接體由一個橡膠筒和位于橡膠筒兩端的連接座組成。

所述的加載控制單元中的柔性帶是耐拉、不伸長的柔索結(jié)構(gòu)，柔性帶繞過夾鉗后部的轉(zhuǎn)軸，其一端固定在移動滑塊上，另一端固定在柔性帶控制軸上，通過柔性帶控制電機控制柔性帶控制軸轉(zhuǎn)動纏繞柔性帶控制柔性帶的工作長度。

所述的柔性帶是鋼絲帶或者鋼索。

本實用新型的有益效果：

本實用新型采用加載控制單元組代替?zhèn)鹘y(tǒng)拉伸成形工藝中的整體夾鉗，形成了多點控制的曲面拉伸成形裝置。傳統(tǒng)拉伸成形由于采用了整體夾鉗，夾鉗只能按同一個加載軌跡運動實現(xiàn)曲面拉伸成形。而本實用新型裝置的特點是采用多個加載控制單元，各加載控制單元對加載點位移的控制是相互獨立的，不同的加載控制點可以實現(xiàn)不同加載運動軌跡。基于對拉伸成形過程加載路徑的優(yōu)化設(shè)計，采用本實用新型裝置通過對各夾鉗運動的實時控制，可使板料拉伸成形過程優(yōu)化，從而避免曲面成形過程中各種缺陷的產(chǎn)生，獲得高質(zhì)量的曲面零件，并可顯著減少工藝余料，節(jié)省材料；另外，本實用新型提供的多點加載控制的曲面拉伸成形裝置結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低。

附圖說明

圖1是拉伸成形工作狀態(tài)的多點加載控制的曲面拉伸成形裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；