[發明專利]三維自由彎曲成形彎管機

在審

• 申請號: 201810101918.3
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108421862A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 岳振明;李玉森;曹可;高軍;戚嘉碩
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B21D11/00
• 分類號: B21D11/00;B21D11/06
• 代理公司: 北京恩赫律師事務所 11469
• 代理人: 趙文成

本發明公開了一種三維自由彎曲成形彎管機，屬于金屬復雜構件先進制造技術領域。所述三維自由彎曲成形彎管機包括固定架、推進機構、固定模、彎頭移動機構和彎頭偏轉機構，其中：所述推進機構包括第一滾珠絲杠，所述第一滾珠絲杠上設有夾緊裝置，所述夾緊裝置上設有第一管件通道，所述固定模上設有第二管件通道；所述彎頭移動機構包括動平臺，所述動平臺上設置有圓形透孔，所述動平臺與固定架之間設有運動傳遞支鏈；所述彎頭偏轉機構設置在所述動平臺的外側，所述彎頭偏轉機構包括偏轉平臺，所述偏轉平臺上設有第三管道通道，所述偏轉平臺與動平臺之間設有驅動機構。本發明不需要更換彎曲模具，就可實現復雜空間彎管自由彎曲成形，生產效率高。

技術領域

本發明涉及金屬復雜構件先進制造技術領域，特別是指一種三維自由彎曲成形彎管機。

背景技術

由于管件結構具有較好的強度和剛度性能，并且同時具有較好的成形加工性能，因此復雜空間彎曲件在航空航天、核電、汽車、艦船、石化、建筑以及其他民用工業等諸多領域具有廣泛的應用。目前，金屬彎曲件的空間構型也漸趨復雜，彎曲件的軸線形式從平面形式逐漸演變成空間形式，同一個彎曲件上所具有的彎曲半徑數也逐漸增多，對傳統的彎曲成形技術和裝備形成了巨大的挑戰。

傳統的金屬構件彎曲成形技術如彎壓、拉彎、繞彎、推彎以及由上述基本工藝衍生出來的彎曲工藝等在彎曲變彎曲半徑的彎管時需要根據彎曲半徑不斷更換彎曲模具，極大降低了生產效率。另外，采用以上傳統彎管工藝彎曲空間彎時，空間彎的三維構型受到諸多限制，無法實現復雜金屬工件的高精度彎曲成形，對于變彎曲半徑、軸線為平面或空間曲線的復雜金屬構件，以上傳統彎管方法均無法實現一次性高精度成形。

綜上，傳統彎曲成形技術所能加工的彎曲件構型簡單，不能加工復雜空間彎曲件，且需根據不同彎曲半徑不斷更換彎曲模，加工成形效率低、成本高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種三維自由彎曲成形彎管機，其不需要更換彎曲模具，就可實現復雜空間彎管自由彎曲成形，生產效率高。

為解決上述技術問題，本發明提供技術方案如下：

一種三維自由彎曲成形彎管機，包括固定架、推進機構、固定模、彎頭移動機構和彎頭偏轉機構，其中：

所述推進機構包括設置在所述固定架中部的第一滾珠絲杠，所述第一滾珠絲杠的一端插接在所述固定架內，另一端延伸出所述固定架的外部，所述固定模設置在所述第一滾珠絲杠另一端的末端，所述第一滾珠絲杠上設置有夾緊裝置，所述夾緊裝置上設置有夾緊管件的第一管件通道，所述固定模上設置有第二管件通道；

所述彎頭移動機構包括設置在所述固定模外側的動平臺，所述動平臺上設置有圓形透孔，所述動平臺與固定架之間設置有可使所述動平臺沿空間任意方向平移的運動傳遞支鏈；

所述彎頭偏轉機構設置在所述動平臺的外側，所述彎頭偏轉機構包括可使管件實現空間任意角度彎曲的偏轉平臺，所述偏轉平臺上設置有第三管道通道，所述偏轉平臺與動平臺之間設置有可使所述偏轉平臺發生偏轉的驅動機構；

初始狀態時所述第一管件通道、第二管件通道、圓形透孔和第三管件通道的軸線均在同一條直線上。

進一步的，所述運動傳遞支鏈包括3組并聯的UPU運動支鏈，其中：

所述UPU運動支鏈包括設置在所述固定架側面與所述動平臺之間的第二滾珠絲杠，所述第二滾珠絲杠上設置有與所述第二滾珠絲杠相配合的移動滑桿，所述第二滾珠絲杠與固定架通過第一萬向節連接，所述移動滑桿與動平臺通過第二萬向節連接。

進一步的，所述驅動機構包括設置在所述動平臺端面上的齒輪傳動機構，所述齒輪傳動機構包括第一齒輪和與所述第一齒輪相嚙合的旋轉臺，所述旋轉臺的端面上設置有用于支撐所述偏轉平臺的安裝架，所述安裝架上設置有驅動所述偏轉平臺偏轉的轉動軸和驅動所述轉動軸轉動的第一偏轉電機，所述動平臺上設置有驅動所述第一齒輪轉動的第二偏轉電機。