[發(fā)明專利]一種超薄壁彎管旋彎成形方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010551449.2
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111633078B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王輝;郭訓(xùn)忠;程誠;胡勝寒
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B21D9/01
• 分類號: B21D9/01;B21D9/07
• 代理公司: 北京恒創(chuàng)益佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11556
• 代理人: 付金豹

本發(fā)明公開了一種超薄壁彎管旋彎成形方法及裝置，包括推進(jìn)機(jī)構(gòu)(1)、壓緊機(jī)構(gòu)(2)、旋輪面外運(yùn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)、旋輪面內(nèi)運(yùn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)、若干個(gè)旋輪(6)；若干個(gè)旋輪(6)的旋輪面在同一個(gè)圓平面內(nèi)組成旋輪組，旋輪面內(nèi)運(yùn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動各個(gè)旋輪(6)在該圓平面內(nèi)自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)和/或沿該圓平面的徑向運(yùn)動，旋輪面外運(yùn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)(3)用于驅(qū)動旋輪(6)所在的圓平面沿著一定軌跡運(yùn)動，達(dá)到改變旋輪(6)的公轉(zhuǎn)平面的目的。本發(fā)明通過改變旋輪的運(yùn)動軌跡以及柔性芯棒的方向來改變管材的彎曲方向、彎曲半徑，以實(shí)現(xiàn)超薄壁管材的空間三維彎曲，本發(fā)明方法簡單可行，可以大幅度提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超薄壁管材先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超薄壁彎管旋彎成形方法及裝置。

背景技術(shù)

對于管材的壁厚較薄(直徑/壁厚≥20)，特別是直徑與壁厚之比大于100的超薄壁管，既有較大的斷面強(qiáng)度，又能夠減輕零件的重量，還可以使材料的強(qiáng)度、剛度得到最大程度的展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化，超薄壁管在航空航天、船舶制造、工程機(jī)械、管道工程等領(lǐng)域有著廣泛的需求。

隨的各行各業(yè)的迅速發(fā)展，對超薄壁管的成形質(zhì)量有著越來越高的要求，超薄壁管材彎曲成形是一項(xiàng)復(fù)雜的管材成形技術(shù)。傳統(tǒng)的超薄壁管材成形工藝，由于管材彎曲時(shí)會造成管坯的較大變形量，容易造成失穩(wěn)起皺、截面畸變以及管材破裂等成形缺陷的產(chǎn)生，管材的成形質(zhì)量與成形精度很難達(dá)到要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有成形技術(shù)的局限性與不足，本發(fā)明提供了一種超薄壁彎管旋彎成形方法及裝置，通過改變旋輪的運(yùn)動軌跡以及柔性芯棒的方向來改變管材的彎曲方向、彎曲半徑，以實(shí)現(xiàn)超薄壁管材的空間三維彎曲。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種超薄壁彎管旋彎成形裝置，包括推進(jìn)機(jī)構(gòu)(1)、壓緊機(jī)構(gòu)(2)、旋輪面外運(yùn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)、旋輪面內(nèi)運(yùn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)、若干個(gè)旋輪(6)；若干個(gè)旋輪(6)的旋輪面在同一個(gè)圓平面內(nèi)組成旋輪組，旋輪面內(nèi)運(yùn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動各個(gè)旋輪(6)在該圓平面內(nèi)自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)和/或沿該圓平面的徑向運(yùn)動，旋輪面外運(yùn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)(3)用于驅(qū)動旋輪(6)所在的圓平面沿著一定軌跡運(yùn)動，達(dá)到改變旋輪(6)的公轉(zhuǎn)平面的目的。

所述的超薄壁彎管旋彎成形裝置，旋輪面內(nèi)運(yùn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括第一齒輪(4)、與第一齒輪(4)嚙合的第二齒輪(10)，第一齒輪(4)上開設(shè)有和旋輪數(shù)量相同的移動滑槽(12)，旋輪(6)在移動滑槽(12)中根據(jù)設(shè)定沿第一齒輪()4徑向進(jìn)行運(yùn)動，旋輪(6)還保持沿自身轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)，第一齒輪(4)中心設(shè)置用于管材(7)進(jìn)入的通孔，第二齒輪(10)驅(qū)動第一齒輪(4)轉(zhuǎn)動，各個(gè)旋輪圍繞管材(7)公轉(zhuǎn)。

所述的超薄壁彎管旋彎成形裝置，旋輪面外運(yùn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括旋輪轉(zhuǎn)盤(3)、蝸桿(11)，所述的第一齒輪(4)和第二齒輪(10)以及旋輪都安裝固定在旋輪轉(zhuǎn)盤(3)內(nèi)部空腔中，旋輪轉(zhuǎn)盤(3)底部設(shè)置和蝸桿配合的齒形，在蝸桿(11)的驅(qū)動下旋輪轉(zhuǎn)盤(3)能夠沿著一定軌跡運(yùn)動，達(dá)到改變旋輪(6)的公轉(zhuǎn)平面的目的。

所述的超薄壁彎管旋彎成形裝置，第一齒輪(4)中心設(shè)置用于管材(7)進(jìn)入的通孔的直徑大于1.25倍管材直徑。

所述的超薄壁彎管旋彎成形裝置，所述旋輪(6)的個(gè)數(shù)為3個(gè)，它們之間的夾角為120度。

所述的超薄壁彎管旋彎成形裝置，所述推進(jìn)機(jī)構(gòu)(1)推動管坯產(chǎn)生微小進(jìn)給量Δ的數(shù)值相較于管材彎曲半徑應(yīng)很小。

所述的超薄壁彎管旋彎成形裝置，還包括有設(shè)置在管材(7)內(nèi)部的柔性芯模(8)，所述柔性芯模(8)的半徑成一定錐度變化，并且大端半徑略小于管坯半徑以使喂料順利進(jìn)行；柔性芯模(8)在支撐管壁不發(fā)生塌陷的同時(shí)，被動跟隨管材的彎曲方向和彎曲半徑發(fā)生相應(yīng)的變形和調(diào)整。

根據(jù)任一所述的裝置進(jìn)行超薄壁彎管旋彎成形方法，通過下列步驟來實(shí)現(xiàn)：