[發明專利]一種用并聯臂式結構控制的用于自由彎曲成形工藝的模具

有效

• 申請號: 202110045735.6
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112845733B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 吳建軍;張宗彩;高昇;宋朝陽;楊俊宙;梁波
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B21D7/08
• 分類號: B21D7/08
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 云燕春

1.一種用并聯臂式結構控制的用于自由彎曲成形工藝的模具，包括球碗(1)、球模(2)、固定模(3)和底座(4)；固定模(3)的一端設置有外螺紋，通過螺母與底座(4)固定連接；球模(2)通過球碗(1)與固定模(3)的另一端轉動連接；球碗(1)、球模(2)、固定模(3)和底座(4)的中心孔連通，作為待加工管材的彎曲路徑；其特征在于：還包括控制機構(5)和固定架(7)；3組控制機構(5)沿周向均布于底座(4)的外圍，其一端均與固定架(7)鉸接，另一端均與球碗(1)的外周面鉸接，用于調節球碗(1)的轉動角度；

所述控制機構(5)包括螺桿(8)、第一光軸(9)、第二光軸(10)、電機(11)、滑塊(12)、固定塊(13)和連接架(14)，電機(11)的底端與固定架(7)鉸接；螺桿(8)一端與電機(11)的輸出軸同軸固定連接，另一端與固定塊(13)同軸轉動連接；兩個第一光軸(9)平行設置于螺桿(8)的兩側，一端固定于電機(11)上，另一端穿過滑塊(12)上的第一通孔并固定于固定塊(13)上，滑塊(12)沿中心軸開有螺紋孔，與螺桿配合安裝，電機(11)驅動螺桿(8)的同時帶動滑塊(12)沿第一光軸(9)位移；兩個第二光軸(10)對稱且平行設置于螺桿(8)的兩側，一端固定于滑塊(12)上，另一端穿過固定塊(13)上的第二通孔并通過連接架(14)連接，通過連接架(14)與球碗(1)鉸接；通過滑塊(12)的軸向位移實現控制機構(5)的長度變化；

所述固定架(7)為圓環平板結構，與底座(4)同軸，固定于機架上；

三組所述控制機構(5)協同調節控制球碗(1)，使球碗(1)通過球面接觸在活動范圍為圓心角-45°—+45°的球面上繞著固定模(3)旋轉，實現折彎直管；

所述固定模(3)的一端為半球形結構，另一端為與所述半球形同軸的階梯軸，其沿軸向開有中心孔作為導向孔，用于穿過待加工管材；所述階梯軸的端頭處開有外螺紋，穿過底座(4)的通孔，通過螺母擰緊固定；固定模(3)內置導向孔，起送進導向功能，前端設置平頂特征有助于縮短球碗(1)和固定模(3)球心之間的間距，進而有助于減小最小彎曲半徑提升彎曲能力；

所述球碗(1)有兩個對稱的半葫蘆形結構組成，通過螺栓固定為一體，使球碗(1) 內表面為花瓶形旋轉面，并便于兩端的球模(2)、固定模(3)的拆裝。

2.根據權利要求1所述用并聯臂式結構控制的用于自由彎曲成形工藝的模具，其特征在于：所述控制機構(5)的兩端分別通過萬向節機構(6)與球碗(1)、固定架(7)鉸接，萬向節機構(6)包括萬向節和連接架(14)，分別通過柱銷軸承與萬向節配合安裝。

3.根據權利要求1所述用并聯臂式結構控制的用于自由彎曲成形工藝的模具，其特征在于：所述球碗(1)為中空葫蘆形結構，一端的內球面直徑小于另一端的內球面直徑；球碗(1)的大徑端套裝于固定模(3)上，并為間隙配合，能夠相對固定模(3)轉動；球模(2)安裝于球碗(1)的小徑端，并為間隙配合，能夠相對球碗(1)轉動。

4.根據權利要求1所述用并聯臂式結構控制的用于自由彎曲成形工藝的模具，其特征在于：所述球碗(1)的外周面設置有環形凸臺，3個控制機構(5)的另一端均鉸接于球碗(1)的環形凸臺上。

5.根據權利要求1所述用并聯臂式結構控制的用于自由彎曲成形工藝的模具，其特征在于：所述球模(2)為軸向開有通孔的球形結構，所述通孔為軸向中點處收斂兩端擴張的結構，其通孔軸向中點到一側端口之間的內壁為內錐面，到另一側端口之間為內圓弧旋轉面，用于穿過待加工管材。