CN100999000B - 使用可弯曲辊的三维曲面柔性成形装置 - Google Patents

使用可弯曲辊的三维曲面柔性成形装置 Download PDF

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本发明是用于塑性成形的设备,特别是涉及一种使用可弯辊的三维曲面成形装置。使用可弯辊的三维曲面柔性成形装置由工作辊、机架、工作辊调整机构及工件夹持与旋转机构组成。工作辊至少有两个,并且工作辊中至少有一个可以弯曲并可调整。工作辊可以由一段或两段构成。工作辊的弯曲通过设置在柔性工作辊上的若干个调整机构调整。上机架用于调整工作辊之间的相对距离,下机架用于所有工作辊的上下调整。工件夹持与旋转机构用于夹持工件,并可以主动或被动旋转。工作辊驱动机构可以设置在工作辊的一端或两端。本设备可以实现三维曲面的连续成形,与传统的整体模具成形方式相比,不仅可以大大降低加工曲面的成本,而且可以提高生产效率。

Description

使用可弯曲辊的三维曲面柔性成形装置
技术领域
[0001] 本发明是用于塑性成形的设备,特别是涉及一种三维曲面柔性成形装置,属于机械工程领域。
背景技术
[0002] 目前的卷板装置只能成形母线为直线的工件,例如圆柱体、圆锥体等件;而三维曲 面零件的成形主要是通过模具加工或手工方式来实现。形状各异的曲面需要不同的模具, 因此其加工周期长,需要投入大量的人力、物力,自动化程度偏低,无法满足小批量现代化 生产需要。同时,手工成形方法加工质量差、劳动强度大、生产效率低。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种工件使用可弯曲辊的三维曲面柔性成形装置,其可以 实现板料的三维曲面成形,也可实现体积成形。与传统的整体模具成形方式相比,不但大大 降低制造成本,而且提高生产效率。
[0004] 本发明的上述目的是这样实现的,结合附图说明如下:
[0005] 一种使用可弯曲辊的三维曲面柔性成形装置,由工作辊、调整机构、机架及工作辊 驱动机构组成,所述的工作辊至少有两个,其中至少有一个是可弯曲、可调整的柔性工作辊 1,在所述的柔性工作辊上设置若干个可调整高度的调整机构2。所述的机架分为上、下两部 分,上机架使上工作辊移动调整纵向弯曲曲率的大小,下机架使所有工作辊上、下调整。
[0006] 所述的柔性工作辊1可以是整体或由两段构成,分为两段的工作辊可以是同步或 异步、同向或异向旋转。
[0007] 在所述的整体工作辊的一端或在两段工作辊的段与段之间可以设置工件夹持与 旋转机构5,工件夹持与旋转机构的旋转可以是主动或被动。
[0008] 在所述的调整机构2的调节杆7的端部装有用以调节和支撑工作辊的开口轴承6, 并且开口轴承随柔性辊弯曲轮廓切线变化而摆头。
[0009] 工作辊驱动机构可以设置在工作辊的一端或两端。所述的工作辊驱动机构是常用 的传动机构例如齿轮机构、液压机构等。
[0010] 在柔性工作辊的非成形区可以设置防扭曲与防反松装置(4)。
[0011] 使用可弯曲辊的三维曲面柔性成形装置的工作辊的位置变化与工件成形曲率变 化可以通过机械或数控方式实现。工作辊和工件夹持与旋转机构的旋转也可以通过机械或 数控方式实现。
[0012] 本发明借鉴了多点成形技术、传统的二维卷板技术和多辊成形技术,把传统的直 辊柔性化,使可弯曲的柔性工作辊上、下移动,调节横向变形;进一步增加压下量则产生纵 向变形。工作辊的弯曲形状由需要成形的三维零件形状决定。这种技术与模具加工技术相 比,成本低,成形零件的周期短,节省大量的人力、物力,大大提高生产效率。附图说明
[0013] 图1是由三个可弯工作辊组成的三维曲面柔性成形装置示意图。
[0014] 图2是由三个各工作辊分为两段的可弯辊组成的三维曲面柔性成形装置示意图。
[0015] 图3是由三个各工作辊分为两段的可弯辊,并在段与段之间设置工件夹持与旋转机构的三维曲面柔性成形装置示意图。
[0016] 图4是由三个可弯辊组成,并在其端部设置有工件夹持与旋转机构的三维曲面柔 性成形装置示意图。
[0017] 图5是图1、图2、图3、图4的A-A剖面示意图。
[0018] 图6是图3、图4的B-B剖面示意图。
[0019] 图7是调整机构的三维简图。
[0020] 图8是工件旋转与夹持机构剖视图
[0021] 图9是使用可弯辊的三维曲面柔性成形装置核心部分的立体图。
[0022] 图中1.柔性工作辊2.调整机构3.被加工工件4.防扭曲与反松装置5.工件夹 持与旋转机构6.开口轴承7.调节杆
具体实施方式
[0023] 下面结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容及其工作过程,但工作辊 的设置不仅仅局限于附图中的布置形式。
[0024] 参考图1的实施例中,根据所要求的板材三维形状,通过手动控制或数控系统调 节调整机构2的调节杆7使开口轴承6拉动或压制柔性工作辊使其弯曲变形;在柔性工作 辊一端或两端可设有伸缩器,使其在调形时可自由伸缩,调形后可以固定,防止轴向和周向 产生相对的位移。同时,为了使柔性工作辊的变形更容易,设备的下机架可以使所有工作辊 整体移动,使工作辊的高度位置处在最佳状态。为了减小工作辊组在大扭矩的作用下发生 扭曲和反松变形,在其非成形区域安装工作辊防扭曲与反松装置4。调形完毕,放置工件3, 并通过上机架使上工作辊1压制在工件上,工作辊在驱动机构作用下转动时,使工件产生 纵向移动,通过增加压下量可以使工件产生纵向变形和横向变形,从而实现三维曲面成形。
[0025] 参考图2的实施例中,仍然通过上机架使上工作辊1压制在工件上。可以使工件旋 转,并产生变形;当两段工作辊在驱动机构作用下同步同向转动时,可以使工件纵向移动, 并产生变形;当两段工作辊在驱动机构作用下异步转动时,工件既有纵向移动又有旋转运 动,同时实现复杂变形。
[0026] 参考图3的实施例中,工件夹持与旋转机构5压制在工件上,可以使工件3产生以 工件夹持与旋转机构5为轴心的旋转运动,并产生变形。
[0027] 参考图4的实施例中,工件夹持与旋转机构5压制在工件上,可以使工件3产生以 工件夹持与旋转机构5为轴心的旋转运动,并产生变形。
[0028] 工件3通过工作辊的压制和旋转产生变形,而且可以连续成形,变形形状与变形 量的大小只需要调整工作辊的弯曲和压下量就可以。
[0029] 工作辊的数量至少由两个组成,采用三个工作辊就可以得到很好的成形效果,当 然其数量越多成形效果越好,其排列可以根据实际需要布置。

Claims (6)

  1. 一种使用可弯曲辊的三维曲面柔性成形装置,由工作辊、调整机构、机架及工作辊驱动机构组成,所述的工作辊至少有两个,其中至少有一个是可弯曲、可调整的柔性工作辊(1),各工作辊由整体或两段构成,在所述的柔性工作辊上设置若干个可调整高度的调整机构(2),所述的机架分为上、下两部分,上机架使上工作辊上、下调整,下机架使所有工作辊上、下调整。
  2. 2.根据权利要求1所述的使用可弯曲辊的三维曲面柔性成形装置,其特征在于所述的 分为两段的工作辊可以是同步或异步、同向或异向旋转。
  3. 3.根据权利要求1或2所述的使用可弯曲辊的三维曲面柔性成形装置,其特征在于在 所述的整体工作辊的一端或分段工作辊的段与段之间设置工件夹持与旋转机构(5),工件 夹持与旋转机构的旋转可以是主动或被动。
  4. 4.根据权利要求1所述的使用可弯曲辊的三维曲面柔性成形装置,其特征在于在所述 的调整机构(2)上的调节杆(7)的端部装有用以调节和支撑工作辊的开口轴承(6),所述的 开口轴承可以随柔性辊弯曲轮廓切线的变化而摆头。
  5. 5.根据权利要求1所述的使用可弯曲辊的三维曲面柔性成形装置,其特征在于所述的 工作辊驱动机构可以设置在工作辊的一端或两端。
  6. 6.根据权利要求1所述的使用可弯曲辊的三维曲面柔性成形装置,其特征在于在所述 的工作辊的非成形区设置防扭曲与防反松装置(4)。
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