CN101947593A - 多夹钳式拉伸成形机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多夹钳式拉伸成形机，涉及一种用于板类件曲面成形的塑性加工设备，属于机械工程领域。该机主要由夹料机构(1)、拉料机构(2)和机架(3)组成；机架(3)两侧分别排列着一排多个夹料机构(1)，各夹料机构(1)分别设有下部联接孔(4)和后部联接孔(5)，各联接孔分别通过销轴或万向节与拉料机构(2)联接。该机可以实现多个夹钳的柔性控制，使工件在拉形过程中更容易贴模，显著提高工件的材料利用率，获得更好的工件成形效果。

Description

多夹钳式拉伸成形机

技术领域

本发明的多夹钳式拉伸成形机涉及一种用于板类件曲面成形的塑性加工设备，属于机械工程领域。

背景技术

传统的拉伸成形机拉形工件时，一般只用一至两个液压缸产生拉伸动作，钳口处板材沿横向基本整体移动；在成形横向曲率较大的工件时，板材横向的拉应力和拉应变分布明显不均匀，易产生不贴模、拉裂或起皱等成形缺陷。为了防止这些缺陷，设备的控制精度要求很高，控制系统的设计复杂，设备价格昂贵；而且拉形用坯料往往需要较大的工艺余量，从而导致材料的利用率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多夹钳式拉伸成形机，其机架两侧分别排列着一排多个夹料机构，各夹料机构分别设有下部联接孔和后部联接孔，各联接孔分别通过销轴或万向节与拉料机构联接。多夹钳式拉伸成形机利用多缸液压系统的帕斯卡定理和材料的加工硬化特性以及最小阻力定律，简单地实现多个夹钳的柔性控制，使工件在拉形过程中更容易贴模，显著提高工件的材料利用率和拉形质量。多夹钳式拉伸成形机与传统的拉伸成形机相比，能够在更均匀的拉应力和拉应变作用下实现曲面件的拉伸成形，同时降低拉伸成形机的制造成本。

本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：

一种板类件曲面成形用塑性加工设备——多夹钳式拉伸成形机，主要由夹料机构1、拉料机构2和机架3组成；机架3两侧分别排列着一排多个夹料机构1，各夹料机构1分别设有下部联接孔4和后部联接孔5，各联接孔分别通过销轴或万向节与拉料机构2联接。

本发明的夹料机构1的下部联接孔4通过万向节与竖直方向布置的拉料机构2联接；夹料机构1的后部联接孔5通过万向节与两个拉料机构2联接，其中一个水平方向布置，另一个倾斜方向布置。

本发明的夹料机构1的下部联接孔4通过万向节与竖直方向布置的拉料机构2联接；夹料机构1的后部联接孔5通过万向节与水平方向布置的拉料机构2联接。

本发明的夹料机构1由液压缸6、夹料架7和夹料块组成；液压缸6与夹料架7为一体式或组合式结构；夹料块的夹料接触面采用咬紧式或流动式结构；夹料块分别固定在液压缸的活塞和夹料架上。

本发明的多夹钳式拉伸成形机机架3的两侧拉料机构中同一方向排列的1排液压缸用一个或多个电磁换向阀控制；可以增加夹料机构1和拉料机构2的数量，或两台拉伸成形机并列使用。

本发明的机架3左侧排列的夹料机构1和拉料机构2与机架3右侧排列的夹料机构1和拉料机构2之间的距离可调。

本发明的多夹钳式拉伸成形机其模座可以上下移动；配合使用的模具可以采用实体模具11，也可以采用多点可调式数字化模具12。

本发明的多夹钳式拉伸成形机可以配置下压机构13。

技术效果：本发明的多夹钳式拉伸成形机，与传统拉伸成形机相比，通过在各个夹料机构1分别设有下部联接孔4和后部联接孔5；依据多缸液压系统的帕斯卡定理和材料的加工硬化特性以及最小阻力定律，在相同液压力的成排液压缸作用下，使各夹料机构沿拉伸方向产生不同的位移量与转角，从而顺应模具曲面的变化趋势而移动与旋转；导致施加在工件上的加载路径更加合理，工件的拉应力和拉应变的分布更加均匀，较容易地实现加工件的贴模，减少拉形件的工艺余量，提高材料利用率和成形质量。多夹钳式拉伸成形机采用简单、低廉的液压系统实现多个夹钳的柔性控制，获得比传统拉伸成形机更好的工件成形效果。

附图说明

图1是多夹钳式拉伸成形机的示意图，其中：

图1(a)是正视图；

图1(b)是俯视图。

图2是夹料机构的示意图。

图3是左右两侧夹料机构和拉料机构之间距离可以调整的多夹钳式拉伸成形机示意图。

图4是模座具有上下移动功能时，与实体模具配合使用的拉形示意图。

图5是与多点可调式数字化模具配合使用时拉形示意图。

图6是配置下压机构时拉形示意图。

其中：1.夹料机构，2.拉料机构，3.机架，4.下部联接孔，5.后部联接孔，6.液压缸，7.夹料架，8.与活塞联接的夹料块，9.与夹料架联接的夹料块，10.板材，11.实体模具，12.多点可调式数字化模具，13.下压机构。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例进一步说明本发明的具体内容及其工作过程。

本发明的多夹钳式拉伸成形机，主要由夹料机构1、拉料机构2和机架3组合构成；机架3两侧分别排列着一排多个夹料机构1，各夹料机构1分别设有下部联接孔4和后部联接孔5，各联接孔分别通过销轴或万向节与拉料机构2联接。与夹料机构相联接的拉料机构2采用三个液压缸时，夹料机构1的下部联接孔4通过万向节与竖直方向布置的拉料机构2联接；夹料机构1的后部联接孔5通过万向节与两个拉料机构2联接，其中一个水平方向布置，另一个倾斜方向布置。与夹料机构相联接的拉料机构2采用两个液压缸时，夹料机构1的下部联接孔4通过万向节与竖直方向布置的拉料机构2联接；夹料机构1的后部联接孔5通过万向节与水平方向布置的拉料机构2联接。通过调整不同方向拉料机构液压缸的液压力值，可以调整夹料机构的拉伸力与拉伸方向。夹料机构1设置两处联接孔，有利于多夹钳式拉伸成形机利用多缸液压系统的帕斯卡定理和材料的加工硬化特性以及最小阻力定律，在相同液压力值的成排液压缸作用下，各夹料机构顺应模具曲面的变化趋势而移动与旋转，较容易地实现工件的贴模，从而提高工件的材料利用率和拉形质量。为了简化控制系统，同一方向排列的一排液压缸用一个电磁换向阀控制。当加工件的宽度较小时，可以只使用一排多个夹料机构1和拉料机构2中的若干个机构；当加工件的宽度较大时，可以增加夹料机构1和拉料机构2的数量，或两台拉伸成形机并列使用。加工件的长度变化较大时，可以通过调整机架3左侧排列的多个夹料机构1和拉料机构2与机架3右侧排列的多个夹料机构1和拉料机构2之间的距离，实现工件的成形。夹料机构1由液压缸6、夹料架7和夹料块组成；液压缸6与夹料架7为一体式或组合式结构；夹料块的夹料接触面采用咬紧式或流动式结构；夹料块分别固定在液压缸的活塞和夹料架上。多夹钳式拉伸成形机模座可以上下移动；其配合使用的模具可以采用实体模具11，也可以采用多点可调式数字化模具12，更好的应对多品种工件生产的需求。多夹钳式拉伸成形机可以配置下压机构13。下压机构13在夹料机构1和模具的配合下对工件施加一定的压力，使板材更好的贴模，而且能够成形波浪形工件或复杂形状工件。

图1是多夹钳式拉伸成形机的示意图，其中：图1(a)是正视图；图1(b)是俯视图。主要由夹料机构1、拉料机构2和机架3组成；机架3两侧分别排列着一排10个夹料机构1，各夹料机构1分别设有下部联接孔4和后部联接孔5，各联接孔分别通过万向节与拉料机构2联接。夹料机构1的下部联接孔4通过万向节与竖直方向布置的拉料机构2联接；夹料机构1的后部联接孔5通过万向节与两个拉料机构2联接，其中一个水平方向布置，另一个倾斜方向布置。通过调整不同方向拉料机构2液压缸的液压力值，可以调整夹料机构1的拉伸力与拉伸方向。

图2是夹料机构1的示意图，主要由液压缸6、夹料架7和夹料块组合构成；夹料机构1的液压缸6与夹料架7为一体式结构。需要夹紧板材时，液压缸6上面的油孔进液压油，下面的油孔出液压油，从而控制液压缸带动和活塞相联的夹料块8向下运动，与和夹料架7相联的夹料块9共同夹紧板材。需要松开板材时，液压缸6下面的油孔进液压油，上面的油孔出液压油，从而控制液压缸6带动和活塞相联的夹料块8向上运动，离开和夹料架7相联的夹料块9，松开板材。夹料机构1设有下部联接孔4和后部联接孔5，各联接孔分别通过万向节与拉料机构2联接。

图3是左右两侧夹料机构1和拉料机构2之间距离可以调整的多夹钳式拉伸成形机示意图。工件的长度变化较大时，可以通过调整机架3左侧排列的多个夹料机构1和拉料机构2与机架3右侧排列的多个夹料机构1和拉料机构2之间的距离，对应不同工件的长度。多夹钳式拉伸成形机左右夹料机构的距离调整后，可以使用由液压缸或紧固件构成的自锁机构锁住拉料机构2的框架。为了简化设备结构，可以单独移动机架3左侧或右侧排列的多个夹料机构1和拉料机构2。为了进一步增加拉伸成形机的宽度，可以增加夹料机构1和拉料机构2的数量，或将两台拉伸成形机并列使用。

图4是模座具有上下移动功能时，与实体模具11配合使用的拉形示意图。模座具有上下移动功能时，可以不用倾斜方向布置的拉料机构，进一步简化设备结构。首先，通过水平布置的一排液压缸对板材10施加拉力进行预拉伸；其次，通过模座上移以及竖直布置拉料机构的液压缸使板材10逐渐贴模并实现板材10的成形。针对不同形状的模具，可以通过控制液压缸行程来实现板材10的拉伸成形。

图5是与多点可调式数字化模具12配合使用时拉形示意图。多点可调式数字化模具12可以随意变换模具形面，能够更好的应对多品种工件柔性生产的需求。

图6是配置下压机构13时拉形示意图。下压机构13在夹料机构1和多点可调式数字化模具12的配合下对板材施加一定的压力，不仅能够使板材10更好的贴模，而且能够拉伸成形波浪形工件或复杂形状工件。

下面举例说明多夹钳式拉伸成形机的工作过程。首先，根据工件的尺寸确定使用夹料机构和拉料机构的数量以及夹料机构的初始位置，通过调整不同方向布置的拉料机构液压缸的行程，实现多个夹钳的定位。然后，将板材放入夹料机构的夹钳口内，通过夹料机构夹紧板材。夹料后，通过调整水平方向布置的拉料机构的液压缸行程，实现对板材的预拉伸。在成形过程中，可以通过以排为单位来调整不同方向布置的拉料机构的液压缸行程与液压力或模座的上顶或下压机构对板材施加压力，控制夹料机构的拉伸力与拉伸方向，实现夹料机构顺应模具曲面的变化趋势而移动与旋转，实现工件的贴模。为了更好地实现工件的贴模，可以调整竖直方向、水平方向、倾斜方向布置的拉料机构以及模座上顶、下压机构等的动作先后顺序。拉形结束后，通过调整夹料机构的液压缸行程来实现各个夹钳对板材的松驰。

本发明的多夹钳式拉伸成形机，通过在各个夹料机构分别设置两个联接孔；利用多缸液压系统的帕斯卡定理和材料的加工硬化特性以及最小阻力定律，在相同液压力的成排液压缸作用下，使多个夹料机构能够顺应模具曲面的变化趋势而移动与旋转；从而导致施加在工件上的加载路径更加合理，工件的拉应力和拉应变的分布更加均匀，实现工件的贴模，减少拉形件的工艺余量，提高材料利用率和成形质量。多夹钳式拉伸成形机采用简单、低廉的液压系统实现了多个夹钳的柔性控制，从而获得比传统拉伸成形机更好的工件成形效果。

Claims (8)

1.一种多夹钳式拉伸成形机，主要由夹料机构(1)、拉料机构(2)和机架(3)组成；其特征在于，机架(3)两侧分别排列着一排多个夹料机构(1)，各夹料机构(1)分别设有下部联接孔(4)和后部联接孔(5)，各联接孔分别通过销轴或万向节与拉料机构(2)联接。

2.根据权利要求1所述的多夹钳式拉伸成形机，其特征在于，所述夹料机构(1)的下部联接孔(4)通过万向节与竖直方向布置的拉料机构(2)联接；所述夹料机构的后部联接孔(5)通过万向节与2个拉料机构(2)联接，其中一个水平方向布置，另一个倾斜方向布置。

3.根据权利要求1所述的多夹钳式拉伸成形机，其特征在于，所述夹料机构(1)的下部联接孔(4)通过万向节与竖直方向布置的拉料机构(2)联接；所述夹料机构的后部联接孔(5)通过万向节与水平方向布置的拉料机构(2)联接。

4.根据权利要求1、2或3所述的多夹钳式拉伸成形机，其特征在于，所述的夹料机构(1)由液压缸(6)、夹料架(7)和夹料块组成，液压缸(6)与夹料架(7)为一体式或组合式结构，夹料块的夹料接触面采用咬紧式或流动式结构，夹料块分别固定在液压缸的活塞和夹料架上。

5.根据权利要求1所述的多夹钳式拉伸成形机，其特征在于，所述的拉料机构(2)中同一方向排列的一排多个液压缸用一个或多个电磁换向阀控制；所述的夹料机构(1)和拉料机构(2)的数量可以增加，或两台拉伸成形机并列使用。

6.根据权利要求1所述的多夹钳式拉伸成形机，其特征在于，所述的机架(3)左侧排列的夹料机构(1)和拉料机构(2)与机架(3)右侧排列的夹料机构(1)和拉料机构(2)之间的距离可调。

7.根据权利要求1所述的多夹钳式拉伸成形机，其特征在于，其模座可以上下移动；与其配合使用的模具采用实体模具(11)，也可以采用多点可调式数字化模具(12)。

8.根据权利要求1所述的多夹钳式拉伸成形机，其特征在于配置下压机构(13)。

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