CN101947594B - 拉伸成形机用万向推拉机构 - Google Patents

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本发明公开了一种拉伸成形机用万向推拉机构，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。万向推垃机构主要由球头联接杆(1)与联接体组成；球头联接杆(1)的一端具有球形头部，另一端通过螺纹或销轴与相应的联接体联接；球形头部为半球形或圆球形，球形头部直接或通过具有半球形凹坑的轴瓦(6)与夹料架(2)或拉料机构联接体(10)联接。万向推拉机构能够使夹料机构绕球头联接杆的球形头部自由旋转与摆动，使一排多个夹料机构形成直线或弧线排列，实现拉伸成形机多个夹钳的柔性控制；有利于工件在拉形时贴模，显著提高工件的材料利用率，并实现复杂曲面工件的拉伸成形，更好地应对多品种工件生产的需求。

Description

拉伸成形机用万向推拉机构
技术领域
本发明的拉伸成形机用万向推拉机构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，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很低。
发明内容
本发明的目的在于提供拉伸成形机用万向推拉机构，可以使夹钳绕球头联接杆的球形头部自由旋转与摆动，从而使一排多个夹钳形成直线或弧线排列，实现拉伸成形机多个夹钳的柔性控制；使工件在拉形过程中容易贴模，显著提高工件的材料利用率，并实现复杂曲面工件的拉伸成形。
本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：
一种拉伸成形机用万向推拉机构，主要由球头联接杆与联接体组成；球头联接杆的一端具有球形头部，另一端通过螺纹或销轴与相应的联接体联接；球形头部为半球形或圆球形，球形头部直接或通过配合使用的具有半球形凹坑的轴瓦6与夹料架2或拉料机构联接体10联接。
本发明的球头联接杆为一端具有半球形头部的球头联接杆1；当与夹料架2或拉料机构联接体10联接时，半球形头部套装在夹料架2或拉料机构联接体10内，并通过与半球形球面配合的具有半球形凹坑的轴瓦6、与半球形端部配合的环形聚氨酯垫3或圆形聚氨酯垫11和挡板4或球头挡圈7固定。
本发明的球头联接杆为一端具有圆球形头部的球头联接杆8；当与夹料架2或拉料机构联接体10联接时，圆球形头部套装在夹料架2或拉料机构联接体10内，并通过与圆球形根部球面配合的具有半球形凹坑的轴瓦6和与圆球形端部配合的具有半球形凹坑的推力轴瓦9以及挡板4固定。
本发明的球头联接杆采用两个，通过杆类联接体5对称联接组合成双球头联接杆。
本发明的万向推拉机构的长度通过长度可调的杆类联接体12调整。
为了解决传统拉形机存在的横向变形不均匀问题，本发明是通过以下技术方案实现的：本发明的拉伸成形机用万向推拉机构，主要由球头联接杆与联接体组成；球头联接杆的一端具有球形头部，另一端通过螺纹或销轴与相应的联接体联接；球形头部为半球形或圆球形，球形头部直接或通过配合使用的具有半球形凹坑的轴瓦6与夹料架2或拉料机构联接体10联接。球头联接杆的使用大幅度增加拉伸成形机夹钳的自由度，夹钳可以绕球头联接杆的球形头部自由旋转与摆动，从而使一排多个夹料机构形成直线或弧线排列。球头联接杆可以为一端具有半球形头部的球头联接杆1；当与夹料架2或拉料机构联接体10联接时，半球形头部套装在夹料架2或拉料机构联接体10内，并通过与半球形球面配合的具有半球形凹坑的轴瓦6、与半球形端部配合的环形聚氨酯垫3或圆形聚氨酯垫11和挡板4或球头挡圈7固定。拉形结束后，利用聚氨酯垫的弹性回复使球头联接杆自动回复至原位。球头联接杆也可以为一端具有圆球形头部的球头联接杆8；当与夹料架2或拉料机构联接体10联接时，圆球形头部套装在夹料架2或拉料机构联接体10内，并通过与圆球形根部球面配合的具有半球形凹坑的轴瓦6和与圆球形端部配合的具有半球形凹坑的推力轴瓦9以及挡板4固定。为有利于球头的摆动与旋转，球头和轴瓦之间可以使用润滑剂润滑。球头联接杆还可以采用两个，通过杆类联接体5对称联接组合成双球头联接杆。两个球头联接杆的组合使用，使拉伸成形机用万向推拉机构的自由度进一步增大，且装配更为方便，更好地应对多品种工件生产的需求。当被拉形的工件长度较小，拉伸成形机的拉料用液压缸行程不够时，万向推拉机构的长度可以通过长度可调的杆类联接体12进行调整。
本发明的技术效果：本发明的拉伸成形机用万向推拉机构，通过球头联接杆与联接体的使用，使其自由度增大且装配更为方便，能够完成夹钳绕球头联接杆的球形头部自由旋转与摆动。万向推垃机构安装在拉伸成形机后，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，使各夹钳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而摆动与旋转；保证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，容易实现加工件的贴模，减少工件的工艺余量，显著提高工件的材料利用率，实现复杂曲面工件的拉伸成形。
附图说明
图1是一端具有半球形头部的球头联接杆直接与夹料架联接时的截面图。
图2是一端具有半球形头部的球头联接杆通过具有半球形凹坑的轴瓦与夹料架联接时的截面图。
图3是一端具有半球形头部的球头联接杆通过具有半球形凹坑的轴瓦和球头挡圈与夹料架联接时的截面图。
图4是采用一端具有圆球形头部的球头联接杆时的截面图。
图5是采用两个一端具有半球形头部的球头联接杆时的截面图。
图6是两个半球形的球头联接杆与长度可调的杆类联接体组合使用时的截面图。
其中：1.一端具有半球形头部的球头联接杆，2.夹料架，3.环形聚氨酯垫，4.挡板，5.杆类联接体，6.具有半球形凹坑的轴瓦，7.球头挡圈，8.一端具有圆球形头部的球头联接杆，9.具有半球形凹坑的推力轴瓦，10.拉料机构联接体，11.圆形聚氨酯垫，12.长度可调的杆类联接体。
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和工作过程。
图1是采用一端具有半球形头部的球头联接杆1直接与夹料架2联接时的截面图。在半球形端部设置环形聚氨酯垫3，环形聚氨酯垫3由挡板4通过螺丝安装在夹料架2的联接孔内。球头联接杆的非球头端通过螺纹和杆类联接体5与拉料机构联接。
图2是一端具有半球形头部的球头联接杆1通过具有半球形凹坑的轴瓦6与夹料架2联接时的截面图。轴瓦的材料为铜或尼龙等滑动轴承用材料。在半球形端部设置环形聚氨酯垫3。环形聚氨酯垫3由挡板4通过螺纹安装在夹料架2的联接孔内。在球头根部和轴瓦之间可以使用润滑剂润滑。球头联接杆的非球头端通过螺纹和杆类联接体5与拉料机构联接。
图3是采用一端具有半球形头部的球头联接杆1通过具有半球形凹坑的轴瓦6和球头挡圈7与夹料架2联接时的截面图。轴瓦6由球头挡圈7通过螺纹安装在夹料架2的联接孔内。在半球形球头根部和轴瓦之间可以使用润滑剂润滑。球头联接杆的非球头端通过螺纹和杆类联接体5与拉料机构联接。
图4是采用一端具有圆球形头部的球头联接杆8时的截面图。球形根部设置具有半球形凹坑的轴瓦6，在圆球形端部设置具有半球形凹坑的推力轴瓦9。推力轴瓦9由挡板4通过螺丝安装在夹料架2的联接孔内。在球头和轴瓦之间可以使用润滑剂润滑。球头联接杆的非球头端通过螺纹与杆类联接体5联接。
图5是采用两个一端具有半球形头部的球头联接杆1时的截面图。两个半球形头部的根部分别设置具有半球形凹坑的轴瓦6，半球形端部分别设置圆形聚氨酯垫11，两个圆形聚氨酯垫11分别由挡板4通过螺丝安装在夹料架2和拉料机构联接体10的联接孔内。在半球形头部的球头和轴瓦之间可以使用润滑剂润滑。两个球头联接杆1的非球头端通过螺纹与杆类联接体5联接。该图中万向推拉机构的右侧联接夹料架，左侧联接两个方向的拉料机构。
图6是两个半球形的球头联接杆1与长度可调的杆类联接体12组合使用时的截面图。两个球头联接杆1之间安装长度可调的杆类联接体12。当要成形长度较小的工件，拉伸成形机的拉料用液压缸行程不够时，可以利用长度可调的杆类联接体12调整万向推拉机构的长度，使工件更好地贴模，减少工件的工艺余量，应对多品种工件生产的需求。
下面举例说明拉伸成形机用万向推拉机构的工作过程。首先，根据工件的尺寸确定使用的万向推拉机构的联接杆长度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并通过夹料机构夹紧板材。在拉伸过程中，可以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，通过万向推拉机构的自由摆动与旋转，柔性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而摆动与旋转，实现工件的贴模。为了更好地实现工件的贴模，可以调整不同方向的拉料机构的动作先后顺序。
本发明的拉伸成形机用万向推拉机构，采用合理的结构设计，使其自由度进一步增大，装配更为方便，能够完成夹钳绕球头联接杆的球形头部自由旋转与摆动，从而使一排多个夹钳形成直线或弧线排列，实现拉伸成形机多个夹钳的柔性控制；保证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分布更加均匀；有利于工件贴模，减少工件的工艺余量，显著提高工件的材料利用率，实现横向曲率较大的曲面工件或复杂形状工件的拉伸成形。

Claims (2)

1.一种拉伸成形机用万向推拉机构，由球头联接杆(1)与联接体组成，所述球头联接杆(1)的一端具有球形头部，另一端通过螺纹或销轴与相应的联接体联接，其特征在于，所述球形头部为半球形，半球形头部套装在夹料架(2)内，并通过挡板(4)、与半球形球面配合的凹坑轴瓦(6)和与半球形端部配合的聚氨酯垫固定，或通过球头挡圈(7)、与半球形球面配合的凹坑轴瓦(6)和与半球形端部配合的聚氨酯垫固定；所述聚氨酯垫采用环形聚氨酯垫(3)或圆形聚氨酯垫(11)。
2.根据权利要求1所述的拉伸成形机用万向推拉机构，其特征在于，所述球头联接杆(1)采用两个，通过杆类联接体(5)对称联接组合成双球头联接杆。
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