CN105382069B - 一种正向渐进成形圆孔翻边装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种正向渐进成形圆孔翻边装置，该成形装置包括动力输出部分(1)、传动部分(2)、夹头体(3)、螺纹环(4)、成形部分(5)；其中，传动部分(2)一端连接动力输出部分(1)，另一端连接夹头体(3)；传动部分(2)包括轴联器(21)和连接杆(22)，动力输出部分(1)通过轴联器(21)驱动连接杆(22)，连接杆(22)和夹头体(3)的上端固定；夹头体(3)为下部外侧表面设有环形凹槽(31)的回转体，夹头体(3)的内部设有多个倾斜孔道(32)，所述的多个倾斜孔道(32)的延伸方向交于夹头体的轴心线的一点上，倾斜孔道(32)穿过环形凹槽(31)。本发明操作过程简便、快速、使用灵活、应用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种圆孔翻边的成形装置。
背景技术
板料数控渐进成形工艺是一种通过数字控制设备，借助“分层制造”的思想，采用预先编制好的控制程序逐点成形板料零件的柔性加工工艺。该工艺不需要专用模具，重复性好，可控制金属流动，能加工出形状复杂的自由曲面，适合于航天、汽车工业等的小批量、多品种、形状复杂的板料零件加工。
圆孔翻边工艺是一种广泛应用于汽车、航天和航空工业的板料成形技术。传统圆孔翻边方法是在板料上预先加工出圆孔，在凸模的作用下孔周围的材料弯曲而成竖起凸缘的冲压方法。由于需要制作专用的冲头和凹模，所以只适用于大批量生产。利用渐进成形进行圆孔翻边不需要模具，对不同的翻边件只需设计相应夹具，可以大大降低小批量零件圆孔翻边的成本。
利用数控机床通过渐进成形工艺进行圆孔翻边可以大大地简化成形过程，但是成形过程中需要使用造型软件造型和生成工具路径，还要把路径导入到数控机床进行加工，而且对于复杂的三维零件很难固定到一般的工作台上。对设备和目标制件要求比较高，实际加工过程中不够灵活，不适用于小批量制件快速成形，一定程度上制约了渐进成形圆孔翻边工艺的广泛应用。
发明内容：
技术问题：本发明的目的是提供一种操作方便灵活、快速成形、应用范围广的正向渐进成形圆孔翻边装置。
发明内容：为解决上述技术问题，本发明提供了一种正向渐进成形圆孔翻边装置，该成形装置包括动力输出部分、传动部分、夹头体、螺纹环、成形部分；其中，传动部分一端连接动力输出部分，另一端连接夹头体；
传动部分包括轴联器和连接杆，动力输出部分通过轴联器驱动连接杆，连接杆和夹头体的上端固定；
夹头体为下部外侧表面设有环形凹槽的回转体，夹头体的内部设有多个倾斜孔道，所述的多个倾斜孔道的延伸方向交于夹头体的轴心线的一点上，倾斜孔道穿过环形凹槽，倾斜孔道上端设置连接槽，便于和连接杆的固定；
螺纹环安装在夹头体环形凹槽上；
成形部分设置多个，包括螺纹杆和连接在螺纹杆底部的曲面体，螺纹杆设置在夹头体的倾斜孔道内，所述的螺纹杆和螺纹环上的螺纹相互匹配连接，所述的多个曲面体的外表面拼接呈球面结构；移动凹槽设置为螺纹杆在倾斜孔道移动留足空间，螺纹杆和螺纹环上的螺纹相互匹配连接，多个曲面体的外表面拼接呈球面结构。
优选的，正向渐进成形圆孔翻边装置还包括夹头套；所述的夹头套设于夹头体和螺纹环的外侧；所述的夹头套和螺纹环形成过盈配合。
优选的，所述的螺纹环由两个半圆环构成。
优选的，所述的倾斜孔道和成形部分的个数分别设置为2～6，且倾斜孔道和成形部分的个数相同。
优选的，所述的动力输出部分为电机。
优选的，所述的螺纹杆上设置刻度槽。
优选的，所述的螺纹杆一侧呈弧形结构；所述夹头体内部的多个倾斜孔道的外侧壁呈弧形结构；所述的螺纹杆呈弧形结构的一侧和倾斜孔道呈弧形结构外侧壁贴合连接；所述的螺纹杆的弧形面上设有螺纹。
有益效果：本发明具有的优点和积极效果是：
1.本发明的正向渐进成形圆孔翻边装置开发了夹头体、螺纹环和成形部分。螺纹环的转动可以带动多个成形部分的螺纹杆的同时移动，多个螺纹杆分别同时带动多个曲面体的运动，由于螺纹杆的倾斜设置，所以多个曲面体可实现径向和轴向的同时移动，如此实现了多个曲面体外表面构成球面的直径变化，可根据不同的目标孔径来调节球面的直径大小；打开输出部分，通过输出部分带动传动部分旋转，传动部分带动夹头体的旋转，夹头体带动成形部分的螺纹杆的转动，螺纹杆带动多个曲面体的转动，多个曲面体的同时快速转动形成“球形转动”的效果，通过手动控制向下进给使预制孔周围的材料发生塑性变形成竖直边。整个操作过程简便、快速、使用灵活、应用范围广。
2.本发明相对于传统的数控渐进成形不需要数控机床，节省空间，灵活性大，大大降低设备成本。本发明保证制件成形精度又提高了成形效率。
3.本发明装置不需要生成工具运动路径，省去了在三维造型软件造型和轨迹生成的步骤，简化了设计过程。
4.本发明解决了复杂三维曲面圆孔翻边难以装夹的问题，操作简单。
附图说明
图1为本发明的整体剖视图。
图2为本发明夹头体的剖视图。
图3为本发明成形部分带有螺纹一侧的结构示意图。
图4为本发明成形部分带有刻度槽一侧的结构示意图。
图5为本发明螺纹杆的截面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
本发明提供的一种正向渐进成形圆孔翻边装置，该成形装置包括动力输出部分1、传动部分2、夹头体3、螺纹环4、成形部分5；其中，传动部分2一端连接动力输出部分1，另一端连接夹头体3；
传动部分2包括轴联器21和连接杆22，动力输出部分1通过轴联器21驱动连接杆22，连接杆22和夹头体3的上端固定；
夹头体3为下部外侧表面设有环形凹槽31的回转体，夹头体3的内部设有多个倾斜孔道32，所述的多个倾斜孔道32的延伸方向交于夹头体的轴心线的一点上，倾斜孔道32穿过环形凹槽31，倾斜孔道32上端设置连接槽34，便于和连接杆22的固定；
螺纹环4安装在夹头体3环形凹槽31上；
成形部分5设置多个，包括螺纹杆51和连接在螺纹杆51底部的曲面体52，螺纹杆51设置在夹头体3的倾斜孔道32内，所述的螺纹杆和螺纹环上的螺纹相互匹配连接，所述的多个曲面体的外表面拼接呈球面结构；移动凹槽33设置为螺纹杆51在倾斜孔道32移动留足空间，螺纹杆51和螺纹环4上的螺纹相互匹配连接，多个曲面体52的外表面拼接呈球面结构。
正向渐进成形圆孔翻边装置，还包括夹头套6；所述的夹头套6设于夹头体3和螺纹环4的外侧；所述的夹头套6和螺纹环4形成过盈配合。
所述的螺纹环4由两个半圆环构成。
所述的倾斜孔道32和成形部分5的个数分别设置为2～6，且倾斜孔道32
和成形部分5的个数相同。所述的动力输出部分1为电机。
所述的螺纹杆51上设置刻度槽54。
所述的螺纹杆51一侧呈弧形结构；所述夹头体3内部的多个倾斜孔道的外侧壁呈弧形结构；所述的螺纹杆51呈弧形结构的一侧和倾斜孔道呈弧形结构外侧壁贴合连接；所述的螺纹杆51的弧形面上设有螺纹。
详细而言，如图1所示，一种正向渐进成形圆孔翻边装置，包括动力输出部分1、传动部分2、夹头体3、螺纹环4、成形部分5。传动部分2一端连接动力输出部分1，另一端连接夹头体3。动力输出部分1采用电机。传动部分2包括轴联器21和连接杆22，电机通过轴联器21驱动连接杆22，连接杆22和夹头体3的上端固定。如图2所示，夹头体3为下部外侧表面设有环形凹槽31的回转体，夹头体3的内部设有多个倾斜孔道32，所述的多个倾斜孔道32的延伸方向交于夹头体的轴心线的一点上，倾斜孔道32穿过环形凹槽31，倾斜孔道32上端设置连接槽34，便于和连接杆22的固定。螺纹环4安装在夹头体3环形凹槽31上，本实施例中在倾斜孔道32上方设有移动凹槽33。如图2和3所示，成形部分5设置多个，包括螺纹杆51和连接在螺纹杆51底部的曲面体52，螺纹杆51设置在夹头体3的倾斜孔道32内，移动凹槽33设置为螺纹杆51在倾斜孔道32移动留足空间，螺纹杆51和螺纹环4上的螺纹相互匹配连接，多个曲面体52的外表面拼接呈球面结构。本发明的正向渐进成形圆孔翻边装置开发了夹头体3、螺纹环4和成形部分5。螺纹环4的转动可以带动多个成形部分5的螺纹杆51的同时移动，多个螺纹杆51分别同时带动多个曲面体52的运动，由于螺纹杆51的倾斜设置，所以多个曲面体52可实现径向和轴向的同时移动，如此实现了多个曲面体52外表面构成球面的直径变化，可根据不同的目标孔径来调节球面的直径大小；打开输出部分1，通过输出部分1带动传动部分2旋转，传动部分2带动夹头体3的旋转，夹头体3带动成形部分5的螺纹杆51的转动，螺纹杆51带动多个曲面体52的转动，多个曲面体52的同时快速转动形成“球形转动”的效果，通过手动控制向下进给使预制孔周围的材料发生塑性变形成竖直边。整个操作过程简便、快速、使用灵活、应用范围广。
如图1所示，进一步优选，为便于螺纹环4的旋转控制，还包括夹头套6，夹头套6设于夹头体3和螺纹环4的外侧，夹头套6和螺纹环4形成过盈配合。进一步优选，为便于螺纹环4的安装，螺纹环4由两个半圆环构成。进一步优选，倾斜孔道32和成形部分5分别设置2～6。，可根据目标孔径的大小来设置倾斜孔道32和成形部分5的个数以及整个装置的大小，本技术领域人员可合理设置。进一步优选，如图4所示，为便于根据需要调整螺纹杆位置，在螺纹杆51上设置刻度槽54。如图5所示，进一步优选，为减小螺纹杆51和倾斜通通道32之间的磨损和阻力，螺纹杆51一侧呈弧形结构，夹头体3内部的多个倾斜孔道32的外侧壁呈弧形结构，螺纹杆51呈弧形结构的一侧和倾斜孔道32呈弧形结构外侧壁贴合连接。螺纹杆51的弧形面上设有螺纹53。
本发明相对于传统的数控渐进成形不需要数控机床，节省空间，灵活性大，大大降低设备成本。本发明保证制件成形精度又提高了成形效率。本发明装置不需要生成工具运动路径，省去了在三维造型软件造型和轨迹生成的步骤，简化了设计过程。本发明解决了复杂三维曲面圆孔翻边难以装夹的问题，操作简单。
本发明的工作过程如下：
1)根据需要通过夹头套6手动调节成形部分5的位置，使成形部分5加工过程中的最大旋转直径等于目标孔径大小。如果是正向翻边需要先把成形部分5最大直径调整到小于预制孔直径，使成形部分5位于板料下方以后再调整成形部分5使其最大旋转直径等于目标孔径。2)把调节好直径的成形部分5放在预制孔处，切记要使多个曲面体52必须都要和板料相接触，这样才能确保多个曲面体52旋转的圆心和成形板料圆心重合。3)启动电机使成形部分5转动，通过手动控制向下进给使预制孔周围的材料发生塑性变形成竖直边。4)手动旋转夹头套6使成形部分5最大直径小于成形孔径，使成形部分5顺利的从成形板料下方取出。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种正向渐进成形圆孔翻边装置，其特征在于，该装置包括动力输出部分(1)、传动部分(2)、夹头体(3)、螺纹环(4)、成形部分(5)；其中，传动部分(2)一端连接动力输出部分(1)，另一端连接夹头体(3)；
传动部分(2)包括轴联器(21)和连接杆(22)，动力输出部分(1)通过轴联器(21)驱动连接杆(22)，连接杆(22)和夹头体(3)的上端固定；
夹头体(3)为下部外侧表面设有环形凹槽(31)的回转体，夹头体(3)的内部设有多个倾斜孔道(32)，所述的多个倾斜孔道(32)的延伸方向交于夹头体的轴心线的一点上，倾斜孔道(32)穿过环形凹槽(31)，倾斜孔道(32)上端设置连接槽(34)，便于和连接杆(22)的固定；
螺纹环(4)安装在夹头体(3)环形凹槽(31)上；
成形部分(5)设置多个，包括螺纹杆(51)和连接在螺纹杆(51)底部的曲面体(52)，螺纹杆(51)设置在夹头体(3)的倾斜孔道(32)内，所述的螺纹杆和螺纹环上的螺纹相互匹配连接，所述的多个曲面体的外表面拼接呈球面结构；移动凹槽(33)设置为螺纹杆(51)在倾斜孔道(32)移动留足空间，螺纹杆(51)和螺纹环(4)上的螺纹相互匹配连接。
2.根据权利要求1所述的正向渐进成形圆孔翻边装置，其特征在于，还包括夹头套(6)；所述的夹头套(6)设于夹头体(3)和螺纹环(4)的外侧；所述的夹头套(6)和螺纹环(4)形成过盈配合。
3.根据权利要求1或2所述的正向渐进成形圆孔翻边装置，其特征在于，所述的螺纹环(4)由两个半圆环构成。
4.根据权利要求1所述的正向渐进成形圆孔翻边装置，其特征在于，所述的倾斜孔道(32)和成形部分(5)的个数分别设置为2～6，且倾斜孔道(32)和成形部分(5)的个数相同。
5.根据权利要求1所述的正向渐进成形圆孔翻边装置，其特征在于，所述的动力输出部分(1)为电机。
6.根据权利要求5所述的正向渐进成形圆孔翻边装置，其特征在于，所述的螺纹杆(51)上设置刻度槽(54)。
7.根据权利要求6所述的正向渐进成形圆孔翻边装置，其特征在于，所述的螺纹杆(51)一侧呈弧形结构；所述夹头体(3)内部的多个倾斜孔道的外侧壁呈弧形结构；所述的螺纹杆(51)呈弧形结构的一侧和倾斜孔道呈弧形结构外侧壁贴合连接；所述的螺纹杆(51)的弧形面上设有螺纹。
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