CN215314902U - 一种变曲率弯曲机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种变曲率弯曲机构，包括机头座、压料轮组件、绕弯轮组件和设置有成型轮的成型轮组件；所述成型轮组件设置在机头座上且成型轮为主动轮；所述压料轮组件设置在机头座上，压料轮组件可沿型材传送方向和型材传送方向的垂直方向水平移动；所述绕弯轮组件设置在机头座上并可以成型轮的中心作为圆心做圆周运动，且绕弯轮组件可沿其中心与成型轮中心的连线方向移动；所述成型轮、压料轮组件和绕弯轮组件之间的位置作为型材弯曲工位。本实用新型变曲率弯曲机构可解决现有型材变曲率弯曲方式操作繁琐、成本高和加工精度低的问题，实现型材变曲率弯曲的一次性加工，从而提高型材的成型效率以及保证型材成型的质量和精度。

Description

一种变曲率弯曲机构

技术领域

本实用新型涉及型材加工技术领域，更具体地说，涉及一种变曲率弯曲机构。

背景技术

型材的弯曲加工，在金属结构、工程机械、车辆以及航空航天等工业部门，占有十分重要的地位。其中，变曲率弯曲的型材在航空航天领域、汽车工业、桥梁和建筑等行业有广泛应用。常用的型材弯曲方法有绕弯、滚弯和推弯等，但是，现有的型材弯曲方法仅局限于加工形状简单或固定曲率的零件，而对于变曲率分布的弯曲零件，利用现有方法很难一次成形。

目前，在加工过程中，针对不同弯曲半径的加工要求，大多采用多次更换加工设备分次加工成型的加工方式，这样不仅增大劳动力导致生产效率低，而且每次更换设备需要重新定位和调节参数等等，这种非连续加工的方式无法保证型材成型的质量和精度。同时，该弯曲加工方式需要两台以上设备完成，也大大提高了型材的加工成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种变曲率弯曲机构，该弯曲机构可解决现有型材变曲率弯曲方式操作繁琐、成本高和加工精度低的问题，实现型材变曲率弯曲的一次性加工，从而提高型材的成型效率以及保证型材成型的质量和精度。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种变曲率弯曲机构，其特征在于：包括机头座、压料轮组件、绕弯轮组件和设置有成型轮的成型轮组件；所述成型轮组件设置在机头座上且成型轮为主动轮；所述压料轮组件设置在机头座上，压料轮组件可沿型材传送方向和型材传送方向的垂直方向水平移动；所述绕弯轮组件设置在机头座上并可以成型轮的中心作为圆心做圆周运动，且绕弯轮组件可沿其中心与成型轮中心的连线方向移动；所述成型轮、压料轮组件和绕弯轮组件之间的位置作为型材弯曲工位。

在上述方案中，本实用新型的压料轮组件和绕弯轮组件可调节其与成型轮的相对位置，而且成型轮为主动轮设计，因此，可以通过调节成型轮、压料轮组件和绕弯轮组件之间的位置，以及控制成型轮的转动或停止，通过成型轮、压料轮组件和绕弯轮组件之间相互配合，使得该设备可对型材进行绕弯加工、推弯加工和/或滚弯加工，可实现型材变曲率弯曲的一次性加工，这样可以解决加工不同曲率半径时需更换设备导致劳动强度大和加工质量差等问题，从而提供型材的成型效率以及保证型材成型的质量和精度。同时，针对大曲率半径的型材加工，本实用新型可实现对型材进行多次弯曲加工，可解决大曲率半径弯曲成型的稳定性问题。

所述成型轮组件还包括主动轴、成型轮驱动装置和传动装置；所述主动轴通过轴承安装在机头座上并与成型轮连接；所述成型轮驱动装置设置在机头座上并通过传动装置与主动轴连接，实现驱动主动轴上的成型轮转动；所述传动装置为分别与主动轴和成型轮驱动装置连接的两个伞齿轮，两个伞齿轮啮合连接。本实用新型的成型轮设计为主动轮使得该设备不仅可对型材进行绕弯加工，而且可与压料轮组件和绕弯轮组件配合进行型材的推弯加工和滚弯加工。

所述绕弯轮组件包括摆臂驱动装置、摆臂装置和绕弯轮模组；所述摆臂装置通过轴承分别与成型轮的轮轴和机头座连接；所述绕弯轮模组设置在摆臂装置上，摆臂驱动装置与摆臂装置连接，实现驱动摆臂装置上的绕弯轮模组以成型轮的中心为圆心做圆周运动。

所述摆臂装置包括摆臂、摆臂连接座和摆臂轴；所述摆臂轴通过轴承分别与成型轮的轮轴和机头座连接；所述绕弯轮模组设置在摆臂上，摆臂与摆臂轴连接；所述摆臂驱动装置通过摆臂连接座与摆臂轴连接，实现驱动摆臂上的绕弯轮模组以成型轮的中心为圆心做圆周运动。

所述绕弯轮模组包括绕弯轮安装板、直线导轨一、绕弯轮直线驱动装置和带有绕弯轮的绕弯轮装置；所述直线导轨一设置在摆臂装置上并与绕弯轮安装板滑动连接；所述绕弯轮装置设置在绕弯轮安装板上；所述绕弯轮直线驱动装置与绕弯轮安装板连接，实现驱动绕弯轮安装板上的绕弯轮装置通过直线导轨一沿其与成型轮中心的连线方向移动。本实用新型通过该方式来调节绕弯轮与成型轮之间的距离。

所述压料轮组件包括直线导轨二、压料轮安装板一、压料轮驱动装置一以及压料轮模组；所述直线导轨二设置在机头座上并与压料轮安装板一滑动连接；所述压料轮模组设置在压料轮安装板一上；所述压料轮驱动装置一与压料轮安装板一铰接，实现驱动压料轮安装板一上的压料轮模组通过直线导轨二沿型材传送方向的垂直方向水平移动。

所述压料轮模组包括压料轮安装板二、压料主动轮装置、压料被动轮装置、直线导轨三和压料轮驱动装置二；所述直线导轨三设置在压料轮安装板一上并与压料轮安装板二滑动连接；所述压料被动轮装置和压料主动轮装置并排设置在压料轮安装板二上；所述压料轮驱动装置二与压料轮安装板二连接，实现驱动压料轮安装板二上的压料被动轮装置和压料主动轮装置同步沿型材传送方向移动。

所述压料主动轮装置包括压料主动轮、压料主动轮轴、压料主动轮驱动件、同步带轮传动件和设置在压料轮安装板二上的压料主动轮支架；所述压料主动轮轴通过轴承安装在压料主动轮支架上并与压料主动轮连接；所述压料主动轮驱动件设置在压料主动轮支架上并通过同步带轮传动件与压料主动轮轴连接，实现驱动压料主动轮轴上的压料主动轮转动。

所述压料被动轮装置包括压料被动轮、压料被动轮轴、压料被动轮支架、直线导轨四、压料被动轮驱动件和设置在压料轮安装板二上的框架；所述压料被动轮通过压料被动轮轴安装在压料被动轮支架上；所述直线导轨四设置在框架上，压料被动轮驱动件的驱动端与直线导轨四滑动连接，并与压料被动轮支架连接，实现驱动压料被动轮沿型材传送方向的垂直方向水平移动。

所述成型轮的数量设置为两个以上，两个以上的成型轮半径不同；两个以上成型轮同轴连接。

本实用新型变曲率型材弯曲设备可对型材进行绕弯加工、推弯加工和/或滚弯加工，可以通过采用推弯加工、滚弯加工或任意加工工艺的组合实现型材变曲率弯曲的一次性加工：

(1)绕弯加工：控制压料轮组件沿型材传送方向移动，且压料主动轮与成型轮相对，此时，压料主动轮和压料被动轮可起到压紧型材的作用以及型材传送导向的作用。调节绕弯轮做圆周运动的角度以及绕弯轮中心与成型轮中心的连线方向的位移，控制绕弯轮贴着传送至型材弯曲工位的型材，使得型材绕成型轮转动弯曲，实现型材小曲率半径成型。

(2)推弯加工：控制压料轮组件沿型材传送方向移动，且压料主动轮与成型轮相对，此时，压料主动轮和压料被动轮可起到压紧型材的作用以及型材传送导向的作用。根据型材成型的曲率，调节绕弯轮做圆周运动的角度以及绕弯轮中心与成型轮中心的连线方向的位移。控制成型轮转动，在型材推送过程中，型材在成型轮和绕弯轮之间的型材弯曲工位转动弯曲，实现型材大曲率半径成型。

(3)滚弯加工：控制压料主动轮沿型材传送方向移动，且压料主动轮与成型轮相对。根据型材加工成型的曲率，调节绕弯轮做圆周运动的角度以及绕弯轮中心与成型轮中心的连线方向的位移。控制成型轮转动，控制压料被动轮沿型材传送方向和型材传送方向的垂直方向水平移动，使得压料被动轮、成型轮与绕弯轮相互作用在型材上对型材进行滚弯加工，实现型材大曲率半径成型。

当型材通过推弯加工完成一次大曲率半径弯曲后，可调节压料被动轮、压料主动轮与绕弯轮相对成型轮的位置，使得压料被动轮、成型轮与绕弯轮相互作用在型材上，控制压料被动轮、成型轮与绕弯轮对刚完成加工的型材进行同一技术参数的滚弯加工，则可实现对型材进行多次加强弯曲定型，可解决大曲率半径弯曲成型的稳定性问题。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：本实用新型变曲率弯曲机构可解决现有型材变曲率弯曲方式操作繁琐、成本高和加工精度低的问题，实现型材变曲率弯曲的一次性加工，从而提高型材的成型效率以及保证型材成型的质量和精度。

附图说明

图1是本实用新型弯曲机构的示意图(其中，箭头为型材传送方向)；

图2是本实用新型弯曲机构的俯视图；

图3是本实用新型弯曲机构的侧面示意图；

图4是图2中C-C方向的示意图；

图5是图2中D-D方向的示意图；

图6是图2中E-E方向的示意图；

图7是图3中F-F方向的示意图；

图8是本实用新型弯曲机构中绕弯轮模组的示意图；

图9是本实用新型弯曲机构中压料轮组件的示意图；

图10是本实用新型弯曲机构中压料轮组件的俯视图；

图11是图10中A-A方向示意图；

其中，1为机头座、2为压料轮组件、2.1为直线导轨二、2.2为压料轮安装板一、2.3为压紧油缸二、2.4为油缸连接座、2.5为铰支座、2.6为压料轮安装板二、2.7为直线导轨三、2.8为辅助推油缸、2.9为压料主动轮、2.10为压料主动轮轴、2.11为油马达、2.12为同步带轮、2.13为同步带、2.14为压料主动轮支架、2.15为压料被动轮、2.16为压料被动轮轴、2.17为压料被动轮支架、2.18为直线导轨四、2.19为伸缩油缸、2.20为框架、3为绕弯轮组件、3.1为摆臂油缸、3.2为摆臂、3.3为摆臂连接座、3.4为摆臂轴、3.5为绕弯轮安装板、3.6为直线导轨一、3.7为压紧油缸一、3.8为绕弯轮、3.9为绕弯轮支座、3.10绕弯轮轴、3.11为油缸接头、3.12为绕弯轮安装架、3.13为调整盖板、4为成型轮组件、4.1为成型轮、4.2为主动轴、4.3为伺服电机、4.4为伞齿轮、5为支撑架。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一

如图1至图11所示，本实用新型的弯曲机构包括机头座1、压料轮组件2、绕弯轮组件3和设置有成型轮4.1的成型轮组件4，其中，成型轮组件4设置在机头座1上且成型轮4.1为主动轮，压料轮组件2设置在机头座1上，压料轮组件2可沿型材传送方向和型材传送方向的垂直方向水平移动；绕弯轮组件3 设置在机头座1上并可以成型轮4.1的中心作为圆心做圆周运动，且绕弯轮组件3可沿其中心与成型轮4.1中心的连线方向移动。本实用新型的成型轮4.1、压料轮组件2和绕弯轮组件3之间的位置作为型材弯曲工位；工作时，通过调节绕弯轮组件3和压料轮组件2相对于成型轮4.1的位置，以及控制成型轮4.1 的转动或停止，实现型材变曲率弯曲的一次性加工。

本实用新型的成型轮组件4还包括主动轴4.2、伺服电机4.3和传动装置，其中，主动轴4.2通过轴承安装在机头座1上并与成型轮4.1连接，伺服电机 4.3设置在机头座1上并通过传动装置与主动轴4.2连接，实现驱动主动轴4.2 上的成型轮4.1转动。该传动装置为分别与主动轴4.2和伺服电机4.3连接的两个伞齿轮4.4，两个伞齿轮4.4啮合连接。本实用新型的成型轮4.1设计为主动轮使得该设备不仅可对型材进行绕弯加工，而且可与压料轮组件2和绕弯轮组件3配合进行型材的推弯加工和滚弯加工。

本实用新型的绕弯轮组件3包括摆臂油缸3.1、摆臂装置和绕弯轮模组，其中，摆臂装置包括摆臂3.2、摆臂连接座3.3和摆臂轴3.4，摆臂轴3.4通过轴承分别与主动轴4.2和机头座1连接，绕弯轮模组设置在摆臂3.2上，摆臂3.2 与摆臂轴3.4连接，摆臂油缸3.1通过摆臂连接座3.3与摆臂轴3.4连接，实现驱动摆臂3.2上的绕弯轮模组以成型轮4.1的中心为圆心做圆周运动。

而绕弯轮模组包括绕弯轮安装板3.5、直线导轨一3.6、压紧油缸一3.7、绕弯轮3.8、绕弯轮支座3.9、绕弯轮安装架3.12和绕弯轮轴3.10，其中，直线导轨一3.6设置在摆臂3.2上并与绕弯轮安装板3.5滑动连接，绕弯轮3.8 通过绕弯轮轴3.10安装在绕弯轮支座3.9上，绕弯轮支座3.9通过绕弯轮安装架3.12设置在绕弯轮安装板3.5上，压紧油缸一3.7与绕弯轮安装板3.5底部的油缸接头3.11连接，实现驱动绕弯轮安装板3.5上的绕弯轮3.8通过直线导轨一3.6沿其与成型轮4.1中心的连线方向移动，通过该方式来调节绕弯轮3.8与成型轮4.1之间的距离。该绕弯轮模组包括调整盖板3.13，绕弯轮支座3.9 调节在绕弯轮安装架3.12的高度后可通过调整盖板3.13固定，使得绕弯轮3.8 的高度可调。

本实用新型的压料轮组件2包括直线导轨二2.1、压料轮安装板一2.2、压紧油缸二2.3以及压料轮模组，其中，直线导轨二2.1设置在机头座1上并与压料轮安装板一2.2滑动连接，压料轮模组设置在压料轮安装板一2.2上，压紧油缸二2.3通过油缸连接座2.4与压料轮安装板一2.2底部的铰支座2.5铰接，实现驱动压料轮安装板一2.2上的压料轮模组通过直线导轨二2.1沿型材传送方向的垂直方向水平移动。

其中，压料轮模组包括压料轮安装板二2.6、压料主动轮装置、压料被动轮装置、直线导轨三2.7和辅助推油缸2.8，该直线导轨三2.7设置在压料轮安装板一2.2上并与压料轮安装板二2.6滑动连接，压料被动轮装置和压料主动轮装置并排设置在压料轮安装板二2.6上；辅助推油缸2.8与压料轮安装板二2.6 连接，实现驱动压料轮安装板二2.6上的压料被动轮装置和压料主动轮装置同步沿型材传送方向移动。

具体地说，压料主动轮装置包括压料主动轮2.9、压料主动轮轴2.10、油马达2.11、同步带轮2.12、同步带2.13和设置在压料轮安装板二2.6上的压料主动轮支架2.14，其中，压料主动轮轴2.10通过轴承安装在压料主动轮支架 2.14上并与压料主动轮2.9连接，油马达2.11设置在压料主动轮支架2.14上并通过同步带轮2.12和同步带2.13与压料主动轮轴2.10连接，实现驱动压料主动轮轴2.10上的压料主动轮2.9转动。

压料被动轮装置包括压料被动轮2.15、压料被动轮轴2.16、压料被动轮支架2.17、直线导轨四2.18、伸缩油缸2.19和设置在压料轮安装板二2.6上的框架2.20，其中，压料被动轮2.15通过压料被动轮轴2.16安装在压料被动轮支架2.17上，直线导轨四2.18设置在框架2.20上，伸缩油缸2.19的驱动端与直线导轨四6.18滑动连接，并与压料被动轮支架2.17连接，实现驱动压料被动轮2.15沿型材传送方向的垂直方向水平移动。

本实用新型变曲率型材弯曲设备可对型材进行绕弯加工、推弯加工和/或滚弯加工，可以通过采用推弯加工、滚弯加工或任意加工工艺的组合实现型材变曲率弯曲的一次性加工成型：

(1)绕弯加工：控制压料轮组件2沿型材传送方向(图1的箭头方向)移动，且压料主动轮2.9与成型轮4.1相对，此时，压料主动轮2.9和压料被动轮2.15可起到压紧型材的作用以及型材传送导向的作用。调节绕弯轮3.8做圆周运动的角度以及绕弯轮3.8中心与成型轮4.1中心的连线方向的位移，控制绕弯轮3.8贴着传送至型材弯曲工位的型材，使得型材绕成型轮4.1转动弯曲，实现型材小曲率半径成型。

(2)推弯加工：控制压料轮组件2沿型材传送方向移动，且压料主动轮2.9 与成型轮4.1相对，此时，压料主动轮2.9和压料被动轮2.15可起到压紧型材的作用以及型材传送导向的作用。根据型材成型的曲率，调节绕弯轮3.8做圆周运动的角度以及绕弯轮3.8中心与成型轮4.1中心的连线方向的位移。控制成型轮4.1转动，在型材推送过程中，型材在成型轮4.1和绕弯轮3.8之间的型材弯曲工位转动弯曲，实现型材大曲率半径成型。

(3)滚弯加工：控制压料主动轮2.9沿型材传送方向移动，且压料主动轮 2.9与成型轮4.1相对。根据型材加工成型的曲率，调节绕弯轮3.8圆周运动的角度以及绕弯轮3.8中心与成型轮4.1中心的连线方向的位移。控制成型轮4.1 转动，控制压料被动轮2.15沿型材传送方向和型材传送方向的垂直方向水平移动，使得压料被动轮2.15、成型轮4.1与绕弯轮3.8相互作用在型材上对型材进行滚弯加工，实现型材大曲率半径成型。

当型材通过推弯加工完成一次大曲率半径弯曲后，可调节压料被动轮2.15、压料主动轮2.9与绕弯轮3.8相对成型轮4.1的位置，使得压料被动轮2.15、成型轮4.1与绕弯轮3.8相互作用在型材上，控制压料被动轮2.15、成型轮4.1 与绕弯轮3.8对刚完成加工的型材进行同一技术参数的滚弯加工，则可实现对型材进行多次加强弯曲定型，可解决大曲率半径弯曲成型的稳定性问题。

本实施例的弯曲机构可通过与现有技术的送料机构和抽芯机构进行配合使用来实现对型材进行弯曲加工。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种变曲率弯曲机构，其特征在于：包括机头座、压料轮组件、绕弯轮组件和设置有成型轮的成型轮组件；所述成型轮组件设置在机头座上且成型轮为主动轮；所述压料轮组件设置在机头座上，压料轮组件可沿型材传送方向和型材传送方向的垂直方向水平移动；所述绕弯轮组件设置在机头座上并可以成型轮的中心作为圆心做圆周运动，且绕弯轮组件可沿其中心与成型轮中心的连线方向移动；所述成型轮、压料轮组件和绕弯轮组件之间的位置作为型材弯曲工位。

2.根据权利要求1所述的变曲率弯曲机构，其特征在于：所述成型轮组件还包括主动轴、成型轮驱动装置和传动装置；所述主动轴通过轴承安装在机头座上并与成型轮连接；所述成型轮驱动装置设置在机头座上并通过传动装置与主动轴连接，实现驱动主动轴上的成型轮转动；所述传动装置为分别与主动轴和成型轮驱动装置连接的两个伞齿轮，两个伞齿轮啮合连接。

3.根据权利要求1所述的变曲率弯曲机构，其特征在于：所述绕弯轮组件包括摆臂驱动装置、摆臂装置和绕弯轮模组；所述摆臂装置通过轴承分别与成型轮的轮轴和机头座连接；所述绕弯轮模组设置在摆臂装置上，摆臂驱动装置与摆臂装置连接，实现驱动摆臂装置上的绕弯轮模组以成型轮的中心为圆心做圆周运动。

4.根据权利要求3所述的变曲率弯曲机构，其特征在于：所述摆臂装置包括摆臂、摆臂连接座和摆臂轴；所述摆臂轴通过轴承分别与成型轮的轮轴和机头座连接；所述绕弯轮模组设置在摆臂上，摆臂与摆臂轴连接；所述摆臂驱动装置通过摆臂连接座与摆臂轴连接，实现驱动摆臂上的绕弯轮模组以成型轮的中心为圆心做圆周运动。

5.根据权利要求3所述的变曲率弯曲机构，其特征在于：所述绕弯轮模组包括绕弯轮安装板、直线导轨一、绕弯轮直线驱动装置和带有绕弯轮的绕弯轮装置；所述直线导轨一设置在摆臂装置上并与绕弯轮安装板滑动连接；所述绕弯轮装置设置在绕弯轮安装板上；所述绕弯轮直线驱动装置与绕弯轮安装板连接，实现驱动绕弯轮安装板上的绕弯轮装置通过直线导轨一沿其与成型轮中心的连线方向移动。

6.根据权利要求1所述的变曲率弯曲机构，其特征在于：所述压料轮组件包括直线导轨二、压料轮安装板一、压料轮驱动装置一以及压料轮模组；所述直线导轨二设置在机头座上并与压料轮安装板一滑动连接；所述压料轮模组设置在压料轮安装板一上；所述压料轮驱动装置一与压料轮安装板一铰接，实现驱动压料轮安装板一上的压料轮模组通过直线导轨二沿型材传送方向的垂直方向水平移动。

7.根据权利要求6所述的变曲率弯曲机构，其特征在于：所述压料轮模组包括压料轮安装板二、压料主动轮装置、压料被动轮装置、直线导轨三和压料轮驱动装置二；所述直线导轨三设置在压料轮安装板一上并与压料轮安装板二滑动连接；所述压料被动轮装置和压料主动轮装置并排设置在压料轮安装板二上；所述压料轮驱动装置二与压料轮安装板二连接，实现驱动压料轮安装板二上的压料被动轮装置和压料主动轮装置同步沿型材传送方向移动。

8.根据权利要求7所述的变曲率弯曲机构，其特征在于：所述压料主动轮装置包括压料主动轮、压料主动轮轴、压料主动轮驱动件、同步带轮传动件和设置在压料轮安装板二上的压料主动轮支架；所述压料主动轮轴通过轴承安装在压料主动轮支架上并与压料主动轮连接；所述压料主动轮驱动件设置在压料主动轮支架上并通过同步带轮传动件与压料主动轮轴连接，实现驱动压料主动轮轴上的压料主动轮转动。

9.根据权利要求7所述的变曲率弯曲机构，其特征在于：所述压料被动轮装置包括压料被动轮、压料被动轮轴、压料被动轮支架、直线导轨四、压料被动轮驱动件和设置在压料轮安装板二上的框架；所述压料被动轮通过压料被动轮轴安装在压料被动轮支架上；所述直线导轨四设置在框架上，压料被动轮驱动件的驱动端与直线导轨四滑动连接，并与压料被动轮支架连接，实现驱动压料被动轮沿型材传送方向的垂直方向水平移动。

Images