專利名稱：帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的三維曲面柔性卷板裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的三維曲面柔性卷板裝置是用于板材塑性成形的設(shè)備，屬于機(jī)械工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，板材成形主要采用各種壓力機(jī)通過模具來實(shí)現(xiàn)。每一種工件都需要一套或數(shù)套模具才能完成成形過程；設(shè)計(jì)、制造與調(diào)試這些模具，要消耗大量的人力、物力和時(shí)間。傳統(tǒng)的板材成形裝置自動(dòng)化程度較低，其成形效率無法滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要。手工成形主要用于成形大尺寸、小批量的零件。手工成形方法成形質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改變傳統(tǒng)的利用模具成形板材的加工方式，提供一種可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的以帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的成形技術(shù)為基礎(chǔ)的三維曲面柔性卷板裝置。
本發(fā)明的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合


如下。
一種帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的三維曲面柔性卷板裝置，它由工作輥、調(diào)整機(jī)構(gòu)及機(jī)架組成，所述的工作輥由若干節(jié)相互獨(dú)立、可調(diào)整軸線位置、可隨工件橫向曲率的變化自由擺動(dòng)軸線角度的子輥組成，所述子輥?zhàn)龀煽芍鲃?dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)輥，或被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的從動(dòng)輥，或帶有制動(dòng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)輥，或由上述主動(dòng)輥、從動(dòng)輥、制動(dòng)輥組合。
該裝置可由至少兩個(gè)工作輥、調(diào)整機(jī)構(gòu)及機(jī)架組成，各工作輥由多個(gè)子輥組成，子輥由調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整其位置，構(gòu)成工作輥的彎曲軸線，且可以繞鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并可在任意位置定位。
所說的子輥表面材質(zhì)可以是鋼材，或其它金屬材料，子輥表面可以帶有聚氨酯橡膠套。子輥又分主動(dòng)子輥、被動(dòng)子輥和制動(dòng)子輥。主動(dòng)子輥?zhàn)陨砜芍鲃?dòng)旋轉(zhuǎn)，由其可以把板料帶動(dòng)通過工作輥之間；被動(dòng)子輥?zhàn)陨聿荒苤鲃?dòng)旋轉(zhuǎn)，靠板料帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；制動(dòng)子輥在不制動(dòng)時(shí)就象被動(dòng)輥一樣靠板料帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，在制動(dòng)狀態(tài)時(shí)起到對(duì)板料增加張力的作用，有利于板料成形。
帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的三維曲面柔性卷板裝置是采用數(shù)個(gè)(至少兩個(gè))工作輥按一定規(guī)則排列的用于板材塑性加工的設(shè)備。各工作輥由數(shù)個(gè)子輥構(gòu)成，子輥在調(diào)整機(jī)構(gòu)作用下產(chǎn)生位移，且子輥可以繞鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度；靠工作輥的相對(duì)位置變化或工作輥中子輥的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)使板料沿縱向成形不同曲率，并沿橫向成形不同曲率。工作輥的相對(duì)位置變化和子輥的移動(dòng)都可以通過機(jī)械、液壓驅(qū)動(dòng)等裝置實(shí)現(xiàn)。帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的三維曲面柔性卷板裝置可以取代傳統(tǒng)的模具成形實(shí)現(xiàn)板類件的柔性成形。
帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的三維曲面柔性卷板裝置借鑒了多點(diǎn)成形技術(shù)的柔性可變思想，把傳統(tǒng)的卷板裝置或板料校平裝置的工作輥離散成多個(gè)子輥，使子輥沿工作輥軸向布置，且沿某個(gè)方向進(jìn)行調(diào)整。子輥調(diào)整可以是手動(dòng)(成形前調(diào)好，成形過程中不變)或由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制(成形過程中移動(dòng)子輥)，子輥移動(dòng)距離依據(jù)三維曲面件的形狀所決定。這種成形方式可以實(shí)現(xiàn)板材三維曲面的連續(xù)成形；與傳統(tǒng)整體模具成形方式相比，不用設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試模具，節(jié)省大量的人力、物力和時(shí)間。

下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體內(nèi)容及其工作過程。
圖1a是具有三組工作輥的三維曲面柔性卷板裝置的示意圖；圖1b是圖1a的p-p向視圖。
圖2a是具有兩組工作輥的三維曲面柔性卷板裝置的示意圖；圖2b是圖2a的p-p向視圖。
圖3a是具有四組工作輥的三維曲面柔性卷板裝置的示意圖；圖3b是圖3a的p-p向視圖。
圖4a是具有五組工作輥的三維曲面柔性卷板裝置的示意圖；圖4b是圖4a的p-p向視圖。
圖5a是主動(dòng)輥的示意圖，其表面材質(zhì)為鋼材，或其它金屬材料；圖5b是圖5a的側(cè)視圖；圖5c是圖5b的p-p向視圖。
圖6a是帶圓角的主動(dòng)輥的示意圖；圖6b是圖6a的側(cè)視圖；圖6c是圖6b的p-p向視圖。
圖7a是具有聚氨酯橡膠套的子輥的示意圖；圖7b是圖7a的側(cè)視圖；圖7c是圖7b的p-p向視圖。
圖中1.子輥的調(diào)整機(jī)構(gòu)；2.三維曲面件；3.高彈性輥；4.工作輥；5.金屬材料子輥；6.鉸接軸；7.工作輥的驅(qū)動(dòng)裝置，包括電機(jī)與減速器等；8.帶圓角的金屬材料子輥；9.具有聚氨酯橡膠套的子輥。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體內(nèi)容及其工作過程。
所述的工作輥由三組柔性工作輥組成，其所有子輥都做成主動(dòng)輥；或其中的任意一組或兩組柔性工作輥或任意若干個(gè)子輥?zhàn)龀芍鲃?dòng)輥，其余子輥?zhàn)龀蓮膭?dòng)輥；或從動(dòng)輥中的至少一個(gè)做成制動(dòng)輥。
所述的工作輥由四組柔性工作輥組成，其所有子輥都做成主動(dòng)輥；或其中的兩組前工作輥或任意若干個(gè)子輥?zhàn)龀芍鲃?dòng)輥，其余做成從動(dòng)輥；或從動(dòng)輥中的至少一個(gè)做成制動(dòng)輥。
所述的工作輥由四組工作輥組成，其中的兩個(gè)前工作輥?zhàn)龀伤龅娜嵝怨ぷ鬏?，并做成主?dòng)輥；其余兩個(gè)后工作輥?zhàn)龀烧w式工作輥，并做成從動(dòng)輥；或從動(dòng)輥中的至少一個(gè)從動(dòng)輥?zhàn)龀芍苿?dòng)輥。
所述的工作輥由五組柔性工作輥組成，其所有子輥都做成主動(dòng)輥；或其中的前兩組或任意若干個(gè)子輥?zhàn)龀芍鲃?dòng)輥，其余做成從動(dòng)輥；或從動(dòng)輥中的至少一個(gè)從動(dòng)輥?zhàn)龀芍苿?dòng)輥；或其中的前三個(gè)工作輥?zhàn)龀伤龅娜嵝怨ぷ鬏?，并做成主?dòng)輥；或后兩個(gè)做成整體式工作輥，并做成從動(dòng)輥；或從動(dòng)輥中的至少一個(gè)從動(dòng)輥?zhàn)龀芍苿?dòng)輥。
所述的工作輥由兩組柔性工作輥組成，其下輥帶有聚氨酯橡膠套，且下輥直徑大于上輥直徑；上輥與下輥都做成主動(dòng)輥；或其中的任意一組工作輥或任意若干個(gè)子輥?zhàn)龀芍鲃?dòng)輥，其余做成從動(dòng)輥。
所述的工作輥由兩個(gè)工作輥組成，其上輥由所述的柔性工作輥組成，下輥由直徑大于上輥直徑的圓柱形彈性輥組成；上輥與下輥都做成主動(dòng)輥；或其中的任意一個(gè)工作輥或任意若干個(gè)子輥?zhàn)龀芍鲃?dòng)輥，其余做成從動(dòng)輥；或從動(dòng)輥中的至少一個(gè)從動(dòng)輥?zhàn)龀芍苿?dòng)輥。
所述的工作輥上子輥的軸線位置調(diào)整采用在卷板開始前預(yù)先調(diào)整的方式。
所述的柔性工作輥上子輥的軸線位置調(diào)整采用在卷板過程中由計(jì)算機(jī)控制隨時(shí)連續(xù)調(diào)整的方式。
縱向變形以圖1為例，圖1b所示的板料變形為縱向變形。
橫向變形以圖1為例，圖1a所示的板料變形為橫向變形。
參閱圖1帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的板材三維曲面柔性成形裝置由三組工作輥4按圖1b所示的規(guī)則排列。每個(gè)工作輥由多個(gè)子輥構(gòu)成，且每個(gè)子輥可通過調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整，使工作輥的每個(gè)子輥相應(yīng)地使板料在縱向與橫向產(chǎn)生變形；子輥可以用圖5、圖6、圖7等形式。
參閱圖2帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的板材三維曲面柔性成形裝置，由工作輥1和高彈性輥3組成。工作輥1由多個(gè)子輥構(gòu)成，子輥可通過調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整，使高彈性輥3在工作輥1的作用下產(chǎn)生徑向變形，使板料在縱向與橫向產(chǎn)生變形。
參閱圖3帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的板材三維曲面柔性成形裝置，由四組工作輥4按圖3b所示的規(guī)則排列。每個(gè)工作輥由多個(gè)子輥構(gòu)成，且子輥可通過調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整，使四組工作輥按三維曲面零件形狀進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)板料通過工作輥之間時(shí)，被輥壓成需要的三維曲面零件2。
參閱圖4帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的板材三維曲面柔性成形裝置，由五組工作輥4按圖4b所示的規(guī)則排列。每個(gè)工作輥由多個(gè)子輥構(gòu)成，且子輥可通過調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整，使五組工作輥按三維曲面零件形狀進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)板料通過工作輥之間時(shí)，被輥壓成需要的三維曲面零件2。
工作輥的數(shù)量越多越好，排列規(guī)則除圖1、圖2、圖3、圖4所示的形式外還有許多種，可以依據(jù)實(shí)際需要排列。在工作輥中至少有一個(gè)主動(dòng)輥，其余為被動(dòng)輥或?yàn)橹苿?dòng)輥。工作輥上的子輥數(shù)量也是越多越好。
權(quán)利要求
1.一種帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的三維曲面柔性卷板裝置，它由至少兩組工作輥、調(diào)整機(jī)構(gòu)、機(jī)架等組成，其特征是所述的工作輥由若干節(jié)相互獨(dú)立、可調(diào)整軸線位置、可擺動(dòng)軸線角度的子輥組成，所述子輥?zhàn)龀煽芍鲃?dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)輥，或被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的從動(dòng)輥，或帶有制動(dòng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)輥，或由上述主動(dòng)輥、從動(dòng)輥、制動(dòng)輥組合。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的三維曲面柔性卷板裝置，其特征是所述的工作輥由三組柔性工作輥組成，其所有子輥都做成主動(dòng)輥；或其中的任意一組或兩組柔性工作輥或任意若干個(gè)子輥?zhàn)龀芍鲃?dòng)輥，其余子輥?zhàn)龀蓮膭?dòng)輥；或從動(dòng)輥中的至少一個(gè)做成制動(dòng)輥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的三維曲面柔性卷板裝置，其特征是所述的工作輥由四組柔性工作輥組成，其所有子輥都做成主動(dòng)輥；或其中的兩組前工作輥或任意若干個(gè)子輥?zhàn)龀芍鲃?dòng)輥，其余做成從動(dòng)輥；或從動(dòng)輥中的至少一個(gè)做成制動(dòng)輥。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的三維曲面柔性卷板裝置，其特征是所述的工作輥由四組工作輥組成，其中的兩個(gè)前工作輥?zhàn)龀伤龅娜嵝怨ぷ鬏?，并做成主?dòng)輥；其余兩個(gè)后工作輥?zhàn)龀烧w式工作輥，并做成從動(dòng)輥；或從動(dòng)輥中的至少一個(gè)從動(dòng)輥?zhàn)龀芍苿?dòng)輥。
5.根據(jù)權(quán)力要求1所述的帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的三維曲面柔性卷板裝置，其特征是所述的工作輥由五組柔性工作輥組成，其所有子輥都做成主動(dòng)輥；或其中的前兩組或任意若干個(gè)子輥?zhàn)龀芍鲃?dòng)輥，其余做成從動(dòng)輥；或從動(dòng)輥中的至少一個(gè)從動(dòng)輥?zhàn)龀芍苿?dòng)輥；或其中的前三個(gè)工作輥?zhàn)龀伤龅娜嵝怨ぷ鬏仯⒆龀芍鲃?dòng)輥；或后兩個(gè)做成整體式工作輥，并做成從動(dòng)輥；或從動(dòng)輥中的至少一個(gè)從動(dòng)輥?zhàn)龀芍苿?dòng)輥。
6.根據(jù)權(quán)力要求1所述的帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的三維曲面柔性卷板裝置，其特征是所述的工作輥由兩組柔性工作輥組成，其下輥帶有聚氨酯橡膠套，且下輥直徑大于上輥直徑；上輥與下輥都做成主動(dòng)輥；或其中的任意一組工作輥或任意若干個(gè)子輥?zhàn)龀芍鲃?dòng)輥，其余做成從動(dòng)輥。
7.根據(jù)權(quán)力要求1所述的帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的三維曲面柔性卷板裝置，其特征是所述的工作輥由兩個(gè)工作輥組成，其上輥由所述的柔性工作輥組成，下輥由直徑大于上輥直徑的圓柱形彈性輥組成；上輥與下輥都做成主動(dòng)輥；或其中的任意一個(gè)工作輥或任意若干個(gè)子輥?zhàn)龀芍鲃?dòng)輥，其余做成從動(dòng)輥；或從動(dòng)輥中的至少一個(gè)從動(dòng)輥?zhàn)龀芍苿?dòng)輥。
8.根據(jù)權(quán)力要求1所述的帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的三維曲面柔性卷板裝置，其特征是所述的工作輥上子輥的軸線位置調(diào)整采用在卷板開始前預(yù)先調(diào)整的方式。
9.根據(jù)權(quán)力要求1所述的帶有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥的三維曲面柔性卷板裝置，其特征是所述的柔性工作輥上子輥的軸線位置調(diào)整采用在卷板過程中由計(jì)算機(jī)控制隨時(shí)連續(xù)調(diào)整的方式。
全文摘要
帶有子輥的三維曲面柔性卷板裝置是用于板材塑性加工的設(shè)備，屬于機(jī)械工程領(lǐng)域。其目的在于改變傳統(tǒng)的利用模具成形板材的加工方式，提供一種可實(shí)現(xiàn)機(jī)械控制或自動(dòng)控制的以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式子輥組為基礎(chǔ)的三維曲面柔性卷板裝置。該裝置由工作輥、工作輥調(diào)整機(jī)構(gòu)及機(jī)架組成，所述的工作輥至少有兩組，各工作輥由若干節(jié)相互獨(dú)立、可調(diào)整軸線位置、可擺動(dòng)軸線角度的子輥組成，所述子輥?zhàn)龀煽芍鲃?dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)輥，或被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的從動(dòng)輥，或帶有制動(dòng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)輥，或由上述主動(dòng)輥、從動(dòng)輥、制動(dòng)輥組合。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)板材三維曲面的連續(xù)成形；與傳統(tǒng)整體模具成形方式相比，不用設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試模具，節(jié)省大量的人力、物力和時(shí)間。
文檔編號(hào)B21D5/14GK1810403SQ20061001659
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2006年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月21日
發(fā)明者李明哲, 蔡中義, 付文智, 劉純國, 隋振, 崔相吉, 嚴(yán)慶光, 鄧玉山, 李湘吉, 閻雪萍, 陳慶敏 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)