六自由度控制分塊式柔性型材三維拉彎模具及成型工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種六自由度控制分塊式柔性型材三維拉彎模具及成型工藝。模具成形曲面由一組若干個(gè)成形曲面模塊、模具底座、可調(diào)支架及絲杠等零部件構(gòu)建而成。每個(gè)成形曲面模塊的六自由度均可控制和調(diào)整。因此，模具成形曲面的彎曲曲率和扭轉(zhuǎn)角度均可通過(guò)模具上的相應(yīng)機(jī)構(gòu)調(diào)整和控制，從而實(shí)現(xiàn)了模具成形曲面的柔性控制。本發(fā)明所述模具的成型曲面在水平面和垂直面內(nèi)的曲率可調(diào)控，成形曲面截面間的扭轉(zhuǎn)角度可調(diào)控，從而完全控制了型材在彎曲、扭轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的回彈變形；同時(shí)可用同一組成形曲面模塊構(gòu)建成不同的曲率半徑和扭轉(zhuǎn)角度的模具成形曲面，實(shí)現(xiàn)了一組成形曲面模塊拉彎不同成形零件的目的。
【專利說(shuō)明】六自由度控制分塊式柔性型材三維拉彎模具及成型工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種型材拉彎、扭成形模具和動(dòng)態(tài)成形工藝方法。屬于機(jī)械工程領(lǐng)域，可廣泛用于行走機(jī)械，航空航天器和藝術(shù)造型工程等的流線形三維結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)生活質(zhì)量、欣賞水平的提高，以高速列車(chē)、動(dòng)車(chē)組和汽車(chē)為代表的行走機(jī)械設(shè)備大多已采用空氣阻力小外形美觀的流線型設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。以北京奧運(yùn)場(chǎng)館一鳥(niǎo)巢為代表的現(xiàn)代造型藝術(shù)工程也采用了型材三維彎扭件的焊接結(jié)構(gòu)造型。型材三維彎扭件應(yīng)用范圍非常廣泛，而型材的三維彎、扭成形件的成形工藝和裝備國(guó)內(nèi)目前尚不理想，很多關(guān)鍵工程上(如高速列車(chē)車(chē)頭骨架)均使用國(guó)外進(jìn)口件，其價(jià)格非常昂貴。
[0003]一般的型材三維彎扭零件是指，一種沿型材軸向在三維空間三個(gè)方向均有彎曲變形，法向截面圖形和尺寸不變，各截面繞其中性軸有扭轉(zhuǎn)變形的型材成型零件。在工業(yè)生產(chǎn)上，由于拉彎成形具有回彈小、不起皺的特點(diǎn)，型材的成形一般采用拉彎成形的方法。國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的拉彎模具成形方法對(duì)于截面規(guī)則的型材，如“〇”形、矩形還可以成形，對(duì)于截面類似于“T”、“F”、“E”等截面的型材則采用補(bǔ)充墊塊的方法使截面外形成“〇”形或矩形形狀，即用多個(gè)小段補(bǔ)充墊塊按一定的間距采用一定的固定辦法與直線型材固定起來(lái)，再進(jìn)行拉彎、扭轉(zhuǎn)成形。成形后將補(bǔ)充墊塊拆除。也即相當(dāng)于將型材彎扭成一段段折線段，成形后的型材折線痕跡過(guò)于明顯，成形誤差過(guò)大，拆卸補(bǔ)充墊塊困難，需大量人工矯形和打磨，且對(duì)零件的機(jī)械強(qiáng)度有很大破壞，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。
[0004]由于目前的理論分析、經(jīng)驗(yàn)系數(shù)和計(jì)算方法，無(wú)法給出準(zhǔn)確的型材彎扭回彈系數(shù)，模具需要反復(fù)進(jìn)行修整試驗(yàn)，生產(chǎn)周期長(zhǎng)費(fèi)用高。同時(shí)一種成形零件對(duì)應(yīng)一套模具，因此型材三維拉彎扭成形零件的制造成本極高，特別是小批量生產(chǎn)時(shí)，只能采用人工火烤的成形方法。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]鑒于型材彎扭成形零件的生產(chǎn)現(xiàn)狀，本發(fā)明的六自由度控制分塊式柔性型材三維拉彎模具及成形工藝方法是利用一組簡(jiǎn)單且容易制造的成形曲面模塊1，通過(guò)模具上的調(diào)整控制機(jī)構(gòu)構(gòu)建模具成形曲面，并建立成形零件與模具上各個(gè)成形曲面模塊I的對(duì)應(yīng)關(guān)系。經(jīng)試驗(yàn)拉彎后型材成型產(chǎn)生的位置和角度的誤差值，利用控制裝置上的調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整控制成形曲面模塊I的位置和角度。每一次調(diào)整后，即構(gòu)建成新的模具成型曲面，其彎曲曲率和扭轉(zhuǎn)角度隨之發(fā)生改變，用以消除成形時(shí)拉彎零件產(chǎn)生的誤差。免除了傳統(tǒng)模具拉彎成形時(shí)產(chǎn)生的大量模具修整工作。該模具采用一種動(dòng)態(tài)成形工藝方法，即先將型材在水平面內(nèi)進(jìn)行彎曲和扭轉(zhuǎn)成形，然后再在垂直面內(nèi)對(duì)型材進(jìn)行彎曲成形。此成形方法簡(jiǎn)化了三維拉彎?rùn)C(jī)的運(yùn)動(dòng)模式，解決了帶筋、緣一類型材用傳統(tǒng)拉彎模具無(wú)法成形和難以成形的問(wèn)題。由上所述，本發(fā)明的六自由度控制分塊式柔性型材三維拉彎模具是可以拉彎不同彎曲曲率和扭轉(zhuǎn)角的型材成形零件的，對(duì)不同形狀和截面的成形零件僅需更換不同截面的成形曲面模塊I，模具其它機(jī)構(gòu)可以通用。
[0006]本發(fā)明的目的在于解決傳統(tǒng)拉彎模具難以解決的如下問(wèn)題:
[0007](1）解決了類似“T’P”E”等形截面型材三維拉彎^丑轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)法進(jìn)入傳統(tǒng)模具成形面上溝槽內(nèi)的問(wèn)題；
[0008](2)解決了同一型材截面不同彎曲曲率和扭轉(zhuǎn)角的成形曲面模塊的共享問(wèn)題；
[0009](3)消除了成形曲面模塊間的無(wú)模支撐過(guò)度區(qū)的陡彎(曲率突變)現(xiàn)象；
[0010](4)節(jié)省了由于成形回彈量的不確定而發(fā)生的大量修模費(fèi)用；
[0011](5)由于模塊六自由度可控制裝置是通用裝置，對(duì)不同截面型材只需更換不同的成形曲面模塊組即可，因此大大降低了生產(chǎn)制造成本。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案結(jié)合【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】如下:
[0013]一種六自由度控制分塊式柔性型材三維拉彎模具，所述模具由若干個(gè)成形曲面模塊1、模具底座2、若干個(gè)相同的可調(diào)支架3和絲杠4組成，所述的模具底座2沿縱向平行等距開(kāi)設(shè)有矩形導(dǎo)向槽，并安裝有絲杠4和左右絲杠固定軸承裝置5、6，可調(diào)支架3由其上的立柱8的底部矩形導(dǎo)向部分與模具底座2上的矩形導(dǎo)軌槽滑動(dòng)配合安裝，通過(guò)絲杠4和傳動(dòng)螺母7實(shí)現(xiàn)前后移動(dòng)和定位，每個(gè)可調(diào)支架3的左右位置由模具底座2的矩形導(dǎo)向槽位置確定，所述的可調(diào)支架3主要有立柱8、擺臂11、轉(zhuǎn)軸12和安裝在擺臂11上的其它零件組成，擺臂11可繞轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可用球頭螺桿10調(diào)整，并用方頭螺栓9和螺母24固定在立柱8上，擺臂11上安裝有帶圓孔的上下帶孔鉸支座17、23，空心圓形立柱18配合安裝于鉸支座上，并繞其軸心線轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度用套在空心圓形立柱18上、并用健齒連接的調(diào)整盤(pán)16調(diào)整，調(diào)整盤(pán)16上開(kāi)設(shè)有長(zhǎng)槽，角度調(diào)整好后用螺栓15固定于上鉸支座17上，空心圓形立柱18上沿軸向開(kāi)設(shè)有貫通的長(zhǎng)槽孔，長(zhǎng)槽孔中滑動(dòng)配合一矩形鍵20，矩形鍵20同時(shí)安裝在開(kāi)設(shè)有矩形孔的帶軸滑塊21上，隨滑塊21沿空心圓形立柱18上下移動(dòng)，矩形鍵20上還裝有擋塊19，滑塊21向上移動(dòng)的位置由限位螺桿14下端的球頭位置控制，滑塊21上設(shè)有轉(zhuǎn)軸，該軸與成型曲面模塊I的孔滑動(dòng)配合，成形曲面模塊I可繞該軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0014]所述成形曲面模塊I在規(guī)則的矩形體上加工三維成形曲面，成形曲面可以采用兩種方法取得，一種方法是成形曲面的法向截面取自型材截面，沿水平和垂直方向做適當(dāng)?shù)膱A弧曲面，模具成形曲面由數(shù)個(gè)相同的成形曲面模塊I構(gòu)成，另一種方法是成形曲面直接取自產(chǎn)品零件的數(shù)學(xué)模型，模具成形曲面由數(shù)個(gè)不相同的成形曲面模塊I構(gòu)成，在成形曲面的對(duì)面一側(cè)加工安裝孔和一平面。
[0015]上述的一種六自由度控制分塊式柔性型材三維拉彎模具的成型工藝方法:
[0016]所述模具每個(gè)成形曲面模塊I是動(dòng)態(tài)地、逐個(gè)地、分步參與型材的整個(gè)塑性變形過(guò)程，其具體步驟如下:
[0017] I)調(diào)整模具，根據(jù)型材的三維彎、扭成形件圖紙確定拉彎型材25在模具上成形時(shí)的初始位置和成形結(jié)束位置，調(diào)整限位螺桿14下端的球頭位置，用以控制各個(gè)成形曲面模塊I在垂直面內(nèi)向上移動(dòng)的終點(diǎn)，調(diào)整絲杠4確定可調(diào)支架3的前后位置，用以控制各個(gè)成形曲面模塊I在模具上的前后位置，左右位置由模具底座2上的矩形導(dǎo)向槽確定，調(diào)整空心圓形立柱18繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)角度，確定成形曲面模塊I在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角，依據(jù)拉彎型材25沿橫向?qū)虿壑行奈恢玫臋M截面間的扭轉(zhuǎn)角度，調(diào)整擺臂11繞轉(zhuǎn)軸12的擺角并固定，成形曲面模塊I可繞滑塊21上的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng):
[0018]2)拉彎前確認(rèn)全部成形曲面模塊I上的成形溝槽槽口基本處于同一個(gè)水平面內(nèi)；
[0019]3 )調(diào)整拉彎?rùn)C(jī)各參數(shù)，將待成形型材拉直、確定型材方向，保證型材在水平面內(nèi)能夠進(jìn)入成形曲面模塊I上的成形溝槽；
[0020]4)首先對(duì)成形型材在水平面內(nèi)在模具上實(shí)施彎曲、扭轉(zhuǎn)成形，使型材與所有成形曲面模塊I貼合；
[0021]5)再對(duì)型材在垂直面內(nèi)進(jìn)行拉彎，此時(shí)成型曲面模塊I從最低點(diǎn)的那一塊開(kāi)始，逐個(gè)沿空心圓形立柱18向上移動(dòng)，當(dāng)全部成形曲面模塊I上的擋塊19與限位螺桿14接觸時(shí)成形過(guò)程結(jié)束；
[0022]6)拉彎?rùn)C(jī)卸載，取下已成形工件，對(duì)其尺寸、彎曲回彈量和扭轉(zhuǎn)回彈量進(jìn)行測(cè)量；
[0023]7)依據(jù)測(cè)量值，調(diào)整各個(gè)成形曲面模塊I的位置和角度；
[0024]8 )重新進(jìn)行試?yán)瓘澇尚喂ぜ?br> [0025]9)重復(fù)步驟4) 一8)，直到獲得合格的成形零件；
[0026]10)對(duì)批量制件進(jìn)行拉彎成形。
[0027]由上所述，本發(fā)明的六自由度控制分塊式柔性型材三維拉彎模具上的每個(gè)成形曲面模塊I的六個(gè)自由度受到了有效控制，通過(guò)調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)整，成形曲面模塊I可以構(gòu)建成具有不同彎曲曲率和扭轉(zhuǎn)角的拉彎模具成形面，同時(shí)拉彎模具成形面在成型過(guò)程中不斷地發(fā)生改變。
[0028]由于成形曲面模塊I可繞滑塊21上的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，型材在垂直面內(nèi)彎曲時(shí)能夠保證型材在相鄰兩個(gè)成形曲面模塊I間的變形均勻過(guò)渡，保證了型材在成形曲面模塊I在中間部位接觸。同理成形曲面模塊I可隨空心圓形立柱18繞該軸調(diào)整轉(zhuǎn)角，型材在水平面內(nèi)彎曲時(shí)能夠保證型材在相鄰兩個(gè)成形曲面模塊I間的變形均勻過(guò)渡，保證型材在成形曲面模塊I在中間部位接觸。
[0029]由于擺臂11可繞轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動(dòng)，即成形曲面模塊I可繞該軸轉(zhuǎn)動(dòng)，型材截面在扭轉(zhuǎn)變形時(shí)各截面間的扭轉(zhuǎn)角度受到控制。依據(jù)成形零件的扭轉(zhuǎn)回彈量調(diào)整擺臂11的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，保證了成形零件的扭轉(zhuǎn)角度正確。
[0030]由于成形曲面模塊I可隨可調(diào)支架3沿模具底座矩形槽前后移動(dòng)，調(diào)整其位置即可控制模具在水平面內(nèi)的彎曲曲率。通過(guò)調(diào)整各個(gè)可調(diào)支架3上的限位螺桿14的球頭上下位置即可控制模具在垂直面內(nèi)的彎曲曲率。從而消除了零件成形時(shí)產(chǎn)生的彎曲回彈。
[0031]綜上所述，該模具的成型曲面在水平面和垂直面內(nèi)的曲率可調(diào)控，成形曲面截面間的扭轉(zhuǎn)角度可調(diào)控，從而完全控制了型材在彎曲、扭轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的回彈變形；同時(shí)可用同一組成形曲面模塊I構(gòu)建成不同的曲率半徑和扭轉(zhuǎn)角度的模具成形曲面，實(shí)現(xiàn)了一組成形曲面模塊I拉彎不同成形零件的目的。
[0032]由于該模具的特殊結(jié)構(gòu)，在型材拉彎、扭轉(zhuǎn)成形時(shí)需按照權(quán)利要求中所述的成形工藝方法操作。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是本發(fā)明的模具在拉彎成形后的主視圖。
[0034]圖2是本發(fā)明的模具主視圖。[0035]圖3是本發(fā)明裝置的總裝配圖。
[0036]圖4是可調(diào)支架3的總成圖。
[0037]圖5是可調(diào)支架3的A-A剖視圖。
[0038]圖6是可調(diào)支架3的B-B剖視圖。
[0039]圖中:
[0040]1.成形曲面模塊，2.模具底座，3.可調(diào)支架，4.絲杠，5、6.左右絲杠固定軸承裝置，7.傳動(dòng)螺母，8.立柱，9.方頭螺栓，10.球頭螺桿，11.擺臂，12.轉(zhuǎn)軸，13.固定螺母，14.限位螺桿，15.六角螺栓，16.調(diào)整盤(pán)，17.上帶孔鉸支座，18.空心圓形立柱，19.擋塊，20.矩形鍵，21.帶軸滑塊，22.螺釘，23.下帶孔鉸支座，24.螺母，25.拉彎型材。
【具體實(shí)施方式】
[0041]以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體內(nèi)容:
[0042]所述模具主要由成形曲面模塊1、模具底座2、數(shù)個(gè)相同的可調(diào)支架3及絲杠4組成。所述的模具底座2沿縱向平行等距開(kāi)設(shè)有矩形導(dǎo)向槽，并安裝有絲杠4和絲杠固定軸承裝置5、6?？烧{(diào)支架3由其上的立柱8的底部矩形導(dǎo)向部分與模具底座2上的矩形導(dǎo)軌槽滑動(dòng)配合安裝，通過(guò)絲杠4和傳動(dòng)螺母7實(shí)現(xiàn)前后移動(dòng)和定位，從而控制了成形曲面模塊I的第一個(gè)移動(dòng)自由度。每個(gè)可調(diào)支架3的左右位置由模具底座2的矩形導(dǎo)向槽位置確定，也即控制了成形曲面模塊I的第二個(gè)移動(dòng)自由度。所述的可調(diào)支架3主要有立柱8、擺臂11、轉(zhuǎn)軸12和安裝在擺臂11上的其它零件組成，擺臂11可繞轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可用球頭螺桿10調(diào)整，并用方頭螺栓9和螺母24固定在立柱8上，此處控制了成形曲面模塊I的第一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。擺臂11上安裝有帶圓孔的上下兩個(gè)鉸支座17、23，空心圓形立柱18配合安裝于鉸支座上，并可繞其軸心線轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度用套在空心圓形立柱15上、并用健齒連接的調(diào)整盤(pán)16調(diào)整，調(diào)整盤(pán)16上開(kāi)設(shè)有長(zhǎng)槽，角度調(diào)整好后用螺栓15固定于上鉸支座17上，此處控制了成形曲面模塊I的第二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度?？招膱A形立柱18上沿軸向開(kāi)設(shè)有貫通的長(zhǎng)槽孔，長(zhǎng)槽孔中滑動(dòng)配合一矩形鍵20，矩形鍵20同時(shí)安裝在開(kāi)設(shè)有矩形孔的滑塊21上，可隨滑塊21沿空心圓形立柱18上下移動(dòng)，矩形鍵20上還裝有擋塊19，滑塊21向上移動(dòng)的位置由限位螺桿14下端的球頭位置控制，此處控制了成形曲面模塊I的第三個(gè)移動(dòng)自由度。滑塊21上設(shè)有轉(zhuǎn)軸，該軸與成形曲面模塊I的孔滑動(dòng)配合，成形曲面模塊I可繞該軸轉(zhuǎn)動(dòng)，此處控制了成形曲面模塊I的第二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。
[0043]本發(fā)明的實(shí)施例參見(jiàn)附圖，圖中所示為一組由15個(gè)成形曲面模塊1、模具底座2、15個(gè)相同的可調(diào)支架3及絲杠4組成本拉彎模具，并對(duì)截面是類“T”的型材進(jìn)行三維拉彎、扭轉(zhuǎn)變形加工。在拉彎成形前應(yīng)確定成型零件在模具上的初始和最終位置，然后對(duì)模具上的相應(yīng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，構(gòu)建模具成形面。
[0044]1、調(diào)整模具，構(gòu)建模具成形面。模具底座2沿縱向平行等距開(kāi)設(shè)有15條矩形導(dǎo)向槽，并安裝有15根絲杠4和絲杠固定軸承裝置5、6?？烧{(diào)支架3由其上的立柱8的底部矩形導(dǎo)向部分與模具底座2上的矩形導(dǎo)軌槽滑動(dòng)配合安裝，通過(guò)絲杠4和傳動(dòng)螺母7實(shí)現(xiàn)前后移動(dòng)和定位，從而控制了成形曲面模塊I在模具上的前后位置。每個(gè)可調(diào)支架3的左右位置由模具底座2上的矩形導(dǎo)向槽位置確定，也即控制了成形曲面模塊I的左右位置。由于成形曲面模塊I的前后和左右位置受到控制，因此，全部成形曲面模塊I構(gòu)建了一個(gè)在水平面內(nèi)的模具成形面，模具成形面其曲率可調(diào)控。可調(diào)支架3主要有立柱8、擺臂11、轉(zhuǎn)軸12和安裝在擺臂11上的其它零件組成，擺臂11可繞轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可用球頭螺桿10調(diào)整，并用方頭螺栓9和螺母24固定在立柱8上，擺臂11的擺角保證了各個(gè)成形曲面模塊I的成形截面間的扭轉(zhuǎn)角度。擺臂11上安裝有帶圓孔的上下兩個(gè)鉸支座17、23，空心圓形立柱18配合安裝于鉸支座上，并可繞其軸心線轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度用套在空心圓形立柱15上、并用健齒連接的調(diào)整盤(pán)16調(diào)整，調(diào)整盤(pán)16上開(kāi)設(shè)有長(zhǎng)槽，角度調(diào)整好后用螺栓15固定于上鉸支座17上，保證了各個(gè)成形曲面模塊I在水平面內(nèi)彎曲型材時(shí)的圓滑過(guò)渡?？招膱A形立柱18上沿軸向開(kāi)設(shè)有貫通的長(zhǎng)槽孔，長(zhǎng)槽孔中滑動(dòng)配合一矩形滑塊20，矩形鍵20同時(shí)安裝在開(kāi)設(shè)有矩形孔的滑塊21上，可隨滑塊21可沿空心圓形立柱18上下移動(dòng)，矩形鍵20上還裝有擋塊19，滑塊21向上移動(dòng)的位置由限位螺桿14下端的球頭位置控制。當(dāng)全部成形曲面模塊I向上移動(dòng)到終點(diǎn)位置時(shí)，成形曲面模塊I構(gòu)建了在垂直面內(nèi)的模具成形面。滑塊21上設(shè)有轉(zhuǎn)軸，該軸與成形曲面模塊I的孔滑動(dòng)配合，成形曲面模塊I可繞該軸轉(zhuǎn)動(dòng)，保證了成形曲面模塊I在垂直面內(nèi)彎曲型材時(shí)的圓滑過(guò)渡。
[0045]2)確認(rèn)全部成形曲面模塊I上的成形溝槽槽口基本處于同一個(gè)水平面內(nèi)。
[0046]3)根據(jù)型材的截面幾何尺寸和材料的機(jī)械性能，調(diào)整拉彎?rùn)C(jī)各部壓力、變形速度、機(jī)床各機(jī)構(gòu)的位置等參數(shù)，將待成形型材夾緊、拉直、確定型材方向，保證型材在水平面內(nèi)能夠進(jìn)入由成形曲面模塊I構(gòu)建的模具成形面上的溝槽。
[0047]4 )對(duì)型材施以足夠拉力，在水平面內(nèi)實(shí)施彎曲、扭轉(zhuǎn)成形，使型材與所有成形曲面模塊I貼合。
[0048]5)對(duì)型材在垂直面內(nèi)進(jìn)行拉彎，此時(shí)成形曲面模塊I從最低點(diǎn)的那一塊開(kāi)始，逐個(gè)沿空心圓形立柱18向上移動(dòng)，當(dāng)全部成形曲面模塊I上的擋塊16與限位螺桿接觸時(shí)成形過(guò)程結(jié)束。。
[0049]6)拉彎?rùn)C(jī)卸載，取下已成形工件，對(duì)其尺寸、彎曲回彈量和扭轉(zhuǎn)回彈量進(jìn)行測(cè)量。
[0050]7)依據(jù)測(cè)量值，調(diào)整各個(gè)成形曲面模塊I的位置和角度。
[0051]8)重新進(jìn)行試?yán)瓘澇尚喂ぜ?br> [0052]9)重復(fù)步驟4) 8)，直到獲得合格的成形零件。
[0053]10)批量拉彎成形。
【權(quán)利要求】
1.一種六自由度控制分塊式柔性型材三維拉彎模具，其特征在于: 所述模具由若干個(gè)成形曲面模塊(I)、模具底座(2)、若干個(gè)相同的可調(diào)支架(3)和絲杠(4)組成，所述的模具底座(2)沿縱向平行等距開(kāi)設(shè)有矩形導(dǎo)向槽，并安裝有絲杠(4)和左右絲杠固定軸承裝置(5、6)，可調(diào)支架(3)由其上的立柱(8)的底部矩形導(dǎo)向部分與模具底座(2)上的矩形導(dǎo)軌槽滑動(dòng)配合安裝，通過(guò)絲杠(4)和傳動(dòng)螺母(7)實(shí)現(xiàn)前后移動(dòng)和定位，每個(gè)可調(diào)支架(3)的左右位置由模具底座(2)的矩形導(dǎo)向槽位置確定，所述的可調(diào)支架(3)主要有立柱(8)、擺臂(11)、轉(zhuǎn)軸(12)和安裝在擺臂(11)上的其它零件組成，擺臂(11)可繞轉(zhuǎn)軸(12)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可用球頭螺桿(10)調(diào)整，并用方頭螺栓(9)和螺母(24)固定在立柱(8)上，擺臂(11) 上安裝有帶圓孔的上下帶孔鉸支座(17、23)，空心圓形立柱(18)配合安裝于鉸支座上，并繞其軸心線轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度用套在空心圓形立柱(18)上、并用健齒連接的調(diào)整盤(pán)(16)調(diào)整，調(diào)整盤(pán)(16上開(kāi)設(shè)有長(zhǎng)槽，角度調(diào)整好后用螺栓(15)固定于上鉸支座(17)上，空心圓形立柱(18)上沿軸向開(kāi)設(shè)有貫通的長(zhǎng)槽孔，長(zhǎng)槽孔中滑動(dòng)配合一矩形鍵(20 )，矩形鍵(20 )同時(shí)安裝在開(kāi)設(shè)有矩形孔的帶軸滑塊(21)上，隨滑塊(21)沿空心圓形立柱(18)上下移動(dòng)，矩形鍵(20上還裝有擋塊(19)，滑塊(21)向上移動(dòng)的位置由限位螺桿(14)下端的球頭位置控制，滑塊(21)上設(shè)有轉(zhuǎn)軸，該軸與成型曲面模塊(I)的孔滑動(dòng)配合，成形曲面模塊(I)可繞該軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種六自由度控制分塊式柔性型材三維拉彎模具，其特征在于: 所述成形曲面模塊(I)在規(guī)則的矩形體上加工三維成形曲面，成形曲面通過(guò)以下方式取得，一種是成形曲面的法向截面取自型材截面，沿水平和垂直方向做適當(dāng)?shù)膱A弧曲面，模具成形曲面由數(shù)個(gè)相同的成形曲面模塊(I)構(gòu)成，另一種是成形曲面直接取自產(chǎn)品零件的數(shù)學(xué)模型，模具成形曲面由數(shù)個(gè)不相同的成形曲面模塊(I)構(gòu)成，在成形曲面的對(duì)面一側(cè)加工安裝孔和一平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六自由度控制分塊式柔性型材三維拉彎模具的成型工藝方法，其特征在于: 所述模具每個(gè)成形曲面模塊(I)是動(dòng)態(tài)地、逐個(gè)地、分步參與型材的整個(gè)塑性變形過(guò)程，其具體步驟如下: 1)調(diào)整模具，根據(jù)型材的三維彎、扭成形件圖紙確定拉彎型材(25)在模具上成形時(shí)的初始位置和成形結(jié)束位置，調(diào)整限位螺桿(14)下端的球頭位置，用以控制各個(gè)成形曲面模塊(I)在垂直面內(nèi)向上移動(dòng)的終點(diǎn)，調(diào)整絲杠(4)確定可調(diào)支架(3)的前后位置，用以控制各個(gè)成形曲面模塊(I)在模具上的前后位置，左右位置由模具底座(2)上的矩形導(dǎo)向槽確定，調(diào)整空心圓形立柱(18)繞其自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)角度，確定成形曲面模塊(I)在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角，依據(jù)拉彎型材(25)沿橫向?qū)虿壑行奈恢玫臋M截面間的扭轉(zhuǎn)角度，調(diào)整擺臂(11)繞轉(zhuǎn)軸(12)的擺角并固定，成形曲面模塊(I)可繞滑塊(21)上的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng): 2)拉彎前確認(rèn)全部成形曲面模塊(I)上的成形溝槽槽口基本處于同一個(gè)水平面內(nèi)； 3)調(diào)整拉彎?rùn)C(jī)各參數(shù)，將待成形型材拉直、確定型材方向，保證型材在水平面內(nèi)能夠進(jìn)入成形曲面模塊(I)上的成形溝槽； 4)首先對(duì)成形型材在水平面內(nèi)在模具上實(shí)施彎曲、扭轉(zhuǎn)成形，使型材與所有成形曲面模塊I貼合；5)再對(duì)型材在垂直面內(nèi)進(jìn)行拉彎，此時(shí)成型曲面模塊(I)從最低點(diǎn)的那一塊開(kāi)始，逐個(gè)沿空心圓形立柱(18)向上移動(dòng)，當(dāng)全部成形曲面模塊(I)上的擋塊(19)與限位螺桿(14)接觸時(shí)成形過(guò)程結(jié)束； 6)拉彎?rùn)C(jī)卸載，取下已成形工件，對(duì)其尺寸、彎曲回彈量和扭轉(zhuǎn)回彈量進(jìn)行測(cè)量； 7)依據(jù)測(cè)量值，調(diào)整各個(gè)成形曲面模塊(I)的位置和角度； 8)重新進(jìn)行試?yán)瓘澇尚喂ぜ? 9)重復(fù)步驟4)一8)，直到獲得合格的成形零件； 10)對(duì)批量制件進(jìn)行拉彎成形。
【文檔編號(hào)】B21D7/00GK103736850SQ201310711907
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月22日
【發(fā)明者】梁繼才, 宋相軍, 趙繼, 李義 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)