[发明专利]板材拉形机

说明书

技术领域：

板材拉形机是用于板类件三维曲面成形的塑性加工设备，属于机械工程领域。

背景技术：

拉形机是使板材产生拉伸变形的设备，主要应用于航空航天领域中双曲率蒙皮零件的成形。传统的拉形机一般分为横向拉形机和纵向拉形机。拉形时在板材的内外层沿着拉伸方向产生拉应力和拉应变，从而减少工件的回弹量。传统拉形机的夹钳夹持板材后在拉形模的配合下使板材的各个部分沿纵向基本同步拉伸，在成形双曲率蒙皮件时零件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。为了消除缺陷，拉形用坯料往往需要较大的工艺余量，使材料的利用率降低。另外，目前常用的拉形机采用了多轴液压伺服控制系统，导致其制造费用昂贵。

发明内容：

本发明的目的在于拉形时使板材的拉应力和拉应变分布更加均匀，实现大曲率三维曲面件的拉形，提高拉形件的成形质量，提高材料利用率，并降低拉形机的制造成本。

本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：

一种板材拉形机，主要由机架1、拉料机构和夹料机构3组成，所述的拉料机构和夹料机构3采用多个组成一排分别排列在机架1左右两侧；所述的拉料机构由2～3个液压缸2组成，液压缸2的一端分别与机架1活动联接，另一端共同与夹料机构3活动联接。

所述的拉料机构由三个液压缸2组成，其中，一个液压缸2水平布置，一个液压缸2竖直布置，另外一个液压缸2倾斜布置。

所述的拉料机构由两个液压缸2组成，其中，一个液压缸2竖直布置，另外一个液压缸2倾斜布置或水平布置。

所述的液压缸2一端分别与机架1的活动连接方式以及另一端共同与夹料机构3的活动连接方式采用铰接或万向节联接。

所述的夹料机构3主要由与拉料机构的液压缸连接的支架10、装在支架10上的夹料板11和对夹料板11施力的小行程单动液压缸12组成，所述的小行程单动液压缸12通过弹性元件弹力回程。

所述的弹性元件采用螺旋弹簧或聚氨酯橡胶。

所述的夹料板11采用板料流动式结构或咬紧板料式结构。

所述的多个排列在机架1左右两侧的夹料机构3，分别通过装在液压缸2与夹料机构3联接处的钢丝软轴13串联在一起。

所述的机架1左侧一排多个拉料机构和夹料机构与机架1右侧一排多个拉料机构和夹料机构之间的距离可调。

本发明的板材拉形机，主要由机架1以及机架1左右两侧各一排多个拉料机构和夹料机构3组成。拉料机构由三个液压缸2相互铰接组成，其中，一个水平布置，一个竖直布置，另外一个倾斜布置；因此，左右两侧各一排多个拉料机构分别由一排多个水平布置的液压缸2、一排多个竖直布置的液压缸2以及一排多个倾斜布置的液压缸2组成。液压缸2的一端分别与机架1铰接或万向节联接，另外一端共同与夹料机构3铰接或万向节联接。通过设置不同的液压力，可以调整各个液压缸2的行程，还可以调整与夹料机构3铰接处的液压缸2之间的夹角，从而改变夹料机构3的位置及拉形方向。为了简化控制系统结构，液压缸2的液压力与动作可以分组控制；水平布置的所有液压缸2可以用一个电磁阀控制，也可以分为左右两组，各用一个电磁阀控制；竖直布置的所有液压缸2及倾斜布置的所有液压缸2同样可以分别分为一组或两组控制。拉形时，使用全部或若干个夹料机构3夹持住板材4，并通过相对应的拉料机构在拉形模具5的配合下拉伸成形板材4。在拉形时，通过调整液压缸2的液压力，可以获得最佳拉伸位置和角度。虽然在同一方向作用的液压缸2中液压力相同，但由于模具5的横向截面形状不同，利用最小阻力定律，各个夹料机构3沿拉伸方向产生不同的位移量，同时各个拉料机构的拉伸角度也会产生一定的变化，从而使拉形件的拉应力和拉应变的分布更加均匀。拉料机构也可以由两个液压缸2组成，一个竖直布置，另一个倾斜布置或水平布置。

技术效果：本发明的板材拉形机，与传统拉形机相比，通过水平、竖直和倾斜布置的三排液压缸的相互作用，使施加在板材上的载荷路径更加合理，使拉形件的拉应力和拉应变的分布更加均匀，提高拉形件的成形质量，实现大曲率曲面的拉形，减少拉形件的工艺余量，提高材料利用率。该机摒弃了传统拉形机复杂的控制系统，采用结构简单、造价低廉的液压系统来柔性控制板材的变形，从而使拉形机的制造成本显著降低。

附图说明：

图1是拉形机的示意图，其中：

图1(a)是主视图；

图1(b)是俯视图。

图2是与竖直拉形模配合使用的拉形状态示意图。

图3是与平缓拉形模配合使用的拉形状态示意图。