[发明专利]基于垂直加载的随动保压式柔性拉伸成形机

说明书

本发明涉及一种基于垂直加载的随动保压式柔性拉伸成形机，用于板类件三维曲面成形的塑性加工设备。其目的是使柔性拉伸成形装置控制、操作简化，降低制造成本，实现板料成形过程的智能化自适应精确控制；同时使成形件的应力应变均匀分布，减小回弹量，提高成形件质量。该机主要由机架(1)、预拉伸机构(2)、随动保压机构(3)、夹料机构(4)和垂直加载机构(5)组成；机架(1)的两端分别连接有两个水平预拉伸机构(2)、一排多个随动保压机构(3)和夹料机构(4)，其机架(1)中间位置布置一套垂直加载机构(5)；所述预拉伸机构(2)一端铰接于机架(1)，另一端与水平移动条(6)铰接；所述随动保压机构(3)一端与水平移动条(6)铰接，另一端通过半球形拉杆与夹料机构(4)连接。

技术领域

本发明的被动拉伸式柔性拉伸成形装置涉及一种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

被动拉伸式柔性拉伸成形装置是大型板材三维曲面件的主要加工设备，主要应用于航空航天、高速铁路及异形建筑造型等领域中双曲率三维曲面件的成形。传统的板料拉伸成形装置由于采用整体夹钳，夹钳夹持板材后在拉形模具的配合下，板材的各个部分沿纵向基本同步拉伸，钳口夹持的板料端始终保持为固定的形状，导致板料在横向上不能随模具型面主动变形，在成形双曲率曲面件时，曲面件的拉应力和拉应变分布明显不均匀，易产生不贴模、拉裂、起皱和滑移线等成形缺陷。为了消除缺陷，提高成形件质量，近几年开发出了基于多点离散化思想的柔性拉伸成形装置，其采用离散夹钳。柔性拉伸成形装置主要由机架、夹料机构和拉料机构组成，机架的两侧分别布置着一排多个拉料机构和夹料机构；拉料机构分别由水平、垂直和倾斜布置三排液压缸组成。成形板料时，通过分别控制三排液压缸对板料加载，模具固定不动，实现了板料的柔性拉伸成形，使板料应力应变分布均匀，减少缺陷。但由于柔性拉伸成形装置采用了六排液压缸，且均是主动控制液压缸伸缩，液压缸都是主动控制的，液压缸和控制液压阀的数量非常多；电气元件非常多，控制系统复杂，操作复杂，不易控制，而且柔性拉伸成形装置造价较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种被动拉伸式柔性拉伸成形装置，拉料机构只用两侧各一排随动保压液压缸组成，与垂直加载缸配合实现板料三维曲面件的柔性拉伸成形，使成形件应力应变分布更均匀，提高拉形件质量；成形板料时，首先两侧夹钳加紧板料，再水平方向预拉板料，后通过主动控制垂直加载机构顶起模具，同时两侧随动保压液压缸(有杆腔保持一定液压力)拉伸板材，随着拉伸模具上升板材逐渐贴合模具，直至完全贴合模具为止。柔性拉伸成形装置用一个主动控制垂直加载机构代替现在的主动控制六排液压缸(两侧的水平缸、倾斜缸及垂直缸)，因此主动控制液压缸数量和控制液压阀的数量大幅减少，明显降低柔性拉伸成形装置制造成本；使柔性拉伸成形装置电气控制更加简单，操作方便，实现板料拉伸成形过程的智能化自适应精确控制。

本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：

一种被动拉伸式柔性拉伸成形装置，主要由机架1、预拉伸机构2、随动保压机构3、夹料机构4和垂直加载机构5组成，机架1的两端分别连接有两个水平预拉伸机构2、一排(多个)随动保压机构3和夹料机构4，其机架1中间位置布置一套垂直加载机构5。预拉伸机构2通过水平移动条6与随动保压机构3铰接，水平移动条6与水平固定于机架1上的导轨7滑动配合。随动保压机构3与夹料机构4连接，并与垂直加载机构5柔性连接，垂直加载机构5的工作台5-2上面安装拉伸成形用模具。

所述的预拉伸机构2一端铰接于机架1，另一端与水平移动条6铰接，且在导轨7的作用下只能水平移动；所述的导轨7水平固定于机架1上，水平移动条6在导轨7上水平移动，保证预拉伸机构2水平移动。