[发明专利]变截面三维复杂构件局部旋压及三维自由辊弯综合成形装置和方法

权利要求书

1.一种变截面三维复杂构件局部旋压及三维自由辊弯综合成形装置，其特征在于，包括推进机构(1)、夹紧机构(3)、旋压固定盘(4)、旋压轮移动机构(5)、旋压轮(6)、辊轮导向机构(7)、弯曲模前后移动杆(8)、弯曲模旋转移动杆(9)、弯曲模上下移动杆(10)、柔性辊轮弯曲模(11)；旋压固定盘(4)开设用于管坯(2)进入的圆孔，盘面上开设有中心对称的移动导槽(12)，移动导槽(12)内设置旋压轮移动机构(5)，旋压轮移动机构(5)上固定有旋压轮(6)；旋压轮(6)通过旋压轮移动机构(5)在移动导槽(12)中移动来调整旋压轮(6)之间的间隙，以此达到控制旋压轮压下量的功能，实时控制压下量及推进机构(1)的推进速度，通过局部旋压减径技术实现管材的截面连续变化；辊轮导向机构(7)用于对经过旋压固定盘(4)旋压后的管坯进行导向并传输到柔性辊轮弯曲模(11)；柔性辊轮弯曲模(11)在弯曲模前后移动杆(8)、弯曲模旋转移动杆(9)和弯曲模上下移动杆(10)的综合驱动下对管坯进行弯曲成形；弯曲模旋转移动杆(9)转动的连接在弯曲模前后移动杆(8)的一端，弯曲模上下移动杆(10)套接在弯曲模旋转移动杆(9)上，柔性辊轮弯曲模(11)通过转轴连接在弯曲模上下移动杆(10)上，弯曲模前后移动杆(8)、弯曲模旋转移动杆(9)、弯曲模上下移动杆(10)、柔性辊轮弯曲模(11)四者之间相互垂直；所述的弯曲模前后移动杆(8)可以沿X轴移动，平行于管坯送入的方向为X轴方向，弯曲模旋转移动杆(9)可以以弯曲模前后移动杆(8)为轴转动，弯曲模上下移动杆(10)可以沿弯曲模旋转移动杆(9)平动。

2.根据权利要求1所述的变截面三维复杂构件局部旋压及三维自由辊弯综合成形装置，其特征在于，移动导槽(12)的数量为1-4对，每对都轴对称的分布在圆盘的直径上，相应的设置1-4对旋压轮移动机构(5)和旋压轮(6)；每一对旋压轮(6)之间并行设置在一个平行于旋压固定盘的平面上，或者每一对旋压轮(6)设置在不同的平行于旋压固定盘的平面上，距离旋压固定盘的距离依次增大，以对管坯进行多次不同压下量的旋压。

3.根据权利要求1所述的变截面三维复杂构件局部旋压及三维自由辊弯综合成形装置，其特征在于，旋压装置的减径区间为直径4mm到30mm的管子，通过旋压装置的局部旋压缩径技术，实现管坯截面连续变化。

4.根据权利要求1所述的变截面三维复杂构件局部旋压及三维自由辊弯综合成形装置，其特征在于，辊轮导向机构和柔性辊轮弯曲模采用V形开口辊轮，V形开口的开口大小根据所要弯曲的管材直径实时调节，实现在线变截面管材的连续生产，不用更换不同尺寸的模具。

5.根据权利要求1所述的变截面三维复杂构件局部旋压及三维自由辊弯综合成形装置，其特征在于，管坯在推进机构(1)连续推动下向前运动，夹紧机构(3)对管坯(2)进行夹紧定位，管坯由夹紧机构(3)进入到旋压固定盘(4)，根据所要弯曲管材的截面尺寸不同，旋压轮(6)通过旋压轮移动机构(5)在移动导槽(12)中移动来调整旋轮的间隙，达到控制压下量的功能，实时控制压下量及推进机构的推进速度，通过局部旋压减径技术将管材的截面实现连续变化，随后减径后的管坯进入到辊轮导向机构(7)，辊轮导向机构采用2组V形开口的辊轮，同时辊轮的V形开口的开口大小根据所要弯曲的管材直径实时调节，管坯在辊轮导向机构的导向作用下顺利通过柔性辊轮弯曲模(11)，在管坯通过V形开口的柔性辊轮弯曲模时，弯曲模前后移动杆(8)通过沿X轴方向移动带动弯曲模旋转移动杆(9)沿X轴移动到合适位置，平行于管坯送入的方向为X轴方向，同时弯曲模旋转移动杆(9)沿弯曲模前后移动杆(8)旋转一定角度，弯曲模上下移动杆(10)沿着弯曲模旋转移动杆(9)平动，柔性辊轮弯曲模(11)在弯曲模前后移动杆(8)、弯曲模旋转移动杆(9)、弯曲模上下移动杆(10)带动下实现任意角度任意位置的运动，通过改变辊轮导向机构出口和柔性辊轮弯曲模的相对位置和角度变化实现管材的弯曲成形，最终得到变截面空间形状复杂的材料空心构件。

6.根据权利要求1所述的变截面三维复杂构件局部旋压及三维自由辊弯综合成形装置，其特征在于，弯曲成形过程中最小相对弯曲变径为2.5。