[发明专利]一种大口径厚壁筒体渐进柔性翻边装置及工艺

权利要求书

1.一种大口径厚壁筒体渐进柔性翻边装置，包括整体框架、移动工作平台和成形刀具系统，其特征在于：

整体框架包括下底座(5)，下底座(5)通过立柱(4)和上底座(3)连接，上底座(3)上安装有支撑凹模(2)，支撑凹模(2)上放置有大口径厚壁筒体(1)；

整体框架内部安装有移动工作平台，移动工作平台位于上底座(3)和下底座(5)之间，移动工作平台包括连接在导柱(11)上的Z轴移动平台(10)，四根导柱(11)的两端固定在下底座(5)、上底座(3)上，Z轴移动平台(10)的左右两侧分别连接有螺母座(6)，螺母座(6)和第一丝杠(7)配合，第一丝杠(7)通过轴承(22)固定在下底座(5)、上底座(3)上，第一丝杠(7)的下端安装有齿轮(23)，齿轮(23)通过同步带(24)和安装在第一伺服电机(25)上的同步轮(26)连接，第一伺服电机(25)固定在下底座(5)上；

Z轴移动平台(10)上安装有第二丝杠(19)，第二丝杠(19)的输入端和第二伺服电机(20)的输出轴连接，第二伺服电机(20)固定在Z轴移动平台(10)上，Z轴移动平台(10)的侧面设有第二导轨(21)，第二丝杠(19)的丝杠螺母安装有Y轴移动平台(9)，Y轴移动平台(9)的两侧和第二导轨(21)配合；Y轴移动平台(9)上安装有第三丝杠(16)，第三丝杠(16)的输入端和第三伺服电机(17)输出轴连接，第三伺服电机(17)固定在Y轴移动平台(9)上，Y轴移动平台(9)的侧面设有第一导轨(18)，第三丝杠(16)的丝杠螺母安装有X轴移动平台(8)，X轴移动平台(8)两侧和第一导轨(18)配合；

X轴移动平台(8)上安装有成形刀具系统(12)，成形刀具系统(12)包括成形工具头(13)，成形工具头(13)通过刀柄(14)与驱动机构(15)连接。

2.根据权利要求1所述的一种大口径厚壁筒体渐进柔性翻边装置，其特征在于：所述的成形工具头(13)分成三个部分，由上向下依次为翻边成形区(13-1)、弯曲变形区(13-2)和夹持区(13-3)，弯曲变形区(13-2)用于将欲开口边缘处的材料发生局部变形向下弯曲，翻边成形区(13-1)将之前弯曲的材料翻边成竖直法兰边，夹持区(13-3)与刀柄(14)连接固定。

3.根据权利要求1所述的一种大口径厚壁筒体渐进柔性翻边装置的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，装夹阶段：将大口径厚壁筒形件(1)放置在支撑凹模(2)上，使其欲开口朝向正下方，并用相应夹具将其夹紧固定；

第二步，弯曲变形阶段：通过第一伺服电机(25)、第二伺服电机(20)、第三伺服电机(17)驱动整个移动工作平台在空间内移动，将成形工具头(13)移动至大口径厚壁筒形件(1)预开孔边缘处，使成形工具头(13)的弯曲变形区(13-2)和欲开口边缘接触，然后成形工具头(13)沿着之前在计算机中生成的路径运动，通过弯曲变形区(13-2)将欲开口边缘处的材料发生局部变形向下弯曲；

第三步，翻边成形阶段：成形工具头(13)的翻边成形区(13-1)与上一阶段向下弯曲的筒壁接触，通过翻边成形区(13-1)的竖直边与筒壁的相互作用完成整个过程的翻边成形。