[发明专利]一种拉压复合式板材拉伸成形机

说明书

本发明公开的一种拉压复合式板材拉伸成形机是用于板类三维曲面件拉伸成形的塑性加工设备，属于机械工程领域。其目的一是简化设备的液压和电气控制系统以降低制造成本，二是消除以往夹持装置上的垂直油缸加载时给板材带来的弯曲力，使拉形件的拉应力、应变分布更加均匀，提高成形件的形状稳定性及材料利用率。该拉伸成形机主要由机架、导向装置、下压装置、夹持装置和水平预拉伸装置组成(如图)。所述的机架和导向装置支撑着两侧的下压装置、夹持装置和水平预拉伸装置；所述的夹持装置与下压装置分别由多个夹持机构和下压机构组成，在模具两侧各布置成一排；所述的水平预拉伸装置由四个液压油缸及万向节组成，设在两侧的导向装置上。

技术领域

本发明公开的一种拉压复合式板材拉伸成形机是用于成形板类三维曲面件的塑性加工设备，属于机械工程领域。

背景技术

拉伸成形机由于其特有的优势——使板材的内外层在拉伸方向上产生拉应力和拉应变以减少工件的回弹，被广泛用来成形航空航天、高铁、船舶等领域中的双曲率蒙皮零件。传统的拉伸成形机成形双曲率蒙皮件时，板材横向的拉应力和拉应变分布明显不均匀，易产生起皱、拉裂等缺陷，且需要较大的过渡区余量，材料利用率极低，同时对设备的精度要求高而导致控制系统复杂、设备昂贵。目前所使用的拉伸成形机虽然在一定程度上提高了板材在拉伸成形时拉应力和应变分布的均匀性，但是其液压控制系统和电气控制系统仍然很复杂，制造成本高，并且不能够消除拉伸成形时由夹持装置上的垂直油缸加载时给板材带来的弯曲力，故拉形件的成形质量有待提升。

发明内容

本发明提供的一种拉压复合式板材拉伸成形机以水平的夹持装置和预拉伸装置取代之前由上下两部分构成的夹持装置，其目的在于简化液压、电气控制系统和消除以往拉伸成形时夹持装置上的垂直油缸加载时给板材带来的弯曲力，使板材的拉应力和应变分布更加均匀，提高复杂曲面件的成形质量及材料利用率，实现制造成本的降低。

本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：

一种拉压复合式板材拉伸成形机，主要由机架1、导向装置2、夹持装置3、下压装置4和水平预拉伸装置7组成，所述的机架1和导向装置2支撑着左右两侧的夹持装置3、下压装置4和水平预拉伸装置7；所述的夹持装置3由多个夹持机构组成，在模具两侧各布置成一排；所述的下压装置4由多个下压机构组成，在模具两侧各布置成一排；所述的水平预拉伸装置7由四个液压油缸及万向节组成，设在机架1两侧的导向装置2上，其作用是给予板材一个预紧拉伸力。

所述的位于机架左右两侧的夹持装置3、下压装置4和水平预拉伸装置7之间的距离可调，为了调整方便，将导向装置2作为机架1的一部分称之为导向面。

所述的夹持装置3在拉伸成形过程中能够适应板料形状的变化在机架1与导向装置2的槽中做上下运动。

所述的夹持机构主要由复位弹簧8、夹钳9、铰接杆10和导向滚轮11组成，其中夹钳9又由夹料架14、液压缸15、上夹料块16和下夹料块17组成；夹料架14与液压缸15为一体式或组合式结构，上下夹料块16、17的夹料接触面采用咬紧板料式或板料流动式结构，分别固定在液压缸15的活塞和夹料架14上，夹钳9与铰接杆10之间铰接。

所述的复位弹簧8处于各个夹钳9与机架1中间的铰接杆10上，其作用是使拉伸成形机在不工作时铰接杆10末端的导向滚轮11与导向装置2紧密贴合，保证夹持装置3回复到原来位置。

所述的下压机构由辊轮12、销子18、支架19和液压缸20组成，具有摆动功能，辊轮12和支架19通过销子18联接，其作用是在对板材施加作用力时能够适应板材曲率的变化。

所述的辊轮12通过挡板21和螺钉22连接在辊轮支架19上，辊轮12能够绕辊轮支架19被动转动，以减少辊轮12与板材之间的摩擦。

所述的多个下压机构通过弾性轴23联接在一起，弾性轴采用钢丝软轴，以使各个下压机构的动作趋于柔性同步；