[发明专利]一种基于悬臂式变高度辊模成形装置的悬臂式变高度辊模成形方法

摘要

本发明提供一种悬臂式变高度辊模成形装置以及成形方法，装置包括底座(10)、模具系统(20)和悬臂式成形轧辊系统(30)；其中，模具系统(20)包括：第1模具(21)、第2模具(22)、模具升降机构(23)和模具支撑座(24)。优点为：(1)在对原料进行弯曲变形操作时，轧辊可以在yz平面内运动，从而实现对原料进行变高度成形。(2)通过将模具拆分设置为两个模具，可在有限空间中，使原材料在加工过程中能够沿Y向移动，而不被模具阻挡，方便原材料的进料。(3)通过设置弹簧自适应机构，使轧辊向原材料施加柔性力，提高成形精度。

主权项

1.一种基于悬臂式变高度辊模成形装置的悬臂式变高度辊模成形方法，其特征在于，悬臂式变高度辊模成形装置包括底座(10)、模具系统(20)和悬臂式成形轧辊系统(30)；其中，所述模具系统(20)包括：第1模具(21)、第2模具(22)、模具升降机构(23)和模具支撑座(24)；其中，所述第1模具(21)和所述第2模具(22)前后紧密贴合设置共同组成一个模具组，该模具组与悬臂式成形轧辊系统(30)中的轧辊(40)在同一yz平面内上下相对布置；所述第1模具(21)设置在所述底座(10)的外侧，且与所述模具升降机构(23)联动，通过所述模具升降机构(23)，驱动所述第1模具(21)沿Z向进行升降运动；所述第2模具(22)通过所述模具支撑座(24)固定设置在所述底座(10)的外侧；当原材料需要沿Y向移动时，模具升降机构(23)带动第1模具(21)沿Z轴方向下降，以使原材料沿Y方向顺利前进；当需要对原材料加工成形时，模具升降机构(23)再带动第1模具(21)沿Z轴方向上升到和第2模具(22)紧密贴合的适合加工成形的位置，以使轧辊能够贴合模具对原材料进行成形加工；所述悬臂式成形轧辊系统(30)包括：Y向移动机架(31)、Y向运动驱动机构(32)、Y向导轨副(33)、丝杠箱(34)、Z向滚珠丝杠副、Z向第一导轨副(35)、Z向第二导轨副(36)、Z向运动驱动机构(37)、Z向移动侧板(38)、成形机架(39)、轧辊(40)、轧辊运动驱动机构(41)以及弹簧自适应机构；所述Y向导轨副(33)包括Y向导轨和导轨滑块：所述Y向导轨固定设置于所述底座(10)的内侧，所述导轨滑块固定安装于所述Y向移动机架(31)的底部，使所述Y向移动机架(31)与所述底座(10)沿Y向滑动连接；所述Y向运动驱动机构(32)与所述Y向移动机架(31)联动，用于驱动所述Y向移动机架沿底座Y向滑动；所述丝杠箱(34)固定安装于所述Y向移动机架(31)的上部，所述丝杠箱(34)的侧面通过所述Z向第一导轨副(35)与所述Z向移动侧板(38)的一侧面可升降滑动连接；并且，所述Z向滚珠丝杠副包括：Z向滚珠丝杆(41)和与所述Z向滚珠丝杆(41)通过滚珠滚动连接的Z向螺母副(42)；所述Z向滚珠丝杆(41)的一端与所述Z向运动驱动机构(37)相联动，所述Z向螺母副(42)固定安装到所述Z向移动侧板(38)；在所述Z向运动驱动机构(37)的驱动下，驱动所述Z向移动侧板(38)沿所述丝杠箱(34)进行升降动作；所述弹簧自适应机构包括：弹簧支撑座(50)、弹簧(51)和弹簧芯轴(52)；所述弹簧支撑座(50)固定安装到所述Z向移动侧板(38)另一个侧面的顶部位；在所述弹簧支撑座(50)的下方活动设置装置有轧辊(40)的成形机架(39)，所述轧辊(40)通过轧辊运动驱动机构(41)驱动；另外，所述成形机架(39)与所述Z向移动侧板(38)另一个侧面之间通过所述Z向第二导轨副(36)可升降滑动连接；所述成形机架(39)和所述弹簧支撑座(50)通过所述弹簧芯轴(52)活动连接，所述弹簧(51)套在所述弹簧芯轴(52)上，并且，所述弹簧(51)上下底面分别与所述弹簧支撑座(50)和所述成形机架(39)挤压贴合；当需要驱动轧辊向原材料接触挤压时，Z向运动驱动机构(37)驱动Z向移动侧板(38)沿丝杠箱(34)下降，由于Z向移动侧板(38)与弹簧支撑座(50)固定连接，因此，弹簧支撑座(50)同步下降，在弹簧支撑座(50)下降时，首先压缩弹簧，当达到一定的压缩力时，弹簧推动成形机架下降，由于轧辊固定在成形机架上，进而才使轧辊下降并挤压原材料，由此可见，轧辊向原材料施加的为一种柔性力，可提高成形精度；所述悬臂式成形轧辊系统(30)还包括：Y向齿轮齿条副；所述Y向齿轮齿条副包括Y向斜齿条和与所述Y向斜齿条啮合的斜齿轮，所述Y向斜齿条固定于所述Y向移动机架(31)，所述斜齿轮与所述Y向运动驱动机构(32)联动，在所述Y向运动驱动机构(32)的作用下，驱动所述Y向移动机架沿底座Y向滑动；悬臂式变高度辊模成形方法包括以下步骤：S1，将n个悬臂式成形轧辊系统(30)沿Y方向并排安装在Y向移动机架(31)上，得到悬臂式变高度辊模成形装置组；其中，n为自然数；S2，将需要加工的原料放置到所述悬臂式变高度辊模成形装置组的加工部位处；S3，启动Y向运动驱动机构(32)和各个所述悬臂式成形轧辊系统(30)的Z向运动驱动机构(37)；对于每一个所述悬臂式成形轧辊系统(30)，在所述Z向运动驱动机构(37)的驱动下，其成形机架(39)沿Z轴负方向运动，直到轧辊压紧第1模具(21)和第2模具(22)，此时原材料被挤压在轧辊和模具之间；在所述Y向运动驱动机构(32)带动下，所述Y向移动机架(31)沿Y向运动，从而带动所述悬臂式变高度辊模成形装置组进行Y向运动，对原料进行多道次加工；由此实现各个所述悬臂式成形轧辊系统(30)的成形机架(39)进行Y向和Z向运动；当所述成形机架(39)进行Y向和Z向运动时，实现对需要加工的原材料的变高度成形；且在成形过程中，所述轧辊始终与模具贴合；S4，第一遍成形完成后，启动模具升降机构(23)，带动所述第1模具(21)下降；同时启动所述Y向运动驱动机构(32)和各个所述悬臂式成形轧辊系统(30)的所述Z向运动驱动机构(37)，带动Y向移动机架(31)返回至初始位置并使轧辊沿Z轴正方向移动；如此，可使需要加工的原料沿Y向进给，进给一个零件长度后停止进给，再重复执行S3，实现对原料的连续加工。