板材拉形机制造技术

本实用新型专利技术的板材拉形机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。其目的是使拉形件的拉应力和拉应变分布趋于均匀，实现大曲率曲面件的拉形，提高拉形质量，提高材料利用率，并降低拉形装置的制造成本。该机主要由机架（１）以及机架（１）左右两侧各一排多个拉料机构和夹料机构（３）组成；所述的拉料机构由三个液压缸（２）相互铰接组成，其中一个水平布置，一个竖直布置，另外一个倾斜布置；所述的夹料机构（３）主要由支架（１０）、夹料板（１１）和小行程单动液压缸（１２）组成。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

板材拉形机是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。技术背景 拉形机是使板材产生拉伸变形的设备，主要应用于航空航天领域中双曲率蒙皮零 件的成形。传统的拉形机一般分为横向拉形机和纵向拉形机。拉形时在板材的内外层沿着 拉伸方向产生拉应力和拉应变，从而减少工件的回弹量。传统拉形机的夹钳夹持板材后在 拉形模的配合下使板材的各个部分沿纵向基本同步拉伸，在成形双曲率蒙皮件时零件的拉 应力和拉应变分布明显不均匀，易产生不贴模、拉裂或起皱等成形缺陷。为了消除缺陷，拉 形用坯料往往需要较大的工艺余量，使材料的利用率降低。另外，目前常用的拉形机采用了 多轴液压伺服控制系统，导致其制造费用昂贵。
技术实现思路
本技术的目的在于拉形时使板材的拉应力和拉应变分布更加均匀，实现大曲 率三维曲面件的拉形，提高拉形件的成形质量，提高材料利用率，并降低拉形机的制造成 本。 本技术的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下 —种板材拉形机，主要由机架1、拉料机构和夹料机构3组成，所述的拉料机构和 夹料机构3采用多个组成一排分别排列在机架1左右两侧；所述的拉料机构由2 3个液 压缸2组成，液压缸2的一端分别与机架1活动联接，另一端共同与夹料机构3活动联接。 所述的拉料机构由三个液压缸2组成，其中，一个液压缸2水平布置，一个液压缸 2竖直布置，另外一个液压缸2倾斜布置。 所述的拉料机构由两个液压缸2组成，其中，一个液压缸2竖直布置，另外一个液 压缸2倾斜布置或水平布置。 所述的液压缸2 —端分别与机架1的活动连接方式以及另一端共同与夹料机构3 的活动连接方式采用铰接或万向节联接。 所述的夹料机构3主要由与拉料机构的液压缸连接的支架10、装在支架10上的夹 料板11和对夹料板11施力的小行程单动液压缸12组成，所述的小行程单动液压缸12通 过弹性元件弹力回程。 所述的弹性元件采用螺旋弹簧或聚氨酯橡胶。 所述的夹料板11采用板料流动式结构或咬紧板料式结构。 所述的多个排列在机架1左右两侧的夹料机构3，分别通过装在液压缸2与夹料机 构3联接处的钢丝软轴13串联在一起。 所述的机架1左侧一排多个拉料机构和夹料机构与机架1右侧一排多个拉料机构 和夹料机构之间的距离可调。 本技术的板材拉形机，主要由机架1以及机架1左右两侧各一排多个拉料机3构和夹料机构3组成。拉料机构由三个液压缸2相互铰接组成，其中，一个水平布置，一个 竖直布置，另外一个倾斜布置；因此，左右两侧各一排多个拉料机构分别由一排多个水平布 置的液压缸2、一排多个竖直布置的液压缸2以及一排多个倾斜布置的液压缸2组成。液压 缸2的一端分别与机架1铰接或万向节联接，另外一端共同与夹料机构3铰接或万向节联 接。通过设置不同的液压力，可以调整各个液压缸2的行程，还可以调整与夹料机构3铰接 处的液压缸2之间的夹角，从而改变夹料机构3的位置及拉形方向。为了简化控制系统结 构，液压缸2的液压力与动作可以分组控制；水平布置的所有液压缸2可以用一个电磁阀控 制，也可以分为左右两组，各用一个电磁阀控制；竖直布置的所有液压缸2及倾斜布置的所 有液压缸2同样可以分别分为一组或两组控制。拉形时，使用全部或若干个夹料机构3夹 持住板材4，并通过相对应的拉料机构在拉形模具5的配合下拉伸成形板材4。在拉形时， 通过调整液压缸2的液压力，可以获得最佳拉伸位置和角度。虽然在同一方向作用的液压 缸2中液压力相同，但由于模具5的横向截面形状不同，利用最小阻力定律，各个夹料机构 3沿拉伸方向产生不同的位移量，同时各个拉料机构的拉伸角度也会产生一定的变化，从而 使拉形件的拉应力和拉应变的分布更加均匀。拉料机构也可以由两个液压缸2组成，一个 竖直布置，另一个倾斜布置或水平布置。 技术效果本技术的板材拉形机，与传统拉形机相比，通过水平、竖直和倾斜 布置的三排液压缸的相互作用，使施加在板材上的载荷路径更加合理，使拉形件的拉应力 和拉应变的分布更加均匀，提高拉形件的成形质量，实现大曲率曲面的拉形，减少拉形件的 工艺余量，提高材料利用率。该机摒弃了传统拉形机复杂的控制系统，采用结构简单、造价 低廉的液压系统来柔性控制板材的变形，从而使拉形机的制造成本显著降低。附图说明 图1是拉形机的示意图，其中 图l(a)是主视图； 图l(b)是俯视图。 图2是与竖直拉形模配合使用的拉形状态示意图。 图3是与平缓拉形模配合使用的拉形状态示意图。 图4是左右两侧拉料机构和夹料机构之间距离可以调整的拉形机示意图。 图5是液压缸与机架铰接的示意图，其中 图5(a)是主视图； 图5 (b)是主视图的A-A截面视图。 图6是液压缸与机架万向节联接示意图，其中 图6(a)是主视图； 图6 (b)是主视图的A-A截面视图。 图7是采用螺纹联接的液压缸与机架铰接的示意图。 图8是液压缸和夹料机构铰接的示意图，其中 图8(a)是主视图； 图8(b)是主视图的A-A截面视图。 图9是液压缸与夹料机构万向节联接示意图，其中 图9(a)是主视图； 图9 (b)是主视图的A-A截面视图。 图10是夹料机构示意图，其中 图10(a)是主视图； 图10(b)是主视图的右视图。 图11是板料流动式夹料板的示意图。 图12是咬紧板料式夹料板的三维图。 图13是在液压缸和夹料机构铰接处穿装软轴的示意图。 其中1.机架，2.液压缸，3.夹料机构，4.板材，5.模具，6.模具支架，7.支撑座， 8.销轴，9.万向接头，IO.支架，ll.夹料板，12.小行程单动液压缸，13.钢丝软轴，14.紧定 螺钉，15.软轴卡头具体实施方式 以下结合附图所示的实施例进一步说明本技术的具体内容和工作过程。 图1是拉形机的示意图，主要由机架1以及机架1左右两侧各一排五个拉料机构 和夹料机构3组成。拉料机构由三个液压缸2组成， 一个水平布置， 一个竖直布置，另外一个 倾斜布置。液压缸2的一端分别与机架1铰接，另一端共同与夹料机构3铰接。通过改变 液压缸2的液压力，可以改变液压缸2的行程，也可以改变液压缸2相互之间的夹角，从而 改变夹料机构3的位置及拉形方向。水平、竖直或倾斜的液压缸2的液压力可以按排为单 位进行控制。在拉形时，通过控制液压缸2中液压力的大小来控制各个夹料机构3的位置 及拉形方向，从而使板材4获得最佳拉伸位置与角度。图2是与竖直拉形模配合使用的拉 形状态示意图。首先，通过水平布置的一排液压缸2对板材4施加拉力进行预拉伸；其次， 通过竖直布置或倾斜布置的液压缸2使板材4逐渐贴模，并在模具5的配合下拉伸成形；最 后，通过竖直布置的液压缸2对板材4施加拉力实现板材4的竖直拉形。图3是与平缓拉 形模配合使用的拉形状态示意图。首先，通过水平布置的一排液压缸2对板材4施加拉力 进行预拉伸；其次，通过水平布置和倾斜布置的两排液压缸2使板材4逐渐贴模并实现板材 4的成形。针对各种不同曲率与不同宽度的模具5，可以通过对液压缸2行程适当的设计与 控制来实现板材4的预拉伸以及最终成形。图4是左右两侧拉料机构和夹料机构之间距离 可以调整的拉形机示意图，这种结构的拉形机可以与尺寸变化很大的模具5配合使用。距 离调整后，可以使用由液压缸或紧固件构成的自锁机构锁住拉料机构的框架。 图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板材拉形机，主要由机架（１）、左右两侧各一排多个拉料机构和夹料机构（３）组成，其特征在于，所述的拉料机构由２～３个液压缸（２）组成，液压缸（２）的一端分别与机架（１）活动联接，另一端共同与夹料机构（３）活动联接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李明哲，龚学鹏，付文智，冯朋晓，刘纯国，蔡中义，隋振，崔相吉，李湘吉，邓玉山，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：实用新型
国别省市：82[中国|长春]