CN103817195A - 薄板涨拉曲面成形装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种薄板涨拉曲面成形装置，可实现板材件基于单模表面形状贴合的涨拉塑性成形，属于机械工程领域。其目的是降低成形力，节约能源，同时控制板材的横向变化，减小横向起皱，促使板材的变形更加均匀。该装置主要由机架（1）、模具提升平台（2）、分布在模具提升平台（2）两侧的板材拉伸系统（3）、以及钢索伸缩驱动系统（4）构成。所述的两侧板材拉伸系统（3）每侧数量至少包含三个，且每个板材拉伸系统（3）包括了钢索（5）、定滑轮组（6）、动滑轮（7）以及板材夹紧装置（8），所述的钢索（5）通过定滑轮组（6）改变方向，通过动滑轮（7）将力传递到板材夹紧装置（8）上，动滑轮（7）与板材夹紧装置（8）构成一体。
Description
技术领域
薄板涨拉曲面成形装置是实现板材件基于单模表面形状贴合的涨拉塑性成形设备，属于机械工程领域。
背景技术
薄板涨拉曲面成形装置是实现板材基于单模表面形状贴合的涨拉塑性成形设备，主要应用在航空航天、铁路客车以及现代建筑表面金属曲面件的成形。传统拉形装置主要是通过液压缸实现板材件的双向张拉，其夹紧板材的钳口主要是直钳口，因此需要较长的过渡区，近年来人们通过采用了离散式的钳口，缩短了过渡区，降低了成本，但是由于其钳口是整体运动，无法控制板材的横向收缩，常出现横向起皱和拉裂等现象，使得成形工艺稳定性差。为了解决以上不足，公开号：CN101596563A的发明专利，公开了一种拉形机，其每一个拉形单元采用了三个液压缸，通过共同的轴连接在夹钳上，通过调整每一个液压缸实现板材件的不同角度的拉伸，但是本拉伸机的最大缺点是三个液压缸相互干扰，造成能源浪费，同时液压缸过多，控制多，成本偏高，从根本上没有降低制造成本。公开号：CN103071715A的发明专利，其公开了一种曲面零件柔性涨拉成形装置，该装置主要由机身框架、涨拉成形平台、预拉伸与夹紧机构以及可重构多点模具组成，但是该成形装置主要通过两边的主拉伸杆实现，出力较小，同时所有夹钳全部安装在一根轴上，对轴的强度要求高。公开号：CN101961746B的发明专利，其公开了一种多螺杆局部柔性化拉形及压形一体装置，该装置主要由上活动机架底座和固定式箱体，还包括多螺杆局部柔性化机构构成，主要通过可伸缩斜拉式施力件和螺杆共同作用下实现板材的拉伸成形，所述专利不足之处在于力通过螺杆传递，因此对螺杆强度要求较高。为了克服以上所公开专利的不足，本申请专利提出了利用钢索绕过动滑轮拉动夹钳，通过较小的钢索力下在板材上实现大拉力，降低了成形力，节约能源，同时每一个夹钳独立控制，通过调整定滑轮实现钢索力方向的改变，从而可以控制板材横向变形，有利于控制板材横向起皱。
发明内容
本发明提供了一种薄板涨拉曲面成形装置，其目的主要是降低成形力，节约能源，同时控制板材的横向变化，减小横向起皱，促使板材的变形更加均匀。
本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：
一种薄板涨拉曲面成形装置，主要由机架1、模具提升平台2、分布在模具提升平台2两侧的板材拉伸系统3和钢索伸缩驱动系统4构成，所述的两侧板材拉伸系统3的每侧数量至少包含三个，且每个板材拉伸系统3包括钢索5、定滑轮组6、动滑轮7以及板材夹紧装置8，所述的钢索5通过定滑轮组6改变方向，通过动滑轮7将力传递到板材夹紧装置8上，动滑轮7与板材夹紧装置8构成一体。
所述的定滑轮组6中的滑轮12和滑轮13分别装在机架1的纵梁和下横梁上，滑轮12座体沿机架的纵向和横向作上下或左右移动或摆动；；
所述钢索5的左右两端连接在机架1的上横梁上，并分别装在板材11两侧的动滑轮7和定滑轮组6上，所述钢索5由钢索伸缩驱动系统4驱动伸缩。
所述的钢索5拉伸力方向通过移动定滑轮组6中的滑轮12改变；所述的钢索5的拉伸力大小通过驱动钢索伸缩驱动系统4收缩钢索实现。
所述的板材夹紧装置8由夹钳9和支撑夹钳的弹性杆10构成，所述的板材夹紧装置8在成形前通过钢索5的轻微拉力和弹性杆10实现在弹性杆上端部的水平放置，所述弹性杆10装在机架1的上横梁上，在下压力的作用下能上下移动、摆动或弯曲。
所述的板材夹紧装置8在成形过程中通过钢索5拉力和弹性杆10共同作用实现空间运动。
所述的钢索伸缩驱动系统4包括直接垂直顶起钢索实现钢索两端同时收缩或通过转动缠绕钢索的卷筒实现两端钢索同时收缩。
本发明的技术效果是：
通过较小的钢索力下在板材上实现大拉力，降低了成形力，节约能源，同时每一个夹钳独立控制，通过调整定滑轮实现钢索力方向的改变，从而可以控制板材横向变形，有利于控制板材横向起皱。
附图说明
图1是薄板涨拉曲面成形装置初始状态位置示意图；
图2是薄板涨拉曲面成形装置静止状态与工作状态示意图；
图3是薄板涨拉曲面成形装置动滑轮未左、右移动时拉动板材方式示意图；
图4是薄板涨拉曲面成形装置动滑轮左、右移动后拉动板材方式示意图；
图5带有两个相啮合卷筒的钢索伸缩驱动系统示意图；
图中：1.机架 2.模具提升平台 3.板材拉伸系统 4.钢索伸缩驱动系统 5.钢索 6.定滑轮组 7.动滑轮 8.板材夹紧装置 9.夹钳 10.弹性杆 11.板材 12.带有活动支座的定滑轮 13.固定式定滑轮
具体实施方式
下面结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容及其工作过程。
具体实施方式，如图1所示，主要由机架1、模具提升平台2、分布在模具提升平台2两侧的板材拉伸系统3、以及钢索伸缩驱动系统4构成。
所述的两侧板材拉伸系统3的每侧数量至少包含三个，且每个板材拉伸系统3包括了钢索5、定滑轮组6、动滑轮7以及板材夹紧装置8，所述的钢索5通过定滑轮组6改变方向，通过动滑轮7将力传递到板材夹紧装置8上，动滑轮7与板材夹紧装置8构成一体。
板材拉伸系统3一侧钢索5的一端绕过动滑轮7与机架1连接，另一端经过定滑轮组6且绕过另一侧的动滑轮7固定在机架上实现半封闭。
板材拉伸系统3一侧钢索5一端绕过动滑轮7与机架1连接，另一端与钢索伸缩驱动系统4，而且另一侧的钢索做同样布置。
定滑轮组6中滑轮12的座体，不仅可以上、下及左、右移动，还可以摆动。
钢索5拉伸力方向通过移动定滑轮组6中的一些滑轮改变。
钢索5的拉伸力大小通过驱动钢索伸缩驱动系统4收缩钢索实现。
板材夹紧装置8包括夹钳9和支撑夹钳的弹性杆10构成。板材夹紧装置8在成形前通过弹性杆10和钢索5的轻微拉力实现在弹性杆上端部的水平放置。
板材夹紧装置8在成形过程中通过钢索拉力和弹性杆10共同作用实现空间运动。
所述的钢索伸缩驱动系统4可以直接垂直顶起钢索实现钢索两端同时收缩，或通过转动缠绕钢索的卷筒实现两端钢索同时收缩。
参考附图2，是薄板涨拉曲面成形装置静止状态与工作状态示意图，从图中可看出，当刚刚装夹完成板材11时，通过钢索5的轻微拉力和弹性杆10的弹力使板材夹紧装置8处于水平状态；当处于工作状态时，通过液压缸、气压缸或其他机械缸将钢索5向上顶起，使定滑轮12向下移动，从而使钢索的拉力方向向下变化，不仅可以增大板材拉力，还可以促使板材的变形轨迹由水平向下变化，使得板材更加贴合模具表面。
参考附图3，是薄板涨拉曲面成形装置动滑轮未左、右移动时拉动板材方式示意图，当装置处于工作状态，保持动滑轮未作左、右移动，板材的横向方向上没有成形力，其在成形过程中横向收缩，易引起横向起皱。
参考附图4，是薄板涨拉曲面成形装置动滑轮左、右移动后拉动板材方式示意图，从图中可以看出，通过向左和向右移动动滑轮，迫使拉伸力在板材的角部产生横向拉力，从而抑制板材的横向收缩，能够促进板材均匀变形，减小横向褶皱。
参考附图5，是带有两个相啮合卷筒的钢索伸缩驱动系统示意图，从图中可以看出，钢索的收缩是通过两个相互啮合的卷筒转动实现。
以上描述以及附图中所示的内容均应被理解为是示例性的，而并非意味着对本发明的限制。对于本领域的技术人员来讲，显然可以在本发明的基础上对其工作系统进行优化和定滑轮的安装方式进行调整，同时对于钢索的收缩布置也是示范性的例子，对于本领域的技术人员来说，可以选择不同方位进行布置。显然，这些不同的布置方式或修改均应包含在本发明的范围内。
Claims (6)
1.一种薄板涨拉曲面成形装置，主要由机架（1）、模具提升平台（2）、分布在模具提升平台（2）两侧的板材拉伸系统（3）和钢索伸缩驱动系统（4）构成，其特征在于：
所述的两侧板材拉伸系统（3）的每侧数量至少包含三个，且每个板材拉伸系统（3）包括钢索（5）、定滑轮组（6）、动滑轮（7）以及板材夹紧装置（8），所述的钢索（5）通过定滑轮组（6）改变方向，通过动滑轮（7）将力传递到板材夹紧装置（8）上，动滑轮（7）与板材夹紧装置（8）构成一体。
2.根据权利要求1所述的薄板涨拉曲面成形装置，其特征在于：
所述的定滑轮组（6）中的滑轮（12）和滑轮（13）分别装在机架（1）的纵梁和下横梁上，滑轮（12）座体沿机架的纵向和横向作上下或左右移动或摆动；
所述钢索（5）的左右两端连接在机架（1）上，并分别装在板材（11）两侧的动滑轮（7）和定滑轮组（6）上，所述钢索（5）由钢索伸缩驱动系统（4）驱动伸缩。
3.根据权利要求1所述的薄板涨拉曲面成形装置，其特征在于：
所述的钢索（5）拉伸力方向通过移动定滑轮组（6）中的滑轮（12）改变；所述的钢索（5）的拉伸力大小通过驱动钢索伸缩驱动系统（4）收缩钢索实现。
4.根据权利要求1所述的薄板涨拉曲面成形装置，其特征在于：
所述的板材夹紧装置（8）由夹钳（9）和支撑夹钳的弹性杆（10）构成，所述的板材夹紧装置（8）在成形前通过钢索（5）的轻微拉力和弹性杆（10）实现在弹性杆上端部的水平放置，所述弹性杆（10）装在机架（1）的上横梁上，在下压力的作用下能上下移动或摆动或弯曲。
5.根据权利要求1所述的薄板涨拉曲面成形装置，其特征在于：
所述的板材夹紧装置（8）在成形过程中通过钢索（5）拉力和弹性杆（10）共同作用实现空间运动。
6.根据权利要求1所述的薄板涨拉曲面成形装置，其特征在于：所述钢索伸缩驱动系统（4）包括直接垂直顶起钢索实现钢索两端同时收缩，或通过转动缠绕钢索的卷筒实现两端钢索同时收缩。
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