CN101648235B - 柔性辊贴模滚压成形装置 - Google Patents

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Abstract

柔性辊贴模滚压成形装置是用于塑性成形的设备，特别是涉及一种使用柔性辊结合单面模具加工三维曲面工件的连续滚压成形装置，属于机械工程领域。本发明的目的在于改变传统的通过上下模具成形金属材料的加工方式，提供一种以柔性辊结合单面模具成形技术为基础的连续滚压成形装置。该装置包括：柔性辊、柔性辊支撑机构、支架、底座以及工作台，其特征在于：所述的柔性辊(1)通过多个柔性辊支撑机构(2)装在支架(5)上，柔性辊(1)有一组或多组，柔性辊(1)的轴线能随着单面模具(8)的型面被动弯曲，工作台(6)装在底座(7)上并可前后移动或旋转，工作台(6)上装有单面模具(8)。

Description

柔性辊贴模滚压成形装置
技术领域
柔性辊贴模滚压成形装置是用于三维曲面工件塑性成形的设备，属于机械工程领域。
背景技术
目前，工件的三维曲面成形主要采用各种压力机通过模具来实现。每一种成形件都需要一套或数套模具才能完成成形过程；设计、制造与调试这些模具，要消耗大量的人力、物力和时间。如果工件的尺寸或变形抗力较大，往往需要压力机具有较大的成形力。小批量、大尺寸的成形件往往采用手工成形，但成形质量差、生产效率低、劳动强度大。
发明内容
本发明提供一种以柔性辊结合单面模具的连续滚压成形技术为基础的柔性辊贴模滚压成形装置，其目的在于改变传统的完全依靠模具成形三维曲面工件的加工方式。
本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：
一种柔性辊贴模滚压成形装置，包括柔性辊、柔性辊支撑机构、支架、底座以及工作台，所述的柔性辊1通过多个柔性辊支撑机构2装在支架5上，柔性辊1至少一组，柔性辊1的轴线能随着单面模具8的型面被动弯曲，工作台6装在底座7上，工作台6上装有单面模具8。
所述的柔性辊1由钢丝软轴、钢丝绳、螺旋弹簧或聚氨酯橡胶弹性元件中的至少一种组成，柔性辊1由多个柔性辊支撑机构2支撑。
所述的柔性辊1上设置多个滚动轴承3，滚动轴承3一个或多个一组，在不同组滚动轴承之间设置柔性辊支撑机构2。
所述的柔性辊支撑机构2采用液压缸、气缸或弹簧。
所述的工作台6在驱动机构作用下带动单面模具8前后移动或旋转。
所述的支架5能带动柔性辊1及柔性辊支撑机构2前后移动。
当柔性辊支撑机构2采用弹簧时，将弹簧安装于活动梁12上，活动梁12可以沿支架5上下移动。
所述的柔性辊1由若干个刚性子辊13组成，并在每个刚性子辊13上分别设置支撑机构，所述刚性子辊的高度与摆角可调。
本发明借鉴了多点成形技术和连续滚压成形技术，并把传统的刚性直辊柔性化。滚压成形时，由单面模具的型面决定柔性辊的轴线弯曲度；靠工作台的前后移动或旋转产生连续变形。这种技术与通过上下模具成形的加工技术相比，所需的成形力很小，而且只需要制造单面模具，大大降低生产成本。
附图说明
图1a是采用液压缸或气缸支撑柔性辊的贴模滚压成形装置结构示意图，工作台可平移；
图1b是图1a的A-A剖面示意图；
图2a是采用液压缸或气缸支撑柔性辊，各柔性辊分为左右两段可弯辊的贴模滚压成形装置结构示意图，该装置具有中心定位机构，工作台可旋转；
图2b是图2a的A-A剖面示意图；
图3a是采用液压缸或气缸结构支撑柔性辊的贴模滚压成形装置结构示意图，工作台固定，支架可平移；
图3b是图3a的A-A剖面示意图；
图4是采用弹簧结构支撑柔性辊的贴模滚压成形装置结构示意图，工作台可平移，活动梁可上下移动；
图5是采用两个一组滚动轴承的贴模滚压成形装置局部结构示意图；
图6是由若干个刚性子辊构成可弯辊的贴模滚压成形装置局部结构示意图。
图中：1.柔性辊  2.柔性辊支撑机构  3.滚动轴承  4.工件  5.支架  6.工作台  7.底座  8.模具  9.浮动压料机构  10.定心机构  11.旋转驱动机构  12.活动梁  13.刚性子辊
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。
柔性辊贴模滚压成形装置由两组柔性工作辊、若干个柔性辊支撑机构、支架、底座以及工作台构成，所述的柔性辊与模具贴合并滚动，或通过其上设置的滚动轴承与模具贴合并滚动，柔性辊的轴线可以随着工作台上的模具型面被动弯曲。
所述的柔性辊由钢丝软轴、钢丝绳、螺旋弹簧、聚氨酯橡胶等弹性元件中的一种或数种组成，也可由若干个刚性子辊组成。在所述的柔性辊上或刚性子辊上设置若干个支撑机构，柔性辊与不同高度的模具型面作用时，支撑机构产生相应的伸缩，从而促使柔性辊与模具型面贴合。
所述的支撑机构伸缩部分由液压缸或气缸或弹簧构成。当采用弹簧时，所述的活动梁可以带动支撑机构与柔性辊上下移动。
所述的工作台可以在驱动机构作用下带动模具前后移动或旋转。
参考图1a：贴模滚压成形装置采用两组柔性辊1，柔性辊支撑机构2由液压缸或气缸构成。
成形过程中，通过浮动压料机构9对工件4施加一定压力用以防止工件4翘曲，支架5固定不动，通过驱动机构控制工作台6做直线运动，工作台6带动模具8与工件4运动，而且通过伸缩柔性辊支撑机构2促使工件4与模具8的型面贴合。
参考图2a：所述的贴模滚压成形装置是由两组各分成左右两段的柔性辊1结合模具8使工件4贴模旋压成形，其柔性辊支撑机构2由液压缸或气缸构成。
在两段柔性辊之间设有定心机构10，通过调整液压缸或气缸的压力促使工件4与模具8型面贴合，通过旋转驱动机构11驱使工作台6做旋转运动，从而实现工件4的成形。
参考图3a：所述的贴模滚压成形装置是由两组柔性辊1结合模具8使工件4贴模滚压成形。
成形过程中，工作台6固定不动，通过驱动支架5作前后移动，带动柔性辊支撑机构2以及柔性辊1来使工件4贴合模具8型面，进而实现工件4的成形。
参考图4：贴模滚压成形装置的柔性辊支撑机构2由弹簧构成。
成形过程中，支架5固定不动，通过驱动机构控制工作台6做直线运动，工作台6带动模具8与工件4运动，而且通过伸缩柔性辊支撑机构2促使工件4与模具8的型面贴合。还可以通过上下移动活动梁12带动柔性辊支撑机构2上拉或下压柔性辊1来调整柔性辊1与模具8的间距以及柔性辊1对工件4的初始力。
参考图5：柔性辊1上装有两个一组的滚动轴承3。
参考图6：由若干个刚性子辊13构成可弯辊。
以上结合具体实施方式对本发明进行了详细描述。贴模滚压成形装置只需工作台6的直线或旋转运动或支架5的直线运动就可以使柔性辊1贴模受压后的轴线位置产生变化，逐渐实现三维曲面工件的柔性成形。
很明显，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进行各种变形或修改。尽管说明书中分别给出了具有两组工作辊的示范性例子，但如前所述，本领域的技术人员可以根据实际需要自由选择其它或更多数量的柔性辊以及布置形式，等等。显然，这些变形或修改均应包含在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种柔性辊贴模滚压成形装置，包括柔性辊、柔性辊支撑机构、支架、底座以及工作台，其特征在于，所述的柔性辊(1)通过多个柔性辊支撑机构(2)装在支架(5)上，柔性辊(1)至少一组，柔性辊(1)的轴线能随着单面模具(8)的型面被动弯曲，工作台(6)装在底座(7)上，工作台(6)上装有单面模具(8)。
2.根据权利要求1所述的柔性辊贴模滚压成形装置，其特征在于，所述的柔性辊(1)由钢丝软轴、钢丝绳、螺旋弹簧或聚氨酯橡胶弹性元件中的至少一种组成，柔性辊(1)由多个柔性辊支撑机构(2)支撑。
3.根据权利要求1所述的柔性辊贴模滚压成形装置，其特征在于，所述的柔性辊(1)上设置多个滚动轴承(3)，滚动轴承(3)一个或多个一组，在不同组滚动轴承之间设置柔性辊支撑机构(2)。
4.根据权利要求1所述的柔性辊贴模滚压成形装置，其特征在于，所述的柔性辊支撑机构(2)采用液压缸、气缸或弹簧。
5.根据权利要求1所述的柔性辊贴模滚压成形装置，其特征在于，所述的工作台(6)在驱动机构作用下带动单面模具(8)前后移动或旋转。
6.根据权利要求1所述的柔性辊贴模滚压成形装置，其特征在于，所述的支架(5)能带动柔性辊(1)及柔性辊支撑机构(2)前后移动。
7.根据权利要求1所述的柔性辊贴模滚压成形装置，其特征在于，当柔性辊支撑机构(2)采用弹簧时，将弹簧安装于活动梁(12)上，活动梁(12)可以沿支架(5)上下移动。
8.根据权利要求1所述的柔性辊贴模滚压成形装置，其特征在于，所述的柔性辊(1)由若干个刚性子辊(13)组成，并在每个刚性子辊(13)上分别设置支撑机构，所述刚性子辊的高度与摆角可调。
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