CN207615432U - 三维自由弯曲成形工艺所需的新型弯曲模 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种三维自由弯曲成形工艺所需的新型弯曲模，包括硬质嵌体、外球体、尾部连接段以及注油孔，其中硬质嵌体通过过盈配合安装于外球体中，尾部连接段通过螺纹连接安装于外球体中。机构装配中外球体与球面轴承配合，尾部连接段与导向机构球面接触。管材弯曲成形过程前，向注油孔加入适量润滑油。管材弯曲成形过程中，外球体在球面轴承的带动下发生平动位移，尾部连接段通过与导向机构的球面接触控制弯曲模的转动角度，硬质嵌体作用于管材并使其弯曲变形。所述三维自由弯曲成形工艺所需的新型弯曲模运动稳定性更高，能够成形难变形材料，降低了生产成本，提高了生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种三维自由弯曲成形工艺所需的新型弯曲模，属于管材弯曲成形装置领域。
背景技术
现有的三维自由弯曲设备根据弯曲模的运动自由度可分为三轴、五轴及六轴自由弯曲***。相比于五轴及六轴设备，三轴自由弯曲设备中弯曲模仅能主动实现X、Y两个方向的平动自由度，而其偏转运动为被动运动方式，一般需要依赖弯曲模与球面轴承、导向机构的配合连接的共同作用实现。三轴构型中这两个特殊的连接形式使得模具装配结构更为复杂，同时导致弯曲模在运动过程中位移距离和偏转角度存在几何限制。由于这些几何限制的存在，现在商用的三轴自由弯曲设备的相对最小弯曲半径一般仅为3。
目前国内的三轴自由弯曲设备中弯曲模与导向机构的配合形式为独立式及直线式。在这两种形式下，弯曲模的转动可控性差，弯曲模尾部可能直接与导向机构发生碰撞，影响运动的稳定性也损伤了模具。采用本装置能够有效的提高弯曲模的运动稳定性，增大了弯曲模的最大行程，提高了设备的弯曲成形极限，同时也有利于成形难变形高硬度的坯料。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种三维自由弯曲成形工艺所需的新型弯曲模。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
一种三维自由弯曲成形工艺所需的新型弯曲模，包括内部中空的外球体、硬质嵌体；
外球体两端剖切，容管材通过，硬质嵌体过盈配合安装于外球体内，硬质嵌体内部中空构成管材通道。
进一步，弯曲模上设有注油孔，注油孔与管材通道相通。
更进一步，外球体末端安装尾部连接段，外球体与尾部连接段之间设注油孔，管材通道最窄处即为通道口，管材通道的内径由通道口向注油孔方向逐渐增大。
更进一步，通道口的位置向管材通道出口方向偏离外球体的球心。
更进一步，外球体球面配合球面轴承，外球体的球心通过球面轴承的中线；尾部连接段与外球体螺纹连接，内部中空安装管材导向机构，尾部连接段与导向机构球面接触，尾部连接段的内部球形包络曲面能够保证始终与导向机构外球面相切，并且相切线封闭；从而实现弯曲模的稳定运动。弯曲模与球面轴承、导向机构的球面连接满足弯曲模在平动位移的同时发生转动运动并且转动角度可控。
优选的，弯曲模的理论最大位移行程位0.7倍的管材外径，最大偏转角度为30°。
优选的，硬质嵌体为陶瓷基复合材料或钨钴合金加工而成的硬质嵌体，具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性，提高了弯曲模的刚度和刚度，有利于成形难变形的高硬度材料，可根据管材的截面形状和截面尺寸进行定制和替换，旋转轴线与管材的轴线重合。
所述的三维自由弯曲成形工艺所需的新型弯曲模，注油孔在管材成形前注入适量润滑油，外球体在管材弯曲成形过程中由球面轴承带动发生平动位移，尾部连接段通过与管材导向机构的球面接触控制弯曲模的转动角度，陶瓷或硬质合金嵌体作用于管材并使其弯曲变形。
本实用新型的有益效果在于：利用了陶瓷或硬质合金嵌体材料的高的硬度、强度和耐磨性，能够成形硬度大的难变形材料，同时利用尾部连接段与管材导向机构的球面接触提高弯曲模运动稳定性及可控性，本实用新型保留了三维自由弯曲模原有的特点，提高了生产效率和机构稳定性，增加了设备的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型具体实施方式的弯曲模剖面示意图；
图2为成型装置原理示意图；
1陶瓷或硬质合金嵌体，2外球体，3尾部连接段，4注油孔，5导向机构，6球面轴承，7管材，8管材通道口。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
如图1所示的三维自由弯曲成形工艺所需的新型弯曲模，包括陶瓷或硬质合金嵌体1、外球体2、尾部连接段3以及注油孔4，其中陶瓷或硬质合金嵌体1通过过盈配合安装于外球体2中，尾部连接段3通过螺纹连接安装于外球体2右侧。
图2为成型装置原理示意图，外球体2与球面轴承6配合，尾部连接段4与管材导向机构5球面接触。管材弯曲成形过程前，向注油孔4加入适量润滑油。管材弯曲成形过程中，外球体2在球面轴承6的带动下发生平动位移，尾部连接段3通过与管材导向机构5的球面接触控制弯曲模的转动角度，陶瓷或硬质合金嵌体1作用于管材7并使其弯曲变形。
陶瓷或硬质合金嵌体1根据外球体2的内腔结构由陶瓷基复合材料或钨钴合金加工而成，其安装轴线通过外球体2球心并与管材7轴线共线，通过过盈配合安装于外球体2内腔中，陶瓷或硬质合金嵌体1的内腔即为管材进而弯曲模的通道口8，其位置向左偏离外球体2球心及球面轴承6中线。
外球体2的球心通过球面轴承6的中线，外球体2与球面轴承6为球面接触，外球体2的球半径略小于球面轴承6内腔的球半径，在运动过程中外球体2的球心始终在球面轴承6的中线上。
尾部连接段3通过螺纹连接安装于外球体2右侧，其内腔的球形包络曲面与导向机构5形成非同心圆的球面接触连接，在运动过程中球形包络曲面始终与导向机构5的外球面形成封闭的弧形相切线。
注油孔4为外球体2与尾部连接段3的分界，由外球体2右侧的半孔结构及尾部连接段3左侧的半孔结构拼接而成。管材弯曲成形向注油孔中加入适量润滑油减小成形过程中管材7与陶瓷或硬质合金嵌体1的摩擦。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种三维自由弯曲成形工艺所需的新型弯曲模，其特征在于：
包括内部中空的外球体、硬质嵌体；
外球体两端剖切，容管材通过，硬质嵌体过盈配合安装于外球体内，硬质嵌体内部中空构成管材通道。
2.根据权利要求1所述的三维自由弯曲成形工艺所需的新型弯曲模，其特征在于：
弯曲模上设有注油孔，注油孔与管材通道相通。
3.根据权利要求1所述的三维自由弯曲成形工艺所需的新型弯曲模，其特征在于：
外球体末端安装尾部连接段，外球体与尾部连接段之间设注油孔，管材通道最窄处即为通道口，管材通道的内径由通道口向注油孔方向逐渐增大。
4.根据权利要求3所述的三维自由弯曲成形工艺所需的新型弯曲模，其特征在于：
通道口的位置向管材通道出口方向偏离外球体的球心。
5.根据权利要求4所述的三维自由弯曲成形工艺所需的新型弯曲模，其特征在于：
外球体球面配合球面轴承，外球体的球心通过球面轴承的中线；
尾部连接段与外球体螺纹连接，内部中空安装管材导向机构，尾部连接段与导向机构球面接触，尾部连接段的内部球形包络曲面能够保证始终与导向机构外球面相切，并且相切线封闭；
弯曲模与球面轴承、导向机构的球面连接满足弯曲模在平动位移的同时发生转动运动并且转动角度可控。
6.根据权利要求1-5任一项所述的三维自由弯曲成形工艺所需的新型弯曲模，其特征在于：
弯曲模的理论最大位移行程位0.7倍的管材外径，最大偏转角度为30°。
7.根据权利要求1-5任一项所述的三维自由弯曲成形工艺所需的新型弯曲模，其特征在于：
硬质嵌体为陶瓷基复合材料或钨钴合金加工而成的硬质嵌体，硬质嵌体的旋转轴线与管材的轴线重合。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110814119A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 南京航空航天大学 | 一种基于超低温冰自润滑的管件弯曲装置和弯曲方法 |
| CN111250575A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-09 | 西北工业大学 | 一种用于自由弯曲成形工艺的双球碗式模具 |
| CN111545608A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-08-18 | 南京航空航天大学 | 一种减小自由弯曲零件相对弯曲半径的装置和自由弯曲方法 |
| CN114273475A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-05 | 南京航空航天大学 | 一种基于电流辅助加热的三维自由成形装置及方法 |
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2017
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