一種用于飛機型材的柔性拉彎成形裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于飛機型材的柔性拉彎成形裝置,包括基座、柔性鋼條、離散調(diào)節(jié)單元。離散調(diào)節(jié)單元位于基座上，基座為矩形體結(jié)構(gòu),沿縱向平行設(shè)有多條T型安裝槽，多個離散調(diào)節(jié)單元與基座通過螺栓連接，兩柔性鋼條兩端通過螺栓固定在離散調(diào)節(jié)單元的前面，柔性鋼條的內(nèi)側(cè)面與離散調(diào)節(jié)單元的成形塊表面配合。通過在各離散調(diào)節(jié)單元與型材零件之間添加柔性鋼條構(gòu)成單向連續(xù)的模具型面，由于沿著型材拉伸方向模具型面連續(xù)，并且柔性鋼條具有較好的剛度和強度，從而消除了各離散調(diào)節(jié)單元之間的間隙，既提高了加工件的表面質(zhì)量，又可保證成形精度。柔性拉彎成形裝置適用多種不同截面形狀的型材進行拉彎成形，應(yīng)用面廣，實用性較強。
【專利說明】—種用于飛機型材的柔性拉彎成形裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬型材拉彎成形【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種用于飛機型材的柔性拉彎成形裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]型材零件應(yīng)用于建筑、機械制造、交通運輸及日常用品制造的各個領(lǐng)域時，考慮到結(jié)構(gòu)力學(xué)、空氣動力學(xué)以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品外觀方面的要求，型材通常都需要彎曲成一定的弧度。例如，在飛機制造中，發(fā)動機短艙以及機身前后段的長桁作為組成飛機骨架的主要受力零件，直接影響飛機的氣動力外形，均都采用變曲率擠壓型材彎曲件。拉彎成形的原理是對型材施加切向拉力,通過改變內(nèi)部中性層的位置,從而使型材發(fā)生彎曲。拉彎工藝對于屈服強度比較大的彎曲零件具有很好的成形效果，并且彎曲質(zhì)量高、回彈量小。型材拉彎成形在飛機制造中得到了非常廣泛的應(yīng)用，主要用于成形機身、隔框、肋條、發(fā)動機架的連接件，采用拉彎工藝可以使零件獲得合理的校形余量，提高零件的制造精度，降低零件的制造成本。傳統(tǒng)的拉彎成形采用整體式模具，但對于多品種、小批量甚至是單件生產(chǎn)的零部件，短周期、低成本要求與大量的工作準(zhǔn)備時間形成了極大的矛盾，傳統(tǒng)的實體模具缺點凸顯。在多點拉彎成形中，傳統(tǒng)模具形面被多個離散的基本體表面構(gòu)成，通過調(diào)節(jié)基本體的位置和活動自由度，可實現(xiàn)不同拉彎形狀模具的快速調(diào)形與重復(fù)使用，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)柔性制造。
[0003]針對柔性拉彎工藝問題，中國專利CN102240711A “多點控制三維拉彎扭轉(zhuǎn)成形模具”公開了一種由模具底座和若干個控制單元組成的多點控制三維拉彎扭轉(zhuǎn)成形模具，每個控制單元均安裝在一個標(biāo)準(zhǔn)的獨立支架上，控制單元由支架、成形面滑塊、導(dǎo)向滑塊、垂直導(dǎo)軌、限位元件組成，成形模具可實現(xiàn)三維拉彎扭轉(zhuǎn)制件在垂直面方向的彎曲曲線的調(diào)整，從而實現(xiàn)三維拉彎扭轉(zhuǎn)件的空間三維曲線構(gòu)型精確控制。但不足之處在于，型材直接與控制單元的成形面滑塊接觸，會造成各控制單元之間的間隙無法消除，無法改善各個離散控制單元中成形面滑塊工作面之間的凹陷間隙對工件形狀連續(xù)性的影響，會造成型材零件的腹板在間隙處出現(xiàn)明顯的凸凹不平，引起腹板面出現(xiàn)嚴(yán)重的不平整。因此，需要設(shè)計一種適合于飛機型材的柔性拉彎成形裝置，并且可以消除各控制單元之間的間隙，保證型材零件形狀的連續(xù)性，使得型材零件的腹板面較為平整。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有柔性拉彎成形技術(shù)中各離散調(diào)節(jié)單元之間凹陷間隙對工件形狀連續(xù)性的影響，避免型材零件在間隙處出現(xiàn)明顯的凸凹不平，改善型材零件在間隙處的平整性的問題，本發(fā)明提出一種用于飛機型材的柔性拉彎成形裝置。通過在各離散調(diào)節(jié)單元與型材零件之間添加柔性鋼條構(gòu)成單向連續(xù)的模具型面，由于沿著型材拉伸方向模具型面連續(xù)，并且柔性鋼條具有較好的剛度和強度，從而消除了各離散調(diào)節(jié)單元之間的間隙，改善各離散調(diào)節(jié)單元之間的間隙對工件形狀連續(xù)性的影響，既提高了加工件的表面質(zhì)量，又可保證成形精度。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括拉彎機夾頭，其特征在于還包括離散調(diào)節(jié)單元、柔性鋼條、基座，離散調(diào)節(jié)單元固定在基座上面，柔性鋼條位于離散調(diào)節(jié)單元的前面，柔性鋼條內(nèi)側(cè)面與離散調(diào)節(jié)單元形成的弧面配合，型材的兩端固定在拉彎機夾頭上，位于基座上離散調(diào)節(jié)單元的前面；
[0006]所述基座為矩形體，沿縱向平行設(shè)有多條T型安裝槽；
[0007]所述柔性鋼條為兩條，柔性鋼條兩端部內(nèi)側(cè)有帶孔的耳片，用于柔性鋼條與離散調(diào)節(jié)單元上的成形塊固連；
[0008]所述離散調(diào)節(jié)單元包括底座、導(dǎo)向滑軌、導(dǎo)向滑塊、高度調(diào)節(jié)螺桿、蓋板、成形塊、成形塊后板，底座為T型結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向滑軌位于底座前面兩側(cè)通過螺栓固連，導(dǎo)向滑軌與底座前側(cè)形成T型槽，導(dǎo)向滑塊兩側(cè)有凸塊與導(dǎo)向滑軌配合，蓋板位于底座上方，且與底座通過螺栓固連，高度調(diào)節(jié)螺桿一端穿過蓋板上凸臺螺孔與導(dǎo)向滑塊的上凸塊固連，高度調(diào)節(jié)螺桿另一端端部為方型結(jié)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)導(dǎo)向滑塊的高度位置；所述成形塊前側(cè)面為圓弧形面，中間橫向開有弧形凹槽，成形塊的上下端面有螺孔，成形塊后板位于導(dǎo)向滑塊與成形塊之間，成形塊后板側(cè)面的雙耳與導(dǎo)向滑塊前凸塊通過螺栓連接，且成形塊后板以螺栓為轉(zhuǎn)軸相對導(dǎo)向滑塊轉(zhuǎn)動，成形塊后板另一側(cè)面的凸臺與成形塊后側(cè)面中心方槽配合。
[0009]所述離散調(diào)節(jié)單元為多個。
[0010]所述柔性鋼條形成弧長與離散調(diào)節(jié)單元所構(gòu)成離散圓弧面長l_2mm。
[0011]有益效果
[0012]本發(fā)明提出的用于飛機型材的柔性拉彎成形裝置，通過柔性拉彎裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整體式拉彎模具，通過調(diào)節(jié)離散調(diào)節(jié)單元的位置，實現(xiàn)不同拉彎形狀模具的快速調(diào)形與重復(fù)使用，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)柔性制造，同時，本發(fā)明柔性拉彎成形裝置的成形塊可根據(jù)零件截面特征進行更換，可針對多種不同截面形狀的型材進行拉彎成形，適用面較廣，實用性較強。
[0013]本發(fā)明通過在多個離散調(diào)節(jié)單元與型材零件之間添加柔性鋼條構(gòu)成單向連續(xù)的模具型面；由于沿著型材拉伸方向模具型面連續(xù)，并且柔性鋼條具有較好的剛度和強度，從而消除了各離散調(diào)節(jié)單元之間的間隙，改善各離散調(diào)節(jié)單元之間的間隙對工件形狀連續(xù)性的影響，既提高了加工件的表面質(zhì)量，又可保證成形精度。本發(fā)明柔性拉彎成形裝置結(jié)構(gòu)簡單、方便實用、易于加工制造。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明一種用于飛機型材的柔性拉彎成形裝置作進一步詳細(xì)說明。
[0015]圖1為本發(fā)明柔性拉彎成形裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明柔性拉彎成形裝置主視圖。
[0017]圖3為本發(fā)明柔性拉彎成形裝置的離散調(diào)節(jié)單元軸測圖。
[0018]圖4為本發(fā)明柔性拉彎成形裝置的離散調(diào)節(jié)單元主視圖。
[0019]圖5為本發(fā)明柔性拉彎成形裝置的離散調(diào)節(jié)單元俯視圖。
[0020]圖6為本發(fā)明柔性拉彎成形裝置的離散調(diào)節(jié)單元的各零件連接示意圖。
[0021]圖7為本發(fā)明的離散調(diào)節(jié)單元的高度調(diào)節(jié)螺桿與成形塊連接位置示意圖。
[0022]圖8為本發(fā)明的離散調(diào)節(jié)單元的底座結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖9為本發(fā)明的離散調(diào)節(jié)單元的底座側(cè)視圖。
[0024]圖10為本發(fā)明柔性拉彎成形裝置的柔性鋼條示意圖。
[0025]圖中:
[0026]1.拉彎機夾頭2.型材3.離散調(diào)節(jié)單元4.柔性鋼條5.基座6.導(dǎo)向滑軌7.蓋板8.高度調(diào)節(jié)螺桿9.底座10.導(dǎo)向滑塊11.成形塊12.成形塊后板

【具體實施方式】
[0027]本實施例是一種用于飛機型材的柔性拉彎成形裝置。
[0028]參閱圖1?圖10，本實施例中，柔性拉彎成形裝置用于T型截面的鋁合金型材柔性拉彎成形。柔性拉彎成形裝置由拉彎機夾頭I和離散調(diào)節(jié)單元3、柔性鋼條4、基座5組成；基座5為矩形體固定不動，基座5上沿縱向平行設(shè)置有多條T型安裝槽，離散調(diào)節(jié)單元3通過螺栓緊固在基座5上。柔性鋼條4安裝在離散調(diào)節(jié)單元3的前部，柔性鋼條4內(nèi)側(cè)面與離散調(diào)節(jié)單元3的成形塊11形成的弧面配合。拉彎機夾頭I固定在型材2的兩端，型材位于基座5上離散調(diào)節(jié)單元3的前部。柔性鋼條4為兩條，每條柔性鋼條4兩端部內(nèi)側(cè)有帶孔的耳片，用于柔性鋼條4與離散調(diào)節(jié)單元3上的成形塊11固定連接；由于采用柔性鋼條4，使得沿著型材2拉伸方向離散調(diào)節(jié)單元3構(gòu)成的模具型面變得連續(xù)，消除了各離散調(diào)節(jié)單元3之間的間隙，改善各離散調(diào)節(jié)單元3之間的間隙對工件形狀連續(xù)性的影響。離散調(diào)節(jié)單元3的數(shù)量根據(jù)具體要成形的零件的長度及成形精度決定。
[0029]本實施例中，離散調(diào)節(jié)單元3由底座9、導(dǎo)向滑軌6、導(dǎo)向滑塊10、高度調(diào)節(jié)螺桿8、蓋板7、成形塊11、成形塊后板12組成；底座9為T型結(jié)構(gòu)，兩塊導(dǎo)向滑軌6安裝在底座前部兩側(cè)通過螺栓固定連接，導(dǎo)向滑軌6與底座9前側(cè)形成T型凹槽，導(dǎo)向滑塊10的兩側(cè)有凸塊與導(dǎo)向滑軌6配合。蓋板7安裝在底座9的上面與底座9通過螺栓固定連接，高度調(diào)節(jié)螺桿8 —端穿過蓋板7上凸臺螺孔與導(dǎo)向滑塊10的上凸塊固定連接，高度調(diào)節(jié)螺桿8另一端端部為方形結(jié)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)導(dǎo)向滑塊10的高度位置。成形塊11前側(cè)面為圓弧形面，中間橫向開有弧形凹槽，成形塊11的上端面、下端面各有一螺孔，用于與柔性鋼條4兩端的固定安裝。成形塊后板12安裝在導(dǎo)向滑塊10與成形塊11之間，成形塊后板12側(cè)面的雙耳與導(dǎo)向滑塊10前凸塊通過螺栓連接，而且成形塊后板12以螺栓為轉(zhuǎn)軸相對導(dǎo)向滑塊10轉(zhuǎn)動，成形塊后板12另一側(cè)面的凸臺與成形塊11后側(cè)面中心方槽配合，防止成形塊11在拉彎過程中發(fā)生轉(zhuǎn)動。成形塊11用于特定截面形狀型材的拉彎成形，成形塊11的圓弧面與柔性鋼條4的內(nèi)側(cè)面貼合，成形塊11尺寸根據(jù)具體的零件而定，根據(jù)零件截面特征更換成形塊11。
[0030]本實施例中，基座5的厚度為70mm，基座5沿縱向平行設(shè)有多條用于安裝離散調(diào)節(jié)單元3的T型槽，槽的間距比離散調(diào)節(jié)單元3的寬度多出l_2mm，保證離散調(diào)節(jié)單元3沿槽的方向可順利移動。離散調(diào)節(jié)單元3的底座9的底部有一個導(dǎo)向凸塊，導(dǎo)向凸塊寬度尺寸與基座5的T型槽尺寸一致，離散調(diào)節(jié)單元3沿基座5的T型槽做直線滑動。柔性鋼條4為長條形，柔性鋼條4的寬度由所要成形的T型截面型材2尺寸決定，在長度方向上，柔性鋼條4形成的弧長與離散調(diào)節(jié)單元3所構(gòu)成離散圓弧面長l_2mm。
[0031]本實施例柔性拉彎成形裝置進行拉彎成形時，具體步驟如下:
[0032]第一步，拉彎成形裝置的調(diào)形；根據(jù)目標(biāo)零件形狀特征得到拉彎成形所需的零件內(nèi)型面，對所得到的型面進行離散處理，分割成若干段，每一段對應(yīng)一個離散調(diào)節(jié)單元，離散調(diào)節(jié)單元的數(shù)量根據(jù)具體要成形的零件的長度及成形精度決定。根據(jù)得到的模具型面離散段位置信息確定離散調(diào)節(jié)單元的位置，將離散調(diào)節(jié)單元移動至確定位置后，緊固底座上的T型槽螺栓，完成離散調(diào)節(jié)單元的調(diào)整。用扳手調(diào)節(jié)高度調(diào)節(jié)螺桿，使得導(dǎo)向滑塊所在的高度位置適中，并保證每個離散調(diào)節(jié)單元的導(dǎo)向滑塊所在的高度一致，安裝合適的成形塊和柔性鋼條。
[0033]第二步，零件拉彎成形過程；啟動拉彎機，用拉彎機夾頭夾緊待成形零件，設(shè)定拉彎機預(yù)拉伸量、補拉伸量及拉伸缸速度參數(shù)，在拉彎過程中始終保持所設(shè)定的拉彎機參數(shù)不變。進行型材預(yù)拉伸過程，當(dāng)型材預(yù)拉伸量達到設(shè)定的預(yù)拉量后，進行零件的拉彎操作，拉彎操作結(jié)束后進行補拉伸過程，直到型材補拉伸量達到設(shè)定的補拉量后進行卸載。
[0034]第三步，零件成形精度檢測；拉彎過程結(jié)束，拆卸零件，采用樣板或數(shù)字化形狀檢測設(shè)備進行零件成形精度檢測。若形狀偏差在允許范圍內(nèi)，此得到的離散調(diào)節(jié)單元所構(gòu)成的成形型面即為目標(biāo)零件的成形型面，重復(fù)第二步進行批量生產(chǎn)；若型材形狀與目標(biāo)形狀有較大的形狀偏差時，根據(jù)形狀偏差的大小和方向，對拉彎成形裝置的成形塊型面進行位移調(diào)整，通過整體前后移動離散調(diào)節(jié)單元完成，然后再次成形，重新進行零件成形精度檢測，直至到得到的零件形狀偏差在允許范圍內(nèi)，此時得到的離散調(diào)節(jié)單元所構(gòu)成的成形型面即為目標(biāo)零件的成形型面，重復(fù)第二步進行批量生產(chǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于飛機型材的柔性拉彎成形裝置，包括拉彎機夾頭，其特征在于:還包括離散調(diào)節(jié)單元、柔性鋼條、基座，離散調(diào)節(jié)單元固定在基座上面，柔性鋼條位于離散調(diào)節(jié)單元的前面，柔性鋼條內(nèi)側(cè)面與離散調(diào)節(jié)單元形成的弧面配合，型材的兩端固定在拉彎機夾頭上，位于基座上離散調(diào)節(jié)單元的前面； 所述基座為矩形體，沿縱向平行設(shè)有多條T型安裝槽； 所述柔性鋼條為兩條，柔性鋼條兩端部內(nèi)側(cè)有帶孔的耳片，用于柔性鋼條與離散調(diào)節(jié)單元上的成形塊固連； 所述離散調(diào)節(jié)單元包括底座、導(dǎo)向滑軌、導(dǎo)向滑塊、高度調(diào)節(jié)螺桿、蓋板、成形塊、成形塊后板，底座為T型結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向滑軌位于底座前面兩側(cè)通過螺栓固連，導(dǎo)向滑軌與底座前側(cè)形成T型槽，導(dǎo)向滑塊兩側(cè)有凸塊與導(dǎo)向滑軌配合，蓋板位于底座上方，且與底座通過螺栓固連，高度調(diào)節(jié)螺桿一端穿過蓋板上凸臺螺孔與導(dǎo)向滑塊的上凸塊固連，高度調(diào)節(jié)螺桿另一端端部為方形結(jié)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)導(dǎo)向滑塊的高度位置；所述成形塊前側(cè)面為圓弧形面，中間橫向開有弧形凹槽，成形塊的上下端面有螺孔，成形塊后板位于導(dǎo)向滑塊與成形塊之間，成形塊后板側(cè)面的雙耳與導(dǎo)向滑塊前凸塊通過螺栓連接，且成形塊后板以螺栓為轉(zhuǎn)軸相對導(dǎo)向滑塊轉(zhuǎn)動，成形塊后板另一側(cè)面的凸臺與成形塊后側(cè)面中心方槽配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于飛機型材的柔性拉彎成形裝置，其特征在于:所述離散調(diào)節(jié)單元為多個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于飛機型材的柔性拉彎成形裝置，其特征在于:所述柔性鋼條形成弧長與離散調(diào)節(jié)單元所構(gòu)成離散圓弧面長l_2mm。
【文檔編號】B21D7/04GK104226751SQ201410369508
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】王永軍, 孫寶龍, 劉天驕 申請人:西北工業(yè)大學(xué)