| JP05042324 | MODULAR STRETCHING APPARATUS |
| JP11290962 | TENSION BENDING METHOD OF MATERIAL TO BE FORMED |
| JP2002282953 | APPARATUS FOR STRETCH FORMING |
李明哲 (中国吉林省长春市人民大街5988号吉林大学南岭校区辊锻工艺研究所, Jilin 5, 130025, CN)
HAN, Qigang (Roll Forging Research Institute, Jilin University Renmin Street 598, Changchun Jilin 5, 130025, CN)
韩奇钢 (中国吉林省长春市人民大街5988号吉林大学南岭校区辊锻工艺研究所, Jilin 5, 130025, CN)
FU, Wenzhi (Roll Forging Research Institute, Jilin University Renmin Street 598, Changchun Jilin 5, 130025, CN)
付文智 (中国吉林省长春市人民大街5988号吉林大学南岭校区辊锻工艺研究所, Jilin 5, 130025, CN)
FENG, Pengxiao (Roll Forging Research Institute, Jilin University Renmin Street 598, Changchun Jilin 5, 130025, CN)
冯朋晓 (中国吉林省长春市人民大街5988号吉林大学南岭校区辊锻工艺研究所, Jilin 5, 130025, CN)
吉林大学 (中国吉林省长春市前进大街2699号, Jilin 2, 130012, CN)
LI, Mingzhe (Roll Forging Research Institute, Jilin University Renmin Street 598, Changchun Jilin 5, 130025, CN)
李明哲 (中国吉林省长春市人民大街5988号吉林大学南岭校区辊锻工艺研究所, Jilin 5, 130025, CN)
HAN, Qigang (Roll Forging Research Institute, Jilin University Renmin Street 598, Changchun Jilin 5, 130025, CN)
韩奇钢 (中国吉林省长春市人民大街5988号吉林大学南岭校区辊锻工艺研究所, Jilin 5, 130025, CN)
FU, Wenzhi (Roll Forging Research Institute, Jilin University Renmin Street 598, Changchun Jilin 5, 130025, CN)
付文智 (中国吉林省长春市人民大街5988号吉林大学南岭校区辊锻工艺研究所, Jilin 5, 130025, CN)
FENG, Pengxiao (Roll Forging Research Institute, Jilin University Renmin Street 598, Changchun Jilin 5, 130025, CN)
| 权 利 要 求 书 1. 一种多夹钳式拉伸成形机， 主要由夹料机构、 拉料机构和机架 组成， 所述的夹料机构由夹料架、 夹料块和夹料用液压缸组成， 其特 征在于， 机架的两侧分别排列着一排多个夹料机构； 每个夹料机构的 夹料架设有一处或两处联接孔， 各联接孔通过万向推拉机构与一个或 多个拉料机构联接。 2. 根据权利要求 1所述的多夹钳式拉伸成形机， 其特征在于， 在 所述夹料架设有一处联接孔时， 所述联接孔为后部联接孔； 后部联接 孔通过万向推拉机构同时联接至少两个拉料机构， 其中一个拉料机构 按水平方向布置， 其余拉料机构可选择按垂直方向或倾斜方向布置。 3. 根据权利要求 1所述的多夹钳式拉伸成形机， 其特征在于， 在 所述夹料架设有两处联接孔时， 所述联接孔包括后部联接孔和下部连 接孔； 下部联接孔通过万向推拉机构联接垂直方向布置的拉料机构， 后部联接孔通过万向推拉机构联接水平方向布置的拉料机构， 或同时 联接水平方向布置、 倾斜方向布置和垂直方向布置的拉料机构的任一 组合。 4. 根据权利要求 1至 3任一所述的多夹钳式拉伸成形机， 其特征 在于， 所述的拉料机构可采用拉料用液压缸， 同一方向排列的一排拉 料用液压缸可以用一个或多个电磁换向阀控制。 5. 根据权利要求 1至 4任一所述的多夹钳式拉伸成形机， 其特征 在于， 所述的万向推拉机构主要由球头联接杆构成， 或由销轴构成， 或由球头联接杆、 销轴、 联接体组合构成； 球头联接杆的一端具有球 形头部， 球形头部直接或通过与球形根部球面配合的具有半球形凹坑 的轴瓦安装在夹料架或拉料联接体内； 另一端通过螺紋机构或销轴与 相应的联接体联接。 6. 根据权利要求 5所述的多夹钳式拉伸成形机， 其特征在于， 所 述的球形头部为半球形或圆球形， 当球形头部为半球形时， 在球形端 部安装弹性垫， 例如聚氨酯垫； 当球形头部为圆球形时， 在球形端部 安装具有半球形凹坑的推力轴瓦。 7. 根据权利要求 5或 6所述的多夹钳式拉伸成形机，其特征在于， 所述的球头联接杆可采用两个， 通过杆类联接体对称联接， 组合成具 有双球头的万向推拉机构。 8. 根据权利要求 7所述的多夹钳式拉伸成形机， 其特征在于， 万 向推拉机构的长度通过使用长度可调的杆类联接体调整。 9. 根据权利要求 5至 8任一所述的多夹钳式拉伸成形机， 其特征 在于， 所述的销轴采用实心销轴或空心销轴； 采用空心销轴时， 一排 空心销轴内部贯穿一个或多个钢丝绳或钢丝软轴。 10. 根据权利要求 5至 9任一所述的多夹钳式拉伸成形机， 其特 征在于， 所有的销轴由贯穿所述夹料机构的一个或多个钢丝绳或钢丝 软轴代替。 11. 根据权利要求 1至 10任一所述的多夹钳式拉伸成形机， 其特 征在于， 在机架两侧分别排列的一排多个夹料机构中各设置一对夹料 块， 相邻夹料块之间留有间隙， 夹料块的夹料面前端棱线以及两个角 部设有较大圆角， 与其它夹料块相邻的夹料面左右两端棱线处也设有 圆角。 12. 根据权利要求 1至 11任一所述的多夹钳式拉伸成形机，其特 征在于， 所述的夹料块的夹料面为一水平面； 或后端略高于前端； 或 后端有一段水平面， 并略高于前端； 夹料面的中间可以略高， 与其它 夹料块相邻的左右两端逐渐减薄。 13. 根据权利要求 1至 12任一所述的多夹钳式拉伸成形机， 其特 征在于， 所述的夹料块的形状为矩形、 梯形或由矩形与梯形组合而成 的六边形； 夹料面前端长度等于或小于夹料面后端长度。 14. 根据权利要求 1至 13任一所述的多夹钳式拉伸成形机， 其特 征在于， 所述的夹料块的夹料接触面采用具有很多凸起的咬紧形式或 具有数个拉延筋的流动形式； 咬紧式夹料块与流动式夹料块可以在一 排多个夹料机构中混合使用。 15. 根据权利要求 1至 14任一 -所述的多夹钳式拉伸成形机， 其特 征在于， 所述的机架左侧排列的夹料机构和拉料机构与机架右侧排列 的夹料机构和拉料机构之间的距离可调； 与拉伸成形机配合使用的模 具采用实体模具或多点可调式数字化模具， 模座可以向上移动； 拉伸 成形机上部可以安装下压机构。 18 |
技术领域
本发明涉及一种多夹钳式拉伸成形机， 该设备适合用于板类件曲 面成形的塑性加工， 属于机械工程领域。 背景技术
传统的拉伸成形机拉形工件时， 一般只用一个或两个液压缸产生 拉伸动作， 钳口处板材沿横向基本整体移动； 在成形横向曲率较大的 工件时， 板材横向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。 为了防止这些缺陷， 设备的控制精度要求很 高， 控制系统的设计复杂， 设备价格昂贵； 而且拉形用坯料往往需要 较大的工艺余量， 从而导致材料的利用率降低。 发明内容
为了克服以上指出的问题， 本发明旨在提供一种高柔性的多夹钳 式拉伸成形机， 该机能够利用多缸液压系统的帕斯卡定理和材 料的加 工硬化特性以及最小阻力定律， 简单地实现多个夹钳的柔性控制， 使 工件在拉形过程中更容易贴模， 显著提高工件的材料利用率和拉形质 量。 多夹钳式拉伸成形机与传统的拉伸成形机相比 ， 能够获得更均匀 的拉应力和拉应变分布， 实现曲面件更均匀的拉伸成形， 同时降低拉 伸成形机的制造成本。
因此， 本发明提供了一种多夹钳式拉伸成形机， 主要由夹料机构、 拉料机构和机架组成， 所述的夹料机构由夹料架、 夹料块和夹料用液 压缸组成， 其特征在于， 机架的两侧分别排列着一排多个夹料机构； 每个夹料机构的夹料架设有一处或两处联接孔 ， 各联接孔通过万向推 拉机构与一个或多个拉料机构联接。
可选地， 在所述夹料架设有一处联接孔时， 所述联接孔为后部联 接孔； 后部联接孔通过万向推拉机构同时联接至少两 个拉料机构， 其 中一个拉料机构按水平方向布置， 其余拉料机构可选择按垂直方向或 倾斜方向布置。
可选地， 在所述夹料架设有两处联接孔时， 所述联接孔包括后部 联接孔和下部连接孔； 下部联接孔通过万向推拉机构联接垂直方向布 置的拉料机构， 后部联接孔通过万向推拉机构联接水平方向布 置的拉 料机构， 或同时联接水平方向布置、 倾斜方向布置和垂直方向布置的 拉料机构的任一组合。
可选地， 所述的拉料机构可采用拉料用液压缸， 同一方向排列的 一排拉料用液压缸可以用一个或多个电磁换向 阀控制。
可选地， 所述的万向推拉机构主要由球头联接杆构成， 或由销轴 构成， 或由球头联接杆、 销轴、 联接体组合构成； 球头联接杆的一端 具有球形头部， 球形头部直接或通过与球形根部球面配合的具 有半球 形凹坑的轴瓦安装在夹料架或拉料联接体内； 另一端通过螺紋机构或 销轴与相应的联接体联接。
可选地， 所述的球形头部为半球形或圆球形， 当球形头部为半球 形时， 在球形端部安装弹性垫， 例如聚氨酯垫； 当球形头部为圆球形 时， 在球形端部安装具有半球形凹坑的推力轴瓦。
可选地， 所述的球头联接杆可采用两个， 通过杆类联接体对称联 接， 组合成具有双球头的万向推拉机构。
可选地， 万向推拉机构的长度通过使用长度可调的杆类 联接体调 整。
可选地， 所述的销轴为实心销轴或空心销轴， 可采用一个或两个； 采用空心销轴时， 一排空心销轴内部贯穿一个或多个钢丝绳或钢 丝软 轴。
可选地， 所有的销轴由贯穿所述夹料机构的一个或多个 钢丝绳或 钢丝软轴代替。
可选地， 在机架两侧分别排列的一排多个夹料机构中各 设置一对 夹料块， 相邻夹料块之间留有间隙， 夹料块的夹料面前端棱线以及两 个角部设有较大圆角， 与其它夹料块相邻的夹料面左右两端棱线处也 设有圆角。
可选地， 所述的夹料块的夹料面为一水平面； 或后端略高于前端； 或后端有一段水平面， 并略高于前端； 夹料面的中间可以略高， 与其 它夹料块相邻的左右两端逐渐减薄。
可选地， 所述的夹料块形状为矩形、 梯形或由矩形与梯形组合而 成的六边形； 夹料面前端长度等于或小于夹料面后端长度。
可选地， 所述的夹料块的夹料接触面采用具有很多凸起 的咬紧形 式或具有数个拉延筋的流动形式； 咬紧式夹料块与流动式夹料块可以 在一排多个夹料机构中混合使用。
可选地， 所述的机架左侧排列的夹料机构和拉料机构与 机架右侧 排列的夹料机构和拉料机构之间的距离可调； 与拉伸成形机配合使用 的模具采用实体模具或多点可调式数字化模具 ， 模座可以向上移动； 拉伸成形机上部可以安装下压机构。
本发明的多夹钳式拉伸成形机， 依据多缸液压系统的帕斯卡定理 和材料的加工硬化特性以及最小阻力定律， 在相同液压力的成排液压 缸作用下， 使各夹料机构沿拉伸方向产生不同的位移量与 转角， 从而 顺应模具曲面的变化趋势而移动与旋转； 导致施加在工件上的加载路 径更加合理， 工件的拉应力和拉应变的分布更加均匀， 实现加工件的 贴模， 减少拉形件的工艺余量， 提高材料利用率和成形质量。 本发明 的多夹钳式拉伸成形机采用简单、 低廉的液压系统实现多个夹钳的柔 性控制， 获得比传统拉伸成形机更好的工件成形效果。 附图说明
参照由附图所示的示意性实施例， 下面进一步更加详细地说明本 发明的其它特征和优点。
图 1 是各夹料架设有一处联接孔时多夹钳式拉伸成 形机的示意 图， 其中：
图 1 (a)是等轴视图；
图 1 (b)是正视图;
图 1 (c)是图 1(a)和 1 (b)中夹料机构的放大剖视图; 图 1(d)是图 1(a)和 1(b)中所使用的由一个球头联接杆和两个销轴 等组合构成的万向推拉机构的正视图；
图 1(e)是图 1(d)的剖视图。
图 2 是各夹料架设有两处联接孔时多夹钳式拉伸成 形机的示意 图， 其中：
图 2(a)是夹料架的后部联接孔和下部联接孔分别 过由一个球头 联接杆和两个销轴等组合构成的万向推拉机构 与拉料机构联接时的正 视图；
图 2(b)是图 2(a)中夹料机构的放大剖视图；
图 2(c)是夹料架的后部联接孔通过由一个球头联 杆和两个销轴 等组合构成的万向推拉机构与拉料机构联接， 夹料架的下部联接孔通 过由一个销轴构成的万向推拉机构与拉料机构 联接时的正视图；
图 2(d)是夹料架的后部联接孔和下部联接孔分别 过由一个球头 联接杆和一个销轴等组合构成的万向推拉机构 与拉料机构联接时的正 视图；
图 2(e)是图 2(d)中夹料机构的放大剖视图。
图 3是一端具有半球形头部的球头联接杆安装在 料架的联接孔 内时的剖视图， 其中：
图 3(a)是一端具有半球形头部的球头联接杆直接 装在夹料架的 联接孔内时的剖视图；
图 3(b)是一端具有半球形头部的球头联接杆通过 有半球形凹坑 的轴瓦安装在夹料架的联接孔内时的剖视图；
图 3(c)是一端具有半球形头部的球头联接杆通过 有半球形凹坑 的轴瓦和球头挡圈安装在夹料架的联接孔内时 的剖视图。
图 4是一端具有圆球形头部的球头联接杆安装在 料架的联接孔 内时的剖视图。
图 5是采用两个一端具有半球形头部的球头联接 时的剖视图。 图 6是两个半球形的球头联接杆与长度可调的杆 联接体组合使 用时的剖视图。
图 7是万向推拉机构采用销轴、 钢丝绳、 钢丝软轴等的不同组合 联接各夹料架和拉料机构时对应的截面图， 其中：
图 7(a)是采用多个空心销轴中贯穿钢丝绳或钢丝 轴的形式联接 各拉料联接体和液压缸联接体时对应的截面图 ；
图 7(b)是采用多个实心销轴联接各拉料联接体和 压缸联接体， 采用多个空心销轴中贯穿钢丝绳或钢丝软轴的 形式联接各夹料架和夹 料联接杆时对应的截面图；
图 7(c)是分别采用多个空心销轴中贯穿钢丝绳或 丝软轴的形式 联接各拉料联接体和液压缸联接体以及各夹料 架和夹料联接杆时对应 的截面图；
图 7(d)是分别直接采用若干根钢丝绳或钢丝软轴 形式联接各拉 料联接体和液压缸联接体以及各夹料架和夹料 联接杆时对应的截面 图。
图 8是使用多对咬紧式夹料块的示意图。
图 9是夹料面有一定斜度的夹料块的示意图， 其中：
图 9(a)是夹料块的后端至前端逐渐减薄的示意图
图 9(b)是夹料块的后端至前端存在一段水平面和 段逐渐减薄区 域的示意图。
图 10是不同形状夹料块的示意图， 其中：
图 10(a)是矩形夹料块的示意图；
图 10(b)是梯形夹料块的示意图；
图 10(c)是由矩形与梯形组合而成的六边形夹料块 示意图。 图 11是咬紧式夹料块与流动式夹料块混合使用时 示意图。 图 12 是左右两侧夹料机构和拉料机构之间距离可以 调整的多夹 钳式拉伸成形机示意图。
图 13是模座具有上下移动功能时， 与实体模具配合使用的拉形示 意图。
图 14是与多点可调式数字化模具配合使用时拉形 意图。
图 15是配置下压机构时拉形示意图。
其中： 1.夹料机构， 2.拉料机构， 3.机架， 4.万向推拉机构， 5.夹 料架的后部联接孔， 6.夹料用液压缸， 7.夹料架， 8.与活塞联接的夹料 块， 9.与夹料架联接的夹料块， 10.液压缸联接体， 11.空心销轴， 12. 拉料联接体， 13.—端具有半球形头部的球头联接杆， 14.夹料联接杆， 15.实心销轴， 16.夹料架的下部联接孔， 17.杆类联接体， 18.环形聚氨 酯垫， 19.具有半球形凹坑的轴瓦， 20.圆形聚氨酯垫， 21.球头挡圈， 22.—端具有圆球形头部的球头联接杆， 23.具有半球形凹坑的推力轴 瓦， 24.长度可调的杆类联接体， 25.钢丝绳或钢丝软轴， 26.卡头， 27. 板材， 28.模座， 29.实体模具， 30.多点可调式数字化模具， 31.下压机
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例进一步说明本发明 的具体内容及其工 作原理。 在各个附图中， 具有相同或相似功能的元件由相同的附图标 记表示
图 1 是各夹料架设有一处联接孔时多夹钳式拉伸成 形机的示意 图， 其中： 图 1(a)是等轴视图； 图 1(b)是正视图； 图 1(c)是图 1(a)和 1(b)中夹料机构的示意性放大剖视图。
如图 1(a)和 1(b)所示， 该多夹钳式拉伸成形机主要由夹料机构 1、 拉料机构 2和机架 3组成。 拉料机构 2主要由拉料用液压缸与联接件 构成， 但是容易想到的是， 拉料机构还可以采用其它可以产生拉伸力 与位移的机构， 例如， 丝杠传动、 齿轮 -齿条以及凸轮-连杆等机构中的 某一机构。 机架 3 的两侧分别排列着一排十个夹料机构 1。 需要指出 的是， 十个夹料机构 1在此仅仅是出于示意性的目的； 按照不同的拉 伸成形情况， 还可以是任意数量的夹料机构 1。
如图 1(c)所示， 夹料机构 1 由夹料架 7、 夹料块 8、 9和夹料用液 压缸 6组成。 在该图中， 夹料机构 1的夹料用液压缸 6与夹料架 7为 一体式结构； 但是可以想到的是， 夹料机构 1 的夹料用液压缸 6与夹 料架 7也可以为组合式结构。 通常， 夹料机构 1的夹料用液压缸 6为 一小行程双动液压缸。 夹料块 8通过螺钉固定联接在夹料用液压缸 6 的活塞上； 夹料块 9通过螺钉固定联接在夹料架 7上。 当夹紧板材时， 夹料架 7 中的上油孔进液压油而下油孔出液压油， 从而控制夹料机构 1 的夹料用液压缸 6带动和活塞相联的夹料块 8 向下运动， 与和夹料 架 7相联的夹料块 9共同夹紧板材。 需要松开板材时， 夹料架 7中的 下油孔进液压油而上油孔出液压油， 从而控制夹料用液压缸 6带动和 活塞相联的夹料块 8 向上运动， 离开和夹料架 7相联的夹料块 9， 松 开板材。
在如图 l(a)、 1(b) 和 1(c)所示的实施例中， 夹料架 7设有一处后 部联接孔 5。 在该示意性实施例中， 如图 1(b)所示， 夹料架的后部联接 孔 5 通过由一个球头联接杆和两个销轴等组合构成 的万向推拉机构 4 同时联接三个拉料机构 2， 其中一个拉料机构按水平方向布置， 另一 个拉料机构按垂直方向布置， 第三个拉料机构按倾斜方向布置。 另外， 可选地， 夹料架的后部联接孔 5也可以通过万向推拉机构 4同时联接 两个拉料机构 2， 其中一个拉料机构按水平方向布置， 另一个拉料机 构按垂直方向或倾斜方向布置。
图 1(d)和 1(e)示出了在图 1(a)和 1(b)中所采用的由一个球头联接杆 和两个销轴等组合构成的万向推拉机构 4 的示意图。 在如图所示的示 意性实施例中， 万向推拉机构 4包括液压缸联接体 10、 空心销轴 11、 拉料联接体 12、 球头联接杆 13、 夹料联接杆 14和实心销轴 15。 拉料 联接体 12通过空心销轴 11与三个液压缸联接体 10联接。球头联接杆 13一端通过球头联接拉料联接体 12， 另一端通过螺紋机构联接夹料联 接杆 14， 夹料联接杆 14通过实心销轴 15联接在夹料机构 1的夹料架 7上。 这样， 夹料机构 1就可以绕实心销轴 15的轴线摆动， 也可以通 过球头联接杆 13实现绕球头联接杆 13的轴线转动。 当夹料机构 1夹 紧板材并沿一定拉形方向和拉形角度拉伸板材 时， 夹料机构 1 会随拉 形模的曲面形状摆动与转动。
尽管在图 1 所示的示意性实施例中， 夹料架的后部联接孔采用由 一个球头联接杆和两个销轴等组合构成的万向 推拉机构与拉料机构联 接， 但是容易想到的是， 在本发明的所有示意性实施例中， 夹料架的 后部联接孔也可以采用由一个球头联接杆或销 轴构成的万向推拉机构 与拉料机构联接。 当然， 万向推拉机构中使用的球头联接杆的数量与 销轴的数量以及组合方式可以有多种。 在本发明的示意性实施例中， 通过改变拉料机构的拉料用液压缸 的液压力与行程， 可以改变拉料用液压缸的加载方向以及相互之 间的 夹角， 从而改变夹料机构 1 的位置及拉形方向。 在拉形时， 通过控制 水平、 垂直或倾斜的拉料机构的拉料用液压缸中的液 压力及行程的大 小来控制各个夹料机构 1 的位置及拉形方向， 从而使板材获得最佳拉 伸位置与角度。 在所示的示意性实施例中， 由于拉料机构 2和夹料机 构 1通过万向推拉机构 4联接， 故夹料机构 1可以适应板材的变形趋 势而摆动与转动， 导致该拉伸成形机具有高柔性的特点。
为了简化控制系统， 同一方向排列的一排液压缸可以用一个电磁 换向阀控制， 这样有利于利用多缸液压系统的帕斯卡定理和 材料的加 工硬化特性以及最小阻力定律，在相同液压力 值的成排液压缸作用下， 使各夹料机构 1 顺应模具曲面的变化趋势而移动与旋转， 较容易地实 现工件的贴模， 从而提高工件的材料利用率和拉形质量。
图 2是各夹料架设有两处联接孔时的多夹钳式拉 成形机的示意 图。 图 2(a)示出了夹料架 7的后部联接孔 5和下部联接孔 16分别通过 由一个球头联接杆和两个销轴等组合构成的万 向推拉机构 4与拉料机 构 2联接时的正视图。 如图 2(a)所示的示意性实施例， 其基本结构与 工作原理与如图 l(a)、 1(b)和 1(c)所示的示意性实施例相同。 出于简化 的原因， 以下仅说明它们之间的不同之处。
如图 2(b)所示， 在该示意性实施例中， 夹料架 7设有一处后部联 接孔 5和一处下部联接孔 16。 夹料架 7的后部联接孔 5通过由一个球 头联接杆和两个销轴等组合构成的万向推拉机 构 4 同时联接两个拉料 机构 2， 其中一个拉料机构按水平方向布置， 另一个拉料机构按倾斜 方向布置。夹料架 7的下部联接孔 16通过由一个球头联接杆和两个销 轴等组合构成的万向推拉机构 4联接一个垂直方向布置的拉料机构 2。
在本发明的示意性实施例中， 与夹料架的后部联接孔 5联接的拉 料机构用于加载拉伸力并控制拉伸方向， 与夹料架的下部联接孔 16联 接的拉料机构用于微调拉伸方向； 通过调整不同方向的拉料机构的拉 料用液压缸的液压力值， 可以调整夹料机构 1 的拉伸力与拉伸方向。 如上所述， 可以想到的是在所述示意性实施例中， 在可以实现相同的 拉伸作用的前提下， 夹料架 7与拉料机构 2联接的万向推拉机构可以 采用由一个球头联接杆构成的万向推拉机构 4， 还可以采用由一个销 轴构成的万向推拉机构 4。 当然， 万向推拉机构中使用的球头联接杆 的数量与销轴的数量以及组合方式还可以有多 种。
如图 2(c)所示， 夹料架 7的下部联接孔 16通过由一个销轴构成的 万向推拉机构 4联接一个垂直方向布置的拉料机构 2 ; 夹料架 7 的后 部联接孔 5通过由一个球头联接杆和两个销轴等组合构 的万向推拉 机构 4联接两个拉料机构 2， 其中一个拉料机构按水平方向布置， 另 一个拉料机构按倾斜方向布置。 图 2(c)中夹料机构 1 的基本结构与工 作原理与图 2(b)所示的示意性实施例相同。
需要指出的是， 在本发明的示意性实施例中， 万向推拉机构 4 的 使用大幅度增加夹料机构的自由度， 夹料机构可以绕万向推拉机构 4 的球头联接杆的球形头部自由旋转与摆动， 从而使一排多个夹料机构 1 形成直线或弧线排列； 实现多个夹料机构的柔性控制， 使工件在拉 形过程中更容易贴模， 显著提高工件的材料利用率， 获得更好的工件 成形效果。
图 2所示的示意图中所采用的万向推拉机构 4在说明书中仅仅是 出于示意性的目的被说明， 由一个球头联接杆和两个销轴等组合构成 的万向推拉机构 4 以及由一个球头联接杆或销轴构成的万向推拉 机构 4 还可以采用与说明书所述不同的任何形式， 只要其可以达到增加夹 料机构的自由度的目的即可。
如图 2(d)所示， 夹料架 7的后部联接孔 5和下部联接孔 16分别通 过由一个球头联接杆和一个销轴等组合构成的 万向推拉机构联接拉料 机构。 图 2(e)是图 2(d)中夹料机构的放大剖视图。 夹料架 7 的后部联 接孔 5通过由一个球头联接杆和一个销轴等组合构 的万向推拉机构
4联接两个拉料机构 2， 其中一个拉料机构按水平方向布置， 另一个拉 料机构按倾斜方向布置； 夹料架的下部联接孔 16通过由一个球头联接 杆和一个销轴等组合构成的万向推拉机构 4联接一个垂直方向布置的 拉料机构。
可以想到的是在所述示意性实施例中， 在可以实现相同的拉伸作 用的前提下， 夹料架的后部联接孔 5可以通过万向推拉机构联接水平 方向布置的拉料机构， 或同时联接水平方向布置、 倾斜方向布置和垂 直方向布置的拉料机构的任一组合。
在图 3和 4中仅仅出于示意性的目的示出了通过由一个 头联接 杆与联接体等组合构成的万向推拉机构进行联 接的示意性可选实施 例。 图 3(a)是一端具有半球形头部的球头联接杆 13直接安装在夹料架 7的联接孔内时的截面图。 在球头联接杆 13的半球形端部设置环形聚 氨酯垫 18。 可以通过调整环形聚氨酯的内外圆的直径及厚 度来调整其 弹性回复力的大小， 也可以根据使用情况用弹性回复力较大的圆形 聚 氨酯垫 20替代弹性回复力较小的环形聚氨酯垫 18。
球头联接杆 13或 22 (参见图 4 ) 的非球头端可以通过螺紋机构和 杆类联接体 17与拉料机构 2联接。 当然， 还可以采用扣合等其它联接 方式。
图 3(b)是一端具有半球形头部的球头联接杆 13通过具有半球形凹 坑的轴瓦 19安装在夹料架 7的联接孔内时的截面图。 轴瓦 19的材料 为铜或尼龙等滑动轴承用材料。 在半球形端部设置圆形聚氨酯垫 20。 可以通过调整圆形聚氨酯垫 20 的直径及厚度值来调整其弹性回复力 的大小， 也可以根据使用情况用弹性回复力较小的环形 聚氨酯垫 18替 代弹性回复力较大的圆形聚氨酯垫 20。
图 3(c)是一端具有半球形头部的球头联接杆 13通过具有半球形凹 坑的轴瓦 19和球头挡圈 21安装在夹料架 7的联接孔内时的截面图。 为有利于球头的摆动与旋转，可以在半球形的 球头根部和轴瓦 19之间 使用润滑剂润滑。
图 4是一端具有圆球形头部的球头联接杆 22安装在夹料架 7的联 接孔内时的截面图。 球形根部设置具有半球形凹坑的轴瓦 19， 在圆球 形端部设置具有半球形凹坑的推力轴瓦 23。 为有利于球头的摆动与旋 转， 在球头和轴瓦之间可以使用润滑剂润滑。
图 5 是采用两个一端具有半球形头部的球头联接杆 13 时的截面 图。 两个半球形球头根部分别设有半球形凹坑的轴 瓦 19， 半球形端部 分别设置圆形聚氨酯垫 20。 为有利于球头的摆动与旋转， 在半球形球 头根部和轴瓦 19之间可以使用润滑剂润滑。两个球头联接杆 非球头 端通过螺紋机构与杆类联接体 17联接。 该图中杆类联接体 17的右侧 球头联接杆联接夹料架 7， 左侧球头联接杆联接两个拉料机构 2。
图 6是两个半球形的球头联接杆 13与长度可调的杆类联接体 24 组合使用时的截面图。两个球头联接杆 13之间通过螺紋机构安装长度 可调的杆类联接体 24。 当要成形长度较小的工件而拉伸成形机的拉料 用液压缸行程不够时， 可以利用长度可调的杆类联接体调整由两个球 头联接杆等组合构成的万向推拉机构的长度， 减少工件的工艺余量， 应对多品种工件生产的需求。 可以想到的是， 长度可调的杆类联接体 24 与球头联接杆 13 之间的联接可以采用任何合适的方式实现， 例如 可以采用扣合和栓接等实现。 当采用由一个球头联接杆和一个销轴等 组合构成的万向推拉机构 4时 （如图 le所示）， 为应对以上情况， 可 以在球头联接杆 13和夹料联接杆 14之间通过螺紋机构或其它机构安 装长度可调的杆类联接体 24。 除此以外， 球头联接杆 13 和夹料联接 杆 14等联接杆长度值也可以调整， 以应对以上情况。
在图 3至 6所示的示意性实施例中采用了环形或圆形聚 酯垫。 聚氨酯垫的采用目的在于在拉伸成形之后， 利用聚氨酯垫的弹性回复 使得球头联接杆自动回复至原位。 因此， 在本发明的技术方案中， 聚 氨酯垫可以由任何具有弹性的材料制成的弹性 垫或弹簧等替代。
图 7是万向推拉机构采用销轴、 钢丝绳、 钢丝软轴等部件的不同 组合形式联接各夹料架和拉料机构时对应的截 面图。 图 7(a)是采用多 个空心销轴中贯穿钢丝绳或钢丝软轴的形式联 接各拉料联接体和液压 缸联接体时对应的截面图。每个拉料联接体 12的一端通过采用两个一 端具有半球形头部的球头联接杆 13与各夹料架 7联接，每个拉料联接 体 12的另一端通过空心销轴 11中贯穿钢丝绳或钢丝软轴 25的形式联 接两个液压缸联接体 10。 钢丝绳或钢丝软轴 25 的两端通过固定螺钉 安装卡头 26来限制钢丝绳或钢丝软轴的串动。通过穿装 丝绳或钢丝 软轴可以实现由两个球头联接杆和一个销轴等 组合构成的万向推拉机 构和夹料机构移动的大致同步。 钢丝绳或钢丝软轴的外径小于空心销 轴的孔径， 允许由一排两个球头联接杆和一个销轴等组合 构成的万向 推拉机构排列为曲线状。
可以想到的是， 钢丝绳或钢丝软轴的设置可以采用与如图 7(a)所 示不同的方式实现， 只要实现各个万向推拉机构和夹料机构移动的 大 致同步即可。 例如， 图 7(b)是采用多个实心销轴联接各拉料联接体和 液压缸联接体， 采用多个空心销轴中贯穿钢丝绳或钢丝软轴的 形式联 接各夹料架和夹料联接杆时对应的截面图。一 个夹料联接杆 14通过空 心销轴 11 联接在一个夹料机构的夹料架 7上， 而一个拉料联接体 12 通过实心销轴 15与三个液压缸联接体 10联接。 在该实施例中， 在空 心销轴 11中穿装钢丝绳或钢丝软轴 25， 并在钢丝绳或钢丝软轴 25的 两端通过固定螺钉安装卡头 26来限制钢丝绳或钢丝软轴的串动。
图 7(c)是分别采用多个空心销轴中贯穿钢丝绳或 丝软轴的形式 联接各拉料联接体和液压缸联接体以及各夹料 架和夹料联接杆时对应 的截面图。 一个夹料联接杆 14通过一个空心销轴 11联接在一个夹料 机构的夹料架 7上， 而一个拉料联接体 12通过另一个空心销轴 11与 三个液压缸联接体 10联接。
需要指出的是， 上述实施例仅仅是出于示意性而非限制性的目 的 进行说明。 例如， 在本发明的技术方案中， 万向推拉机构还可以直接 由若干根钢丝绳或钢丝软轴 25构成。 图 7(d)是分别直接采用钢丝绳或 钢丝软轴 25 的形式联接各拉料联接体和液压缸联接体以及 各夹料架 和夹料联接杆时对应的截面图。一个夹料联接 杆 14通过一个钢丝绳或 钢丝软轴 25 联接在一个夹料机构的夹料架 7 上， 而一个拉料联接体 12通过另一个钢丝绳或钢丝软轴 25与三个液压缸联接体 10联接。
图 8是使用多对咬紧式夹料块的示意图。 在该示意性实施例中， 示出了在拉伸成形机的左右两侧分别设置一排 五对咬紧式夹料块。 相 邻夹料块之间有一定间隙， 夹料块的夹料面前端棱线以及两个角部有 大圆角， 与其它夹料块相邻的夹料面左右两端棱线处也 有一定圆角。 这样， 允许在具有间隙及圆角等部位产生板料的流动 与延伸。 夹料面 采用具有很多凸起的咬紧式， 采用此种形式可以咬紧板料， 在板材 27 拉伸成形过程中， 板料基本不能在夹料块的咬紧区域内流动。
图 9是夹料面有一定斜度的夹料块的示意图， 其中图 9(a)是夹料 块的后端至前端逐渐减薄的示意图， 图 9(b)是夹料块的后端至前端存 在一段水平面和一段逐渐减薄区域的示意图。 图 9(a)与图 9(b)中夹料 块的夹料面中间略高， 左右两端逐渐减薄。 夹料块的后端至前端的减 薄角度应小于夹料面中间至左右两端的减薄角 度。 在夹料块较厚的区 域板料被夹紧， 不能产生流动； 随着夹料块的减薄， 咬紧力逐渐减小， 允许板料产生一定的流动与延伸。
图 10是不同形状夹料块的示意图， 其中图 10(a)是矩形夹料块的 示意图， 图 10(b)是梯形夹料块的示意图， 图 10(c)是由矩形与梯形组 合而成的六边形夹料块的示意图。 不同形状的夹料块的使用， 以及在 两个角部设置较大的圆角， 导致夹料面前端长度等于或小于夹料面后 端长度，将有利于板料在夹料面附近产生具有 较大梯度的流动与延伸， 从而实现横向大曲率及波浪形工件的拉形， 更好地应对多品种工件生 产的需求。
图 11是咬紧式夹料块与流动式夹料块混合使用时 示意图。夹料 面具有很多凸起的咬紧式夹料块与夹料面具有 数个拉延筋的流动式夹 料块可以单个或多个为单位交错式混合使用， 这将允许板料产生具有 更大梯度的流动与延伸， 从而使夹料机构顺着模具的形状排列成弧线 或波浪形线， 实现拉伸成形机多个夹钳的柔性控制。
图 12是左右两侧夹料机构 1和拉料机构 2之间距离可以调整的多 夹钳式拉伸成形机示意图。 工件的长度变化较大时， 可以通过调整机 架左侧排列的多个夹料机构 1和拉料机构 2与机架右侧排列的多个夹 料机构 1和拉料机构 2之间的距离， 对应不同工件的长度。 多夹钳式 拉伸成形机左右夹料机构 1 的距离调整后， 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。 为了简化设备结构， 可以单 独移动机架左侧或右侧排列的多个夹料机构 1 和拉料机构 2。 为了进 一步增加拉伸成形机的宽度， 可以增加夹料机构 1和拉料机构 2的数 量， 或将两台拉伸成形机并列使用。
图 13是模座 28具有上下移动功能时， 与实体模具 29配合使用的 拉形示意图。 模座具有上下移动功能时， 可以不用倾斜方向布置的拉 料机构， 进一步简化本发明拉伸成形机的结构。 首先， 通过水平布置 的一排拉料用液压缸对板材 27施加拉力进行预拉伸； 其次， 通过模座 上移以及垂直布置的拉料用液压缸使板材 27 逐渐贴模并实现板材 27 的成形。 针对不同形状的模具， 可以通过控制液压缸行程来实现板材 的拉伸成形。
图 14是与多点可调式数字化模具 30配合使用时拉形示意图。 多 点可调式数字化模具 30可以随意变换模具形面， 能够更好的应对多品 种工件柔性生产的需求。
图 15是配置下压机构 31时拉形示意图。下压机构 31在夹料机构 1和多点可调式数字化模具 30的配合下对板材 27施加一定的压力， 不仅能够使板材 27更好的贴模，而且能够拉伸成形波浪形工件 复杂 形状工件。
下面举例说明多夹钳式拉伸成形机的工作过程 。 首先， 根据工件 的尺寸确定使用夹料机构 1和拉料机构 2的数量以及夹料机构 1 的初 始位置和选取的夹料块形状， 通过调整不同方向布置的拉料机构 2 的 的液压缸行程， 实现多个夹钳的定位。 然后， 将板材放入夹料机构 1 的夹钳口内， 通过夹料机构 1 夹紧板材。 夹料后， 通过调整水平方向 布置的拉料机构 2 的液压缸行程， 实现对板材的预拉伸。 在成形过程 中， 可以通过以排为单位来调整不同方向布置的拉 料机构 2 的液压缸 行程与液压力或模座 28的上顶或下压机构 31对板材 27施加的压力， 从而控制夹料机构 1 的拉伸力与拉伸方向， 实现夹料机构 1顺应模具 曲面的变化趋势而移动与旋转， 实现工件的贴模。 为了更好地实现工 件的贴模， 可以调整垂直方向、 水平方向、 倾斜方向布置的拉料机构 2 以及模座 27上顶、 下压机构 31等的动作先后顺序。 拉形结束后， 通过调整夹料机构 1的液压缸行程来实现各个夹钳对板材的松驰
本发明的多夹钳式拉伸成形机， 通过在各个夹料机构设置一个或 两个联接孔， 各联接孔通过万向推拉机构与一个或多个拉料 机构联接 的方案； 利用多缸液压系统的帕斯卡定理和材料的加工 硬化特性以及 最小阻力定律， 在相同液压力的成排液压缸作用下， 使多个夹料机构 能够顺应模具曲面的变化趋势而移动与旋转； 从而导致施加在工件上 的加载路径更加合理， 工件的拉应力和拉应变的分布更加均匀， 实现 工件的贴模， 减少拉形件的工艺余量， 提高材料利用率和成形质量。 多夹钳式拉伸成形机采用简单、 低廉的液压系统实现了多个夹钳的柔 性控制， 从而获得比传统拉伸成形机更好的工件成形效 果。
本发明的以上说明的实施例仅仅是出于示意性 而非限制性目的。 在不脱离本发明精神的前提下， 所述的各实施例可以任意组合 /合并 / 改型， 相关改型仍属于本发明的范畴。
Next Patent: MEASUREMENT METHOD AND USER EQUIPMENT IN CARRIER AGGREGATION