四自由度混聯(lián)式多頭柔性拉形的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種四自由度混聯(lián)式多頭柔性拉形機(jī)，由底座、左牽引裝置、右牽引裝置、左夾板機(jī)構(gòu)、右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)組成。左牽引裝置、右牽引裝置的底部固定在底座上，分別用于支撐左夾板機(jī)構(gòu)和右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)，左牽引裝置與右牽引裝置的結(jié)構(gòu)完全相同，均為{4RPU-UPR}結(jié)構(gòu)的四自由度混聯(lián)機(jī)構(gòu)。用于夾持與固定板料的左夾板機(jī)構(gòu)、右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)也完全相同。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的牽引裝置采用四自由度混聯(lián)機(jī)構(gòu)和分層次調(diào)節(jié)及拉形作業(yè)方式，使拉形件上各位置點(diǎn)易于實(shí)現(xiàn)柔性變形，減少工藝余量，提高成形質(zhì)量和材料的利用率。本發(fā)明不僅運(yùn)動(dòng)自由度多、所需液壓缸的數(shù)量少，還具有柔性度高、控制簡(jiǎn)單、設(shè)備制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】四自由度混聯(lián)式多頭柔性拉形機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種板材塑性成形設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種具有空間兩平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度的混聯(lián)式多頭柔性拉形機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]三維曲面件廣泛應(yīng)用于航空航天、高速鐵路、船舶艦艇、醫(yī)學(xué)工程、現(xiàn)代建筑等行業(yè)中，很多軍用或民用的重大項(xiàng)目及工程都需要能夠加工高質(zhì)量三維曲面件的先進(jìn)制造技術(shù)。傳統(tǒng)的塑性成形技術(shù)因?yàn)樾枰褂蒙a(chǎn)周期很長(zhǎng)、制造和調(diào)試費(fèi)用很高的模具，限制了相關(guān)行業(yè)在產(chǎn)品多樣化、個(gè)性化以及更新升級(jí)等方面的發(fā)展。為替代塑性成形過(guò)程中使用的曲面成形用模具，眾多專家學(xué)者開(kāi)展了與“柔性制造”技術(shù)相關(guān)的研究?，F(xiàn)有的柔性制造技術(shù)主要有:應(yīng)用在航空航天工業(yè)的噴丸成形、應(yīng)用在造船業(yè)的水火彎板以及單點(diǎn)漸進(jìn)成形等，但存在生產(chǎn)效率低、工件成形精度低、過(guò)分依賴操作者經(jīng)驗(yàn)以及成形板材厚度受限等問(wèn)題。而多點(diǎn)成形技術(shù)是將柔性制造和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合為一體，基于離散思想，將實(shí)體模具離散為一系列規(guī)則排列的基本體單元，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制各基本體單元高度，構(gòu)造出成形面，再通過(guò)多頭柔性拉形機(jī)在多點(diǎn)數(shù)字化可調(diào)形模具上拉伸板材實(shí)現(xiàn)板材的三維曲面成形。多點(diǎn)成形技術(shù)因其具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為現(xiàn)代制造領(lǐng)域的重要研究方向。
[0003]拉形機(jī)是使板材產(chǎn)生拉伸成形的關(guān)鍵設(shè)備，主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域中雙曲率蒙皮零件的成形。傳統(tǒng)的拉形機(jī)可分為橫向拉形機(jī)和縱向拉形機(jī)。拉形可以使板材的內(nèi)外層在拉伸方向產(chǎn)生拉應(yīng)力和拉應(yīng)變，從而減少工件塑性變形后的回彈量。由于傳統(tǒng)拉形機(jī)的夾鉗夾持住板材后在拉形模的配合下使板材的各個(gè)部分沿縱向同步拉伸，在成形雙曲率蒙皮零件時(shí)零件的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變分布明顯不均勻，易產(chǎn)生不貼模、拉裂或起皺等成形缺陷。因此，為了消除缺陷，拉形用坯料往往需要較大的工藝余量，導(dǎo)致材料的利用率降低。另外，目前已有的高柔性多頭拉形機(jī)(ZL200910217701.X)采用了多分支多軸液壓伺服控制系統(tǒng)，一個(gè)點(diǎn)位就需要三個(gè)大位移液壓缸，不僅所需液壓缸數(shù)量多，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制不便，還導(dǎo)致其制造費(fèi)用昂貴。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有多頭柔性拉形機(jī)技術(shù)的不足，提供一種具有空間兩平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度的混聯(lián)式多頭柔性拉形機(jī)。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0005]一種四自由度混聯(lián)式多頭柔性拉形機(jī)，由底座、左牽引裝置、右牽引裝置、左夾板機(jī)構(gòu)、右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)組成。其中，所述的左牽引裝置、右牽引裝置的底部固定在底座上，分別用于支撐左夾板機(jī)構(gòu)和右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)，所述的左牽引裝置與右牽引裝置的結(jié)構(gòu)完全相同，且均具有空間兩個(gè)方向的平移和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)與調(diào)節(jié)功能。用于夾持與固定板料的左夾板機(jī)構(gòu)、右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)完全相同，所述的左夾板機(jī)構(gòu)的左端與左牽引裝置的頂部通過(guò)鉸鏈相連接；所述的右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)的右端與右牽引裝置的頂部通過(guò)鉸鏈相連接。所述的左牽引裝置由并聯(lián)支撐架和串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)組成，其中并聯(lián)支撐架具有兩個(gè)平移和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)與調(diào)節(jié)功能；而所述的串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)具有一個(gè)獨(dú)立平移和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)與調(diào)節(jié)功能，串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)的數(shù)量不少于三個(gè)，串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)的下端與并聯(lián)支撐架的頂部相固連。所述的并聯(lián)支撐架為4-{RPU}結(jié)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，所述的串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)為采用IUPR}結(jié)構(gòu)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)，并聯(lián)支撐架與串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)串聯(lián)連接在一起構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)為{4RPU-UPR}的混聯(lián)機(jī)構(gòu)，其中R表示轉(zhuǎn)動(dòng)副，P表示移動(dòng)副，U表示萬(wàn)向節(jié)，且本發(fā)明中的移動(dòng)副P(pán)均由液壓缸實(shí)現(xiàn)。
[0006]所述的并聯(lián)支撐架由連接橫梁和并聯(lián)連接在底座與連接橫梁之間的第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈、第四支鏈組成，且所述的第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈與第四支鏈的結(jié)構(gòu)完全相同，都是采用{RPU}結(jié)構(gòu)，且上述四個(gè)支鏈中的移動(dòng)副P(pán)均由液壓缸實(shí)現(xiàn)。
[0007]所述的第一支鏈由第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、第一主液壓缸和第一萬(wàn)向節(jié)組成。其中，所述的第一主液壓缸的下端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與底座相連接，第一主液壓缸的上端通過(guò)第一萬(wàn)向節(jié)與連接橫梁相連接。所述的第二支鏈由第二轉(zhuǎn)動(dòng)副、第二主液壓缸和第二萬(wàn)向節(jié)組成。其中，所述的第二主液壓缸的下端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與底座相連接，第二主液壓缸的上端通過(guò)第二萬(wàn)向節(jié)與連接橫梁相連接。所述的第三支鏈由第三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第三主液壓缸和第三萬(wàn)向節(jié)組成。其中，所述的第三主液壓缸的下端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與底座相連接，第三主液壓缸的上端通過(guò)第三萬(wàn)向節(jié)與連接橫梁相連接。所述的第四支鏈由第四轉(zhuǎn)動(dòng)副、第四主液壓缸和第四萬(wàn)向節(jié)組成。其中，所述的第四主液壓缸的下端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與底座相連接，第四主液壓缸的上端通過(guò)第四萬(wàn)向節(jié)與連接橫梁相連接。
[0008]所述的第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈、第四支鏈中的轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副(即液壓缸)及萬(wàn)向節(jié)的軸線之間保持嚴(yán)格的尺度約束關(guān)系。所述的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、第二轉(zhuǎn)動(dòng)副、第三轉(zhuǎn)動(dòng)副和第四轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相互平行；所述的第一主液壓缸的軸線垂直于第一轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線，所述的第二主液壓缸的軸線垂直于第二轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線，所述的第三主液壓缸的軸線垂直于第三轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線，所述的第四主液壓缸的軸線垂直于第四轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線；所述的第一萬(wàn)向節(jié)的十字軸的軸線與第二萬(wàn)向節(jié)的十字軸的軸線相互平行或垂直，且第一轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第一萬(wàn)向節(jié)的十字軸的一條軸線相互平行；第三萬(wàn)向節(jié)的十字軸的軸線與第四萬(wàn)向節(jié)的十字軸的軸線相互平行或垂直，且第三轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第三萬(wàn)向節(jié)的十字軸的一條軸線相互平行。
[0009]所述的串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)由萬(wàn)向節(jié)連接座、次液壓缸和連接耳座組成。其中，所述的萬(wàn)向節(jié)連接座的下端與連接橫梁相固連，其上端與次液壓缸的底部相固連；所述的連接耳座與次液壓缸的活塞桿末端相固連。
[0010]所述的左夾板機(jī)構(gòu)由夾板體、夾緊液壓缸、連桿、導(dǎo)桿和活動(dòng)夾頭組成。其中，在所述的夾板體的頂部設(shè)有雙耳座，在夾板體的前端設(shè)有U形缺口，且在U形缺口的下表面上設(shè)有上鋸齒形防滑層；所述的夾緊液壓缸內(nèi)置于夾板體的后端，且?jiàn)A緊液壓缸的底部通過(guò)螺釘與夾板體相連接；所述的連桿的后端與夾緊液壓缸的活塞桿通過(guò)鉸鏈相連接，連桿的中部與夾板體上的雙耳座通過(guò)鉸鏈相連接，連桿的前端與導(dǎo)桿的頂部通過(guò)鉸鏈相連接；所述的活動(dòng)夾頭置于夾板體的U形缺口內(nèi)，且在活動(dòng)夾頭的下表面上設(shè)有下鋸齒形防滑層，所述的活動(dòng)夾頭的上端與導(dǎo)桿的下端相固連。
[0011]本發(fā)明的左牽引裝置、右牽引裝置在底座上的安裝位置可以左右調(diào)節(jié)，配合使用的拉形模具可以采用實(shí)體模具，也可以采用多點(diǎn)可調(diào)式拉形模具。
[0012]拉形時(shí)，使用全部或若干個(gè)左夾板機(jī)構(gòu)、右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)分別夾持住板料，并通過(guò)相對(duì)應(yīng)的左牽引裝置、右牽引裝置在拉形模具的配合下拉伸成形料。通過(guò)調(diào)整左牽引裝置、右牽引裝置上各主液壓缸和次液壓缸的行程與液壓力，可以獲得最佳拉伸位置和角度。尤其是通過(guò)調(diào)節(jié)不同位置的次液壓缸的行程與液壓力可以使各位置點(diǎn)上的左夾板機(jī)構(gòu)和右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)沿拉伸方向產(chǎn)生不同的位移量與轉(zhuǎn)角；由于左牽引裝置、右牽引裝置具有板料變形時(shí)所需的運(yùn)動(dòng)自由度，在拉形時(shí)，左夾板機(jī)構(gòu)、右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)會(huì)順應(yīng)模具曲面的變化趨勢(shì)而移動(dòng)、擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，拉形件的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變的分布更加均勻。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的四自由度混聯(lián)式多頭柔性拉形機(jī)的牽引裝置采用四自由度的混聯(lián)機(jī)構(gòu)、分層次調(diào)節(jié)及拉形作業(yè)方式。其中，具有兩平移一轉(zhuǎn)動(dòng)共三個(gè)自由度的并聯(lián)支撐架主要用于較大幅度的姿態(tài)調(diào)整及拉形作業(yè)，而多點(diǎn)分散布置且具有一平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)共三個(gè)自由度的串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)主要用于各位置點(diǎn)的差異性拉形運(yùn)動(dòng)，不僅可以使施加在被加工板料各位置點(diǎn)的載荷路徑更加合理，使拉形件的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變的分布更加均勻，減少拉形件的工藝余量，提高成形質(zhì)量和材料的利用率，還可實(shí)現(xiàn)橫向曲率較大或橫向有一定波浪的曲面件的拉形。本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有一點(diǎn)三缸式多點(diǎn)高柔性多頭拉形機(jī)，不僅運(yùn)動(dòng)自由度多，加工柔性度高，而且所需液壓缸的數(shù)量大大減少，還可以簡(jiǎn)化液壓缸的控制，降低設(shè)備的制造成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的并聯(lián)支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明的串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)與左夾板機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明的左夾板機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例和圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0020]如圖1和圖5所示，一種四自由度混聯(lián)式多頭柔性拉形機(jī)，由底座1、左牽引裝置
2、右牽引裝置3、左夾板機(jī)構(gòu)4、右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)5組成。其中，所述的左牽引裝置2、右牽引裝置3的底部固定在底座I上，分別用于支撐左夾板機(jī)構(gòu)4和右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)5，所述的左牽引裝置2與右牽引裝置3的結(jié)構(gòu)完全相同，且均具有沿著空間X向、Z向的平移和繞X軸和Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)與調(diào)節(jié)功能。用于夾持與固定板料的左夾板機(jī)構(gòu)4、右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)5的結(jié)構(gòu)完全相同，所述的左夾板機(jī)構(gòu)4的左端與左牽引裝置2的頂部通過(guò)鉸鏈相連接；所述的右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)5的右端與右牽引裝置3的頂部通過(guò)鉸鏈相連接。所述的左牽引裝置2由并聯(lián)支撐架21和串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)22組成，其中并聯(lián)支撐架21具有沿著空間X向、Z向的兩個(gè)平移和繞Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)共三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)與調(diào)節(jié)功能；而所述的串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)22具有沿著X向或Z向的一個(gè)獨(dú)立平移和繞著X軸、Z軸兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)共三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)與調(diào)節(jié)功能，串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)22的下端與并聯(lián)支撐架21的頂部相固連。串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)22的數(shù)量可根據(jù)板料7的寬度進(jìn)行選取，板料7的寬度越寬、板料變形越復(fù)雜，所需串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)22的數(shù)量越多，一般情況下串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)22的數(shù)量最小不少于三個(gè)。所述的并聯(lián)支撐架21為4-{RPU}結(jié)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，所述的串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)22為{UPR}結(jié)構(gòu)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)，并聯(lián)支撐架21與串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)22串聯(lián)連接在一起構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)為{4RPU-UPR}的混聯(lián)機(jī)構(gòu)，其中R表示轉(zhuǎn)動(dòng)副，P表示移動(dòng)副，U表示萬(wàn)向節(jié)，且本發(fā)明中的移動(dòng)副P(pán)均由液壓缸實(shí)現(xiàn)。
[0021]如圖1、圖2和圖5所示，所述的并聯(lián)支撐架21由連接橫梁215和并聯(lián)連接在底座I與連接橫梁215之間的第一支鏈211、第二支鏈212、第三支鏈213、第四支鏈214組成，且所述的第一支鏈211、第二支鏈212、第三支鏈213與第四支鏈214的結(jié)構(gòu)完全相同，都是采用{RPU}結(jié)構(gòu)，其中R表示轉(zhuǎn)動(dòng)副，P表示移動(dòng)副，U表示萬(wàn)向節(jié)，且上述四個(gè)支鏈中的移動(dòng)副均由液壓缸實(shí)現(xiàn)。
[0022]如圖1、圖2和圖5所示，所述的第一支鏈211由第一轉(zhuǎn)動(dòng)副2111、第一主液壓缸2112和第一萬(wàn)向節(jié)2113組成。其中，所述的第一主液壓缸2112的下端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副2111與底座I相連接，第一主液壓缸2112的上端通過(guò)第一萬(wàn)向節(jié)2113與連接橫梁215相連接。所述的第二支鏈212由第二轉(zhuǎn)動(dòng)副2121、第二主液壓缸2122和第二萬(wàn)向節(jié)2123組成。其中，所述的第二主液壓缸2122的下端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副2121與底座I相連接，第二主液壓缸2122的上端通過(guò)第二萬(wàn)向節(jié)2123與連接橫梁215相連接。所述的第三支鏈213由第三轉(zhuǎn)動(dòng)副2131、第三主液壓缸2132和第三萬(wàn)向節(jié)2133組成。其中，所述的第三主液壓缸2132的下端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副2131與底座I相連接，第三主液壓缸2132的上端通過(guò)第三萬(wàn)向節(jié)2133與連接橫梁215相連接。所述的第四支鏈214由第四轉(zhuǎn)動(dòng)副2141、第四主液壓缸2142和第四萬(wàn)向節(jié)2143組成。其中，所述的第四主液壓缸2142的下端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副2141與底座I相連接，第四主液壓缸2142的上端通過(guò)第四萬(wàn)向節(jié)2143與連接橫梁215相連接。
[0023]如圖1、圖2和圖5所示，所述的第一支鏈211、第二支鏈212、第三支鏈213、第四支鏈214中的轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副(即液壓缸)及萬(wàn)向節(jié)的軸線之間保持嚴(yán)格的尺度約束關(guān)系。所述的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副2111、第二轉(zhuǎn)動(dòng)副2121、第三轉(zhuǎn)動(dòng)副2131和第四轉(zhuǎn)動(dòng)副2141的軸線相互平行；所述的第一主液壓缸2112的軸線垂直于第一轉(zhuǎn)動(dòng)副2111的軸線，所述的第二主液壓缸2122的軸線垂直于第二轉(zhuǎn)動(dòng)副2121的軸線，所述的第三主液壓缸2132的軸線垂直于第三轉(zhuǎn)動(dòng)副2131的軸線，所述的第四主液壓缸2142的軸線垂直于第四轉(zhuǎn)動(dòng)副2141的軸線；所述的第一萬(wàn)向節(jié)2113的十字軸的軸線與第二萬(wàn)向節(jié)2123的十字軸的軸線相互平行或垂直，且第一轉(zhuǎn)動(dòng)副2111的軸線與第一萬(wàn)向節(jié)2113的十字軸的一條軸線相互平行；第三萬(wàn)向節(jié)2133的十字軸的軸線與第四萬(wàn)向節(jié)2143的十字軸的軸線相互平行或垂直，且第三轉(zhuǎn)動(dòng)副2131的軸線與第三萬(wàn)向節(jié)2133的十字軸的一條軸線相互平行。
[0024]如圖1和圖3所示，所述的串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)22由萬(wàn)向節(jié)連接座221、次液壓缸222和連接耳座223組成。其中，所述的萬(wàn)向節(jié)連接座221的下端與連接橫梁215相固連，其上端與次液壓缸222的底部相固連；所述的連接耳座223與次液壓缸222的活塞桿末端相固連。
[0025]如圖3和圖4所示，所述的左夾板機(jī)構(gòu)4由夾板體41、夾緊液壓缸42、連桿43、導(dǎo)桿44和活動(dòng)夾頭45組成。其中，在所述的夾板體41的頂部設(shè)有雙耳座411，在夾板體41的前端設(shè)有U形缺口 412，且在U形缺口 412的下表面上設(shè)有上鋸齒形防滑層413 ;所述的夾緊液壓缸42內(nèi)置于夾板體41的后端，且?jiàn)A緊液壓缸42的底部通過(guò)螺釘與夾板體41相連接；所述的連桿43的后端與夾緊液壓缸42的活塞桿通過(guò)鉸鏈相連接，連桿43的中部與夾板體41上的雙耳座411通過(guò)鉸鏈相連接，連桿43的前端與導(dǎo)桿44的頂部通過(guò)鉸鏈相連接；所述的活動(dòng)夾頭45置于夾板體41的U形缺口 412內(nèi)，且在活動(dòng)夾頭45的下表面上設(shè)有下鋸齒形防滑層451，所述的活動(dòng)夾頭45的上端與導(dǎo)桿44的下端相固連。
[0026]本發(fā)明的左牽引裝置2、右牽引裝置3在底座I上的安裝位置可以左右調(diào)節(jié)，配合使用的拉形模具可以采用實(shí)體模具，也可以采用多點(diǎn)可調(diào)式拉形模具6。
[0027]如圖1和圖5所示，拉形時(shí)，使用全部或若干個(gè)左夾板機(jī)構(gòu)4、右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)5分別夾持住板料7，并通過(guò)相對(duì)應(yīng)的左牽引裝置2、右牽引裝置3在多點(diǎn)可調(diào)式拉形模具6的配合下將板料7拉伸成形。本發(fā)明的牽引裝置可采用分層次調(diào)節(jié)及拉形作業(yè)方式。安裝板料7或進(jìn)行初步拉形作業(yè)時(shí)，可同步使用左牽引裝置2和右牽引裝置3中的并聯(lián)支撐架實(shí)現(xiàn)較大幅度的姿態(tài)調(diào)整及初步拉形作業(yè)；而在進(jìn)行板料各位置點(diǎn)的差異性拉形運(yùn)動(dòng)時(shí)主要依靠多點(diǎn)分散布置的串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)完成。通過(guò)調(diào)整左牽引裝置2、右牽引裝置3上各主液壓缸和次液壓缸的行程與液壓力，可以獲得最佳拉伸位置和角度。尤其是通過(guò)調(diào)節(jié)不同位置的次液壓缸的行程與液壓力可以使夾持在板料各位置點(diǎn)上的左夾板機(jī)構(gòu)4和右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)5沿拉伸方向產(chǎn)生不同的位移量與轉(zhuǎn)角；由于左牽引裝置2、右牽引裝置3具有空間兩平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，在拉形時(shí)，左夾板機(jī)構(gòu)4、右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)5會(huì)順應(yīng)模具曲面的變化趨勢(shì)而移動(dòng)、擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，使得板料產(chǎn)生變形的柔性度較高。因此，拉形件的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變的分布更加均勻。
[0028]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種四自由度混聯(lián)式多頭柔性拉形機(jī)，由底座、左牽引裝置、右牽引裝置、左夾板機(jī)構(gòu)、右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)組成，其特征在于:所述的左牽引裝置、右牽引裝置的底部固定在底座上，且所述的左牽引裝置與右牽引裝置的結(jié)構(gòu)完全相同；所述的左夾板機(jī)構(gòu)、右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)完全相同，所述的左夾板機(jī)構(gòu)的左端與左牽引裝置的頂部通過(guò)鉸鏈相連接，所述的右?jiàn)A板機(jī)構(gòu)的右端與右牽引裝置的頂部通過(guò)鉸鏈相連接；所述的左牽引裝置由并聯(lián)支撐架和串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)組成，且串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)的數(shù)量不少于三個(gè)，所述的串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)的下端與并聯(lián)支撐架的頂部相固連； 所述的并聯(lián)支撐架由連接橫梁和并聯(lián)連接在底座與連接橫梁之間的第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈、第四支鏈組成，且所述的第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈與第四支鏈的結(jié)構(gòu)完全相同； 所述的第一支鏈由第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、第一主液壓缸和第一萬(wàn)向節(jié)組成，所述的第一主液壓缸的下端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與底座相連接，第一主液壓缸的上端通過(guò)第一萬(wàn)向節(jié)與連接橫梁相連接；第二支鏈由第二轉(zhuǎn)動(dòng)副、第二主液壓缸和第二萬(wàn)向節(jié)組成，所述的第二主液壓缸的下端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與底座相連接，第二主液壓缸的上端通過(guò)第二萬(wàn)向節(jié)與連接橫梁相連接；所述的第三支鏈由第三轉(zhuǎn)動(dòng)副、第三主液壓缸和第三萬(wàn)向節(jié)組成，所述的第三主液壓缸的下端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與底座相連接，第三主液壓缸的上端通過(guò)第三萬(wàn)向節(jié)與連接橫梁相連接；所述的第四支鏈由第四轉(zhuǎn)動(dòng)副、第四主液壓缸和第四萬(wàn)向節(jié)組成，所述的第四主液壓缸的下端通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與底座相連接，第四主液壓缸的上端通過(guò)第四萬(wàn)向節(jié)與連接橫梁相連接；所述的第一轉(zhuǎn)動(dòng)副、第二轉(zhuǎn)動(dòng)副、第三轉(zhuǎn)動(dòng)副和第四轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相互平行；所述的第一主液壓缸的軸線垂直于第一轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線，所述的第二主液壓缸的軸線垂直于第二轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線，所述的第三主液壓缸的軸線垂直于第三轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線，所述的第四主液壓缸的軸線垂直于第四轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線；所述的第一萬(wàn)向節(jié)的十字軸的軸線與第二萬(wàn)向節(jié)的十字軸的軸線相互平行或垂直，且第一轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第一萬(wàn)向節(jié)的十字軸的一條軸線相互平行；第三萬(wàn)向節(jié)的十字軸的軸線與第四萬(wàn)向節(jié)的十字軸的軸線相互平行或垂直，且第三轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第三萬(wàn)向節(jié)的十字軸的一條軸線相互平行； 所述的串聯(lián)牽引機(jī)構(gòu)由萬(wàn)向節(jié)連接座、次液壓缸和連接耳座組成，所述的萬(wàn)向節(jié)連接座的下端與連接橫梁相固連，其上端與次液壓缸的底部相固連；所述的連接耳座與次液壓缸的活塞桿末端相固連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四自由度混聯(lián)式多頭柔性拉形機(jī)，其特征在于:所述的左夾板機(jī)構(gòu)由夾板體、夾緊液壓缸、連桿、導(dǎo)桿和活動(dòng)夾頭組成，在所述的夾板體的頂部設(shè)有雙耳座，在夾板體的前端設(shè)有U形缺口，且在U形缺口的下表面上設(shè)有上鋸齒形防滑層；所述的夾緊液壓缸內(nèi)置于夾板體的后端，且?jiàn)A緊液壓缸的底部通過(guò)螺釘與夾板體相連接；所述的連桿的后端與夾緊液壓缸的活塞桿通過(guò)鉸鏈相連接，連桿的中部與夾板體上的雙耳座通過(guò)鉸鏈相連接，連桿的前端與導(dǎo)桿的頂部通過(guò)鉸鏈相連接；所述的活動(dòng)夾頭置于夾板體的U形缺口內(nèi)，且在活動(dòng)夾頭的下表面上設(shè)有下鋸齒形防滑層，所述的活動(dòng)夾頭的上端與導(dǎo)桿的下端相固連。
【文檔編號(hào)】B21D25/04GK104174733SQ201410475947
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】王成軍, 劉志衛(wèi), 劉凱, 張超, 李龍, 劉瓊, 章天雨 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué), 王成軍