The invention discloses a special-shaped metal hollow component of six axis free bending equipment and process analysis method, including the following: multi axis motion system X axis motion system, including the X axis motor (9), X axis motion mechanism (7); Y axis motion system, including the Y axis motor (5), Y axial movement mechanism (6); Z axis feeding system, including the Z axis motor (12), (10) the guide mechanism, feeding mechanism (11); bending die rotate around the Y axis system, including the rotation of the motor shaft (4 Y); bending die rotate around the Z axis system, including the motor rotates around the Z the shaft (8), rotating around the Z axis (3); its pitch axis swing system around the bending die, including bending die (1), Wan Qumo (2) swing motor. The invention also provides a forming method for the free bending forming equipment of the hollow member of the six axis special-shaped section. The invention can realize the high quality forming of the special-shaped section hollow component with high dimension precision and small cross section distortion.
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
異形截面金屬空心構(gòu)件六軸自由彎曲成形裝備及工藝解析方法
本專利技術(shù)屬于金屬復(fù)雜構(gòu)件先進(jìn)制造
,特別涉及一種異形截面空心構(gòu)件六軸自由彎曲成形裝備及工藝解析方法。
技術(shù)介紹
矩形截面或者異形截面空心構(gòu)件主要作為承力構(gòu)件用于航空、航天或者汽車領(lǐng)域,如汽車的排氣系統(tǒng)異形管件、汽車副車架、儀表盤支架、車身框架和空心軸類件、復(fù)雜管件等。該類零件的傳統(tǒng)成形方法主要包括:內(nèi)高壓成形、拉彎、壓彎、滾彎等。在采用內(nèi)高壓成形的方法成形上述零件時(shí),由于需要開模,反復(fù)的試模,修模等過程,因此造成生產(chǎn)效率較低,且費(fèi)用高昂。而在應(yīng)用拉彎、壓彎、滾彎等方法成形上述零件時(shí),一方面所能成形出的零件空間幾何構(gòu)型較簡單,難以滿足復(fù)雜三維軸線空間零件的成形要求,另一方面,成形出的零件容易產(chǎn)生截面扁平化的缺陷,成形質(zhì)量難以控制。因此,目前在成形異形截面空心構(gòu)件時(shí),大多基于人工試錯(cuò)法,耗費(fèi)了極大的人力物力。五軸自由彎曲成形設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)圓形截面管材的空間自由彎曲成形,但是由于其自由度的限制,無法實(shí)現(xiàn)異形截面空心構(gòu)件的自由彎曲成形。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
由于異形截面空心構(gòu)件與管材、棒材、線材在截面形狀上存在的不同,從而導(dǎo)致適用于管材、棒材、線材的三軸及五軸自由彎曲成形設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)異形截面空心構(gòu)件的高精度自由彎曲成形。一種異形截面金屬空心構(gòu)件六軸自由彎曲成形裝備,包括:X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、Z軸送料系統(tǒng)、彎曲模繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、彎曲模繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、彎曲模繞自身軸線俯仰擺動(dòng)系統(tǒng);X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),包括X軸電機(jī)(9)、X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7);X軸電機(jī)(9)的作用在于驅(qū)動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)沿X軸方向直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)彎 ...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種異形截面金屬空心構(gòu)件六軸自由彎曲成形裝備,其特征在于,包括:X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、Z軸送料系統(tǒng)、彎曲模繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、彎曲模繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、彎曲模繞自身軸線俯仰擺動(dòng)系統(tǒng);X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),包括X軸電機(jī)(9)、X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7);X軸電機(jī)(9)的作用在于驅(qū)動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)沿X軸方向直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)彎曲模(1)在X軸方向產(chǎn)生偏心距;Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),包括Y軸電機(jī)(5)、Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6);Y軸電機(jī)(5)的作用在于驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)在Y軸方向直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)彎曲模(1)在Y軸方向產(chǎn)生偏心距;Z軸送料系統(tǒng),包括Z軸電機(jī)(12)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(10)、送料機(jī)構(gòu)(11);Z軸電機(jī)(12)的作用在于驅(qū)動(dòng)送料機(jī)構(gòu)(11)沿Z軸方向送料;彎曲模繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng),包括Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(4);Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(4)的作用在于驅(qū)動(dòng)彎曲模(1)繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度;彎曲模繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng),包括繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(8)、繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3);繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(8)的作用在于驅(qū)動(dòng)繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)彎曲模(1)繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng);彎曲模繞自身軸線俯仰擺動(dòng)系統(tǒng),包括彎曲模擺動(dòng)電機(jī)(2);彎曲模擺動(dòng)電機(jī)(2)的作用 ...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種異形截面金屬空心構(gòu)件六軸自由彎曲成形裝備,其特征在于,包括:X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、Z軸送料系統(tǒng)、彎曲模繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、彎曲模繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、彎曲模繞自身軸線俯仰擺動(dòng)系統(tǒng);X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),包括X軸電機(jī)(9)、X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7);X軸電機(jī)(9)的作用在于驅(qū)動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)沿X軸方向直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)彎曲模(1)在X軸方向產(chǎn)生偏心距;Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),包括Y軸電機(jī)(5)、Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6);Y軸電機(jī)(5)的作用在于驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)在Y軸方向直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)彎曲模(1)在Y軸方向產(chǎn)生偏心距;Z軸送料系統(tǒng),包括Z軸電機(jī)(12)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(10)、送料機(jī)構(gòu)(11);Z軸電機(jī)(12)的作用在于驅(qū)動(dòng)送料機(jī)構(gòu)(11)沿Z軸方向送料;彎曲模繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng),包括Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(4);Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(4)的作用在于驅(qū)動(dòng)彎曲模(1)繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度;彎曲模繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng),包括繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(8)、繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3);繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(8)的作用在于驅(qū)動(dòng)繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)彎曲模(1)繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng);彎曲模繞自身軸線俯仰擺動(dòng)系統(tǒng),包括彎曲模擺動(dòng)電機(jī)(2);彎曲模擺動(dòng)電機(jī)(2)的作用在于帶動(dòng)彎曲模(1)繞其和X軸平行的軸線做俯仰擺動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝備,其特征在于,X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)及Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)各自的運(yùn)動(dòng)范圍不超過所彎曲的空心構(gòu)件截面方向的最大長度;Z軸送料機(jī)構(gòu)(11)的運(yùn)動(dòng)范圍為所彎曲的空心構(gòu)件的長度;彎曲模(1)在Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(4)的驅(qū)動(dòng)作用下繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為-90°—90°;繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)在繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(8)的驅(qū)動(dòng)作用下,繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為-90°—90°;彎曲模(1)繞自身軸線擺動(dòng)的角度為-90°—90°。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝備,其特征在于,彎曲模的內(nèi)腔形狀隨所彎曲的異形截面空心構(gòu)件的不同而不同,通過更換彎曲模,該設(shè)備能滿足方管、異形截面型材等截面為異形的空心構(gòu)件的彎曲成形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝備,其特征在于,適用于紫銅,黃銅,鋁合金,不銹鋼,碳鋼等多種金屬材料異形截面空心構(gòu)件的彎曲成形。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述裝備進(jìn)行異形截面金屬空心構(gòu)件3D自由彎曲的工藝解析方法,其特征在于,包括以下步驟:首先得到所要彎曲的空心構(gòu)件的偏心距與彎曲半徑的關(guān)系曲線,然后將復(fù)雜截面空心彎曲構(gòu)件按照直段和彎曲段進(jìn)行分段,然后得到分段后不同段的彎曲半徑、彎曲角等尺寸參數(shù),接著從偏心距和彎曲半徑曲線上讀取不同彎曲半徑下的偏心距大小,并將得到的尺寸參數(shù)及不同彎曲段的偏心距大小轉(zhuǎn)化成彎曲工藝參數(shù),發(fā)送給六軸自由彎曲成形設(shè)備,執(zhí)行彎曲成形過程。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工藝解析方法,其特征在于,1)針對所要彎曲的異形截面空心構(gòu)件,以10mm/s的速度水平送料,啟動(dòng)設(shè)備X軸電機(jī),使彎曲模在X軸方向上產(chǎn)生偏心距1mm;持續(xù)送料,得到偏心距為1mm時(shí)該空心構(gòu)件的彎曲半徑;重復(fù)試驗(yàn),得到偏心距分別為2mm、3mm、4mm、5mm、6mm等時(shí)該空心構(gòu)件的彎曲半徑,進(jìn)而得到針對該空心構(gòu)件的一系列的偏心距與彎曲半徑的關(guān)系點(diǎn);2)將步驟1)所得到的一系列的點(diǎn)進(jìn)行擬合,得到針對該空心構(gòu)件的偏心距與彎曲半徑的關(guān)系曲線;3)將所要彎曲的異形截面金屬空心構(gòu)件的三維幾何模型進(jìn)行分段,包括直段和彎曲段;4)測量得到彎曲段的彎曲半...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員:郭訓(xùn)忠,馬燕楠,王輝,陶杰,熊昊,靳凱,
申請(專利權(quán))人:南京航空航天大學(xué),
類型:發(fā)明
國別省市:江蘇,32
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