[发明专利]一种三轴自由弯曲局部渐进成形装置及方法

权利要求书

1.一种三轴自由弯曲局部渐进成形装置，其特征在于：包括管坯推进装置、弯曲模和球面轴承（7），其中，弯曲模包括弯曲模架（5）和合金钢棒（6），弯曲模架（5）沿圆周周向设置多个通孔，通孔内安装有合金钢棒（6），每个合金钢棒（6）沿弯曲模架（5）径向在驱动装置的驱动下可以自由伸缩运动，每个合金钢棒沿弯曲模架（5）径向伸缩运动使弯曲模内径以及形状可调，能够渐近成型加工得到不同截面尺寸和截面形状的零件；所述的管坯推进装置包括位于管坯（2）后端的推块（1）、位于管坯（2）中端的压块（3）以及位于管坯（2）前端的导套（4）；管坯在推块（1）连续推动下向前运动，压块（3）起到了管坯定位作用，防止管坯通过后续装置时发生错位，同时可以防止在成形过程中管坯振动，随后管坯在导套（4）的导向作用下顺利通过弯曲模；所述的弯曲模内径变化范围为5mm-30mm。

2.根据权利要求1所述三轴自由弯曲局部渐进成形装置的三轴自由弯曲局部渐进成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将管坯放入装置中，由管坯推进装置推动管坯向前运动；

2）根据生产需求，弯曲模中的合金钢棒在系统的控制下沿弯曲模架（5）径向伸缩运动，使弯曲模的形状和尺寸达到管坯（2）的要求；

3）利用球面轴承（7）按照预先设定的轨迹带动弯曲模运动，利用球面轴承（7）的偏心运动使管坯在弯曲部分产生偏心距，实现对管坯（2）进行三维自由弯曲局部渐进弯曲成形，最终得到形状复杂的零件。

3.根据权利要求2所述的三轴自由弯曲局部渐进成形方法，其特征在于：还包括第四步：通过对弯曲后的空心构件进行三维扫描，并与目标产品的三维几何模型进行尺寸对比，进而修改弯曲工艺参数，解决弯曲后回弹问题。

4.根据权利要求2或3所述的三轴自由弯曲局部渐进成形方法，其特征在于：步骤3）所述的弯曲成形过程中最小相对弯曲半径为2.5。

5.根据权利要求2或3所述的三轴自由弯曲局部渐进成形方法，其特征在于：在变弯曲角度弯曲时，改变弯曲模在每个偏心距的停留运动。

6.根据权利要求2或3所述的三轴自由弯曲局部渐进成形方法，其特征在于：在螺旋弯曲时，弯曲模在XY平面先运动到预定偏心距后以1/4圆弧为运动轨迹运动，再回到初始位置。

7.根据权利要求2或3所述的三轴自由弯曲局部渐进成形方法，其特征在于：在空间弯曲时，弯曲模在XY平面中进行多次偏心停留运动。