[发明专利]三维自由弯曲成形弯管机

说明书

本发明公开了一种三维自由弯曲成形弯管机，属于金属复杂构件先进制造技术领域。所述三维自由弯曲成形弯管机包括固定架、推进机构、固定模、弯头移动机构和弯头偏转机构，其中：所述推进机构包括第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠上设有夹紧装置，所述夹紧装置上设有第一管件通道，所述固定模上设有第二管件通道；所述弯头移动机构包括动平台，所述动平台上设置有圆形透孔，所述动平台与固定架之间设有运动传递支链；所述弯头偏转机构设置在所述动平台的外侧，所述弯头偏转机构包括偏转平台，所述偏转平台上设有第三管道通道，所述偏转平台与动平台之间设有驱动机构。本发明不需要更换弯曲模具，就可实现复杂空间弯管自由弯曲成形，生产效率高。

技术领域

本发明涉及金属复杂构件先进制造技术领域，特别是指一种三维自由弯曲成形弯管机。

背景技术

由于管件结构具有较好的强度和刚度性能，并且同时具有较好的成形加工性能，因此复杂空间弯曲件在航空航天、核电、汽车、舰船、石化、建筑以及其他民用工业等诸多领域具有广泛的应用。目前，金属弯曲件的空间构型也渐趋复杂，弯曲件的轴线形式从平面形式逐渐演变成空间形式，同一个弯曲件上所具有的弯曲半径数也逐渐增多，对传统的弯曲成形技术和装备形成了巨大的挑战。

传统的金属构件弯曲成形技术如弯压、拉弯、绕弯、推弯以及由上述基本工艺衍生出来的弯曲工艺等在弯曲变弯曲半径的弯管时需要根据弯曲半径不断更换弯曲模具，极大降低了生产效率。另外，采用以上传统弯管工艺弯曲空间弯时，空间弯的三维构型受到诸多限制，无法实现复杂金属工件的高精度弯曲成形，对于变弯曲半径、轴线为平面或空间曲线的复杂金属构件，以上传统弯管方法均无法实现一次性高精度成形。

综上，传统弯曲成形技术所能加工的弯曲件构型简单，不能加工复杂空间弯曲件，且需根据不同弯曲半径不断更换弯曲模，加工成形效率低、成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种三维自由弯曲成形弯管机，其不需要更换弯曲模具，就可实现复杂空间弯管自由弯曲成形，生产效率高。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种三维自由弯曲成形弯管机，包括固定架、推进机构、固定模、弯头移动机构和弯头偏转机构，其中：

所述推进机构包括设置在所述固定架中部的第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠的一端插接在所述固定架内，另一端延伸出所述固定架的外部，所述固定模设置在所述第一滚珠丝杠另一端的末端，所述第一滚珠丝杠上设置有夹紧装置，所述夹紧装置上设置有夹紧管件的第一管件通道，所述固定模上设置有第二管件通道；

所述弯头移动机构包括设置在所述固定模外侧的动平台，所述动平台上设置有圆形透孔，所述动平台与固定架之间设置有可使所述动平台沿空间任意方向平移的运动传递支链；

所述弯头偏转机构设置在所述动平台的外侧，所述弯头偏转机构包括可使管件实现空间任意角度弯曲的偏转平台，所述偏转平台上设置有第三管道通道，所述偏转平台与动平台之间设置有可使所述偏转平台发生偏转的驱动机构；

初始状态时所述第一管件通道、第二管件通道、圆形透孔和第三管件通道的轴线均在同一条直线上。

进一步的，所述运动传递支链包括3组并联的UPU运动支链，其中：

所述UPU运动支链包括设置在所述固定架侧面与所述动平台之间的第二滚珠丝杠，所述第二滚珠丝杠上设置有与所述第二滚珠丝杠相配合的移动滑杆，所述第二滚珠丝杠与固定架通过第一万向节连接，所述移动滑杆与动平台通过第二万向节连接。

进一步的，所述驱动机构包括设置在所述动平台端面上的齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括第一齿轮和与所述第一齿轮相啮合的旋转台，所述旋转台的端面上设置有用于支撑所述偏转平台的安装架，所述安装架上设置有驱动所述偏转平台偏转的转动轴和驱动所述转动轴转动的第一偏转电机，所述动平台上设置有驱动所述第一齿轮转动的第二偏转电机。