旋轮位姿可调的立式旋压机床装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106111772A(43)申请公布日2016.11.16(21)申请号201610485324.8(22)申请日2016.06.28(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人王皓赵龙海陈根良张壮赵亦希于忠奇(74)专利代理机构上海交达专利事务所31201代理人王毓理王锡麟(51)Int.Cl.B21D22/14(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称旋轮位姿可调的立式旋压机床装置(57)摘要一种旋轮位姿可调的立式旋压机床装置，包括：斜向旋压机构、主轴、顶杆和机身壳体，其中：主轴设置于机身壳体内并正对设置于机身壳体的上方的顶杆，斜向旋压机构对称设置于顶杆的两侧，并与机身壳体相嵌；斜向旋压机构包括：四自由度并联机器人、两个横向电机、两个斜向电机、两个平行的横向丝杠导轨和两个斜向丝杠导轨，其中：两个斜向丝杠导轨同轴布置，两个横向丝杠导轨同轴布置，斜向丝杠导轨与横向丝杠导轨形成T字形结构；四自由度并联机器人分别与两个横向丝杠导轨和两个斜向丝杠导轨相连，横向电机和斜向电机分别设置于横向丝杠导轨和斜向丝杠导轨上，并驱动四自由度并联机器人运动。本发明设计合理，加工精度高，适用范围广。CN106111772ACN106111772A权利要求书1/1页1.一种旋轮位姿可调的立式旋压机床装置，其特征在于，包括：斜向旋压机构、主轴、顶杆和机身壳体，其中：主轴设置于机身壳体内并正对设置于机身壳体的上方的顶杆，斜向旋压机构对称设置于顶杆的两侧，并与机身壳体相嵌；所述的斜向旋压机构包括：四自由度并联机器人、两个横向电机、两个斜向电机、两个平行的横向丝杠导轨和两个斜向丝杠导轨，其中：两个斜向丝杠导轨同轴布置，两个横向丝杠导轨同轴布置，斜向丝杠导轨与横向丝杠导轨形成T字形结构；四自由度并联机器人分别与两个横向丝杠导轨和两个斜向丝杠导轨相连，横向电机和斜向电机分别设置于横向丝杠导轨和斜向丝杠导轨上，并驱动四自由度并联机器人运动。2.根据权利要求1所述的立式旋压机床装置，其特征是，所述的横向丝杠导轨和斜向丝杠导轨设置于机身壳体上。3.根据权利要求1所述的立式旋压机床装置，其特征是，所述的斜向丝杠导轨与水平面的夹角为30°。4.根据权利要求1所述的立式旋压机床装置，其特征是，所述的四自由度并联机器人包括：菱形动平台、旋轮、平行四边形支链和两个PUS支链，其中：菱形动平台、旋轮、平行四边形支链和两个PUS支链，其中：两个平行四边形支链分别与菱形动平台相邻的两个顶点转动连接，两个PUS支链与菱形动平台的同一个顶点转动连接，旋轮设置于菱形动平台的另一个顶点上。5.根据权利要求4所述的立式旋压机床装置，其特征是，所述的PUS支链包括：PUS连杆和设置于PUS连杆两端的虎克铰和球铰链，其中：虎克铰分别通过PUS滑块与两个横向丝杠导轨相连。6.根据权利要求4所述的立式旋压机床装置，其特征是，所述的平行四边形支链包括：依次串联形成平行四边形结构的四个平行四边形连杆。7.根据权利要求6所述的立式旋压机床装置，其特征是，所述的斜向丝杠导轨上滑动设置有滑块，与菱形动平台相连的平行四边形连杆的对侧平行四边形连杆与滑块相连。8.根据权利要求1所述的立式旋压机床装置，其特征是，所述的主轴上设有待加工零件并正对顶杆，主轴和待加工零件之间设有胎膜。9.根据权利要求4所述的立式旋压机床装置，其特征是，所述的主轴上设有待加工零件并正对顶杆，主轴和待加工零件之间设有胎膜；所述的旋轮方向朝向胎膜。2CN106111772A说明书1/3页旋轮位姿可调的立式旋压机床装置技术领域[0001]本发明涉及的是一种用冲压、旋压或拉深的无切削成型领域的技术，具体是一种旋轮位姿可调的立式旋压机床装置。背景技术[0002]金属旋压工艺是配料通过旋压使之受力点由点到面，同时在某个方向用滚压刀具给与一定的压力，使金属材料沿着这一方向变形和流动而成型的技术。[0003]目前，超大直径薄壁构件的高效高精度加工是我国航空航天等领域急需解决的关键技术。然而，随着构件尺度的增大，构件难以采用整体方法制造，只能采用如旋压等局部制造工艺。国内目前的旋压成形工艺在直径超过一定范围后就会出现板边扭曲起皱以及开裂等问题。其主要原因之一在于加工过程中材料的流动方向与旋轮的旋压方向之间存在一定的角度，即母线方向受拉，切线方向受压，因此合力方向与旋轮的旋压方向不一致。而现有的旋压机床只有一个方向的摆动自由度，在机械结构上并不完善，且加工精度不高，效率低下。发明内容[0004]本发明针对现有技术大部分仅能实现辊轮三自由度的运动，并未有效解决板边扭曲起皱的问题，提出一种旋轮位姿可调的立式旋压机床装置，通过与横