[发明专利]基于螺旋轴线空心构件矢量成形偏转装置的工艺解析方法

说明书

本发明公开了一种基于螺旋轴线空心构件矢量成形偏转装置的工艺解析方法，建立待成形螺旋构件的几何形状参数与偏转装置位置参数及成形装备工艺参数之间的数量关系；几何形状参数包括螺径D、螺距S、螺旋圈数n；偏转装置位置参数包括导程板与水平面夹角导程板与弯曲模中心之间的水平距离L、导程板前端与弯曲模中心的轴向距离H；成形装备工艺参数包括Y向滑台位移Ux、成形区长度C、成形时间t、坯料轴向推进速度v。本发明摒弃了将构件的轴线分解成若干圆弧段，再由弯曲模按特定轨迹依次偏转成形的思路，简化了工艺解析流程，减少了弯曲过渡段，避免了干涉，有效提高了自由弯曲成形螺旋形构件的成形质量与精度。

技术领域

本发明属于空心构件自由弯曲成形技术领域，具体涉及一种基于螺旋轴线空心构件矢量成形偏转装置的工艺解析方法。

背景技术

航空航天、核能及汽车等领域用螺旋轴线空心构件长期采用数控绕弯或加热弯曲的成形方法。但传统技术弯曲的螺旋管截面形状和壁厚变化大，且需根据弯曲半径不断更换模具，提高了成本并降低了研发效率。常规自由弯曲成形装备及方法虽然能实现不同规格尺寸的螺旋轴线空心构件的整体成形，但是该方法存在以下缺点：

(1)传统的螺旋形构件三维弯曲自由弯曲成形工艺，先将构件的轴线分解成若干圆弧段，再由弯曲模按特定轨迹依次偏转，工艺解析流程复杂，且各段圆弧之间存在过渡段，成形精度难以保证，易造成成形构件螺旋轴线不同心。

(2)采用伺服电机控制球面轴承发生连续位移，使弯曲模连续运动时与构件表面的接触角度不断变化，构件表面质量较差，易出现划痕。

(3)成形螺旋轴线时，弯曲模在空间内发生连续被动偏转，带动已成形部分构件的空间位姿不断调整，容易与成形设备发生干涉。

发明内容

本发明针对传统三维自由弯曲工艺成形螺旋轴线构件时存在的不足，提出了一种基于螺旋轴线空心构件矢量成形偏转装置的工艺解析方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种基于螺旋轴线空心构件矢量成形偏转装置的工艺解析方法，该成形偏转装置包括导程板(1)、角度块(2)、支架(3)、安装台(4)、调整螺杆(5)、导轨轴(6)以及连接座(7)、Y向滑台(8)、球面轴承(9)、弯曲模(10)、Y轴电机(12)、；建立待成形螺旋构件的几何形状参数与偏转装置位置参数及成形装备工艺参数之间的数量关系；几何形状参数包括螺径D、螺距S、螺旋圈数n；偏转装置位置参数包括导程板与水平面夹角导程板与弯曲模中心之间的水平距离L、导程板前端与弯曲模中心的轴向距离H；成形装备工艺参数包括Y向滑台(8)位移Ux、成形区长度C、成形时间t、坯料(12)轴向推进速度v。

所述的工艺解析方法，安装台(4)采用导轨轴(6)与连接座(7)连接，并通过螺栓固定在Y向滑台(8)上；Y向滑台(8)由Y轴电机(12)控制其在Y向导轨(13)上做垂直方向的位移；Y向导轨(13)采用螺栓固定在X向滑台(14)上；X向滑台(14)由X轴电机(16)控制其在X向导轨(15)上做水平方向的位移；X向滑台(14)运动时可带动Y向滑台产生同步运动。

所述的工艺解析方法，所述导程板通过螺栓固定在角度块(2)的斜面上，使导程板与水平面形成一定夹角，该角度可通过更换所选角度块的规格来调整。

所述的工艺解析方法，所述角度块(2)可通过螺栓固定在支架(3)的不同位置。

所述的工艺解析方法，角度块(2)采用螺栓安装在支架(3)上，角度块(2)与弯曲模(10)中心水平距离小于待成形螺旋轴线构件螺距长度的一半，角度块(2)的斜面与水平方向夹角的角度需与待成形螺旋轴线构件的螺旋升角保持一致。

所述的工艺解析方法，所述支架(3)固定于通过调整螺杆(5)调整垂直方向高度的安装台(4)上，使弯曲模(10)的中心高度位于所述导程板(1)的高度范围内。