【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属特种成形装备领域，更具体地说，涉及一种单电机驱动-六杆并联承载包络成形机。
技术介绍
1、多自由度包络成形技术是一种连续局部塑性成形新技术，它通过对坯料的连续局部加载，改善金属流动性能，从而实现大型复杂极端构件的整体成形。该工艺效率高、材料利用率高，而且可以细化晶粒、获得连续致密金属流线、提高表面完整性，从而大幅提高构件力学性能和承载能力。多自由度包络成形技术已成为大型复杂极端构件高性能高效率先进制造技术的重要发展方向。为了实现多自由度包络成形工艺，迫切需要发展多自由度包络成形机。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种单电机驱动-六杆并联承载包络成形机，可以提高包络成形机的承载能力，可以实现包络成形机高速运行，满足包络成形机重载、高速的运行工况要求。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种单电机驱动-六杆并联承载包络成形机，从上到下依次包括传动系统、支撑系统、作动系统、章动模系统和进给系统；
3、所述传动系统包括主电机、减速器、联轴器、中心齿轮轴、圆周齿轮轴、和球轴承固定架；支撑系统包括电机安装板、上支撑柱和上底板；作动系统包括连杆、球轴承、动平台、转轴座、转轴、偏心轴和球轴承座；章动模系统包括章动模孔座和章动模芯模；滑动模系统包括滑动模外圈、滑动模芯模和滑动模模座；进给系统用于实现滑动模的进给运动；
4、所述电机安装板通过上支撑柱和上底板连接，所述减速器固定安装在电机安装板，减速器一端与
5、滑动模模座上安装滑动模外圈和滑动模芯模，滑动模芯模上放置坯料；主电机驱动减速器转动，减速器通过联轴器驱动中心齿轮轴，中心齿轮轴同时驱动三组圆周齿轮轴，进而使安装在圆周齿轮轴上球轴承固定架和球轴承沿着圆周齿轮轴的中心轴转动，驱动三组连杆做复杂空间运动，在三组被动支链：转轴座-转轴-偏心轴-球轴承座的限制下，驱动动平台以及安装在其上的章动模芯模做空间定点章动运动。
6、上述方案中，所述支撑系统还包括导柱和床身，床身四角均安装有导柱，导柱的另一侧与上底板固联。
7、上述方案中，所述进给系统包括导套、进给工作台和进给油缸，床身四角的四个导柱分别通过四个导套与进给工作台形成滑动配合，进给油缸的缸体安装在床身上。
8、上述方案中，所述滑动模系统还还包括顶杆和顶缸，所述进给工作台下端安装在进给油缸的缸杆法兰上，进给工作台下端面上安装有顶缸，顶缸的缸杆与顶杆固联，进给工作台上端面的中心法兰上安装有滑动模模座。
9、上述方案中，所述章动模芯模做空间定点章动运动，运动关系表示为：
10、
11、式中，δ表示章动模的章动角，h表示章动模高度，φ和θ分别代表章动模自转角度及公转角度，ew和en分别表示工件中心偏移量及点头偏置量，sf为工件进给距离；
12、根据旋量理论，定点章动运动的运动旋量系为：
13、
14、式中，smp1表示章动运动的运动旋量；ωθ和ωφ分别表示章动运动的公转与自转角速度，smp1和smp2分别代表章动运动的公转与自转的旋量，为smpi的单位螺杆，ror为焦点坐标；
15、工作台的章动运动通过主电机驱动，在三组主动并联支链：圆周齿轮轴-球轴承-球轴承固定架-连杆以及三组被动并联支链：转轴座-转轴-偏心轴-球轴承座的约束下，复合形成章动运动，满足公式(3)和(4)；
16、
17、式中，t表示旋锻成形运动所要求的动平台的运动，b1、b2、b3分别为三组圆周齿轮轴端面的偏心孔初始角度位置；c1、c2、c3分别为动平台球铰中心在机床坐标系上的位置坐标；l1、l2、l3为连杆的杆长；β1、β2、β3为圆周齿轮轴旋转角度；
18、
19、式中，b4、b5、b6分别为三组偏心轴初始位置；c4、c5、c6分别为与转轴相连的动平台球铰中心在机床坐标系上的位置坐标；γ1、γ2、γ3为偏心轴杆长对应的圆心角；α1、α2、α3为转轴旋转角度。
20、上述方案中，每个圆周齿轮轴上偏心孔的偏心距离一致，且通过球轴承与球轴承固定架连接的连杆的长度保持一致，上底板的圆周轴承孔位置、圆周齿轮轴上偏心孔的偏心距离、动平台上圆周轴承孔位置间满足运动约束条件：
21、
22、式中，ω为中心齿轮轴旋转速度，ra、rb、rc分别为上底板圆周轴孔位置向径、圆周齿轮轴端面偏心孔的偏心距及动平台上圆周轴承孔位置向径，pz为动平台高度，δz是动平台圆周轴承孔上的球轴承旋转中心与动平台章动中心的垂直高度距离。
23、实施本专利技术的单电机驱动-六杆并联承载包络成形机，具有以下有益效果：
24、1、本专利技术单电机驱动-六杆并联承载包络成形机通过一个电机驱动齿轮轴连续单向运动，可实现动平台的章动运动；通过进给油缸驱动进给工作台向上运动，使坯料与章动模芯模逐渐接触，实现芯模与工件的包络成形运动；通过齿轮轴协调运动实现成形过程中芯模的章动运动，从而调控金属流动并降低成形力，实现复杂薄壁高筋构件多自由度包络成形制造。
25、2、本专利技术单电机驱动-六杆并联承载包络成形机构型简单、零部件数量少、可靠性高、安装调试方便，且装备具有较高的机构刚度和承载性能，从而抵抗较大的成形偏载和变形。
26、3、本专利技术单电机驱动-六杆并联承载包络成形机采用单驱动六杆章动成形机构，单个主电机即可驱动六连杆同时协调运动及六连杆约束运动，进而实现章动模的多自由度包络运动，不存在多轴联动，结构控制简单，可实现高速运动。
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1.一种单电机驱动-六杆并联承载包络成形机，其特征在于，从上到下依次包括传动系统、支撑系统、作动系统、章动模系统和进给系统；
2.根据权利要求1所述的单电机驱动-六杆并联承载包络成形机，其特征在于，所述支撑系统还包括导柱和床身，床身四角均安装有导柱，导柱的另一侧与上底板固联。
3.根据权利要求2所述的单电机驱动-六杆并联承载包络成形机，其特征在于，所述进给系统包括导套、进给工作台和进给油缸，床身四角的四个导柱分别通过四个导套与进给工作台形成滑动配合，进给油缸的缸体安装在床身上。
4.根据权利要求3所述的单电机驱动-六杆并联承载包络成形机，其特征在于，所述滑动模系统还还包括顶杆和顶缸，所述进给工作台下端安装在进给油缸的缸杆法兰上，进给工作台下端面上安装有顶缸，顶缸的缸杆与顶杆固联，进给工作台上端面的中心法兰上安装有滑动模模座。
5.根据权利要求1所述的单电机驱动-六杆并联承载包络成形机，其特征在于，所述章动模芯模做空间定点章动运动，运动关系表示为：
6.根据权利要求5所述的单电机驱动-六杆并联承载包络成形机，其特征在于，每
...【技术特征摘要】
1.一种单电机驱动-六杆并联承载包络成形机，其特征在于，从上到下依次包括传动系统、支撑系统、作动系统、章动模系统和进给系统；
2.根据权利要求1所述的单电机驱动-六杆并联承载包络成形机，其特征在于，所述支撑系统还包括导柱和床身，床身四角均安装有导柱，导柱的另一侧与上底板固联。
3.根据权利要求2所述的单电机驱动-六杆并联承载包络成形机，其特征在于，所述进给系统包括导套、进给工作台和进给油缸，床身四角的四个导柱分别通过四个导套与进给工作台形成滑动配合，进给油缸的缸体安装在床身上。
4.根据权利要求3所述的单电机驱动-六杆并联承载包络成形机，其特征在于...
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