專利名稱：二維輥彎成形機(jī)和其輥彎模及三維彎曲成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輥彎成形設(shè)備及方法，特別是一種能夠?qū)懿倪M(jìn)行三維彎曲成形的輥彎成形機(jī)和成形方法，并涉及其輥彎模具。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有對(duì)鋁合金管材的三維彎曲加工通常采用沖壓方式或采用專用三維彎曲機(jī)加工。用沖壓方式進(jìn)行三維彎曲，成形不流暢、工序多，由于沖壓力集中，致使變形大，有外緣裂、內(nèi)圓皺、管徑變形、表面損傷的缺點(diǎn)，而且需用大型沖床實(shí)現(xiàn)。而采用三維彎曲機(jī)加工， 不但設(shè)備成本高，前期投入大，而且現(xiàn)有三維彎曲機(jī)加工效率低，損耗大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種二維輥彎成形機(jī)，該二維輥彎成形機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，而且
加工效率高。本發(fā)明二維輥彎成形機(jī)，包括
工作臺(tái)；
設(shè)置于所述工作臺(tái)上的直線形導(dǎo)向軌；
復(fù)合輥彎模，包括相對(duì)設(shè)置的一個(gè)長(zhǎng)條狀直模和一個(gè)弓狀彎模，及設(shè)置于所述直?；蛩鰪澞Ｒ欢说捻攭K；以及
設(shè)置于所述導(dǎo)向軌附近的主動(dòng)軸輥和從動(dòng)軸輥，分別與所述彎模和直模的背面配合， 用于夾持所述彎模和所述直模，并驅(qū)動(dòng)所述彎模和所述直模沿著所述導(dǎo)向軌同步移動(dòng)，使所述彎模從一端到另一端順次與所述直模的對(duì)應(yīng)部分合模形成模腔。優(yōu)選地，該輥彎成形機(jī)還包括控制裝置、馬達(dá)和感應(yīng)器，所述馬達(dá)與所述主動(dòng)軸輥連接，所述感應(yīng)器用于檢測(cè)所述彎模和所述直模的移動(dòng)終端，所述控制裝置分別連接所述馬達(dá)和所述感應(yīng)器，用于在所述彎模和所述直模移動(dòng)到終端后使所述馬達(dá)變換轉(zhuǎn)向。優(yōu)選地，該輥彎成形機(jī)還包括計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器的觸發(fā)端連接所述感應(yīng)器，用于對(duì)輥彎成形的產(chǎn)品計(jì)數(shù)；和/或
用于調(diào)節(jié)所述主動(dòng)軸輥和所述從動(dòng)軸輥之間的距離的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，所述彎模的內(nèi)腔在第一平面內(nèi)的投影具有第一圓弧段，所述第一平面經(jīng)過(guò)所述彎模的兩個(gè)端部且與所述彎模的側(cè)面垂直。優(yōu)選地，合模形成的所述模腔呈扁口形，該扁口形模腔的長(zhǎng)邊與所述彎模的側(cè)面所在平面的夾角大于零度且小于90度。優(yōu)選地，所述彎模和所述直模均由外殼和嵌于外殼中的內(nèi)膽組成，所述外殼用鋼制成，所述內(nèi)膽用尼龍制成。本發(fā)明還提供了一種復(fù)合棍彎模，它包括一個(gè)長(zhǎng)條狀直模，與該長(zhǎng)條狀直模相對(duì)且兩端向遠(yuǎn)離所述直模的方向彎曲的弓狀彎模，以及設(shè)置于所述直?；蛩鰪澞Ｒ欢说捻攭K。
4
優(yōu)選地，所述彎模的內(nèi)腔在第一平面內(nèi)的投影具有第一圓弧段，所述第一平面經(jīng)過(guò)所述彎模的兩個(gè)端部且與所述彎模的側(cè)面垂直；所述彎模和所述直模合模形成的模腔呈扁口形，該扁口形模腔的長(zhǎng)邊與所述彎模的側(cè)面所在平面的夾角大于零度且小于90度。優(yōu)選地，所述彎模和所述直模均由外殼和嵌于外殼中的內(nèi)膽組成，所述外殼用鋼制成，所述內(nèi)膽用尼龍制成。本發(fā)明還提供了一種鋁合金管材的三維彎曲成形方法，該方法采用上述任意一種二維輥彎成形機(jī)通過(guò)以下步驟完成將待加工鋁合金管材一端塞入復(fù)合輥彎模；使主動(dòng)軸輥轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)復(fù)合輥彎模的彎模和直模夾持著所述鋁合金管材沿導(dǎo)向軌直線運(yùn)動(dòng)一個(gè)往返，即完成對(duì)鋁合金管材的三維彎曲；
所述彎模的內(nèi)腔在第一平面內(nèi)的投影具有第一圓弧段，所述第一平面經(jīng)過(guò)所述彎模的兩個(gè)端部且與所述彎模的側(cè)面垂直；所述彎模和所述直模合模形成的模腔呈扁口形，該扁口形模腔的長(zhǎng)邊與所述彎模的側(cè)面所在平面的夾角大于零度且小于90度。本二維輥彎成形機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，其只需模具夾持著待彎曲材料沿導(dǎo)向軌做一次直線往返運(yùn)動(dòng)即完成對(duì)產(chǎn)品的彎曲成形，加工效率高。本三維彎曲成形方法采用二維輥彎成形機(jī)實(shí)現(xiàn)，設(shè)備成本低，而且加工效率高。


圖
圖
圖
圖
圖
圖
圖
I為一種經(jīng)三維彎曲成形后的鋁合金管的結(jié)構(gòu)示意圖。 2為圖I的A-A剖視圖。
3為本發(fā)明一些實(shí)施例二維輥彎成形機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。 4為圖3的B-B剖視圖。
5為其彎模的截面圖。
6為其直模的截面圖。
7為其彎模在第一平面的投影圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本明做進(jìn)一步說(shuō)明。圖I和圖2所示為一種鋁合金材料的汽車用導(dǎo)風(fēng)桿100，其由鋁合金直管經(jīng)三維彎曲加工成形。如采用現(xiàn)有的三維彎曲機(jī)彎曲加工該導(dǎo)風(fēng)桿100，損耗大，每彎曲一支導(dǎo)風(fēng)桿 100兩端共需耗費(fèi)200mm材料，并且效率低，加工一支導(dǎo)風(fēng)桿100需3分鐘。采用圖3-7所示的二維輥彎成形機(jī)能夠彎曲加工上述導(dǎo)風(fēng)桿100。圖3為本二維輥彎成形機(jī)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3和4所示，本二維輥彎成形機(jī)包括工作臺(tái)(圖中未示出)，直線形導(dǎo)向軌1，復(fù)合輥彎模，主動(dòng)軸輥4和從動(dòng)軸輥5。直線形導(dǎo)向軌I設(shè)置于工作臺(tái)上。復(fù)合輥彎模包括相對(duì)設(shè)置的一個(gè)長(zhǎng)條狀直模2 和一個(gè)弓狀彎模3，及設(shè)置于彎模3前端的頂塊6，頂塊6也可設(shè)置于直模2的一端。主動(dòng)軸輥4和從動(dòng)軸輥5分別通過(guò)各自的支撐裝置設(shè)置在導(dǎo)向軌I的附近，主動(dòng)軸輥4與彎模 3的背面配合，從動(dòng)軸輥5和直模2的背面配合，主動(dòng)軸輥4和從動(dòng)軸輥5用于夾持彎模3 和直模2，并驅(qū)動(dòng)彎模3和直模2沿著導(dǎo)向軌I同步移動(dòng)，使彎模3從一端到另一端順次與直模2的對(duì)應(yīng)部分合模形成模腔M。
為提高生產(chǎn)效率，本輥彎成形機(jī)還包括控制裝置(圖中未示出)、馬達(dá)(圖中未示出)和感應(yīng)器7，馬達(dá)與主動(dòng)軸輥4連接用于驅(qū)動(dòng)該主動(dòng)軸輥4，感應(yīng)器7用于檢測(cè)彎模3和直模2的移動(dòng)終端，控制裝置分別連接馬達(dá)和感應(yīng)器7，用于在彎模3和直模2移動(dòng)到終端后使馬達(dá)變換轉(zhuǎn)向，使彎模3和直模2向相反方向運(yùn)動(dòng)返回初始位置。可以理解地，也可以用手搖方式驅(qū)動(dòng)主動(dòng)軸輥4轉(zhuǎn)動(dòng)和換向。一些實(shí)施例中，輥彎成形機(jī)還包括計(jì)數(shù)器和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)8，計(jì)數(shù)器的觸發(fā)端連接所述感應(yīng)器,用于對(duì)輥彎成形的產(chǎn)品計(jì)數(shù)。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)8用于調(diào)節(jié)主動(dòng)軸輥4和從動(dòng)軸輥5之間的距離。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)8設(shè)置有松緊膠墊塊9。彎模3除兩端向背面一側(cè)彎曲，整體呈弓形外，彎模3的內(nèi)腔在第一平面P2內(nèi)的投影具有第一圓弧段R2 (見(jiàn)圖7中的粗線)，第一平面P2經(jīng)過(guò)彎模3的兩個(gè)端部且與彎模 3的側(cè)面垂直。彎模3和直模2合模形成的模腔M呈扁口形，該扁口形模腔的長(zhǎng)邊與彎模3的側(cè)面所在平面Pl的夾角α (見(jiàn)圖4)大于零度且小于90度。彎模3由外殼31和嵌于外殼31中的內(nèi)膽32組成,直模2由外殼21和嵌于外殼 21中的內(nèi)膽22組成，外殼31和21采用45#鋼制成，內(nèi)膽32和22采用尼龍MC901制成。 選用尼龍MC901作為復(fù)合輥彎模的內(nèi)腔，除起到彎曲成形作用外，還有效保護(hù)了制品表面， 并且此材質(zhì)韌性高，柔性好，耐疲勞，在與45#鋼卡緊后進(jìn)行彎曲處理時(shí)，由于與鋼的性能接近，組合變形量小，制作成形快。通過(guò)彎模3和直模2組成的復(fù)合輥彎模，使圖I所示汽車用導(dǎo)風(fēng)桿100的三維彎曲轉(zhuǎn)換為彎模3在兩個(gè)方向上的二維彎曲。對(duì)鋁合金直管進(jìn)行三維彎曲，成形圖I所示汽車用導(dǎo)風(fēng)桿100的方法為使用上述二維彎曲成形機(jī)，首先將待加工鋁合金管材一端塞入復(fù)合輥彎模；啟動(dòng)馬達(dá)，帶動(dòng)主動(dòng)軸輥 4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)復(fù)合輥彎模的彎模3和直模2夾持著所述鋁合金管材沿導(dǎo)向軌I向圖 3中的右方直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到終端位置時(shí)被感應(yīng)器7檢測(cè)到，控制裝置得到該信號(hào)后控制馬達(dá)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)主動(dòng)軸輥4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)復(fù)合輥彎模的彎模3和直模2夾持著所述鋁合金管材沿導(dǎo)向軌I向圖3中的左方直線運(yùn)動(dòng)回到初始位置，整個(gè)輥彎過(guò)程完成，完成了對(duì)鋁合金管材的三維彎曲，制得汽車用導(dǎo)風(fēng)桿100。在一次往返輥彎過(guò)程中，通過(guò)彎模3背面的弧度Rl實(shí)現(xiàn)鋁合金管材在第一方向的彎曲，通過(guò)內(nèi)腔的第一圓弧段R2和所述夾角α實(shí)現(xiàn)鋁合金管材在另外兩個(gè)方向的彎曲。彎模3背面的弧度R1、其內(nèi)腔的第一圓弧段R2和所述夾角α是使制品的三維彎曲轉(zhuǎn)換為兩個(gè)方向的二維彎曲變形的核心部分。通過(guò)對(duì)彎模3背面的弧度R1、其內(nèi)腔的第一圓弧段R2的弧度和所述夾角α的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)不同制品的三維彎曲。為得到形狀與尺寸精準(zhǔn)的制品，須克服45#鋼、尼龍MC901以及鋁合金型材在輥彎中的回彈量問(wèn)題。在設(shè)計(jì)和制作彎模3的第一圓弧段R2的弧度和夾角α的大小時(shí)，采用經(jīng)驗(yàn)值和計(jì)算先估算出回彈方向及回彈值的大小，以合適的預(yù)回彈量，來(lái)確定彎模3的第一圓弧段R2的弧度和夾角α，然后在試模時(shí)進(jìn)行微量修正，保證卸載后彎曲件的彎曲半徑和彎曲角度符合設(shè)計(jì)的要求，免去人工整形的工序。常溫下導(dǎo)風(fēng)桿經(jīng)來(lái)回輥彎一次，能有效補(bǔ)償控制導(dǎo)風(fēng)桿的塑性變形和彈性變形。經(jīng)過(guò)上述二維輥彎成形機(jī)和成形方法制得的汽車用導(dǎo)風(fēng)桿，經(jīng)全檢，成品率達(dá)99%。上述二維輥彎成形機(jī)和成形方法具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、制品彎曲變形小，弧度間隙±0.2，廢品率僅有1%，主要為鋁合金硬度不均導(dǎo)致的間隙超差，所制導(dǎo)風(fēng)桿截面無(wú)因彎曲而變形，成形穩(wěn)定；
2、損耗小,所制導(dǎo)風(fēng)桿兩端未成形量為50mm；
3、操作方便，效率高，包括上料，輥彎，卸料，弧度量具檢查，操作時(shí)間為50秒/支；
4、加工過(guò)程中，導(dǎo)風(fēng)桿表面接觸的是尼龍MC901，不會(huì)產(chǎn)生擦破傷；
5、機(jī)器和模具制作成本低，十分適合制作單款量大的制品。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種二維輥彎成形機(jī)，其特征在于，包括工作臺(tái)；設(shè)置于所述工作臺(tái)上的直線形導(dǎo)向軌(I);復(fù)合輥彎模，包括相對(duì)設(shè)置的一個(gè)長(zhǎng)條狀直模(2)和一個(gè)弓狀彎模(3)，及設(shè)置于所述直?；蛩鰪澞Ｒ欢说捻攭K(6);以及設(shè)置于所述導(dǎo)向軌附近的主動(dòng)軸輥(4)和從動(dòng)軸輥(5)，分別與所述彎模和直模的背面配合，用于夾持所述彎模和所述直模，并驅(qū)動(dòng)所述彎模和所述直模沿著所述導(dǎo)向軌同步移動(dòng)，使所述彎模從一端到另一端順次與所述直模的對(duì)應(yīng)部分合模形成模腔(M)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二維輥彎成形機(jī)，其特征在于該輥彎成形機(jī)還包括控制裝置、馬達(dá)和感應(yīng)器(7)，所述馬達(dá)與所述主動(dòng)軸輥連接，所述感應(yīng)器用于檢測(cè)所述彎模和所述直模的移動(dòng)終端，所述控制裝置分別連接所述馬達(dá)和所述感應(yīng)器，用于在所述彎模和所述直模移動(dòng)到終端后使所述馬達(dá)變換轉(zhuǎn)向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二維輥彎成形機(jī)，其特征在于，該輥彎成形機(jī)還包括計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器的觸發(fā)端連接所述感應(yīng)器，用于對(duì)輥彎成形的產(chǎn)品計(jì)數(shù)；和/或用于調(diào)節(jié)所述主動(dòng)軸輥和所述從動(dòng)軸輥之間的距離的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二維輥彎成形機(jī)，其特征在于所述彎模的內(nèi)腔在第一平面 (P2)內(nèi)的投影具有第一圓弧段(R2)，所述第一平面經(jīng)過(guò)所述彎模的兩個(gè)端部且與所述彎模的側(cè)面垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二維輥彎成形機(jī)，其特征在于合模形成的所述模腔(M)呈扁口形，該扁口形模腔的長(zhǎng)邊與所述彎模的側(cè)面所在平面(Pl)的夾角(α )大于零度且小于 90度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的二維輥彎成形機(jī)，其特征在于所述彎模和所述直模均由外殼和嵌于外殼中的內(nèi)膽組成，所述外殼用鋼制成，所述內(nèi)膽用尼龍制成。
7.一種復(fù)合輥彎模，其特征在于包括一個(gè)長(zhǎng)條狀直模(2)，與該長(zhǎng)條狀直模相對(duì)且兩端向遠(yuǎn)離所述直模的方向彎曲的弓狀彎模(3)，以及設(shè)置于所述直模或所述彎模一端的頂塊(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合輥彎模，其特征在于所述彎模的內(nèi)腔在第一平面(Ρ2) 內(nèi)的投影具有第一圓弧段(R2)，所述第一平面經(jīng)過(guò)所述彎模的兩個(gè)端部且與所述彎模的側(cè)面垂直；所述彎模和所述直模合模形成的模腔(M)呈扁口形，該扁口形模腔的長(zhǎng)邊與所述彎模的側(cè)面所在平面(Pl)的夾角(α )大于零度且小于90度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合輥彎模，其特征在于所述彎模和所述直模均由外殼和嵌于外殼中的內(nèi)膽組成，所述外殼用鋼制成，所述內(nèi)膽用尼龍制成。
10.一種鋁合金管材的三維彎曲成形方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的二維輥彎成形機(jī)通過(guò)以下步驟完成將待加工鋁合金管材一端塞入復(fù)合輥彎模；使主動(dòng)軸輥(4)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)復(fù)合輥彎模的彎模(3)和直模(2)夾持著所述鋁合金管材沿導(dǎo)向軌(I)直線運(yùn)動(dòng)一個(gè)往返，即完成對(duì)鋁合金管材的三維彎曲；所述彎模的內(nèi)腔在第一平面(Ρ2)內(nèi)的投影具有第一圓弧段(R2)，所述第一平面經(jīng)過(guò)所述彎模的兩個(gè)端部且與所述彎模的側(cè)面垂直；所述彎模和所述直模合模形成的模腔(M) 呈扁口形，該扁口形模腔的長(zhǎng)邊與所述彎模的側(cè)面所在平面(Pl)的夾角(α )大于零度且小于90度。
全文摘要
一種復(fù)合輥彎模，包括一個(gè)長(zhǎng)條狀直模，與該直模相對(duì)且兩端向遠(yuǎn)離該直模的方向彎曲的弓狀彎模，以及設(shè)置于所述直?；驈澞Ｒ欢说捻攭K。一種二維輥彎成形機(jī)，包括工作臺(tái)，直線形導(dǎo)向軌，上述復(fù)合輥彎模，以及分別與所述彎模和直模的背面配合、用于夾持所述彎模和直模并驅(qū)動(dòng)它們沿著所述導(dǎo)向軌同步移動(dòng)、使所述彎模從一端到另一端順次與所述直模的對(duì)應(yīng)部分合模形成模腔的主動(dòng)軸輥和從動(dòng)軸輥。一種鋁合金管材的三維彎曲成形方法，采用上述二維輥彎成形機(jī)通過(guò)以下步驟完成將待加工鋁合金管材一端塞入復(fù)合輥彎模；使主動(dòng)軸輥轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)彎模和直模夾持著所述鋁合金管材沿導(dǎo)向軌直線運(yùn)動(dòng)一個(gè)往返。本二維輥彎成形機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，加工效率高。
文檔編號(hào)B21D7/08GK102581090SQ20121006103
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者馮淑惠, 劉再德, 張洪舸, 王東明, 董正輝 申請(qǐng)人:深圳市華加日西林實(shí)業(yè)有限公司