專利名稱：卷邊機(jī)的彎邊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在從事工件的加工過(guò)程尤其是卷邊時(shí)對(duì)于工件的操作。
卷邊，亦稱折邊咬合，在工藝領(lǐng)域歸于無(wú)切屑成型技術(shù)。對(duì)此人們理解為外部金屬薄板或內(nèi)部金屬薄板亦即骨架面板折角棱邊或卷邊凸緣的翻轉(zhuǎn)。卷邊的含意是，必要時(shí)在使用膠粘劑的情況下，將至少兩個(gè)金屬薄板部分或面板與骨架互相牢固連接。在汽車制造工業(yè)中，這種工藝大多應(yīng)用于汽車零件如發(fā)動(dòng)機(jī)罩、門、后壁蓋、后備箱蓋和車頂。
在卷邊時(shí)確定構(gòu)件的輪廓形狀。卷邊分為內(nèi)卷邊和外卷邊。在外卷邊時(shí)確定構(gòu)件如發(fā)動(dòng)機(jī)罩、門、后壁蓋和后備箱蓋的外輪廓。在內(nèi)卷邊時(shí)確定車窗口，如車頂或門的輪廓形狀。
卷邊決定性地影響車身內(nèi)構(gòu)件有關(guān)縫隙大小和下沉(Fallung)的安裝質(zhì)量。卷邊經(jīng)常分為兩個(gè)到三個(gè)階段或步驟。人們稱之為彎邊、預(yù)卷邊和最終卷邊。
有多種不同的卷邊系統(tǒng)。按一種實(shí)施形式，加工部件在一個(gè)特殊的所謂“卷邊機(jī)座”的固定裝置內(nèi)移向一個(gè)固定的工具。按另一種實(shí)施形式，加工部件固定在一個(gè)模具內(nèi)而工具本身運(yùn)動(dòng)。還已知借助一個(gè)可運(yùn)動(dòng)和可旋轉(zhuǎn)的輥卷邊，稱為“輥式卷邊”。
卷邊機(jī)按廣義可以是被驅(qū)動(dòng)的擠壓工具。設(shè)備的驅(qū)動(dòng)往往液壓、氣動(dòng)或電動(dòng)地進(jìn)行?？紤]到要有必要的擠壓力，優(yōu)選地液壓地運(yùn)動(dòng)執(zhí)行工作行程的頂桿。卷邊鉗可以液壓、氣動(dòng)或電動(dòng)地借助伺服馬達(dá)運(yùn)動(dòng)。
卷邊機(jī)座往往構(gòu)成面板和骨架的安裝工具。它是面板準(zhǔn)確的三維造型并因而是所要求的下沉質(zhì)量(Fallungsqualitaet)的基本前提條件。此機(jī)座看作基礎(chǔ)或基準(zhǔn)零點(diǎn)，不需要修整或開槽。
卷邊鉗或彎折塊在其加工狀態(tài)形成一個(gè)打開的或完全閉合的環(huán)。在卷邊鉗或彎折塊上發(fā)生真正的變形，因?yàn)樵谄鋬?nèi)部加工有用于預(yù)卷邊和最終卷邊的凸緣位置。在兩階段的卷邊機(jī)內(nèi)，鉗口排上下疊置，在一個(gè)階段時(shí)只安裝一排或用于預(yù)卷邊或用于最終卷邊的鉗口。對(duì)于采用一個(gè)階段或兩個(gè)階段而言的關(guān)鍵在于，與設(shè)備驅(qū)動(dòng)方式有關(guān)的加工單元的循環(huán)時(shí)間。經(jīng)常使用兩階段的卷邊機(jī)。
在兩階段設(shè)備中，使用并列的預(yù)卷邊鉗和最終卷邊鉗。通過(guò)頂桿的液壓提升，卷邊凸緣在彎折塊上翻轉(zhuǎn)。
兩個(gè)構(gòu)件，骨架和面板，借助強(qiáng)制安置器和承接銷按基本定向孔(ASKF)定位。壓具可以直接在卷邊過(guò)程前確保骨架在面板上形狀準(zhǔn)確地放置。借助壓具使骨架在卷邊過(guò)程前和期間壓在面板上并因而壓入卷邊機(jī)座模具內(nèi)。由此將下沉缺陷(Fallungsfehler)降到最低程度以及保證卷邊凸緣期望地疊合在骨架上。
EP0820822A1和WO97/43165公開了這種機(jī)床，它們應(yīng)用于金屬薄板的折疊或卷邊。
這些機(jī)床的缺點(diǎn)是它們昂貴而結(jié)構(gòu)復(fù)雜。此外，為了得到最佳結(jié)果，卷邊只能在機(jī)床不同部分準(zhǔn)確調(diào)整后進(jìn)行。
采用本發(fā)明應(yīng)在進(jìn)行工件的加工過(guò)程中簡(jiǎn)化工件的操作以及改善加工結(jié)果。
此目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)主題達(dá)到。由從屬權(quán)利要求提供有利的進(jìn)一步發(fā)展。
本發(fā)明不采用例如結(jié)構(gòu)復(fù)雜的卷邊機(jī)或可設(shè)想的經(jīng)修改的壓具來(lái)達(dá)到改善的加工結(jié)果。確切地說(shuō)，規(guī)定了一種迄今所使用的彎邊設(shè)備的簡(jiǎn)化。為此使用至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)元件和一個(gè)滑塊，它直接在其前側(cè)有一個(gè)彎邊成型鉗。借助它加工薄金屬面板的卷邊凸緣。作為驅(qū)動(dòng)元件可例如使用氣動(dòng)缸、液壓缸、線圈的銜鐵或電驅(qū)動(dòng)裝置的主軸。這些驅(qū)動(dòng)元件可以在沒(méi)有附加傳動(dòng)裝置或沒(méi)有例如粗大的曲柄杠桿機(jī)構(gòu)作為中間連接的情況下工作。
業(yè)已表明，本發(fā)明使彎邊更容易并改善了彎邊，其中在一單獨(dú)的彎邊設(shè)備上僅加工“關(guān)鍵區(qū)”(第一階段)。預(yù)卷邊和最終卷邊要在這之后才在真正的卷邊壓力機(jī)上進(jìn)行(第二和第三階段)，以及加工外輪廓的全部卷邊凸緣。
“關(guān)鍵區(qū)”可存在于半徑很小、張角大(大于約116°)的部分區(qū)域段內(nèi)，以及也在那些卷邊凸緣必須偏離規(guī)定的卷邊位置卷邊的部分中。采用本發(fā)明避免了在卷邊壓力機(jī)內(nèi)不希望的材料剪切變形。
此外，當(dāng)半徑或卷邊凸緣角度位置小于約116°以及輪廓形狀變化曲線不利時(shí)，取決于卷邊機(jī)座內(nèi)構(gòu)件的位置，存在可能性使骨架的接縫借助“頂部裝置(Overhead)”或機(jī)器人不表現(xiàn)在面板內(nèi)。即使在這些區(qū)域內(nèi)也已證實(shí)按本發(fā)明彎邊是可靠的。
本發(fā)明避免了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的含有昂貴且沿三軸旋轉(zhuǎn)的焊接結(jié)構(gòu)的彎邊單元。這些焊接結(jié)構(gòu)需要非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD支持，并已證實(shí)是不合用的。
按本發(fā)明設(shè)有托架用于固定彎邊單元，這些托架是卷邊機(jī)座的組成部分。特別是所鑄入的托架已證明是可靠有效的。用于滑塊的導(dǎo)引裝置在這里可在卷邊機(jī)座成形加工時(shí)已制在一壓緊裝置內(nèi)。因此采用本發(fā)明能提供特別容易制造的彎邊設(shè)備，它們的成本比按先有技術(shù)的成本低得多。每個(gè)彎邊設(shè)備可節(jié)省費(fèi)用達(dá)40％。
這一結(jié)果是特別引人注目的，因?yàn)樵谠S多彎邊設(shè)備上要設(shè)很多個(gè)往往在六至十件之間的彎邊單元。在先有技術(shù)的外伸式彎邊設(shè)備中，往往由于面積不足不能保證這一數(shù)量，因此人們不得不接受用較少的彎邊設(shè)備造成的較差的結(jié)果。
本發(fā)明還可在一種設(shè)計(jì)為加工設(shè)備的機(jī)床內(nèi)實(shí)現(xiàn)，它有按本發(fā)明的彎邊單元。采用此彎邊單元，例如在一個(gè)在隨后的卷邊時(shí)朝不希望的方向偏傾的位置，局部彎曲薄金屬面板的卷邊邊緣。此外，按本發(fā)明的彎邊單元設(shè)在一個(gè)在那里應(yīng)造成特別小的彎曲半徑的地方。
本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)一種有利和低成本的總結(jié)構(gòu)。采用本發(fā)明可以在一彎邊系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)彎邊單元的標(biāo)準(zhǔn)化。這些系統(tǒng)不再與構(gòu)件有關(guān)以及模件與模件彼此相同。
采用按本發(fā)明的彎邊系統(tǒng)，面板以簡(jiǎn)單的方式在卷邊凸緣區(qū)內(nèi)彎邊，并因而保證卷邊凸緣例如按期望疊合在骨架上。
按本發(fā)明的彎邊系統(tǒng)安置在機(jī)械不太復(fù)雜的結(jié)構(gòu)上。這種機(jī)械結(jié)構(gòu)給定參數(shù)允許小的結(jié)構(gòu)高度和寬度。由于系統(tǒng)小的尺寸，所以裝配很方便。不再需要采用安裝在一個(gè)從彎邊設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)地伸出的固定框架上的彎邊驅(qū)動(dòng)裝置。
采用按本發(fā)明的彎邊系統(tǒng)，面板以簡(jiǎn)單的方式在卷邊凸緣區(qū)內(nèi)彎邊，并因而保證卷邊凸緣例如按期望疊合在骨架上。
下面說(shuō)明借助按本發(fā)明彎邊設(shè)備的一種可設(shè)想的彎邊過(guò)程。
所述彎邊設(shè)備的所有彎邊單元處于基本位置，亦即處于后部的終端位置。
置入兩個(gè)構(gòu)件，即骨架和面板，以及借助強(qiáng)制安置器，安裝銷和定標(biāo)銷，按基本定向孔(ASKF)定位。骨架借助張緊器壓在面板內(nèi)并因而也壓在彎邊設(shè)備的機(jī)座內(nèi)。在關(guān)鍵區(qū)內(nèi)，壓具形狀準(zhǔn)確地回轉(zhuǎn)到面板卷邊棱邊的根部?jī)?nèi)，以及將它按彎邊鉗固定。接著通過(guò)氣動(dòng)缸將滑塊與裝在上面的成型鉗朝卷邊凸緣移動(dòng)直至終端位置。必要的尺寸調(diào)整通過(guò)活塞桿上的一螺旋主軸進(jìn)行。氣動(dòng)缸、壓具和定心裝置返回基本位置。由此結(jié)束彎邊過(guò)程，以及將此部分從設(shè)備中取出并置入卷邊壓力機(jī)內(nèi)進(jìn)一步加工。
下面借助附圖表示的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，附圖中

圖1表示按本發(fā)明的彎邊設(shè)備的一部分區(qū)域的側(cè)視圖；圖2表示要卷邊的薄鋼板的一部分區(qū)域；以及圖3表示圖1所示按本發(fā)明的彎邊單元的另一部分區(qū)域。
圖1表示按本發(fā)明的彎邊設(shè)備1的側(cè)視圖。此彎邊設(shè)備1分為有鑄上的滑塊7托架17的卷邊機(jī)座2、安裝氣動(dòng)缸5的焊接結(jié)構(gòu)3、成型件9、導(dǎo)引裝置4和帶有調(diào)整裝置的活塞桿6。
薄的鋼面板14安置在卷邊機(jī)座2上。焊接結(jié)構(gòu)3意味著是氣動(dòng)缸5的支架以及固定在設(shè)計(jì)為鑄件的托架17上。
托架17經(jīng)加工的上側(cè)13在這里用作滑塊7導(dǎo)引裝置4的支座，滑塊7與氣動(dòng)缸5的活塞桿6連接。在滑塊7的前側(cè)設(shè)有一個(gè)成型鉗9。
圖2和圖3表示薄鋼面板14的卷邊凸緣10的變形。
由圖2可見，薄鋼面板14的卷邊凸緣10在操作彎邊單元1前彎折一個(gè)角度大于116°的彎折角。在彎邊過(guò)程結(jié)束后卷邊凸緣10進(jìn)一步彎曲，確切地說(shuō)彎成銳角約70°。在圖中用虛線表示了這一狀態(tài)。
圖3表示當(dāng)成型鉗9沿移動(dòng)方向8移動(dòng)時(shí)的作用。由圖3可以特別清楚地看出，成型鉗9的前側(cè)被加工成，當(dāng)成型鉗9完成一個(gè)升程后，能使彎邊凸緣10達(dá)到期望的角度位置。在這里，圖1中沒(méi)有表示的壓具11有助于獲得最佳的卷邊結(jié)果。
采用本發(fā)明取消了在可能的致動(dòng)器上增大推移力的曲柄杠桿，由此可以在特別小的結(jié)構(gòu)空間內(nèi)設(shè)計(jì)具有直接的力作用的按本發(fā)明的卷邊單元1。
按本發(fā)明的機(jī)床可以特別容易地制造。
在用鋼鑄造的卷邊機(jī)座2上要設(shè)置彎邊設(shè)備或彎邊單元的區(qū)域內(nèi)，按照薄鋼面板14“關(guān)鍵區(qū)”的數(shù)量，鑄上導(dǎo)引滑塊9用的裝配面。彎邊單元的數(shù)量應(yīng)根據(jù)構(gòu)件分別確定。這些裝配面在卷邊機(jī)座2成形加工時(shí)同樣一起加工，這使得與迄今的制造相比只造成小量的附加費(fèi)用。在這些裝配面上安裝有自潤(rùn)滑性能的導(dǎo)條。用于安裝氣動(dòng)缸的焊接結(jié)構(gòu)用的螺釘固定面也同樣在鑄件上或托架17上一起加工?；瑝K9和壓具11按計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD/計(jì)算機(jī)輔助管理CAM數(shù)據(jù)加工。
通過(guò)圖1中表示的氣動(dòng)缸5，可以簡(jiǎn)單的方式產(chǎn)生大于4500N的彎邊力。必要的推力根據(jù)構(gòu)件確定。在這里力求所述卷邊凸緣10有盡可能小的定位角或迎角。在按本發(fā)明的卷邊設(shè)備中保證準(zhǔn)確定位或彎邊，由此造成準(zhǔn)確的卷邊過(guò)程。為此，在所謂的“根部”12內(nèi)壓入一個(gè)形式上為壓具11的成型件。
在根部12內(nèi)，所述壓具11防止薄鋼面板在彎邊過(guò)程不希望的卷入或收進(jìn)，由此避免形成曲拱。壓具11可借助圖中沒(méi)有表示的回轉(zhuǎn)壓緊缸、液壓缸、氣動(dòng)缸、電動(dòng)或任何類型機(jī)械操縱裝置工作。相應(yīng)的壓緊力按具體的要求確定。壓具既可以安裝在卷邊機(jī)座2的內(nèi)部也可以在外部。此外可以設(shè)想，壓具11的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)或固定點(diǎn)同樣一起加工在卷邊機(jī)座2的鑄模內(nèi)。最后，焊接結(jié)構(gòu)也可以設(shè)想作為壓具驅(qū)動(dòng)裝置的支承構(gòu)件。
附圖標(biāo)記清單1彎邊單元2卷邊機(jī)座3焊接結(jié)構(gòu)、氣動(dòng)缸支架4滑塊導(dǎo)引裝置5氣動(dòng)缸6氣動(dòng)缸的帶有調(diào)整裝置的活塞桿7滑塊8移動(dòng)方向9成型鉗10卷邊凸緣11壓具12卷邊凸緣的根部區(qū)13滑塊在鑄造托架上的導(dǎo)引面14金屬薄板件17托架
權(quán)利要求
1.一種具有致動(dòng)器(5)的彎邊單元(1)，該致動(dòng)器具有可沿移動(dòng)方向(8)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑塊(7)，其中，在該滑塊(7)前側(cè)安裝一彎邊成型鉗(9)，用于使金屬面板(14)的卷邊凸緣(10)變形。
2.按照權(quán)利要求1所述的彎邊單元(1)，其特征為，所述致動(dòng)器(5)具有氣動(dòng)缸。
3.按照權(quán)利要求1所述的彎邊單元(1)，其特征為，所述致動(dòng)器(5)具有液壓缸。
4.按照權(quán)利要求1所述的彎邊單元(1)，其特征為，所述致動(dòng)器(5)具有線圈的銜鐵。
5.按照權(quán)利要求1所述的彎邊單元(1)，其特征為，所述致動(dòng)器(5)具有電驅(qū)動(dòng)裝置的主軸。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的彎邊單元(1)，其特征為，使用附加的傳動(dòng)裝置、動(dòng)力轉(zhuǎn)向器或增力器。
7.按照權(quán)利要求1至6之一所述的彎邊單元(1)，其特征為，已經(jīng)鑄有一導(dǎo)引面(13)。
8.按照權(quán)利要求1至7之一所述的彎邊單元(1)，其特征為，為所述致動(dòng)器(5)設(shè)置一個(gè)設(shè)計(jì)為焊接結(jié)構(gòu)(3)的支架。
9.按照權(quán)利要求1至8之一所述的彎邊單元(1)，其特征為，所述焊接結(jié)構(gòu)(3)有用于所述致動(dòng)器(5)的鑄件。
10.按照權(quán)利要求1至9之一所述的彎邊單元(1)，其特征為，所述用于致動(dòng)器(5)的支架直接鑄在卷邊機(jī)座(2)上。
11.一種具有至少一個(gè)按照上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述彎邊單元(1)的彎邊設(shè)備。
12.按照權(quán)利要求11所述的彎邊設(shè)備，其特征為，在所述彎邊單元(1)的區(qū)域內(nèi)設(shè)一壓具(11)。
13.按照權(quán)利要求11所述的彎邊設(shè)備，其特征為，在所述彎邊設(shè)備的卷邊機(jī)座(2)內(nèi)設(shè)至少一個(gè)壓具(11)。
14.按照權(quán)利要求11所述的彎邊設(shè)備，其特征為，在所述彎邊設(shè)備的彎邊機(jī)座(2)外面設(shè)至少一個(gè)壓具(11)。
15.按照權(quán)利要求11至14之一所述的彎邊設(shè)備，其特征為，所述壓具(11)的固定點(diǎn)鑄在所述彎邊機(jī)座(2)上。
16.按照權(quán)利要求11至15之一所述的彎邊設(shè)備，其特征為，所述彎邊設(shè)備有鋁板。
17.一種具有至少一個(gè)按照上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述彎邊設(shè)備的機(jī)床，尤其是卷邊機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有致動(dòng)器(5)的彎邊單元(1)，該致動(dòng)器有一個(gè)可以沿移動(dòng)方向(8)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑塊(7)，其中，在滑塊(7)前側(cè)安裝一個(gè)彎邊成型鉗(9)，用于使金屬面板(14)的卷邊凸緣(10)變形。
文檔編號(hào)B21D39/02GK1972768SQ200580021223
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月29日
發(fā)明者溫弗里德·達(dá)勒, 厄恩斯特·德珀特, 海因里希-沃爾弗拉姆·凱斯特納, 托馬斯·利斯曼, 萊因霍爾德·默特爾 申請(qǐng)人:Gm全球科技運(yùn)作股份有限公司