一種利用油壓機(jī)進(jìn)行型材冷彎的冷彎模具和冷彎方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及到一種利用油壓機(jī)進(jìn)行型材冷彎的冷彎模具，用于船舶結(jié)構(gòu)中的線性型鋼的冷彎加工，該冷彎模具包括有模具底座、固定模塊、滑移模塊和上下模板，通過更換模具底座可以彎曲正反兩種型材線形，換裝在油壓機(jī)上使用，安裝在油壓機(jī)主壓力缸（上壓頭）位置，將油壓機(jī)垂直向下的機(jī)械力通過模具的兩個(gè)斜面改變?yōu)闄M向力來達(dá)到擠壓成型的目的，該型材上均設(shè)有為適應(yīng)船舶結(jié)構(gòu)的不同彎曲線性。本發(fā)明專利的冷彎模具和加工方法要能減少型材冷彎時(shí)的加工余量，降低造船成本，提高生產(chǎn)效率，解決超短型材加工成型的技術(shù)課題。
【專利說明】一種利用油壓機(jī)進(jìn)行型材冷彎的冷彎模具和冷彎方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)械加工，特別涉及到利用油壓機(jī)進(jìn)行型材冷彎的冷彎模具和冷彎加 工方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，肋骨冷彎機(jī)的出現(xiàn)，使中、小批量，型材零件加工 得到了很好的解決。作為船舶制造的重要工序型材加工來說，它對(duì)肋骨冷彎機(jī)的精度要求 非常高，肋骨冷彎機(jī)對(duì)于現(xiàn)在以至將來的精度造船來說起到了至關(guān)重要的作用。
[0003] 在船體結(jié)構(gòu)中的曲型型鋼彎曲是由400T肋骨冷彎機(jī)彎曲制作的。但是，由于肋骨 冷彎機(jī)設(shè)備的局限性，在型材冷彎時(shí)在必須加放700 mm的加工余量(兩端各350 mm)，這樣造 成了材料的大量浪費(fèi)，而且長度在IM左右的型材根本無法冷彎，通常配置的肋骨冷彎機(jī)中 機(jī)架與左右機(jī)架間隙距離為600 mm，所以彎曲一根型鋼將產(chǎn)生1200 mm的加工余量的浪費(fèi)， 對(duì)于造船等型鋼需要多樣且量大的行業(yè)來說，這樣會(huì)造成了材料的大量浪費(fèi)。最重要的一 點(diǎn)在于，長度在IM左右的型鋼使用肋骨冷彎機(jī)根本無法冷彎。在這種情況下，短的型鋼必 須通過火工進(jìn)行人工操作，需要先進(jìn)行型鋼加熱，再對(duì)加熱后的型鋼進(jìn)行彎曲成型。一根IM 長的型鋼熱彎需2人操作用時(shí)2小時(shí)，而且成形質(zhì)量較差、材料性質(zhì)經(jīng)烘焙產(chǎn)生變化。進(jìn)行 船舶超短肋骨和縱骨的彎曲加工工作量很大，長度IM左右的型鋼在型鋼熱彎費(fèi)時(shí)費(fèi)力，在 材料冷卻后的變形又使得質(zhì)量精度難以控制，而且工作效率慢，以成為物量提升的瓶頸之 〇


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種新的利用油壓機(jī)進(jìn) 行型材冷彎的冷彎模具及加工工藝。本發(fā)明專利的冷彎模具和加工方法要能減少型材冷彎 時(shí)的加工余量，降低造船成本，提高生產(chǎn)效率，解決超短型材加工成型的技術(shù)課題。
[0005] 為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明專利提供的技術(shù)方案如下： 一種利用油壓機(jī)進(jìn)行型材冷彎的冷彎模具，該油壓機(jī)上設(shè)有主壓力缸和施工平臺(tái)，該 主壓力缸下部為垂直向下的下壓頭，該下壓頭向下正對(duì)所述的施工平臺(tái)，其特征在于，所述 的冷彎模具包括有固定模塊、滑移模塊、模具底座和上下模板，所述固定模塊整體為倒立的 直角三角形，其斜邊的傾角為45度，所述的滑移模塊為正立的直角三角形，其斜邊的傾角 為45度，所述固定模塊的上部固定于所述的下壓頭上，所述的滑移模塊與固定模塊通過斜 面緊貼在一起，在滑移模塊與固定模塊之間設(shè)有起到固定作用的行程裝置；所述的模具底 座固定于所述的施工平臺(tái)上，該模具底座設(shè)有內(nèi)側(cè)壁、施工面和外凸起，所述固定模塊的側(cè) 面可上下移動(dòng)地緊貼于所述的內(nèi)側(cè)壁上，所述上下模板中的上模板固定于所述的滑移模塊 的底面上，上下模板中的下模板固定于施工面上緊靠所述的外凸起，所述的下模板和上模 板上相對(duì)地設(shè)有用于型材冷彎成型的線形。
[0006] 在本發(fā)明利用油壓機(jī)進(jìn)行型材冷彎的冷彎模具中，所述固定模塊的高度為油壓機(jī) 有效工作行程的2/3,該固定模塊的頂部面積與所述上壓頭的面積相同。
[0007] 在本發(fā)明利用油壓機(jī)進(jìn)行型材冷彎的冷彎模具中，所述的行程裝置為設(shè)置于固定 模塊和滑移模塊兩側(cè)的帶卡槽的卡扣體，所述固定模塊和滑移模塊的兩邊靠近相接觸的斜 面位置處均設(shè)有凸棱，所述凸棱分別嵌于相應(yīng)的卡槽內(nèi)。
[0008] 在本發(fā)明利用油壓機(jī)進(jìn)行型材冷彎的冷彎模具中，所述的型材包括有角鋼、球扁 鋼和半圓鋼，該型材上均設(shè)有為適應(yīng)船舶結(jié)構(gòu)的不同彎曲線性。
[0009] 在本發(fā)明利用油壓機(jī)進(jìn)行型材冷彎的冷彎模具中，所述滑移模塊的底部設(shè)有一條 內(nèi)嵌式凹槽，所述的上模板可插換地設(shè)于內(nèi)嵌式凹槽內(nèi)。
[0010] 一種利用上述的冷彎模具進(jìn)行型材冷彎的方法，其特征在于，該方法包括有如下 步驟： 第一步，根據(jù)船舶上型材的規(guī)格要求和彎曲線性，選定直線形型材的類型，計(jì)算出彎曲 線性彎曲度，并在型材上劃出反直線，該反直線在型材冷彎成型后變成為一條直線； 第二步，在油壓機(jī)上安裝完成冷彎模具，并根據(jù)線性需要選定好所述的上下模板，進(jìn)行 施工調(diào)試后準(zhǔn)備冷彎操作； 第三步，將型材吊裝到所述冷彎模具上，先從一端開始進(jìn)行冷彎操作，油壓機(jī)的主壓力 缸下壓頭產(chǎn)生垂直向下的壓力，該壓力經(jīng)固定模塊和滑移模塊的45度滑移面產(chǎn)生垂直向 外的壓力，該垂直的壓力通過所述的上模板和下模板對(duì)所述的型材產(chǎn)生彎折力，由于所述 的上模板和下模板之間設(shè)有型材彎折的線性面，該型材緩慢產(chǎn)生變形； 第四步，在型材逐漸變形時(shí)觀察型材上的反直線，待變形部位處的反直線變?yōu)橹本€時(shí)， 暫停所述的油壓機(jī)，停止擠壓所述的型材； 第五步，更改所述型材的擠壓位置，繼續(xù)開啟所述的油壓機(jī)進(jìn)行型材擠壓直至所述的 反直線成為一條直線，完成所述型材的彎折操作，該型材冷彎成型，最終檢測型材是否合 格，若不合格繼續(xù)進(jìn)行擠壓調(diào)整直至合格。
[0011] 在上述利用冷彎模具進(jìn)行型材冷彎的方法中，所述油壓機(jī)的主壓力缸上升時(shí)，固 定模塊隨上壓頭上升，所述的滑移模塊在行程裝置和緊貼的斜面作用下產(chǎn)生等同上升距離 的向后移動(dòng)，在所述的上模板和下模板之間留出型材進(jìn)料位置。
[0012] 在上述利用冷彎模具進(jìn)行型材冷彎的方法中，固定于滑移模塊上的上模板與固定 于模具底座施工面上的下模板之間設(shè)有線性槽，型材在上模板和下模板之間線性槽形成三 個(gè)支點(diǎn)，所述的型材在油壓機(jī)的下壓頭下降時(shí)形成等距離彎曲。
[0013] 基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明專利的冷彎模具和冷彎成型方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有 如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)： 1.本發(fā)明通過對(duì)油壓機(jī)型材冷彎模具的開發(fā)來解決超短型材的冷彎難題，在技術(shù)性、 可操作性和經(jīng)濟(jì)性等要素進(jìn)行全面分析和論述，不拘于常規(guī)工藝的束縛，提出了超短型材 冷彎成型代替手工加熱成型的新工藝方法，并為此編制了相應(yīng)的操作內(nèi)容和技術(shù)措施。從 理論和實(shí)踐兩個(gè)方面，解決了超短型材加工成型的技術(shù)課題。
[0014] 2.本發(fā)明的油壓機(jī)型材冷彎模，可以將型材冷彎余量縮短至300 mm (兩端各150 mm)，不但可以彎曲IM以內(nèi)的型材，而且可以冷彎半圓鋼。若通過火工熱加工彎曲型材，一 根IM長的型鋼熱彎需2人操作用時(shí)2小時(shí)，而且成形質(zhì)量較差、材料性質(zhì)經(jīng)烘焙產(chǎn)生變化。 若使用本發(fā)明的油壓機(jī)型鋼冷彎模進(jìn)行彎曲加工需要3人同時(shí)操作只需5分鐘就可以彎曲 一根IM長的型鋼，其經(jīng)濟(jì)效益是原先的16倍。統(tǒng)計(jì)效果如下表所示：

【權(quán)利要求】
1. 一種利用油壓機(jī)進(jìn)行型材冷彎的冷彎模具，該油壓機(jī)上設(shè)有主壓力缸和施工平臺(tái)， 該主壓力缸下部為垂直向下的下壓頭，該下壓頭向下正對(duì)所述的施工平臺(tái)，其特征在于，所 述的冷彎模具包括有固定模塊、滑移模塊、模具底座和上下模板，所述固定模塊整體為倒立 的直角三角形，其斜邊的傾角為45度，所述的滑移模塊為正立的直角三角形，其斜邊的傾 角為45度，所述固定模塊的上部固定于所述的下壓頭上，所述的滑移模塊與固定模塊通過 斜面緊貼在一起，在滑移模塊與固定模塊之間設(shè)有起到固定作用的行程裝置；所述的模具 底座固定于所述的施工平臺(tái)上，該模具底座設(shè)有內(nèi)側(cè)壁、施工面和外凸起，所述固定模塊的 側(cè)面可上下移動(dòng)地緊貼于所述的內(nèi)側(cè)壁上，所述上下模板中的上模板固定于所述的滑移模 塊的底面上，上下模板中的下模板固定于施工面上緊靠所述的外凸起，所述的下模板和上 模板上相對(duì)地設(shè)有用于型材冷彎成型的線形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用油壓機(jī)進(jìn)行型材冷彎的冷彎模具，其特征在于，所 述固定模塊的高度為油壓機(jī)有效工作行程的2/3,該固定模塊的頂部面積與所述上壓頭的 面積相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用油壓機(jī)進(jìn)行型材冷彎的冷彎模具，其特征在于，所 述的行程裝置為設(shè)置于固定模塊和滑移模塊兩側(cè)的帶卡槽的卡扣體，所述固定模塊和滑移 模塊的兩邊靠近相接觸的斜面位置處均設(shè)有凸棱，所述凸棱分別嵌于相應(yīng)的卡槽內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用油壓機(jī)進(jìn)行型材冷彎的冷彎模具，其特征在于，所 述的型材包括有角鋼、球扁鋼和半圓鋼，該型材上均設(shè)有為適應(yīng)船舶結(jié)構(gòu)的不同彎曲線性。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用油壓機(jī)進(jìn)行型材冷彎的冷彎模具，其特征在于，所 述滑移模塊的底部設(shè)有一條內(nèi)嵌式凹槽，所述的上模板可插換地設(shè)于內(nèi)嵌式凹槽內(nèi)。
6. -種利用權(quán)利要求1所述的冷彎模具進(jìn)行型材冷彎的方法，其特征在于，該方法包 括有如下步驟： 第一步，根據(jù)船舶上型材的規(guī)格要求和彎曲線性，選定直線形型材的類型，計(jì)算出彎曲 線性彎曲度，并在型材上劃出反直線，該反直線在型材冷彎成型后變成為一條直線； 第二步，在油壓機(jī)上安裝完成冷彎模具，并根據(jù)線性需要選定好所述的上下模板，進(jìn)行 施工調(diào)試后準(zhǔn)備冷彎操作； 第三步，將型材吊裝到所述冷彎模具上，先從一端開始進(jìn)行冷彎操作，油壓機(jī)的主壓力 缸下壓頭產(chǎn)生垂直向下的壓力，該壓力經(jīng)固定模塊和滑移模塊的45度滑移面產(chǎn)生垂直向 外的壓力，該垂直的壓力通過所述的上模板和下模板對(duì)所述的型材產(chǎn)生彎折力，由于所述 的上模板和下模板之間設(shè)有型材彎折的線性面，該型材緩慢產(chǎn)生變形； 第四步，在型材逐漸變形時(shí)觀察型材上的反直線，待變形部位處的反直線變?yōu)橹本€時(shí)， 暫停所述的油壓機(jī)，停止擠壓所述的型材； 第五步，更改所述型材的擠壓位置，繼續(xù)開啟所述的油壓機(jī)進(jìn)行型材擠壓直至所述的 反直線成為一條直線，完成所述型材的彎折操作，該型材冷彎成型，最終檢測型材是否合 格，若不合格繼續(xù)進(jìn)行擠壓調(diào)整直至合格。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用冷彎模具進(jìn)行型材冷彎的方法，其特征在于，所述 油壓機(jī)的主壓力缸上升時(shí)，固定模塊隨上壓頭上升，所述的滑移模塊在行程裝置和緊貼的 斜面作用下產(chǎn)生等同上升距離的向后移動(dòng)，在所述的上模板和下模板之間留出型材進(jìn)料位 置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用冷彎模具進(jìn)行型材冷彎的方法，其特征在于，固定 于滑移模塊上的上模板與固定于模具底座施工面上的下模板之間設(shè)有線性槽，型材在上模 板和下模板之間線性槽形成三個(gè)支點(diǎn)，所述的型材在油壓機(jī)的下壓頭下降時(shí)形成等距離彎 曲。
【文檔編號(hào)】B21D37/10GK104475574SQ201410692894
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】魏海, 周軍, 陳國民, 管敏, 周小冬, 張翼, 吉中良, 蘇丹 申請(qǐng)人:上海江南長興造船有限責(zé)任公司