懸臂式變高度輥模成形裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種懸臂式變高度輥模成形裝置，裝置包括底座(10)、模具系統(tǒng)(20)和懸臂式成形軋輥系統(tǒng)(30)；其中，模具系統(tǒng)(20)包括：第1模具(21)、第2模具(22)、模具升降機構(gòu)(23)和模具支撐座(24)。優(yōu)點為：(1)在對原料進行彎曲變形操作時，軋輥可以在yz平面內(nèi)運動，從而實現(xiàn)對原料進行變高度成形。(2)通過將模具拆分設置為兩個模具，可在有限空間中，使原材料在加工過程中能夠沿Y向移動，而不被模具阻擋，方便原材料的進料。(3)通過設置彈簧自適應機構(gòu)，使軋輥向原材料施加柔性力，提高成形精度。
【專利說明】
懸臂式變高度輥模成形裝置
技術(shù)領域
[0001]本實用新型屬于輥彎成形工藝技術(shù)領域，具體涉及一種懸臂式變高度輥模成形裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，變截面輥彎成形技術(shù)已成為輥彎成形領域的一個熱點研究課題，特別是變高度輥彎成形技術(shù)在成形深窄類鈑金零件方面有著諸多優(yōu)點。國內(nèi)外完成了數(shù)條變截面輥彎成形生成線樣機的研制。
[0003]然而，現(xiàn)有的變截面輥彎成形技術(shù)面臨著各種各樣的問題，如對零件的截面形狀和腹板寬度要求較高，成形精度難以控制等。特別是對于變高度零件，既深又窄的形狀特點極大的限制了乳輥的放置空間。并且，由于變截面區(qū)和等截面區(qū)的回彈角不同，使得對零件的成形精度的控制變得異常復雜，缺少有效的技術(shù)途徑加以解決。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型提供一種懸臂式變高度輥模成形裝置，可有效解決上述問題。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本實用新型提供一種懸臂式變高度輥模成形裝置，包括底座(10)、模具系統(tǒng)(20)和懸臂式成形乳輥系統(tǒng)(30)；
[0007]其中，所述模具系統(tǒng)(20)包括:第I模具(21)、第2模具(22)、模具升降機構(gòu)(23)和模具支撐座(24);其中，所述第I模具(21)和所述第2模具(22)前后緊密貼合設置共同組成一個模具組，該模具組與懸臂式成形乳輥系統(tǒng)(30)中的乳輥(40)在同一 yz平面內(nèi)上下相對布置;所述第I模具(21)設置在所述底座(10)的外側(cè)，且與所述模具升降機構(gòu)(23)聯(lián)動，通過所述模具升降機構(gòu)(23)，驅(qū)動所述第I模具(21)沿Z向進行升降運動;所述第2模具(22)通過所述模具支撐座(24)固定設置在所述底座(1)的外側(cè)。
[0008]優(yōu)選的，所述模具升降機構(gòu)(23)為液壓升降機構(gòu)。
[0009]優(yōu)選的，所述懸臂式成形乳輥系統(tǒng)(30)包括:Y向移動機架(31)、￥向運動驅(qū)動機構(gòu)
(32)、Y向?qū)к壐?33)、絲杠箱(34)、Z向滾珠絲杠副、Z向第一導軌副(35)、Z向第二導軌副(36)、Z向運動驅(qū)動機構(gòu)(37)、Z向移動側(cè)板(38)、成形機架(39)、乳輥(40)、乳輥運動驅(qū)動機構(gòu)以及彈簧自適應機構(gòu)；
[0010]則:所述Y向?qū)к壐?33)包括Y向?qū)к壓蛯к壔瑝K:所述Y向?qū)к壒潭ㄔO置于所述底座(10)的內(nèi)側(cè)，所述導軌滑塊固定安裝于所述Y向移動機架(31)的底部，使所述Y向移動機架(31)與所述底座(10)沿Y向滑動連接；
[0011]所述Y向運動驅(qū)動機構(gòu)(32)與所述Y向移動機架(31)聯(lián)動，用于驅(qū)動所述Y向移動機架沿底座Y向滑動；
[0012]所述絲杠箱(34)固定安裝于所述Y向移動機架(31)的上部，所述絲杠箱(34)的側(cè)面通過所述Z向第一導軌副(35)與所述Z向移動側(cè)板(38)的一側(cè)面可升降滑動連接;并且，所述Z向滾珠絲杠副包括:Z向滾珠絲桿(41)和與所述Z向滾珠絲桿(41)通過滾珠滾動連接的Z向螺母副(42);所述Z向滾珠絲桿(41)的一端與所述Z向運動驅(qū)動機構(gòu)(37)相聯(lián)動，所述Z向螺母副(42)固定安裝到所述Z向移動側(cè)板(38);在所述Z向運動驅(qū)動機構(gòu)(37)的驅(qū)動下，驅(qū)動所述Z向移動側(cè)板(38)沿所述絲杠箱(34)進行升降動作；
[0013]所述彈簧自適應機構(gòu)包括:彈簧支撐座(50)、彈簧(51)和彈簧芯軸(52);所述彈簧支撐座(50)固定安裝到所述Z向移動側(cè)板(38)另一個側(cè)面的頂部位;在所述彈簧支撐座
(50)的下方活動設置裝置有乳輥(40)的成形機架(39)，所述乳輥(40)通過乳輥運動驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動；另外，所述成形機架(39)與所述Z向移動側(cè)板(38)另一個側(cè)面之間通過所述Z向第二導軌副(36)可升降滑動連接;所述成形機架(39)和所述彈簧支撐座(50)通過所述彈簧芯軸(52)活動連接，所述彈簧(51)套在所述彈簧芯軸(52)上，并且，所述彈簧(51)上下底面分別與所述彈簧支撐座(50)和所述成形機架(39)擠壓貼合。
[0014]優(yōu)選的，還包括:Y向齒輪齒條副;所述Y向齒輪齒條副包括Y向斜齒條和與所述Y向斜齒條嚙合的斜齒輪，所述Y向斜齒條固定于所述Y向移動機架(31)，所述斜齒輪與所述Y向運動驅(qū)動機構(gòu)(32)聯(lián)動，在所述Y向運動驅(qū)動機構(gòu)(32)的作用下，驅(qū)動所述Y向移動機架沿底座Y向滑動。
[0015]本實用新型提供的懸臂式變高度輥模成形裝置具有以下優(yōu)點:
[0016](I)在對原料進行彎曲變形操作時，乳輥可以在yz平面內(nèi)運動，從而實現(xiàn)對原料進行變高度成形，可以有效解決截面形狀既深又窄的變高度截面零件的輥彎成形難題;可使變尚度截面棍彎成形的廣品質(zhì)量得到極大的提尚;并且極大地提尚生廣效率。
[0017](2)通過將模具拆分設置為兩個模具，可在有限空間中，使原材料在加工過程中能夠沿Y向移動，而不被模具阻擋，方便原材料的進料。
[0018](3)通過設置彈簧自適應機構(gòu)，使乳輥向原材料施加柔性力，提高成形精度。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型提供的懸臂式變高度輥模成形裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實用新型提供的懸臂式變高度輥模成形裝置的側(cè)視圖；
[0021]圖3為本實用新型提供的懸臂式變高度輥模成形裝置組的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0023]本實用新型提供一種懸臂式變高度輥模成形裝置，有效地解決了傳統(tǒng)板材不能沿縱向變形的技術(shù)問題，能更好的滿足實際生產(chǎn)的要求，使輥彎成形技術(shù)運用的領域更加廣泛，可用于汽車、建筑等領域的零件與構(gòu)件的制作。同時本實用新型將冷彎成形技術(shù)與伺服控制技術(shù)結(jié)合起來，能夠根據(jù)設計的要求在型材縱向方向上實現(xiàn)截面形狀的連續(xù)改變，使冷彎成形型材具有更加合理的力學性能。
[0024]具體的，結(jié)合圖1和圖2，本實用新型提供的懸臂式變高度輥模成形裝置，包括底座10、模具系統(tǒng)20和懸臂式成形乳輥系統(tǒng)30。
[0025]以下分別對各主要部件詳細介紹說明:
[0026](— )模具系統(tǒng)
[0027]本實用新型對模具系統(tǒng)進行了創(chuàng)新，為使原材料在加工過程中能夠沿Y向移動，而不被模具阻擋，本實用新型將模具拆分成兩個模具部分，分別為第I模具21和第2模具22;其中，第I模具21表示模具的變高度截面部分，可在模具升降機構(gòu)的驅(qū)動下，進行升降動作;第2模具22表示模具的等截面部分，其高度固定不變。
[0028]具體的，模具系統(tǒng)20包括:第I模具21、第2模具22、模具升降機構(gòu)23和模具支撐座24;其中，第I模具21和第2模具22前后緊密貼合設置共同組成一個模具組，該模具組與懸臂式成形乳輥系統(tǒng)30中的乳輥40在同一 yz平面內(nèi)上下相對布置;第I模具21設置在底座10的外側(cè)，且與模具升降機構(gòu)23聯(lián)動，通過模具升降機構(gòu)23，驅(qū)動第I模具21沿Z向進行升降運動;第2模具22通過模具支撐座24固定設置在底座10的外側(cè)。其中，模具升降機構(gòu)23為采用液壓升降機構(gòu)。
[0029]其工作原理為:當原材料需要沿Y向移動時，模具升降機構(gòu)23帶動第I模具21沿Z軸方向下降，以使原材料沿Y方向順利前進；當需要對原材料加工成形時，模具升降機構(gòu)23再帶動第I模具21沿Z軸方向上升到和第2模具22緊密貼合的適合加工成形的位置，以使乳輥能夠貼合模具對原材料進行成形加工。
[0030](二)懸臂式成形乳輥系統(tǒng)
[0031]懸臂式成形乳輥系統(tǒng)30包括:Y向移動機架31、Y向運動驅(qū)動機構(gòu)32、Y向?qū)к壐?3、絲杠箱34、Ζ向滾珠絲杠副、Z向第一導軌副35、Ζ向第二導軌副36、Ζ向運動驅(qū)動機構(gòu)37、Ζ向移動側(cè)板38、成形機架39、乳輥40、乳輥運動驅(qū)動機構(gòu)以及彈簧自適應機構(gòu)；
[0032]則:Y向?qū)к壐?3包括Y向?qū)к壓蛯к壔瑝K:Y向?qū)к壒潭ㄔO置于底座10的內(nèi)側(cè)，導軌滑塊固定安裝于Y向移動機架31的底部，使Y向移動機架31與底座10沿Y向滑動連接；
[0033]Y向運動驅(qū)動機構(gòu)32與Y向移動機架31聯(lián)動，用于驅(qū)動Y向移動機架沿底座Y向滑動;實際應用中，可設置Y向齒輪齒條副;Y向齒輪齒條副包括Y向斜齒條和與Y向斜齒條嚙合的斜齒輪，Y向斜齒條固定于Y向移動機架31，斜齒輪與Y向運動驅(qū)動機構(gòu)32聯(lián)動，在Y向運動驅(qū)動機構(gòu)32的作用下，驅(qū)動Y向移動機架沿底座Y向滑動。
[0034]絲杠箱34固定安裝于Y向移動機架31的上部，絲杠箱34的側(cè)面通過Z向第一導軌副35與Z向移動側(cè)板38的一側(cè)面可升降滑動連接;并且，Z向滾珠絲杠副包括:Z向滾珠絲桿41和與Z向滾珠絲桿41通過滾珠滾動連接的Z向螺母副42 ;Ζ向滾珠絲桿41的一端與Z向運動驅(qū)動機構(gòu)37相聯(lián)動，Z向螺母副42固定安裝到Z向移動側(cè)板38;在Z向運動驅(qū)動機構(gòu)37的驅(qū)動下，驅(qū)動Z向移動側(cè)板38沿絲杠箱34進行升降動作；
[0035]本實用新型中，為避免乳輥、模具和原材料剛性接觸，特加裝彈簧自適應機構(gòu)。通過彈簧自適應機構(gòu)，使乳輥向原材料施加柔性力，提高成形精度。
[0036]如圖2所示，彈簧自適應機構(gòu)包括:彈簧支撐座50、彈簧51和彈簧芯軸52;彈簧支撐座50固定安裝到Z向移動側(cè)板38另一個側(cè)面的頂部位;在彈簧支撐座50的下方活動設置裝置有乳輥40的成形機架39，乳輥40通過乳輥運動驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動；另外，成形機架39與Z向移動側(cè)板38另一個側(cè)面之間通過Z向第二導軌副36可升降滑動連接;成形機架39和彈簧支撐座50通過彈簧芯軸52活動連接，彈簧51套在彈簧芯軸52上，并且，彈簧51上下底面分別與彈簧支撐座50和成形機架39擠壓貼合。
[0037]因此，當需要驅(qū)動乳輥向原材料接觸擠壓時，Z向運動驅(qū)動機構(gòu)37驅(qū)動Z向移動側(cè)板38沿絲杠箱34下降，由于Z向移動側(cè)板38與彈簧支撐座50固定連接，因此，彈簧支撐座50同步下降，在彈簧支撐座50下降時，首先壓縮彈簧，當達到一定的壓縮力時，彈簧推動成形機架下降，由于乳輥固定在成形機架上，進而才使乳輥下降并擠壓原材料，由此可見，乳輥向原材料施加的為一種柔性力，可提高成形精度。
[0038]可見，通過以上對各個部件的說明，可以看到，由各個部件的相互配合協(xié)作可以實現(xiàn)乳輥沿模具在yz平面上的運動。本實用新型能夠根據(jù)設計的要求，通過板材的前進、乳輥沿模具在yz平面的運動，在型材縱向方向上實現(xiàn)截面形狀的連續(xù)改變，實現(xiàn)變高度輥模成形，使冷彎成形型材具有更加合理的力學性能。
[0039]本實用新型還提供一種懸臂式變高度輥模成形方法，參考圖3，包括以下步驟:
[0040]SI，將η個懸臂式成形乳輥系統(tǒng)30沿Y方向并排安裝在Y向移動機架31上，得到懸臂式變高度輥模成形裝置組;其中，η為自然數(shù)；
[0041 ] S2，將需要加工的原料放置到懸臂式變高度輥模成形裝置組的加工部位處；
[0042]S3，啟動Y向運動驅(qū)動機構(gòu)32和各個懸臂式成形乳輥系統(tǒng)30的Z向運動驅(qū)動機構(gòu)37;對于每一個懸臂式成形乳輥系統(tǒng)30，在Z向運動驅(qū)動機構(gòu)(37)的驅(qū)動下，其成形機架39沿Z軸負方向運動，直到乳輥壓緊第I模具21和第2模具22，此時原材料被擠壓在乳輥和模具之間；
[0043]在Y向運動驅(qū)動機構(gòu)32帶動下，Y向移動機架31沿Y向運動，從而帶動懸臂式變高度輥模成形裝置組進行Y向運動，對原料進行多道次加工；由此實現(xiàn)各個懸臂式成形乳輥系統(tǒng)30的成形機架39進行Y向和Z向運動；當成形機架39進行Y向和Z向運動時，實現(xiàn)對需要加工的原材料的變高度成形;且在成形過程中，乳輥始終與模具貼合；
[0044]本步驟中，啟動Y向運動驅(qū)動機構(gòu)32和各個懸臂式成形乳輥系統(tǒng)30的Z向運動驅(qū)動機構(gòu)37，具體為:
[0045]按預設算法控制各個懸臂式成形乳輥系統(tǒng)30的Y向運動驅(qū)動機構(gòu)32的轉(zhuǎn)速和Z向運動驅(qū)動機構(gòu)37的轉(zhuǎn)速。
[0046]另外，本步驟中，對于每一個懸臂式成形乳輥系統(tǒng)30，在Z向運動驅(qū)動機構(gòu)37的驅(qū)動下，當乳輥擠壓原材料的過程中，通過彈簧自適應機構(gòu)，向原材料施加的為柔性壓緊力。
[0047]S4，第一遍成形完成后，啟動模具升降機構(gòu)23，帶動第I模具21下降；同時啟動Y向運動驅(qū)動機構(gòu)32和各個懸臂式成形乳輥系統(tǒng)30的Z向運動驅(qū)動機構(gòu)37，帶動Y向移動機架31返回至初始位置并使乳輥沿Z軸正方向移動；
[0048]如此，可使需要加工的原料沿Y向進給，進給一個零件長度后停止進給，再重復執(zhí)行S3，實現(xiàn)對進給后原料的加工。
[0049]由此可見，本實用新型提供的懸臂式變高度輥模成形裝置以及成形方法具有以下優(yōu)點:
[0050](I)在對原料進行彎曲變形操作時，乳輥可以在yz平面內(nèi)運動，從而實現(xiàn)對原料進行變高度成形，可以有效解決截面形狀既深又窄的變高度截面零件的輥彎成形難題;可使變高度截面輥彎成形的產(chǎn)品質(zhì)量得到極大的提高;并且極大地提高生產(chǎn)效率。
[0051](2)通過將模具拆分設置為兩個模具，可在有限空間中，使原材料在加工過程中能夠沿Y向移動，而不被模具阻擋，方便原材料的進料。
[0052](3)通過設置彈簧自適應機構(gòu)，使乳輥向原材料施加柔性力，提高成形精度。
[0053]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種懸臂式變高度輥模成形裝置，其特征在于，包括底座(10)、模具系統(tǒng)(20)和懸臂式成形乳輥系統(tǒng)(30); 其中，所述模具系統(tǒng)(20)包括:第I模具(21)、第2模具(22)、模具升降機構(gòu)(23)和模具支撐座(24);其中，所述第I模具(21)和所述第2模具(22)前后緊密貼合設置共同組成一個模具組，該模具組與懸臂式成形乳輥系統(tǒng)(30)中的乳輥(40)在同一yz平面內(nèi)上下相對布置;所述第I模具(21)設置在所述底座(10)的外側(cè)，且與所述模具升降機構(gòu)(23)聯(lián)動，通過所述模具升降機構(gòu)(23)，驅(qū)動所述第I模具(21)沿Z向進行升降運動;所述第2模具(22)通過所述模具支撐座(24)固定設置在所述底座(1)的外側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂式變高度輥模成形裝置，其特征在于，所述模具升降機構(gòu)(23)為液壓升降機構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂式變高度輥模成形裝置，其特征在于，所述懸臂式成形乳輥系統(tǒng)(30)包括:Y向移動機架(31) 3向運動驅(qū)動機構(gòu)(32)、Y向?qū)к壐?33)、絲杠箱(34)、Z向滾珠絲杠副、Z向第一導軌副(35)、Z向第二導軌副(36)、Z向運動驅(qū)動機構(gòu)(37)、Z向移動側(cè)板(38)、成形機架(39)、乳輥(40)、乳輥運動驅(qū)動機構(gòu)以及彈簧自適應機構(gòu)； 貝1J:所述Y向?qū)к壐?33)包括Y向?qū)к壓蛯к壔瑝K:所述Y向?qū)к壒潭ㄔO置于所述底座(10)的內(nèi)側(cè)，所述導軌滑塊固定安裝于所述Y向移動機架(31)的底部，使所述Y向移動機架(31)與所述底座(1)沿Y向滑動連接； 所述Y向運動驅(qū)動機構(gòu)(32)與所述Y向移動機架(31)聯(lián)動，用于驅(qū)動所述Y向移動機架沿底座Y向滑動； 所述絲杠箱(34)固定安裝于所述Y向移動機架(31)的上部，所述絲杠箱(34)的側(cè)面通過所述Z向第一導軌副(35)與所述Z向移動側(cè)板(38)的一側(cè)面可升降滑動連接;并且，所述Z向滾珠絲杠副包括:Z向滾珠絲桿(41)和與所述Z向滾珠絲桿(41)通過滾珠滾動連接的Z向螺母副(42);所述Z向滾珠絲桿(41)的一端與所述Z向運動驅(qū)動機構(gòu)(37)相聯(lián)動，所述Z向螺母副(42)固定安裝到所述Z向移動側(cè)板(38);在所述Z向運動驅(qū)動機構(gòu)(37)的驅(qū)動下，驅(qū)動所述Z向移動側(cè)板(38)沿所述絲杠箱(34)進行升降動作； 所述彈簧自適應機構(gòu)包括:彈簧支撐座(50)、彈簧(51)和彈簧芯軸(52);所述彈簧支撐座(50)固定安裝到所述Z向移動側(cè)板(38)另一個側(cè)面的頂部位;在所述彈簧支撐座(50)的下方活動設置裝置有乳輥(40)的成形機架(39)，所述乳輥(40)通過乳輥運動驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動；另外，所述成形機架(39)與所述Z向移動側(cè)板(38)另一個側(cè)面之間通過所述Z向第二導軌副(36)可升降滑動連接;所述成形機架(39)和所述彈簧支撐座(50)通過所述彈簧芯軸(52)活動連接，所述彈簧(51)套在所述彈簧芯軸(52)上，并且，所述彈簧(51)上下底面分別與所述彈簧支撐座(50)和所述成形機架(39)擠壓貼合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的懸臂式變高度輥模成形裝置，其特征在于，還包括:Y向齒輪齒條副;所述Y向齒輪齒條副包括Y向斜齒條和與所述Y向斜齒條嚙合的斜齒輪，所述Y向斜齒條固定于所述Y向移動機架(31)，所述斜齒輪與所述Y向運動驅(qū)動機構(gòu)(32)聯(lián)動，在所述Y向運動驅(qū)動機構(gòu)(32)的作用下，驅(qū)動所述Y向移動機架沿底座Y向滑動。
【文檔編號】B21D43/02GK205519102SQ201620133421
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月22日
【發(fā)明人】陽振峰, 管延智, 李強, 趙希, 陳靜
【申請人】北方工業(yè)大學