懸臂式變高度輥模成形裝置以及成形方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于輥彎成形工藝技術領域，具體涉及一種懸臂式變高度輥模成形裝置以及成形方法。
【背景技術】
[0002]近年來，變截面輥彎成形技術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，缺少有效的技術途徑加以解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明提供一種懸臂式變高度輥模成形裝置以及成形方法，可有效解決上述問題。
[0005]本發(fā)明采用的技術方案如下:
[0006]本發(fā)明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(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，且與所述模具升降機構
(23)聯(lián)動，通過所述模具升降機構(23)，驅動所述第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(10)的外側。
[0008]優(yōu)選的，所述模具升降機構(23)為液壓升降機構。
[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)、Υ向運動驅動機構(32)、Υ向導軌副(33)、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)、Z向運動驅動機構(37)、Z向移動側板(38)、成形機架(39)、乳輥(40)、乳輥運動驅動機構(41)以及彈簧自適應機構；
[0010]則:所述Y向導軌副(33)包括Y向導軌和導軌滑塊:所述Y向導軌固定設置于所述底座(10)的內(nèi)側，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向運動驅動機構(32)與所述Y向移動機架(31)聯(lián)動，用于驅動所述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)的側面通過所述Z向第一導軌副(35)與所述Z向移動側板(38)的一側面可升降滑動連接；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向運動驅動機構(37)相聯(lián)動，所述Z向螺母副(42)固定安裝到所述Z向移動側板(38);在所述Z向運動驅動機構(37)的驅動下，驅動所述Z向移動側板(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向移動側板(38)另一個側面的頂部位；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)通過乳輥運動驅動機構(41)驅動；另外，所述成形機架(39)與所述Z向移動側板(38)另一個側面之間通過所述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向運動驅動機構(32)聯(lián)動，在所述Y向運動驅動機構(32)的作用下，驅動所述Y向移動機架沿底座Y向滑動。
[0015]本發(fā)明還提供一種懸臂式變高度輥模成形方法，包括以下步驟:
[0016]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)；
[0017]S2，將需要加工的原料放置到所述懸臂式變高度輥模成形裝置組的加工部位處；
[0018]S3，啟動Y向運動驅動機構(32)和各個所述懸臂式成形乳輥系統(tǒng)(30)的Z向運動驅動機構(37);對于每一個所述懸臂式成形乳輥系統(tǒng)(30)，在所述Z向運動驅動機構(37)的驅動下，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；
[0019]在所述Y向運動驅動機構(32)帶動下，所述Y向移動機架(31)沿Y向運動，從而帶動所述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)各個所述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；當所述成形機架(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，所述乳輥始終與模具貼合；
[0020]S4，第一遍成形完成后，啟動模具升降機構(23)，帶動所述第I模具(21)下降；同時啟動所述Y向運動驅動機構(32)和各個所述懸臂式成形乳輥系統(tǒng)(30)的所述Z向運動驅動機構(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；
[0021]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)對原料的連續(xù)加工。
[0022]優(yōu)選的，S3中，啟動Y向運動驅動機構(32)和各個所述懸臂式成形乳輥系統(tǒng)(30)的Z向運動驅動機構(37)，具體為:
[0023]按預設算法控制各個所述懸臂式成形乳輥系統(tǒng)(30)的所述Y向運動驅動機構
(32)的轉速和所述Z向運動驅動機構(37)的轉速。
[0024]優(yōu)選的，對于每一個所述懸臂式成形乳輥系統(tǒng)(30)，在所述Z向運動驅動機構(37)的驅動下，當乳輥擠壓原材料的過程中，通過彈簧自適應機構，向原材料施加的為柔性壓緊力。
[0025]本發(fā)明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:
[0026](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。
[0027](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。
[0028](3)通過設置彈簧自適應機構，使乳輥向原材料施加柔性力，提高成形精度。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明提供的懸臂式變高度輥模成形裝置的立體結構示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明提供的懸臂式變高度輥模成形裝置的側視圖；
[0031]圖3為本發(fā)明提供的懸臂式變高度輥模成形裝置組的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0032]為了使本發(fā)明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明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發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033]本發(fā)明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問題，能更好的滿足實際生產(chǎn)的要求，使輥彎成形技術運用的領域更加廣泛，可用于汽車、建筑等領域的零件與構件的制作。同時本發(fā)明將冷彎成形技術與伺服控制技術結合起來，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。
[0034]具體的，結合圖1和圖2，本發(fā)明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。
[0035]以下分別對各主要部件詳細介紹說明:
[0036](—)模具系統(tǒng)
[0037]本發(fā)明對模具系統(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，本發(fā)明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，可在模具升降機構的驅動下，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。
[0038]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，且與模具升降機構23聯(lián)動，通過模具升降機構23，驅動第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。其中，模具升降機構23為采用液壓升降機構。
[0039]其工作原理為:當原材料需要沿Y向移動時，模具升降機構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。
[0040](二)懸臂式成形乳輥系統(tǒng)
[0041]懸臂式成形乳輥系統(tǒng)30包括:Y向移動機架31、Υ向運動驅動機構32、Υ向導軌副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向運動驅動機構37、Z向移動側板38、成形機架39、乳輥40、乳輥運動驅動機構41以及彈簧自適應機構；
[0042]則:Υ向導軌副33包括Y向導軌和導軌滑塊:Υ向導軌固定設置于底座10的內(nèi)側，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;
[0043]Y向運動驅動機構32與Y向移動機架31聯(lián)動，用于驅動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；Υ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向運動驅動機構32聯(lián)動，在Y向運動驅動機構32的作用下，驅動Y向移動機架沿底座Y向滑動。
[0044]絲杠箱34固定安裝于Y向移動機架31的上部，絲杠箱34的側面通過Z向第一導軌副35與Z向移動側板38的一側面可升降滑動連接；并且，Z向滾珠絲杠副包括:Ζ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