CN1015235B - 长板材成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及长条板材的成形设备，长条板材以平板截面形状连续地送入，被压制成U形截面形状。成型设备包括上部模具(32)和上部模具(33)，其互接触的表面构成压制部分以轧压长条板材，还包括一驱动机构使上部模具(32)纵向往复运动。压制部分包括初始压制段、最终压制段和中间压制段。

Description

本发明涉及一种用于使板材成形的设备，特别涉及一种用于使长板材成形的设备，它将一个呈最初进给的截面形状的板材变成具有所需要的最后的截面形状。

众所周知，滚轧成形设备可用来制造如图8所示L形截面的长板材或如图9所示U形截面的长板材。图13A到13E图示了一种适用于制造U形截面的长板材的滚轧成形设备。图12显示了该设备的侧立面图，图13A到13E为图12沿线A-A，B-B，C-C，D-D和E-E的正截面图。

该滚轧成形设备包括一第一成形部分4、一第二成形部分5、一第三成形部分6、一第四成形部分7和一第五成形部分8。一平板材3沿图12所示箭头X方向连续地进入该设备。

参见图13A。图中第一成形部分4具有一支承辊9以支承板材3的下部，一压辊10从上面压板材3。板材3通过第一成形部分4时保持平面形状。

参见图13B。图中第二成形部分5具有一支承辊11以支承板材3下部的中央，一压辊12用来从上面压板材3，倾斜辊13a和13b用来支承板材3下部的两侧部分。如图13B所示，倾斜辊13a和13b相对于支承辊11稍微倾斜而成角度。当板材3通过第二成形部分5时，其两侧部分被倾斜的辊13a和13b轻微地向上弯起。

参见图13C。图中第三成形部分6包括一支承辊14、一压辊15及倾斜辊16a和16b。倾斜辊16a和16b的倾斜程度大于图13B中所示的倾斜辊13a和13b。所以板材3的两侧部分当通过第三成形 部分6时被进一步弯曲，即弯的角度较大。

参见图13D。第四成形部分7包括一支承辊17、一压辊18及倾斜辊19a和19b。倾斜辊19a和19b的倾斜程度又大于图13C中所示的倾斜辊16a和16b。所以，当板材3通过第四成形部分7时，板材3的两边部分进一步弯曲，即弯了更大的角度。

参见图13E。第五成形部分8包括一支承辊20、一压辊21和倾斜辊22a及22b。倾斜辊22a和22b基本上与支承辊20垂直。所以，当板材3通过第五成形部分8时，其两边部分被弯成基本上与中央部分成直角。所以，板材3被形成一U形截面的所需形状的长板材。

在前述滚轧成形设备中，由于设备本身机械特性的限制和待成形材料的强度的限制，成形部分必须隔开至少一定的距离。所以，设备的总长度大大地增长了。

进而，当滚轧成形装置用于将一具有如图10所示的缺口24的平板件23a形成如图11所示的U形截面的长板材23b时，从板材3进给方向看去，缺口24后面的部分很难顺利地弯曲。

因此，本发明的目的在于提供一种用于使长板材成形的装置，它可适用于各种类型的长板材。

本发明是一种用于使长板材成形的装置，它适用于将具有初始截面形状、被连续进给的长板材成形为所需的最终截面形状，所述装置包括：

一上部模具和一下部模具，它们在其接触表面间构成一成形部分，以压制被连续地送入成形部分的长板材;和

用于通过成形部分连续地产生压制操作的驱动装置;

所述成形部分包括：

一位于所述长板材入口的初始成形段，具有一与所述初始截面形状相对应的成形形状，

一位于所述长板材出口的最终成形段，具有一与所述最终截面 形状相对应的成形形状，和

位于所述入口和所述出口之间的中间成形段，具有沿所述长板材进料方向连续变化的成形形状，从而所述初始成形段的成形形状逼近所述最终成形段的成形形状;

它还包括一上部基座件和一下部基座件;

所述上部模具包括：互相分开的第一上部模具部分和第二上部模具部分;和一用来控制所述第一上部模具部分和所述第二上部模具部分之间的间距的转动轴，转动轴通过第一和第二上部模具部分和，转动轴及第一和第二上部模具部分在啮合部分具有互相啮合的螺纹;

所述下部模具包括：互相分开的第一下部模具部分和第二下部模具部分;和另一用来控制所述第一下部模具部分和所述第二下部模具部分之间间距的转动轴，转动轴通过第一和第二下部模具部分，转动轴及第一和第二下部模具部分，转动轴及第一和第二下部模具部分在啮合部分具有互相啮合的螺纹;

所述上部模具部分设置在上部基座件下面且可分别沿上部基座件以相反方向水平滑动;所述下部模具部分设置在下部基座部件上面可分别沿下部基座件以相反方向水平滑动。

长板材连续地送入在上下模具之间形成的、连续进行压制操作的成形部分。在成形部分的最初成形段，平板件具有一最初的截面形状。在成形部分的中间成形段，当平板件沿进给方向逐渐移动时，长板材的截面形状逐步趋近所需要的最终截面形状。在成形部分的最终成形阶段，长板材最后形成所需要的截面形状。

按照本发明，连续进给的长板材被连续地进行压制操作的上下模具压制成具有所需截面形状的压制产品。所以，可以大大地减小成形设备的总体长度。进一步，本发明还可以通过上下模具的压制使具有缺口的长平板件成形成所需的形状。 图所作的详细描述而更为明显。

图1为本发明一个实施例的侧截面示意图;

图2为在本发明的该实施例中使用的下部模具33的透视图;

图3A、3B、3C、3D和3E分别为图1沿线A-A，B-B，C-C，D-D和E-E的正截面示意图;

图4A为一放大了的结构剖视图，示出了图1中涉及磨擦件39部分的结构;

图4B示出了推杆38从图4A所示的状态向下移动的状态;

图4C显示了推杆38从图4B所示的状态进一步向下移动的状态;

图5为C形截面长板材的剖面图;

图6A为轧制图5所示长板材的上下模48和49的剖面示意图;

图6B为上部模具48从图6A所示的状态向下移动的状态;

图7为用以压制图5所示的型材的、在上下模具48和49之间形成的成形部分的最后成形段的正剖面示意图;

图8为L形截面长板材的透视图;

图9为U形截面长板材的透视图;

图10为带有缺口的长板材的平面图;

图11为带有缺口的长板材的透视图;

图12为已有技术滚轧设备的侧立面示意图;

图13A、13B、13C、13D和13E为图12沿线A-A、B-B、C-C、D-D和E-E的正剖面示意图;

图14为一弯曲的长板材的侧立面图;

图15示出了一接在成形设备后面的弯曲矫正装置;

图16为方框图，示意性地示出了弯曲矫正装置的构造;

图17为本发明另一实施例的截面示意图;

图18为位于中间成形段的上下模具的剖面示意图;

图19为上部模具从图18所示的状态向下移动后的状态的剖面图;

图20为位于另一个靠近最终成形段的中间成形段的上下模具的剖面示意图;

图21为位于最终成形段的上下横具的剖面示意图;

图22为位于初始成形段的上下模具的剖面示意图。

图1为本发明的一个实施例的侧截面示意图。图1所示的成形装置30适用于使长板材31成形，长板材31沿箭头Y连续地送入该装置，从而成为最终所需的截面形状。长板材31在成形前的最初阶段呈平板形状，最终形成了图9所示的U形截面形状。

成形装置30包括一上部模具32、一下部模具33和一偏心凸轮34。上下模具32和33在其互相接触的表面间构成成形部分。长板材被连续地送入成形部分。

一弹簧支承件35被安装在上部模具32上。一压缩弹簧被设置在固定件37和弹簧支承件35之间。该压缩弹簧36趋向于使上部模具32与下部模具33分离。

设置得与上部模具32接触的偏心凸轮34被诸如马达之类的驱动源驱动。当偏心凸轮34被驱动源驱动时，上部模具32垂直地往复运动，连续地进行压制操作。在图1所示的状态时，上部模具32位于其最低位置。当偏心凸轮从图1所示的位置转过180°，上部模具32被压缩弹簧36促使向上，离开下部模具33。

长板材31通过一对导向辊41和42进入上下模具32和33构成的成形部分。然后长板材31被上下模具32和33挤压成所需的形状，此后，从成形部分出来通过另一对导向辊43和44。

如图1所示，磨擦件39设置在导向辊41和上部模具32之间 的长板材31的上表面。在长板材31的下表面，与磨擦件39相对应的位置处，设有一支承件40。此外，有一可以与磨擦件39接触的推杆38安装在上部模具32上。

图4A为一放大了的剖面图，示出了与磨擦件39相关的部分。如图4A所示，压缩弹簧45设置在磨擦件39和固定件46之间。该压缩弹簧45促使磨擦件39沿箭头Z的方向移动。磨擦件39的上表面倾斜，推杆38与斜面接触。磨擦件39最好由具有高磨擦系数的材料制成，如橡胶。

如上所述，上部模具32随着偏心凸轮34的转动而作垂直往复运动，以完成连续的压制操作。由于推杆38固定在上部模具32上，因而也作垂直往复运动。在图4A所示的状态中，推杆38位于上面的位置。

在图4B所示的状态下，推杆38位于向下运动过程中的中间状态。在图4C所示的状态下，推杆38位于其最低位置。如图4B所示，推杆38向下移动推动磨擦件39，从而使它向下移动而与长板材31的上表面磨擦啮合。由于磨擦件39的上表面是倾斜的，当推杆38从图4B所示的状态进一步向下移动时，磨擦件39与长板材31一起沿箭头Y移动。然后，推杆38向上移动，从而磨擦件39在压缩弹簧45的弹力作用下沿图4A所示的箭头Z移动，从长板材31上移开。这样的动作不断重复就可以将长板材31连续地送入在上下模具32及33之间形成的成形部分中。按照本实施例，连续的压制动作通过成形部分完成，与连续输送长板材31的动作同步。

图2为下部模具33的透视图，图3A到3E分别为图1沿线A-A，B-B，C-C，D-D和E-E的正剖面示意图。参见图2。图中长板材31沿箭头Y进给。用来压制的成形部分在下部模具33的上表成和上部模具32的下表面之间形成。图2清楚地显示了下部模具33的上表面。图2中的线a、b、c、d、e和f是为了便于理解下部 模具33的上表面的形状。这些线与长板材31的进给方向Y垂直。上部模具32的下表面具有与下部模具33的上表面相对应的形状。

从图2、图3A到3E可以清楚地看出，上下模具32和33之间构成的成形部分在沿长板材31进给的方向上具有连续变化的成形形状。图3A示出了成形部分的初始成形段，它位于长板材31的进给入口处。在这个段，成形部分具有一与长板材31的初始截面形状相对应的形状。换句话说，成形部分具有一平坦的成形形状。

图3E示出了成形部分的最终成形段，它位于长板材31的出口处。在这个段，成形部分具有一与长板材31的最终截面形状相对应的成形形状。换句话说，成形部分在最终成形段具有一U形截面的成形形状。

图3B至图3D示出了中间成形阶段，它们位于长板材31的进口和出口之间。中间成形段的成形形状沿长板材31的进给方向连续地变化，以便图3A所示的最初成形段的形状趋近图3E所示的最终成形阶段的成形形状。更具体地说，图3B所示的阶段具有一成形形状，它可以稍稍地弯曲长板材31的两边侧部分。图3C所示的阶段具有一成形形状，它可以增加长板材31两边部分的弯曲度，图3D所示的阶段具有一可以进一步增加弯曲度的成形形状。

在上下模具32和33构成的成形部分中，压制操作每分钟完成几百次到几千次。在压制的同时长板材31连续地送入成形部分，长板材31被压制若干次以后最后得到所需要的U形截面形状，然后送出成形部分。

按照本发明，该装置还可以用于将平板件压制成图5所示的C形长板材47。C形截面长板材47可以将U形截面长板材的边缘部分向内弯曲而形成。图6A、6B和图7图示了用于完成该种压制操作的上下模具48和49。

上下模具48和49构成的成形部分具有一如图6A所示的中间 成形段接在如图3A到3E所示的成形形状后面。在该中间成形段，下部模具49具有向内弯曲的槽50a和50b。当上部模具48从图6A所示的状态向下移动进行压制操作时，U形截面长板材47的边缘部分通过槽50a和50b向内弯曲。

图7展示了由上下模具48和49构成的成形部分的最终成形段。在该最终成形段中，下部模具49具有槽51a和51b。槽51a和51b具有与长板材47的中央部分平行的底面。所以，当长板材从成形部分输出时，其两边部分弯曲得与中央部分平行。不用说，如图6A，6B和7所示的由上下模具48和49构成的成形部分，其成形形状从图3A所示的初始成形形状到图7所示的最终成形形状之间也是连续地变化的。

该成形设备适用于将长板材通过连续的压制加工成形为所需的截面形状。所以，长板材从成形设备中输出时可能产生弯曲。图14为由该成形设备成形的U形截面长板材61b的侧立面图。图14中的长板材61b的底板略有弯曲。

为了矫正长板材的这种弯曲，最好在成形装置后面接一弯曲矫正装置。图15示出了一种较佳的这种弯曲矫正装置。一平板件61a被成形设备62成形为一U形截面的长板材61b。弯曲矫正装置包括一支承件65、液压缸63和一安装在液压缸63的活塞杆前端的压模64。压模64施加压力于从成形装置62中输出的U形截面长板材61b的底板上，以矫正弯曲。

液压缸63的液压可以根据长板材61b的弯曲程度来调节。图16为一方框图，示意性地示出了该弯曲矫正装置的结构。传感器66探测从成形装置中输出的长板材61b的弯曲程度，然后转换成电信号。电压/电流发生装置67从传感器66接收到电信号后产生与弯曲程度对应的电压或电流信号。一压力调节阀68从电压/电流发生装置67接收电信号以打开/关闭阀门，从而对应于弯曲程度来调节 液压缸63的液压。

前述实施例适用于加工在加工前原来呈平板初始状态的长板材。然而，被加工的长板材不一定是平板件。例如，最终获得的如图9所示的U形截面长板材也可能是从图8所示的L形截面长板材加工而来的。

虽然本实施例采用了偏心凸轮34作为驱动装置来通过成形部分产生连续的压制动作，但这种动作也可以不采用偏心凸轮而通过其他种种机构来实现。

在前述实施例中，长板材31用推杆38和磨擦件39连续地进给。然而，这样的机构也可以代之以专门用于连续地输送长板材31的送料机构。

在前述实施例中，上下模具都具有沿长板材的送料方向连续变化的截面形状。然而本发明的成形装置也可以以这样一个方式来设计：上下两个模具中的一个在长板材的送料方向上具有连续变化的形状，另一个在长板材的送料方向上具有不变的形状。

图17为本发明另一实施例的截面图，其截面垂直于长板材100的进料方向。长板材100在其成形前的初始阶段，与图3A所示的长板材31具有相似的平坦截面形状，最后获得图9所示的U形截面形状。图17示出了位于中间成形阶段的上下模具的截面形状。

图18和19也示出了位于中间成形阶段的上下模具的截面形状。图20显示了另一中间成形阶段中的上下模具的截面形状，该中间成形阶段的位置比图18和19所示的位置更靠近最后成形阶段。图21示出的是位于最后成形阶段的上下模具的截面图，而图22示出了位于最初成形段的上下模具的截面图。

图17至22所示的成形装置包括一上部基座件101、第一和第二上部模具102a和102b、一转动轴103、一下部基座件104、第一和第二支承件105a和105b、另一转动轴106、第一和第二下部模具 107a和\107b、以及压制件108a和108b。

第一和第二上部模具102a和102b可分别沿上部基座件101水平滑动。转动轴103通过第一和第二上部模具102a和102b。转动轴103及第一和第二上部模具102a和102b在啮合部分具有互相啮合的螺纹。第一上部模具102a具有左螺纹，第二上部模具102b具有右螺纹。所以，当转动轴103被转动/驱动时，第一和第二上部模具102a和102b以相反的方向移动。上部基座件101、第一及第二上部模具102a和102b以及转动轴103一起沿垂直方向往复运动。

下部基座件104固定在成形装置的机架上。第一和第二支承件105a和105b可分别沿下部基座件104水平滑动。转动轴106穿过第一和第二支承件105a和105b。转动轴106以及第一和第二支承件105a和105b在啮合部分具有可互相啮合的螺纹。第一支承件105a具有左螺纹，第二支承件105b具有右螺纹。所以，当转动轴106被驱动时，第一和第二支承件105a和105b以相反的方向运动。

第一和第二上部模具102a和102b可反向运动，而第一和第二支承件105a和105b也可反向运动，从而，该成形装置可适用于多种类型的长板材。更具体地说，转轴103或106可根据长板材的厚度的变化而被驱动，优化一对上部模具102a和102b或一对下部模具107a和107b之间的距离。进而两个驱动轴103和106根据长板材弯曲部分的变化而被驱动，优化一对上部模具102a和102b之间的距离，以及一对下部模具107a和107b之间的距离。

第一下部模具107a可转动地支承在第一支承件105a上。第二下部模具107b可转动地支承在第二支承件105b上。第一和第二下部模具\107a和107b的转动中心，基本上与长板材100的弯曲点一致。压制件108a和108b位于长板材100和第一及第二下部模具107a和107b之间。位于图17左侧的第一下部模具107a和压制件108a的结构基本上与位于右侧的第二下部模具107b及压制件108b 的结构相同。所以，下面仅进行对第一下部模具107a和压制件108a的结构进行描述。

参见图18到22。第一下部模具107a具有一工作表面114，用于支承长板材100的弯曲部分100a。图22所示是位于初始成形段的截面形状，图21所示是位于最终成形段的截面形状。从这些图可清楚地看出，第一下部模具107a的工作表面114在初始成形阶段基本上呈一水平面，而在最终成形阶段，该工作面沿着基本上与水平面垂直的垂直面。在成形的中间阶段，第一下部模具107a的工作表面的倾斜程度从图22中所示的沿水平面位置逐渐变化为图21所示的沿垂直面的位置。

第一上部模具102a的截面形状从初始成形阶段到最终成形阶段保持不变。压制件108a的截面形状从初始成形阶段到最终成形阶段也保持不变。压制件108a支承长板材100的下中央部。

参见图20。图中第一下部模具107a沿长板材100的进料方向的适当位置处具有一孔110。一弹簧111放置于孔110中。与此对应，一平板112通过螺钉113安装在第一支承件105a上。平板112压在弹簧111的上端。第一下部模具107a在弹簧的弹力作用下在图20中逆时针转动。

再参见图18。图中第一支承件105a在长板材100的送料方向上的适当位置上具有一垂直通孔115。一螺钉109穿过该通孔115，且其前端固定在压制件108a上。在图18所示的状态中，第一上部模具102a位于长板材100的上部和它离开。另一方面，在图19的状态中，第一上部模具102a压制长板材100，在螺钉109的端部109a与第一支承件105a的台阶部分116之间具有一定的间隙。当第一上部模具102a如图18所示向上移动时，第一下部模具107a在弹簧111的作用下逆时针转动（图20）。随着第一下部模具107a的转动，压制件108a随第一下部模具107a向上移动。然后，螺钉109 的端部与第一支承件105a的台阶部分接触，阻止压制件108a的向上运动和第一下部模具的逆时针转动。

为了加工长板材使之成为U形截面形状，第一和第二上部模具102a和102b在适当的驱动装置的驱动的作用下垂直往复运动。对应于这种第一和第二上部模具102a和102b的垂直往复运动，第一和第二下部模具107a和107b基本上围绕下部长板材100的弯曲点往复转动。由于这种第一和第二上部模具102a和102b的垂直往复运动和第一和第二下部模具107a和107b的往复转动，被导入成形装置的入口的平坦的长板材100被加工成U形截面形状，然后从出口送出。

虽然本发明联系实施例作了详细描述和图解，但这些只是用来作举例说明之用，并不构成对本申请的限制，本发明的精神和范畴仅受所附权利要求的内容所限定。

Claims (9)

1、一种用于使长板材成形的装置，它适用于将具有初始截面形状、被连续进给的长板材(100)成形为所需的最终截面形状，所述装置包括：

一上部模具(102a，102b)和一下部模具(107a，107b)，它们在其接触表面间构成一成形部分，以压制被连续地送入成形部分的长板材；和

用于通过成形部分连续地产生压制操作的驱动装置；

所述成形部分包括：

一位于所述长板材入口的初始成形段，具有一与所述初始截面形状相对应的成形形状，

一位于所述长板材出口的最终成形段，具有一与所述最终截面形状相对应的成形形状，和

位于所述入口和所述出口之间的中间成形段，具有沿所述长板材进料方向连续变化的成形形状，从而所述初始成形段的成形形状逼近所述最终成形段的成形形状；

它还包括一上部基座件(101)和一下部基座件(104)；

其特征在于，

所述上部模具(102a，102b)包括：互相分开的第一上部模具部分(102a)和第二上部模具部分(102b)；和一用来控制所述第一上部模具部分(102a)和所述第二上部模具部分(102b)之间的间距的转动轴(103)，转动轴(103)通过第一和第二上部模具部分(102a)和(102b)，转动轴(103)及第一和第二上部模具部分(102a)和(102b)在啮合部分具有互相啮合的螺纹；

所述下部模具(107a，107b)包括：互相分开的第一下部模具部分(107a)和第二下部模具部分(107b)；和另一用来控制所述第一下部模具部分(107a)和所述第二下部模具部分(107b)之间间距的转动轴(106)，转动轴(106)通过第一和第二下部模具部分(107a)和(107b)，转动轴(106)及第一和第二下部模具部分(107a)和(107b)，转动轴(106)及第一和第二下部模具部分(107a)和(107b)在啮合部分具有互相啮合的螺纹；

所述上部模具部分(102a)和(102b)设置在上部基座件(101)下面且可分别沿上部基座件(101)以相反方向水平滑动；所述下部模具部分(107a)和(107b)设置在下部基座部件(104)上面且可分别沿下部基座件(104)以相反方向水平滑动。

2、如权利要求1所述的长板材成形装置，其特征在于，它还包括一第一支承件（105a）和一第二支承件（105b），所述第一和第二下模部分（107a）和（107b）分别可转动地支承在所述第一和第二支承件（105a）和（105b）上。

3、如权利要求1或2所述的长板材成形装置，其特征在于，它还包括压制件（108a）和（108b），所述压制件（108a）和（108b）分别设置在所述第一和第二下部模具部分（107a）和（107b）上。

4、如权利要求1或2所述的长板材成形装置，其特征在于，所述上部模具（102a，102b）和所述下部模具（107a，107b）都在沿所述长板材（100）的送料方向上具有连续变化的截面形状。

5、如权利要求1或2所述的长板材成形装置，其特征在于，在所述上部模具（102a，102b）和所述下部模具（107a，107b）中，其一在沿所述长板材（100）的进料方向上具有连续变化的截面形状，另一个在长板材（100）的进料方向上具有不变的截面形状。

6、如权利要求1或2所述的长板材成形装置，其特征在于，所述驱动装置包括：

一用于使所述上部基座件（101）向上的弹簧（26），和在被驱动时可与所述上部基座件（101）的上表面接触的偏心凸轮（34）。

7、如权利要求1或2所述的长板材成形装置，其特征在于，它还包括用来使通过成形部分进行的连续压制动作与所述长板材的连续送料动作同步的同步装置。

8、如权利要求7所述的长板材成形装置，其特征在于，所述同步装置包括位于所述上部模具（102a，102b）和所述长板材（100）之间的磨擦件（39），该磨擦件（39）因所述上部模具向下运动的压力而磨擦啮合所述长板材，从而使所述长板材在规定的方向上移动。

9、如权利要求1或2所述的长板材成形装置，其特征在于，所述长板材（100）的最终截面形状包括平板部分相遇时互成一角度的一弯曲部分，所述下部模具（107a，107b）可绕接近于所述弯曲部分的部分转动。

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