CN102716948B - 一种u形型钢弯曲成型装置及应用该成型装置的成型方法 - Google Patents

一种u形型钢弯曲成型装置及应用该成型装置的成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及型钢弯曲成型技术领域,公开了一种U形型钢弯曲成型装置及应用该成型装置的成型方法。U形型钢弯曲成型装置包括:上模座、下模座、凸模、第一旋转镶块及第二旋转镶块;U形型钢弯曲成型方法,包括:将U形型钢放置在U形型钢弯曲成型装置的工作面上;工作面为由第一旋转镶块和第二旋转镶块的呈平面状的面组成的平面;对U形型钢的底面施加一个压力,使U形型钢的底面因工作面发生形变而弯曲成型。本发明能够解决U形型钢弯曲成型时侧壁部位起皱、底部压痕缺陷的问题。同时简化了成型工艺,提高了生产效率。本发明效果显著、实用性强。

Description

一种U形型钢弯曲成型装置及应用该成型装置的成型方法
技术领域
本发明涉及型钢弯曲成型技术领域,主要适用于U形型钢弯曲成型装置及应用该成型装置的成型方法。
背景技术
我国在铁路货车车辆、汽车、机械行业产品设计时,为了加强产品的强度,经常设计使用U形型钢弯曲的零件(见图1、图2);这种设计理念广泛应用于铁路货车车辆、汽车、机械行业产品中。
目前将U形型钢弯曲主要有以下两种方法:
方法一:将U形型钢弯曲部位的两侧壁加工缺口,通过胎模、加热煨弯成型,焊接侧壁缺口、打磨侧壁焊接部位。
方法二:利用模具将U形型钢压制成型。
以上两种方法均存在一定的缺点。方法一:工艺过程复杂,因需焊接,故侧壁强度、底部圆弧很难达到设计要求;方法二:成型部位的底部的两侧出现压痕缺陷,成型过程中,两侧壁易出现起皱。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种U形型钢弯曲成型装置及应用该成型装置的成型方法,它缩短了U形型钢弯曲成型的工艺流程,消除了底部两侧的压痕缺陷,并解决了侧壁起皱的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种U形型钢弯曲成型装置,包括:上模座、下模座、凸模、第一旋转镶块及第二旋转镶块;所述凸模固定在所述上模座上,凸模上远离上模座的一端为前凸结构;在所述下模座上开设有一条U形凹槽;在所述U形凹槽的底部,在垂直于U形凹槽的方向上开设有镶块安装槽;所述第一旋转镶块、所述第二旋转镶块均设置在所述镶块安装槽中;在第一旋转镶块、第二旋转镶块之间的镶块安装槽的衔接处低于两边的槽口。
上述方案中,还包括:第一上挡板及第二上挡板;所述第一上挡板、所述第二上挡板均固定在所述上模座上,且各自分别在所述凸模的等距两侧;在所述下模座上与第一上挡板、第二上挡板相应处分别开设有第一挡板限位槽、第二挡板限位槽;第一上挡板上远离凸模的侧面与所述第一挡板限位槽的接触面为0.5度到3度的斜面,第二上挡板上远离凸模的侧面与所述第二挡板限位槽的接触面也为0.5度到3度的斜面。
上述方案中,所述第一旋转镶块、所述第二旋转镶块的一面呈圆弧状的面、另一面呈平面状的面;所述呈平面状的面连接所述呈圆弧状的面的两端;第一旋转镶块、第二旋转镶块均设置在所述镶块安装槽中,且呈平面状的面均向外。
上述方案中,所述凸模上远离所述上模座的一端为中心前凸结构。
上述方案中,所述凸模与所述上模座的固定处为上模座的底面中心。
本发明还提供了一种U形型钢弯曲成型方法,包括:
将U形型钢放置在所述的U形型钢弯曲成型装置的工作面上;所述工作面为由所述第一旋转镶块和所述第二旋转镶块的呈平面状的面组成的平面;
对U形型钢的底面施加一个压力,使U形型钢的底面因工作面发生形变而弯曲成型。
上述方案中,所述对U形型钢的底面施加一个压力,使U形型钢的底面因所述工作面发生形变而弯曲成型包括:
通过所述凸模朝由所述第一旋转镶块、所述第二旋转镶块的呈平面状的面组成的平面的方向垂直挤压U形型钢的底面;
在凸模的压力的作用下,U形型钢在第一旋转镶块、第二旋转镶块中间的凹槽处发生形变,从而实现弯曲成型。
上述方案中,在所述凸模的压力的作用下,所述第一旋转镶块在所述镶块安装槽中,沿圆弧面顺时针转动;所述第二旋转镶块在镶块安装槽中,沿圆弧面逆时针转动,从而在第一旋转镶块和第二旋转镶块的中间处形成凹槽。
上述方案中,所述对U形型钢的底面施加一个压力,使U形型钢的底面因所述工作面发生形变而弯曲成型还包括:
当通过所述凸模朝由所述第一旋转镶块、所述第二旋转镶块的呈平面状的面组成的平面的方向垂直挤压U形型钢的底面时,第一上挡板会随着凸模的移动而挤压所述第一挡板限位槽,并产生朝向凸模的第一挤压力,所述第一挤压力的方向与因U形型钢发生形变而产生的侧力的方向相反,故相互抵消;第二上挡板会随着凸模的移动而挤压所述第二挡板限位槽,并产生朝向凸模的第二挤压力,所述第二挤压力的方向与因U形型钢发生形变而产生的侧力的方向相反,故也相互抵消。
本发明的有益效果在于:
本发明能够解决U形型钢弯曲成型时侧壁部位起皱、底部压痕缺陷的问题。同时简化了成型工艺,提高了生产效率。本发明效果显著、实用性强。
附图说明
图1为现有的弯曲的U形型钢的主视图。
图2为现有的弯曲的U形型钢的左视图。
图3为本发明提出的U形型钢弯曲成型装置的主视剖面图。
图4为本发明提出的U形型钢弯曲成型装置的右视剖面图。
图5为本发明提出的U形型钢弯曲成型方法的流程图。
图6为本发明提出的U形型钢弯曲成型方法的原理图。
其中,1-上模座,2-第一侧镶块,3-第一旋转镶块,4-凸模,5-镶块底座,6-U形型钢,7-下模座,8-第二上挡板,9-第二下挡板,10-第二旋转镶块,11-第二侧镶块,12-第一上挡板,13-第一下挡板,α-第一上挡板与第一下挡板的接触面的夹角,β-第二上挡板与第二下挡板的接触面的夹角。
具体实施方式
为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的U形型钢弯曲成型装置及应用该成型装置的成型方法的具体实施方式及其原理进行详细说明。
由图3、图4可知,本发明提出的U形型钢弯曲成型装置包括:上模座1、下模座7、凸模4、第一旋转镶块3、第二旋转镶块10、第一上挡板12、第二上挡板8;凸模4固定在上模座1上,凸模4上远离上模座1的一端为前凸结构。具体的,本实施例中,凸模4通过螺钉垂直固定在上模座1上。为了增加本发明结构的稳定性,本实施例中,凸模4与上模座1的固定处为上模座1的底面中心,凸模4上远离上模座1的一端为中心前凸结构。第一上挡板12、第二上挡板8也固定在上模座1上,且各自分别在凸模4的两侧。优选的,第一上挡板12、第二上挡板8通过螺钉垂直固定在上模座1上,第一上挡板12、第二上挡板8各自分别设置在凸模4的等距两侧。在下模座7上开设有一条U形凹槽,U形凹槽的两侧设置有第一侧镶块2、第二侧镶块11。第一侧镶块2、第二侧镶块11的材料均为合金工具钢,并均经淬火处理,且通过螺钉固定在下模座7上。在U形凹槽的底部,在垂直于U形凹槽的方向上开设有镶块安装槽;第一旋转镶块3、第二旋转镶块10一面呈圆弧状的面、另一面呈平面状的面;呈平面状的面连接呈圆弧状的面的两端;第一旋转镶块3、第二旋转镶块10均设置在镶块安装槽中,且呈平面状的面均向外,在第一旋转镶块3、第二旋转镶块10之间的镶块安装槽的衔接处低于两边的槽口。在下模座7上与第一上挡板12、第二上挡板8相应处分别开设有第一挡板限位槽、第二挡板限位槽;第一挡板限位槽的远离U形凹槽的一侧设置有第一下挡板13,第二挡板限位槽的远离U形凹槽的一侧设置有第二下挡板9。第一下挡板13、第二下挡板9的材料均为合金工具钢,并均经淬火处理,且通过螺钉固定在下模座7上。第一上挡板12上远离凸模4的侧面与第一挡板限位槽的接触面为斜面,第二上挡板8上远离凸模4的侧面与第二挡板限位槽的接触面也为斜面。具体的,第一上挡板12上远离凸模4的侧面与第一挡板限位槽的接触面为0.5度到3度的斜面,第二上挡板8上远离凸模4的侧面与第二挡板限位槽的接触面也为0.5度到3度的斜面,即第一上挡板与第一下挡板的接触面的夹角α在0.5度到3度之间,第二上挡板与第二下挡板的接触面的夹角β在0.5度到3度之间,且第一上挡板与第一下挡板的接触面的夹角α的数值与第二上挡板与第二下挡板的接触面的夹角β的数值相同。
优选的,本发明提出的U形型钢弯曲成型装置还包括:镶块底座5;在下模座7上开设有底座安装槽,镶块底座5设置在底座安装槽中,在镶块底座5向外的面上开设有镶块安装槽。
进一步优选的,第一旋转镶块3、第二旋转镶块10、镶块底座5、第一上挡板12、第二上挡板8的材料均为合金工具钢,并均经淬火处理。
由图5可知,本发明提供的U形型钢弯曲成型方法包括:
步骤一:将U形型钢放置在U形型钢弯曲成型装置的工作面上;工作面为由第一旋转镶块和第二旋转镶块的呈平面状的面组成的平面;
步骤二:对U形型钢的底面施加一个压力,使U形型钢的底面因工作面发生形变而弯曲成型。
优选的,步骤二包括:通过凸模朝由第一旋转镶块、第二旋转镶块的呈平面状的面组成的平面的方向垂直挤压U形型钢的底面;在凸模的压力的作用下,U形型钢在第一旋转镶块、第二旋转镶块中间的凹槽处发生形变,从而实现弯曲成型。具体的,在凸模的压力的作用下,第一旋转镶块在镶块安装槽中,沿圆弧面顺时针转动;第二旋转镶块在镶块安装槽中,沿圆弧面逆时针转动,从而在第一旋转镶块和第二旋转镶块的中间处形成凹槽。
进一步优选的,步骤二还包括:
当通过凸模朝由第一旋转镶块、第二旋转镶块的呈平面状的面组成的平面的方向垂直挤压U形型钢的底面时,第一上挡板会随着凸模的移动而挤压第一挡板限位槽,并产生朝向凸模的第一挤压力,第一挤压力的方向与因U形型钢发生形变而产生的侧力的方向相反,故相互抵消;第二上挡板会随着凸模的移动而挤压第二挡板限位槽,并产生朝向凸模的第二挤压力,第二挤压力的方向与因U形型钢发生形变而产生的侧力的方向相反,故也相互抵消。
由图6可知,本发明提供的U形型钢弯曲成型装置按照U形型钢弯曲成型方法进行U形型钢的弯曲成型作业时,首先将U形型钢6放置在下模座7的U形凹槽中,即使U形型钢6的底面与由第一旋转镶块3和第二旋转镶块10的呈平面状的面组成的平面接触,再通过凸模4朝第一旋转镶块3、第二旋转镶块10的呈平面状的面组成的平面的方向垂直挤压U形型钢6的底面。在凸模4的压力的作用下,第一旋转镶块3在镶块安装槽中,沿圆弧面顺时针转动;第二旋转镶块10在镶块安装槽中,沿圆弧面逆时针转动,从而在第一旋转镶块3和第二旋转镶块10的中间处形成凹槽。U形型钢6在凸模4的压力的作用下,在第一旋转镶块3、第二旋转镶块10中间的凹槽处发生形变,从而实现弯曲成型。在成型过程中,由于第一旋转镶块3、第二旋转镶块10与U形型钢6为面接触,受力面积较大,故产生的压强较小,U形型钢6底部接触面发生弹性变形,故在U形型钢6的成型部位的底部两侧不会出现压痕缺陷。
U形型钢6在弯曲成型时,U形型钢6侧壁的多余的材料会延U形型钢6的侧壁纵向流动,故U形型钢6的两侧壁各自分别会对第一侧镶块2、第二侧镶块11产生向外的侧力。本实施例中,由于第一上挡板与第一下挡板的接触面的夹角α在0.5度到3度之间,故当通过凸模4朝由第一旋转镶块3、第二旋转镶块10的呈平面状的面组成的平面的方向垂直挤压U形型钢6的底面时,第一上挡板12会随着凸模4的移动而向第一下挡板13运动并与第一下挡板13接触时,产生的挤压力使第一上挡板12对第一侧镶块2产生侧力,该侧力的方向与因U形型钢6发生形变而向第一侧镶块2产生的侧力的方向相反,故相互抵消。同理,第二上挡板8也会随着凸模4的移动而向第二下挡板9运动并与第二下挡板9接触时,产生的挤压力使第二上挡板8对第二侧镶块11产生侧力,该侧力的方向与因U形型钢6发生形变而向第二侧镶块11产生的侧力的方向相反,故相互抵消。从而保证了第一侧镶块2、第二侧镶块11与凸模4之间的间距达到压型要求,并避免了U形型钢6侧壁的弯曲部位起皱。
这里需要说明的是,使用本发明提出的U形型钢弯曲成型装置进行U形型钢弯曲作业时,可以根据U形型钢6的尺寸、材质的不同,选用不同的第一上挡板12、第二上挡板8、第一下挡板13、第二下挡板9来搭配使用。通过不同的第一上挡板与第一下挡板的接触面的夹角α、不同的第二上挡板与第二下挡板的接触面的夹角β来满足不同的压型要求,并进行压型作业。
本发明能够解决U形型钢弯曲成型时侧壁部位起皱、底部压痕缺陷的问题。同时简化了成型工艺,提高了生产效率。本发明效果显著、实用性强。
最后所应说明的是,以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照实例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种U形型钢弯曲成型装置,其特征在于,包括:上模座、下模座、凸模、第一旋转镶块及第二旋转镶块;所述凸模固定在所述上模座上,凸模上远离上模座的一端为前凸结构;在所述下模座上开设有一条U形凹槽;在所述U形凹槽的底部,在垂直于U形凹槽的方向上开设有镶块安装槽;所述第一旋转镶块、所述第二旋转镶块均设置在所述镶块安装槽中;在第一旋转镶块、第二旋转镶块之间的镶块安装槽的衔接处低于两边的槽口;所述第一旋转镶块、所述第二旋转镶块的一面呈圆弧状的面、另一面呈平面状的面;所述呈平面状的面连接所述呈圆弧状的面的两端;第一旋转镶块、第二旋转镶块呈平面状的面均向外;还包括:镶块底座;在下模座上开设有底座安装槽,镶块底座设置在底座安装槽中,在镶块底座向外的面上开设有镶块安装槽。
2.如权利要求1所述的U形型钢弯曲成型装置,其特征在于,还包括:第一上挡板及第二上挡板;所述第一上挡板、所述第二上挡板均固定在所述上模座上,且各自分别在所述凸模的等距两侧;在所述下模座上与第一上挡板、第二上挡板相应处分别开设有第一挡板限位槽、第二挡板限位槽;第一上挡板上远离凸模的侧面与所述第一挡板限位槽的接触面为0.5度到3度的斜面,第二上挡板上远离凸模的侧面与所述第二挡板限位槽的接触面也为0.5度到3度的斜面。
3.如权利要求2所述的U形型钢弯曲成型装置,其特征在于,所述凸模上远离所述上模座的一端为中心前凸结构。
4.如权利要求3所述的U形型钢弯曲成型装置,其特征在于,所述凸模与所述上模座的固定处为上模座的底面中心。
5.一种U形型钢弯曲成型方法,其特征在于,包括:
将U形型钢放置在如权利要求4所述的U形型钢弯曲成型装置的工作面上;所述工作面为由所述第一旋转镶块和所述第二旋转镶块的呈平面状的面组成的平面;
对U形型钢的底面施加一个压力,使U形型钢的底面因工作面发生形变而弯曲成型。
6.如权利要求5所述的U形型钢弯曲成型方法,其特征在于,所述对U形型钢的底面施加一个压力,使U形型钢的底面因所述工作面发生形变而弯曲成型包括:
通过所述凸模朝由所述第一旋转镶块、所述第二旋转镶块的呈平面状的面组成的平面的方向垂直挤压U形型钢的底面;
在凸模的压力的作用下,U形型钢在第一旋转镶块、第二旋转镶块中间的凹槽处发生形变,从而实现弯曲成型。
7.如权利要求6所述的U形型钢弯曲成型方法,其特征在于,
在所述凸模的压力的作用下,所述第一旋转镶块在所述镶块安装槽中,沿圆弧面顺时针转动;所述第二旋转镶块在镶块安装槽中,沿圆弧面逆时针转动,从而在第一旋转镶块和第二旋转镶块的中间处形成凹槽。
8.如权利要求6所述的U形型钢弯曲成型方法,其特征在于,所述对U形型钢的底面施加一个压力,使U形型钢的底面因所述工作面发生形变而弯曲成型还包括:
当通过所述凸模朝由所述第一旋转镶块、所述第二旋转镶块的呈平面状的面组成的平面的方向垂直挤压U形型钢的底面时,第一上挡板会随着凸模的移动而挤压所述第一挡板限位槽,并产生朝向凸模的第一挤压力;第二上挡板会随着凸模的移动而挤压所述第二挡板限位槽,并产生朝向凸模的第二挤压力。
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