CN103260782B - 具有径向凸轮单元的弯曲模 - Google Patents

Abstract

一种具有第一弯曲表面（124）和第二弯曲表面（136）的弯曲模，所述第二弯曲表面可相对于所述第一弯曲表面（124）发生旋转。所述第二弯曲表面（136）在弯曲操作期间相对于所述第一弯曲表面（124）发生旋转。所述第一弯曲表面（136）在所述弯曲操作期间可与工件（10）相接合以使所述工件（10）的第一部分（24）发生弯曲。所述第二弯曲表面（136）在所述弯曲操作期间可与所述工件（10）相接合以使所述工件（10）的第二部分（26）发生弯曲。所述工件（10）的所述第一部分（24）以及所述工件（10）的所述第二部分（26）设置在由所述弯曲操作形成的弯曲线（22）的第一侧上。

Description

具有径向凸轮单元的弯曲模

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2010年12月2日提交的第61/418,939号美国临时专利申请案的优先权。

技术领域

本发明涉及金属板料弯曲（sheet metal bending）领域，且更确切地说，本发明涉及用于使金属板料围绕圆角状外形形状发生弯曲的弯曲模。

背景技术

金属板料弯曲设备是众所周知的。通常，金属板料弯曲模通过将工件支撑在两个可相对移动的模部分之间来进行运作。例如，工件可以固持在相对于模的非移动背衬部分固定的位置，而模的砧部分则移动到与工件相接触，从而使工件的一部分绕着弯曲线发生弯曲。

虽然这类弯曲操作在应用于平坦工件时是很简单的，但是当工件在弯曲操作之前已具有异形形状时，操作的复杂度大大增加。在这种情况下，弯曲线本身就是异形的，因此在进行弯曲时必须要考虑到弯曲线的外形。用于在异形弯曲线处使工件发生弯曲的一种典型的途径涉及到提供两个或多个砧部分，这些砧部分可相对模的固定背衬部分发生移动。这些砧部分通常经配置以使得每个砧部分均能沿着其自身的作用线发生移动，所述作用线大体垂直于工件的外形。当这两个或多个砧部分在弯曲操作的过程期间第一次接触到工件时，这两个砧部分之间通常会在砧部分接触到工件的位置处存在一个间隙。这可能会导致成品工件中存在一些不一致情况或质量问题。此外，当外形包括圆角形状时，负责使半径范围内的那段发生弯曲的砧部分的作用线不一定垂直于整个圆角部分移动。

发明内容

本文公开了多种弯曲模。在一个实例中，一种弯曲模具有第一弯曲表面和第二弯曲表面，所述第二弯曲表面可相对于所述第一弯曲表面发生旋转。所述第二弯曲表面在弯曲操作期间相对于所述第一弯曲表面发生旋转。所述第一弯曲表面在弯曲操作期间可与工件相接合以使所述工件的第一部分发生弯曲。所述第二弯曲表面在弯曲操作期间可与所述工件相接合以使所述工件的第二部分发生弯曲。所述工件的第一部分以及所述工件的第二部分设置在由弯曲操作形成的弯曲线的第一侧上。

在另一个实例中，一种弯曲模包括主体。第一弯曲表面在所述主体上界定。所述弯曲模还包括凸轮单元，所述凸轮单元以可旋转方式安装到所述主体以便能在第一位置与第二位置之间进行旋转。第二弯曲表面在所述凸轮单元上界定。当所述凸轮单元处于所述第一位置时，所述第一弯曲表面与所述第二弯曲表面彼此相邻定位从而构成一个大体连续的弯曲表面。所述弯曲模还包括驱动器。响应于所述驱动器与所述凸轮单元相接合，所述凸轮单元在弯曲操作期间相对于所述主体从所述第一位置旋转到所述第二位置。

在另一个实例中，一种弯曲模包括主体。第一弯曲表面在所述主体上界定。凸轮单元以可旋转方式安装到所述主体以便能在第一位置与第二位置之间进行旋转。第二弯曲表面在所述凸轮单元上界定。当所述凸轮单元处于所述第一位置时，所述第一弯曲表面与所述第二弯曲表面彼此相邻定位从而构成一个大体连续的弯曲表面。所述弯曲模进一步包括背衬模用以在弯曲操作期间支撑工件的至少一部分。所述第一弯曲表面在弯曲操作期间可与所述工件相接合以使所述工件的第一部分发生弯曲，并且所述第二弯曲表面在所述弯曲操作期间可与所述工件相接合以使所述工件的第二部分发生弯曲。所述凸轮单元在弯曲操作期间从所述第一位置移动到所述第二位置。

附图说明

本说明书将参阅附图进行说明，其中多幅附图中的类似参考数字指代类似的部分，在附图中：

图1为示出了具有异形弯曲线的工件的一个实例的透视图；

图2为图1的工件的侧视图；

图3为示出了弯曲模的右侧透视图；

图4为示出了弯曲模的左侧透视图；

图5为示出了弯曲模的砧的分解图；

图6为示出了弯曲模的右侧视图；

图7为示出了弯曲模的左侧视图；

图8为示出了弯曲模的凸轮单元的透视图；

图9为示出了弯曲模的驱动器的截面图；

图10A为示出了在弯曲操作之前相对于工件进行定位的弯曲模的前视图；

图10B为示出了在弯曲操作之前相对于工件进行定位的弯曲模的侧视图；

图11A为示出了在弯曲操作之后相对于工件进行定位的弯曲模的前视图；以及

图11B为示出了在弯曲操作之后弯曲模相对工件的位置的侧视图。

具体实施方式

图1至图2示出了工件10的一个实例，所述工件可以使用弯曲模100（图3、图4、图6和图7）生产出。工件10可以是由金属板料制造出的薄壁部件。工件10包括主体部分12和凸缘部分14。主体部分12具有异形形状，包括第一部分16、第二部分18和圆角部分20。第一部分16和第二部分18各为大体平坦的，但是相对于彼此以某个角度延伸。圆角部分20通过在第一部分16与第二部分18之间提供出圆角外形而与第一部分16和第二部分18互连。

主体部分12与凸缘部分14相交于异形弯曲线22处。异形弯曲线22沿着主体部分12连续地延伸，包括沿着第一部分16、圆角部分20和第二部分18连续地延伸。凸缘14包括第一部分24和第二部分26，其中第一部分24与主体部分12的第一部分16相邻接，第二部分26则是与主体部分12的第二部分18相邻接。凸缘14的第一部分24和第二部分26设置在异形弯曲线22的同一侧上。凸缘14的第一部分24和第二部分26相交于凹口28处，所述凹口可被设置成邻接于主体12的圆角部分20从而方便了形成凸缘14的弯曲操作。在弯曲操作之前，主体部分12的第一部分16和第二部分18与凸缘14的第一部分24和第二部分26大体是共面的。

通过弯曲操作在异型弯曲线22处构成一个弯角。通过弯曲操作在异形弯曲线22处构成的弯角可以为任何所需的几何形状。例如，可以通过弯曲操作在异形弯曲线22处构成90°的弯角。

在本文中示出和描述工件10是为了便于理解本发明。工件10的特定几何形状并不是关键的，并且弯曲模100（图3、图4、图6和图7）可以用来形成具有其他几何形状的工件。特别期待的是，弯曲模100可以用来形成某些工件上沿着异形弯曲线的凸缘部分，其中这些工件具有的几何形状不同于相对于工件10所示的那些形状。

如图3至图4所示的弯曲模100经配置以形成工件10的凸缘14（图1至图2）。应了解，所图示的实例中的弯曲模100的几何形状对应于工件10。然而，可以为弯曲模100提供其他几何形状以适应以不同方式配置的工件。确切地说，弯曲模100可以经配置以沿着任何所选几何形状的圆角弯曲线形成任何所选几何形状的凸缘部分。

弯曲模100包括砧102和驱动器104。砧102或驱动器104中的至少一者经安装以用于进行移动，例如，在压力机或致动器上移动。在弯曲操作期间，砧102与驱动器104相对彼此移动。在此相对运动的作用下，在异形弯曲线22处形成了弯角。

在一个实例中，砧102经安装以便能相对于驱动器104发生移动。砧102可以由例如液压机等线性致动器（图3至图4中未图示）所支撑，所述致动器在单个方向上沿着单个作用线来移动砧102，使其与驱动器104相接合和脱离接合。在此实例中，驱动器104可以设置在固定位置，这样驱动器104总体上不会响应于砧102与驱动器104的相接合而发生移动。

在另一个实例中，砧102可以设置在固定位置，这样它总体上便不会发生移动。在此实例中，驱动器104可以由例如液压机等线性致动器（图3至图4中未图示）所支撑，所述致动器在单个方向上沿着单个作用线来移动驱动器104，使其与砧104相接合和脱离接合。

在这两个实例中，驱动器104可以接合砧102以致动凸轮单元106的旋转移动，所述凸轮单元由砧102以可旋转方式支撑。确切地说，凸轮单元106的旋转移动可以通过使驱动器104的至少一部分与凸轮单元106相接合来致动。

在此图示实例中，砧102垂直地移动。然而，应理解，可以使用任何定向。确切地说，弯曲模100可以经配置以使得砧102或驱动器104中的至少一者经安装能在任何方向上移动，例如，水平地、垂直地或以任何所需角度移动。

如在图5中清楚地看出，砧102可以包括主体部分108、盖部分110和凸轮单元106。砧102可以进一步包括安装部分111用于将砧102连接到压力机或致动器。在此图示实例中，凸轮单元106安装在主体部分108与盖部分110之间。更确切地说，凸轮单元106设置在由砧102的主体部分108界定的内部空腔112内。内部空腔112朝向盖部分110，这样凸轮单元106可以安装在主体部分108的内部空腔112内并且在随后将盖部分110相对于主体部分108进行组装时会被保持在此处，从而使得凸轮单元106被设置在主体部分108与盖部分110之间。因此，凸轮单元106以可旋转方式安装到主体部分108以便能至少在第一位置与第二位置之间进行旋转。可以利用其他配置来安装凸轮单元106，以使其能相对于主体部分108发生旋转。

凸轮单元106经安装以便相对于至少部分的砧102发生旋转，例如，该砧的主体部分108和盖部分110。凸轮单元106可以在第一位置或脱离接合位置与第二位置或接合位置之间移动，本文将对此进行详细解释。脱离接合位置与接合位置可以限定凸轮单元106所能行进的旋转极限值。

切口114与砧102的盖部分110相对，并且可以在主体部分108中形成以使得凸轮单元106的一部分可以侧向延伸到内部空腔112的外面，如在图6中清楚地看出。并且，内部空腔112在朝向驱动器104的区域中是打开的，这样，凸轮单元106的一部分会延伸到内部空腔112的外面以便与驱动器104相接合。

然而，为将凸轮单元106保持在内部空腔112内，内部空腔112的外周可延伸经过一个大于180°的弧，这样，主体部分108与凸轮单元106之间的干涉会将凸轮单元106保持在内部空腔112内。这种配置不需要用于相对于主体部分108和盖部分110来支撑凸轮单元106的轮轴或其他结构。然而，轮轴或其他支撑结构（未图示）可以提供用来相对于砧102的主体部分108和盖部分110来保持和以可旋转方式支撑凸轮单元106。在此配置中，无需用干涉配合来相对于主体部分108保持凸轮单元106。

偏置元件118可以可操作地连接到凸轮单元106，用于将凸轮单元106朝向其脱离接合位置进行偏置，如在图7中清楚地看出。在一个实例中，盖部分110可以包括开口116，所述开口沿侧向延伸并在与盖部分110的外周间隔开的位置处穿过盖部分110。开口116提供了某个区域使得偏置元件118可以安装于其中。偏置元件118的第一部分设置在相对于砧102固定的位置，例如，通过将所述第一部分与砧102的主体部分108或盖部分110中的一者连接或接合来实现此设置。偏置元件118的第二部分连接到凸轮单元106，例如，由连接器119a以及销119b来连接。在此图示实例中，偏置元件118是气压缸，它通过阻止活塞杆缩回到气缸中来施加偏置力。可以将其他结构用作偏置元件118，例如，金属丝弹簧、弹性材料，或能够施加偏置力的其他结构，无论是拉伸、压缩、扭转还是其他方式。

第一弯曲表面124与内部空腔112相对并且在砧102的主体部分108上界定。第一弯曲表面124可以为大体平坦的，并且在弯曲操作期间可与工件10相接合。第一弯曲表面124可以在砧102的主体部分108的边或角处界定。在一个实例中，第一弯曲表面124在主体部分108的外表面125a与主体部分108的下表面125b相交的边处界定。第一弯曲表面124可以为圆角状的，这样有助于工件发生弯曲而不会裂开。

如图8所示，凸轮单元106可以包括支撑部分128和凸轮部分130。支撑部分128适于接纳在主体部分108的内部空腔112内。支撑部分128具有弧形外周表面132，该表面具有大体圆形形状。然而，在此图示实例中，弧形外周表面132并不会构成一个完整的圆。而是，弧形外周表面132沿着大约270°的弧从第一表面134延伸到第二表面137，其中所述第一表面在凸轮单元106的支撑部分128上形成用以与驱动器104相接合，所述第二表面在凸轮单元106的支撑部分128上形成且其邻接于在凸轮部分130上界定的第二弯曲表面136。第二弯曲表面136用于形成工件10的凸缘14的一部分，例如，凸缘14的第二部分26。

凸轮单元106的凸轮部分130可以从凸轮单元106的支撑部分128沿侧向向外延伸。凸轮部分130和支撑部分128可以作为单独的零件形成，然后再例如通过紧固件138来形成到一起，或者这两部分可以作为整体结构形成。

凸轮部分130经配置以接纳在切口114和砧102的主体部分108内，以便能相对于砧102的主体部分108进行旋转。在此方面，第一限制表面140可以设置在凸轮部分130上用以与切口114的外周上的第二限制表面142相接合，所述第二限制表面在主体部分108上界定。第一限制表面140与第二限制表面142的接合设定了凸轮单元106相对于主体部分108所能行进的极限值，并且这种接合限定了凸轮单元106的脱离接合位置。偏置元件118对凸轮单元106朝向此行进极限值进行偏置，这样，在不施加外力来克服由偏置元件118施加的偏置力的情况下，偏置元件118便会使第一限制表面140与第二限制表面142相接合。可或者提供其他特征来限定凸轮单元106径向行进的极限值。

如图9所示，为在弯曲操作期间使凸轮单元106从脱离接合位置旋转到接合位置，驱动器104包括了接合部件144。接合部件144可以包括大体平坦的表面145，该表面适于接合凸轮单元106的接合表面134。接合部件144还包括弧形外周表面146。可以为接合部件144提供其他配置，例如，辊。

接合部件144可以由托架147支撑。托架147包括弧形凹处148，接合部件144接纳于此凹处中。弧形凹处148与接合部件144的弧形外周表面146形状互补。这使得接合部件144可以相对于托架147发生枢转。因此，当接合部件144的大体平坦的表面145接触到凸轮单元106的接合表面134时，接合部件144可以枢转，从而使得大体平坦的表面145相对于凸轮单元106的接合表面134维持共面关系。确切地说，由托架147支撑的接合部件144绕着与凸轮单元106的旋转轴大体对齐的轴进行枢转。

为使得可以调整接合部件144的位置，托架147可以设置在驱动器104的滑动座架152的倾斜表面150上。滑动座架152允许相对于砧102来调整接合部件144和托架147的纵向位置，同时滑动座架152和上面设置有滑动座架152的底座154相对于砧102仍保持在固定位置。在一个实例中，纵向调整是通过旋转设置在孔153内的螺纹紧固件151来执行的，所述孔穿过滑动座架152形成且邻接于倾斜表面150。螺纹紧固件151可螺纹连接到在托架147中形成的螺纹孔149。通过旋转螺纹紧固件151，使螺纹紧固件151与螺纹孔149之间的螺纹连接前进或缩回，由此使托架147沿着倾斜表面150前进或缩回。在此调整期间，接合部件144沿着滑动座架152的倾斜表面150行进，所述接合部件在其相对于底座在纵向方向上移动时会被抬高或降低。使接合部件145的位置相对于砧102前进或缩回的结果是，接合部件144与凸轮单元106的旋转轴之间的距离发生变化。这会改变凸轮单元106响应于被驱动通过给定长度的线性冲程而发生旋转的程度，所述驱动是因为凸轮单元106与接合部件144相接合而发生。

如图10A至图10B所示，在使用中，工件10可以支撑在背衬模160上。背衬模160将工件10固持在固定位置，并且其所具有的几何配置类似于工件10在弯曲操作之后的最终形状的几何配置。背衬模160和驱动器104均可被固定到底座表面162或其他非移动单个物体或多个物体上，这样，背衬模160和驱动器104便被设置在相对彼此固定的位置中。砧102可以被支撑以便进行向上和向下移动，例如，在线性致动器164上移动。或者，砧102可以是固定的，而背衬模106和驱动器104可以经安装以便进行移动。接合结构，例如上固持器161，可以与背衬模160相对着定位，用于维持工件10与背衬模160稳固接合。上固持器161可以安装到线性致动器164、上模（未图示）或其他结构上，并且可以通过弹性构件（例如，弹簧）安装到这些结构上。

最先，工件10的主体12是由背衬模160来支撑，而工件10中将变为凸缘14的区域并不由背衬模160来支撑，并且弯曲线22设置在位于背衬模160与砧102之间的弯曲平面166内。此时，工件10中将变为凸缘14的区域定位成邻接于第一弯曲表面124和第二弯曲表面136，并且该区域与这两个表面隔开的距离足以使工件10可以定位在背衬模160上，而不受到弯曲模100的干扰。

在弯曲操作之前，砧102，包括主体108和凸轮单元106上的第一弯曲表面124和第二弯曲表面136，均设置在工件10的第一侧上。背衬模160与砧102相对着设置在工件10的第二侧上。驱动器104也可以设置在工件10的第二侧上。

就在弯曲操作之前，弯曲模100或者与驱动器104相隔开，或者相对于驱动器104进行定位，以使得凸轮单元106不会发生旋转，无论这两个元件之间是否发生接触。因此，凸轮单元106处于其脱离接合位置，其中凸轮单元106上的第一限制表面140在拉力弹簧118的影响下与砧102的主体部分108上的第二限制表面142相接合。此时，第一弯曲表面124与第二弯曲表面136相对于彼此定位使得第一弯曲表面124和第二弯曲表面136构成了一个连续的弯曲表面。由第一弯曲表面124与第二弯曲表面136共同构成的这个连续的表面在形状上与工件10的主体部分12在异形弯曲线22处的异形形状互补。因此，一旦第一弯曲表面124和第二弯曲表面136与工件10开始接触，那么第一弯曲表面124与第二弯曲表面136之间便不存在较大的间隙。

如图10A至图10B所示，通过使用线性致动器164朝向驱动器104移动弯曲模100的砧102，弯曲操作继续进行。随着砧102朝向驱动器104移动，第一弯曲表面124和第二弯曲表面136开始与工件10接合。因此，工件10中与第一弯曲表面124和第二弯曲表面136相接合的区域将会开始弯曲。

在砧102朝向驱动器104的此运动期间，凸轮单元106的接合表面134开始与驱动器104的接合部件144接合。这会致使凸轮单元106发生旋转，因为强加在凸轮单元106上的所得旋转力大于由拉力弹簧118所施加的偏置力。第一弯曲表面124与工件10的接合使得凸缘14的第一部分24变弯曲。第二弯曲表面136与工件10的接合使得凸缘14的第二部分26变弯曲。因此，砧102的第一弯曲表面124的线性运动形成了凸缘14的第一部分24，而第二弯曲表面136的旋转移动形成了凸缘14的第二部分26。在此方面，应注意，凸轮单元106和弯曲表面136的尺寸和范围经选择以使得凸轮单元106上的第二弯曲表面136延伸穿过工件10的主体部分12的整个圆角部分20，因此提高了用于圆角部分20的区域中的弯角的质量。

Claims (14)

1.一种弯曲模，其包括：

第一弯曲表面；以及

可相对于所述第一弯曲表面发生旋转的第二弯曲表面，其中在弯曲操作之前，所述第一弯曲表面与所述第二弯曲表面彼此相邻定位从而构成一个基本上连续的弯曲表面，所述基本上连续的弯曲表面具有与工件的已存在的异形形状互补的异形形状，所述第二弯曲表面在所述弯曲操作期间相对于所述第一弯曲表面发生旋转，所述第一弯曲表面在所述弯曲操作期间可与所述工件相接合以使所述工件的第一部分发生弯曲从而限定凸缘的第一部分，所述第二弯曲表面在所述弯曲操作期间可与所述工件相接合以使所述工件的第二部分发生弯曲从而限定所述凸缘的第二部分，且所述凸缘的所述第一部分和所述凸缘的所述第二部分均沿着通过所述弯曲操作形成的异形弯曲线延伸且与所述异形弯曲线相邻近，并且所述工件的所述第一部分以及所述工件的所述第二部分设置在由所述弯曲操作形成的所述异形弯曲线的第一侧上。

2.根据权利要求1所述的弯曲模，其中所述第二弯曲表面的至少一部分大体上为弧形的。

3.根据权利要求1所述的弯曲模，其中所述第二弯曲表面可相对于所述第一弯曲表面在第一位置与第二位置之间旋转。

4.根据权利要求3所述的弯曲模，其中当所述第二弯曲表面处于所述第一位置时，所述第一弯曲表面与所述第二弯曲表面彼此相邻定位从而构成一个大体连续的弯曲表面。

5.根据权利要求3所述的弯曲模，其中所述第二弯曲表面在所述弯曲操作期间从所述第一位置移动到所述第二位置。

6.根据权利要求3所述的弯曲模，其进一步包括：

偏置元件，其用于使所述第二弯曲表面朝向所述第一位置的偏置移动。

7.根据权利要求1所述的弯曲模，其中在所述弯曲操作之前，所述第一弯曲表面和所述第二弯曲表面定位在所述工件的第一侧处。

8.根据权利要求7所述的弯曲模，其进一步包括：

背衬模，其中所述背衬模定位在所述工件的第二侧处用以在所述弯曲操作期间支撑所述工件的至少一部分。

9.根据权利要求1所述的弯曲模，其进一步包括：

凸轮单元，其中所述第二弯曲表面界定于所述凸轮单元上；以及

驱动器，其中所述驱动器定位在所述工件的第二侧处，响应于所述驱动器与所述凸轮单元相接合，所述第二弯曲表面在所述弯曲操作期间相对于所述第一弯曲表面发生旋转。

10.根据权利要求1所述的弯曲模，其进一步包括：

主体，其中所述第一弯曲表面界定于所述主体上；以及

凸轮单元，其中所述第二弯曲表面界定于所述凸轮单元上，并且所述凸轮单元以可旋转方式安装到所述主体以便能在第一位置与第二位置之间进行旋转。

11.根据权利要求10所述的弯曲模，其进一步包括：

背衬模，其用于在所述弯曲操作期间支撑所述工件的至少一部分，其中在所述弯曲操作期间所述背衬模设置在固定位置并且所述主体相对于所述背衬模发生移动。

12.根据权利要求10所述的弯曲模，其进一步包括：

背衬模，其用于在所述弯曲操作期间支撑所述工件的至少一部分，其中在所述弯曲操作期间所述主体设置在固定位置并且所述弯曲模相对于所述背衬模发生移动。

13.根据权利要求10所述的弯曲模，其进一步包括：

驱动器，其中所述主体经安装以在所述弯曲操作期间朝向所述驱动器作线性运动，并且响应于所述驱动器与所述凸轮单元相接合，所述第二弯曲表面相对于所述第一弯曲表面从所述第一位置旋转到所述第二位置。

14.根据权利要求13所述的弯曲模，其进一步包括：

背衬模，其中所述背衬模在所述弯曲操作期间定位在所述工件的第二侧处用以支撑所述工件的至少一部分，所述主体在所述弯曲操作之前定位在所述工件的第一侧处，并且所述凸轮单元在所述弯曲操作之前定位在所述工件的第一侧处。