CN104001780B - 起重臂成型装置和起重臂成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起重臂成型装置和起重臂成型方法。起重臂成型装置包括：模具组件，其至少包括相对设置的第一模具和第二模具，所述第一模具用于支撑臂板；驱动装置，用于驱动所述第二模具压向所述第一模具；施压装置，用于对所述臂板沿其回弹的反方向施压。采用本发明提供的成型装置加工起重臂只需进行一次施压和一次防回弹预压即可，操作简便，成型效率高。此外，对于同一批次的臂板，通过设定相同的驱动力和压力，即可获得截面尺寸的一致性高的起重臂。最后，由于是模压成型，因此成型过程中不易形成折痕，有助于保持起重臂的力学性能均一性。

Description

起重臂成型装置和起重臂成型方法

技术领域

本发明涉及起重臂领域，特别涉及一种起重臂成型装置和起重臂成型方法。

背景技术

起重机是一种用于起升输送物料的机具，被广泛应用于建筑工地、港口码头、油田、铁路、仓库、风电等工况下的起重作业和吊装作业。近年来，随着工程建设脚步的加快，起重机在诸多行业内发挥的作用也越来越大，对起重机性能的改进也越来越受到人们的重视。

起重机主要由上车起重部分和下车底盘部分组成。其中，上车起重部分由起重臂、电气系统、液压系统、操作系统和转台五大部分组成。起重臂是起重机的核心部件，是吊载作业最重要的承重结构件。起重臂由臂板加工成型，该步骤是起重臂制造的一道非常关键的工序，对起重臂的力学性能具有重要影响。

由于臂板具有长度长、成型回弹难于控制以及强度高等特点，因此现在的起重臂成型通常是利用弯折机进行多道完成成型。但是，该成型方法具有成型效率低的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种操作简便，起重臂成型效率高的起重臂成型装置和起重臂成型方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种起重臂成型装置，包括：

模具组件，其至少包括相对设置的第一模具和第二模具，所述第一模具用于支撑臂板；

驱动装置，用于驱动所述第二模具压向所述第一模具；

施压装置，用于对所述臂板沿其回弹的反方向施压；

所述第一模具包括模具底座；

所述施压装置包括：对称设置于所述模具底座两侧的第一侧压底座和第二侧压底座；以及分别设置于所述第一侧压底座和第二侧压底座上的第一侧压油缸和第二侧压油缸，所述第一侧压油缸和第二侧压油缸相对设置，所述第一侧压油缸的自由端设置有第一侧压块，所述第二侧压油缸的自由端设置有第二侧压块；

所述第一侧压底座和第二侧压底座均设置有阶梯槽和压板；所述第一侧压块和第二侧压块底部均设置有T型块；

所述阶梯槽包括第一槽部和第二槽部，所述第一槽部的开口大于所述第二槽部；所述T型块包括底部和凸设于所述底部的凸起部，所述凸起部与相应的侧压块相连；所述底部与所述第二槽部相适配；所述压板设置于所述凸起部与所述第一槽部之间。

进一步地，所述起重臂为具有圆弧面段的起重臂；所述第二模具包括：连接杆和模具主体；所述连接杆的第一端与所述驱动装置相连，第二端与所述模具主体相连，所述第一端的半径大于所述第二端；所述模具主体与所述第一模具相对的面为圆弧面。

进一步地，所述模具底座上设置有凸起键；

压紧机构组件，设置于所述模具底座上，包括对称设置于所述凸起键两侧的第一压紧机构和第二压紧机构；所述第一压紧机构和第二压紧机构之间形成成型腔；

模具开口调整垫片，对称的设置于所述第一压紧机构和凸起键，以及第二压紧机构和凸起键之间。

进一步地，所述第一压紧机构包括：第一油缸和设置于所述第一油缸自由端的第一滑座；所述第二压紧机构包括：第二油缸，设置于所述第二油缸自由端的第二滑座；所述第一滑座和第二滑座之间形成所述成型腔。

另一方面，本发明还提供一种起重臂成型方法，包括如下步骤：

S1)、将臂板置于模具内进行模压成型，得到第一中间起重臂；

S2)、对所述第一中间起重臂沿其回弹的反方向进行施压，得到第二中间起重臂；

S3)、去除压力，静置，得到起重臂；

所述起重臂为U型起重臂，所述成型方法具体包括如下步骤：

S11)、将臂板置于第一模具表面，驱动设置有圆弧面的第二模具将所述臂板压入第一模具的成型腔内，使臂板部分与第二模具的圆弧面相贴合，得到第一中间起重臂；所述第一中间起重臂包括圆弧板，以及与所述圆弧板相连的、向外侧倾斜的侧板；

S21)、对所述第一中间起重臂的侧板向其竖直中心线方向施压，得到第二中间起重臂，所述第二中间起重臂包括圆弧板，以及与所述圆弧板相连的、向内侧倾斜的侧板；

S31)、去除压力，静置，得到U型起重臂。

进一步地，所述步骤S11中对所述第二模具施加的驱动力大小为400吨力～600吨力，时间为80秒～120秒。

进一步地，所述步骤S21中施加的压力大小为100吨力～200吨力，时间为8秒～12秒。

本发明提供一种起重臂成型装置，该成型装置包括模具组件、驱动装置和施压装置。其中，驱动装置用于提供将置于模具组件中的臂板进行模压成型的驱动力，施压装置用于对模压成型后的臂板进行防回弹预压，进而得到预期形状的起重臂。相对于现有技术，采用本发明提供的成型装置加工起重臂只需进行一次施压和一次防回弹预压即可，操作简便，成型效率高。此外，对于同一批次的臂板，通过设定相同的驱动力和压力，即可获得截面尺寸的一致性高的起重臂。最后，由于是模压成型，因此成型过程中不易形成折痕，有助于保持起重臂的力学性能均一性。

本实施提供的起重臂成型方法采用该方法只需进行一次模压，一次防回弹预压后静置即可，操作简便，有助于提高起重臂的成型效率。此外，对于同一批次的臂板，通过设定相同的驱动力和压力，即可获得截面尺寸的一致性高的起重臂。最后，由于主要是模压成型，因此成型过程中不易形成折痕，有助于保持成型后的起重臂的力学性能均一性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的起重臂成型装置的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的起重臂成型装置的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的起重臂成型装置中侧压底座和侧压块的拆分示意图；

图4为本发明实施例二提供的起重臂成型装置中侧压底座和侧压块的组装后的示意图；

图5为本发明实施例中第一中间起重臂的结构示意图；

图6为本发明实施例中第二中间起重臂的结构示意图；

图7为本发明实施例中U型起重臂的结构示意图。

附图标记说明：

1驱动装置2施压装置

31第一模具32第二模具

4臂板

211第一侧压底座221第二侧压底座

212第一侧压油缸222第二侧压油缸

213第一侧压块223第二侧压块

23阶梯槽231第一槽部

232第二槽部

24压板25T型块

251底部252凸起部

2a施压面

311第一压紧机构312第二压紧机构

3111第一油缸3121第二油缸

3112第一滑座3122第二滑座

313模具底座313a凸起键

314模具开口调整垫片31a成型腔

321连接杆322模具主体

32a圆弧面

51支撑底座52支架

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图，对本发明的各优选实施例作进一步说明：

本发明实施例一提供一种起重臂成型装置，请参见图1，该成型装置包括：

模具组件，其至少包括相对设置的第一模具31和第二模具32；其中，第一模31具用于支撑臂板4；

驱动装置1，用于驱动第二模具32压向第一模具31；

施压装置2，用于对臂板4沿其回弹的反方向施压。

为了克服现有技术中起重臂成型的效率低的问题，本申请的发明人考虑采用模压法成型，同时综合考虑臂板成型后回弹的问题，提供上述结构的起重臂成型装置。具体而言，该装置为一种适用于臂板的模压成型装置，该装置包括有模具组件，驱动装置1以及施压装置2。其中，模具组件至少包括相对设置的第一模具31和第二模具32，第一模具31用来支撑臂板4，第二模具32在驱动装置1的动力作用下压向第一模具31，模压过程中第二模具32对位于第一模具31上的臂板4施压，使臂板4在压力作用下形变为第一中间起重臂。

臂板4在模具组件作用下形成第一中间起重臂后，该臂板4会在自身回弹力的作用下发生回弹，造成最终形成的起重臂形状与预期形状不符的情况。由此，本实施例提供的成型装置中的施压装置2的作用在于：对臂板4沿其回弹的反方向施压，使臂板4沿其回弹的反方向发生一定形变，再撤去压力后，虽会发生回弹，但回弹后最终形成的形状尽可能的与预定形状相符，即对第一中间起重臂进行防回弹预压，给与回弹空间，进而降低上述情况发生的概率。本领域技术人员可以根据第一中间起重臂的形状确定其回弹力的方向，进而据此对施压装置2的施压方向进行设置。上述驱动装置1可以采用油缸；施压装置2也可以采用油缸。

因此，采用本实施例提供的成型装置对臂板进行加工成型，只需进行一次模压，一次防回弹预压即可，操作简便，成型效率高。此外，对于同一批次的臂板，通过设定相同的驱动力和压力，即可获得截面尺寸的一致性高的起重臂。最后，由于是模压成型，因此成型过程中不易形成折痕，有利于提高最终形成的起重臂的力学性能的均一性。

本领域技术人员可以理解的是，通过选择不同形状的第一模具31和/或第二模具32可制备出不同构形的起重臂。在众多种形状的起重臂中，带有圆弧面段的起重臂，尤其是U型臂的加工工艺最为复杂，以十米左右的臂板为例，若采用现有的多道次弯折的方法，其成型需要约八至十道的弯折。但是采用本实施例提供的成型设备则可以有效缩短成型时间。由此，本实施例进一步以U型起重臂的成型装置为例对本实施例提供的成型装置做进一步说明。

请参见图2，该图示出了本发明实施例二提供的起重臂成型装置的结构，该装置适用于加工具有圆弧面段的起重臂，尤其是U型起重臂。为了实现起重臂的圆弧结构，该成型装置的第二模具32与臂板4相对的面为圆弧面32a；相应的，第一模具31设置有成型腔31a。本领域技术人员可以理解上述圆弧面32a应为向外凸起的圆弧面。第二模具32在驱动装置1的作用下，与设置于第一模具31上的臂板4相接触，进一步还将臂板4压入第一模具31的成型腔31a内，压入过程中，臂板4逐渐与第二模具32的圆弧面32a相贴合，由此，臂板4部分形成圆弧板，臂板4未形成圆弧板的两个侧板会在回弹力的作用下向外侧倾斜，形成第一中间起重臂(如图5所示)。

第二模具32将臂板4压入第一模具31后使用施压装置2对上述第一中间起重臂倾斜的侧板施加向内侧的方向的压力，使侧板向内侧倾斜，得到第二中间起重臂(如图6所示)，而后撤去外力，侧板发生回弹，回弹后的侧板形成U型臂的两个平行布置的侧板(如图7所示)。因此，采用本实施例提供的成型装置加工U型起重臂只需进行一次施压和一次防回弹预压后静置即得，操作简便，有助于提高起重臂的加工效率。

为了防止驱动装置1尺寸过大，难以进入成型腔31a造成第二模具32与臂板4不完全贴合，上述第二模具32可以包括：连接杆321和模具主体322；连接杆321的第一端与驱动装置1相连，第二端与模具主体322相连，第一端的半径大于第二端；模具主体322与第一模具31相对的面为圆弧面32a，更具体而言，上述圆弧面32a可以与第一模具31的成型腔31a相对设置。

对于第一模具31和第二模具32的设置位置，二者相对即可，可以沿竖直方向相对设置，当然也可以沿水平方向相对设置。但为了便于设置施压装置2，同时考虑到便于操作人员观察模压过程中臂板4的变形情况，上述第一模具31和第二模具32优选沿竖直方向相对设置，具体而言：第一模具31位于第二模具32的下方。

上述第一模具31设置有成型腔31a，对于该成型腔31a的形状本领域技术人员可以根据第二模具32的形状以及预期起重臂的形状进行选择。以对U型起重臂的加工成型为例，上述成型腔31a为容积大于上述第二模具32圆弧段32a体积的矩形槽即可。进一步的，为了使该第一模具31能够适用于多种第二模具32，上述第一模具31的成型腔31a的容积优选可调。为了实现这一功能，第一模具31可以包括：

模具底座313，该模具底座313上设置有凸起键313a；

压紧机构组件，设置于模具底座313上，包括对称设置于凸起键313a两侧的第一压紧机构311和第二压紧机构312；第一压紧机构311和第二压紧机构312之间形成成型腔31a；

模具开口调整垫片314，对称的设置于第一压紧机构311和凸起键313a，以及第二压紧机构312和凸起键313a之间。

上述第一压紧机构311和第二压紧机构312用于压紧凸起键313a及模具开口调整垫片314，由此在两个压紧机构之间形成成型腔31a。凸起键313a起到中心定位的作用，通过在凸起键313a与第一压紧机构311，以及凸起键313a与第二压紧机构312之间设置相同长度的模具开口调整垫片314可实现第一压紧机构311和第二压紧机构312的对称性。通过调整模具开口调整垫片314的长度可实现成型腔31a容积的大小。

第一压紧机构311又进一步可以包括：第一油缸3111，和设置于第一油缸3111自由端的第一滑座3112；第二压紧机构312包括：第二油缸3121，设置于第二油缸3121自由端的第二滑座3122；第一滑座3112和第二滑座3122之间形成成型腔31a。

为了对第一中间起重臂的两个侧板均能进行防回弹预压，上述施压装置2的个数可以为两个，分别位于第一模具31沿水平方向的两侧。具体而言，施压装置2可以包括：对称设置于模具底座313两侧的第一侧压底座211和第二侧压底座221；以及分别设置于第一侧压底座211和第二侧压底座221上的第一侧压油缸212和第二侧压油缸222，第一侧压油缸212和第二侧压油缸222相对设置；第一侧压油缸212的自由端设置有第一侧压块213，第二侧压油缸222的自由端设置有第二侧压块223。

第一侧压油缸212和第二侧压油缸222伸出，同时推动第一侧压块213和第二侧压块223向U型臂中心向方向移动，进而对第一中间起重臂两个侧板向回弹的反方向施压。第一侧压底座211和第二侧压底座221分别用于支撑第一侧压油缸212和第一侧压块213，以及第二侧压油缸222和第二侧压块223。同时，可将第一侧压油缸212的固定端安装于第一侧压底座211，第二侧压油缸222的固定端安装于第二侧压底座221，由此第一侧压底座211和第二侧压底座221还起到固定侧压油缸的作用。进一步的，还可以将第一油缸3111和第二油缸3121的固定端分别安装于第二侧压底座221和第一侧压底座211，由此第一侧压底座211和第二侧压底座221还起由起到固定第一模具31的油缸的作用。

进一步的，请参见图3和图4，上述第一侧压底座211和第二侧压底座221均设置有阶梯槽23和压板24；第一侧压块213和第二侧压块223底部均设置有T型块25；

阶梯槽23包括第一槽部231和第二槽部232，第一槽部231的开口大于第二槽部232；T型块25包括底部251和凸设于底部251的凸起部252，凸起部252与相应的侧压块相连(图3和图4以第一侧压底座211和第一侧压滑块213为例)；底部251与第二槽部232相适配，压板24设置于凸起部252与第一槽部231之间。

上述T型块25可以与侧压块通过螺钉连接，由此当T型块25使用一段时间发生磨损后便于更换。侧压底座上的阶梯槽23形成侧压块和T型块25的滑动轨道。压板24用于填补T型块25和阶梯槽23之间的空隙。本领域技术人员可以理解，压板24应为至少为两个，分别布置于T型块25的凸起部252的两侧。安装时，首先将侧压块底部的T型块25置于阶梯槽23内，此时T型块25的底部251位于阶梯槽23的第二槽部232内，再将压板24安装于T型块25的凸起部252与阶梯槽23的第一槽部231之间，而后侧压块的运动轨迹便由阶梯槽23限制。为了保证第一侧压底座211和第二侧压底座221在挤压工件时始终保持水平运动，上述阶梯槽23可以沿相应的侧压底座的长度方向布置。

更优选的，为了使第一中间臂板(如图5所示)在进行防回弹预压时两个侧板受力均匀，上述施压装置2的施压面2a为向外侧倾斜的斜面，具体而言为第一侧压块213和第二测压块223的施压面2a为外侧倾斜的斜面。由此与第一中间起重臂的侧板形状相匹配，使侧板上的各个点尽可能的都能与施压装置2的施压面2a相接触。

此外，为了便于设置上述第一模具31、第二模具32、驱动装置1和施压装置2，上述起重臂成型装置还优选包括支撑机构，该支撑机构包括：支撑底座51和支架52；支撑底座51用于支撑第一模具31、施压装置2和支架52；具体而言，上述模具底座313、第一侧压底座211和第二侧压底座221可以设置于该支撑底座51上。驱动装置1安装于上述支架52。

由上述内容可知，相对于现有技术，采用本发明实施例提供的成型装置加工起重臂只需进行一次施压和一次防回弹预压即可，操作简便，成型效率高。此外，对于同一批次的臂板，通过设定相同的驱动力和压力，即可获得截面尺寸的一致性高的起重臂。最后，由于是模压成型，因此成型过程中不易形成折痕，有助于保持起重臂的力学性能均一性。

本发明实施例二还提供一种起重臂成型方法，包括：

S1)、将臂板置于模具内进行模压成型，得到第一中间起重臂；

S2)、对所述第一中间起重臂沿其回弹的反方向进行施压，得到第二中间起重臂；

S3)、去除压力，静置，得到起重臂。

本实施例提供的起重臂成型方法是采用一次模压，一次防回弹预压后得到，操作简便。下面以U型起重臂的成型为进行进一步说明：

U型起重臂的成型方法具体包括如下步骤：

S11)、将臂板置于第一模具表面，驱动设置有圆弧面的第二模具将臂板压入第一模具的成型腔内，使臂板部分与第二模具的圆弧面相贴合，得到第一中间起重臂；第一中间起重臂的结构如图4所示，包括圆弧板，以及与圆弧板相连的、向外侧倾斜的侧板；

S21)、对第一中间起重臂的侧板向其竖直中心线方向施压，得到第二中间起重臂；第二中间起重臂的结构如图6所示，包括圆弧板，以及与所述圆弧板相连的、向内侧倾斜的侧板。

S31)、去除压力，静置，得到U型起重臂(图7)。

步骤S11和步骤S21中对臂板的作用力和作用时间对最终形成的起重臂形状有较大影响。具体而言，以常用的钢板臂板为例：

步骤S11中模压的压力和时间对于起重臂的圆弧面的形成有影响；为此，步骤S11施加的驱动力大小优选为400吨力～600吨力，时间优选为80秒～120秒。驱动力过小或时间过短容易造成起重臂圆弧过短，回弹严重的情况；驱动力过大或时间过长会对起重臂的力学性能造成影响。步骤S21中，施压的大小和时间对于起重臂的侧板是否沿竖直或水平方向布置有影响；为此，步骤S21中施加的压力大小优选为100吨力～200吨力，时间优选为8秒～12秒，压力过小或时间过短容易造成最终形成的起重臂侧板仍向外倾斜的情况；而压力过大或时间过长则容易造成最终形成的起重臂侧板向内倾斜的情况。

需要说明的是，当形成第一中间起重臂后，可以继续对臂板施加模压压力(即第二模具施加的压力)，同时进行防回弹预压工序；也可以撤去模压压力后再进行防回弹预压工序；本领域技术人员可以根据具体工况进行选择。

本实施提供的起重臂成型方法可以借助实施例一提供的成型装置实现，采用该方法只需进行一次模压，一次防回弹预压后静置即可，操作简便，有助于提高起重臂的成型效率。此外，对于同一批次的臂板，通过设定相同的驱动力和压力，即可获得截面尺寸的一致性高的起重臂。最后，由于主要是模压成型，因此成型过程中不易形成折痕，有助于保持成型后的起重臂的力学性能均一性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种起重臂成型装置，其特征在于，包括：

模具组件，其至少包括相对设置的第一模具(31)和第二模具(32)，所述第一模具(31)用于支撑臂板(4)；

驱动装置(1)，用于驱动所述第二模具(32)压向所述第一模具(31)；

施压装置(2)，用于对所述臂板(4)沿其回弹的反方向施压；

所述第一模具(31)包括模具底座(313)；

所述施压装置(2)包括：对称设置于所述模具底座(313)两侧的第一侧压底座(211)和第二侧压底座(221)；以及分别设置于所述第一侧压底座(211)和第二侧压底座(221)上的第一侧压油缸(212)和第二侧压油缸(222)，所述第一侧压油缸(212)和第二侧压油缸(222)相对设置，所述第一侧压油缸(212)的自由端设置有第一侧压块(213)，所述第二侧压油缸(222)的自由端设置有第二侧压块(223)；

所述第一侧压底座(211)和第二侧压底座(221)均设置有阶梯槽(23)和压板(24)；所述第一侧压块(213)和第二侧压块(223)底部均设置有T型块(25)；

所述阶梯槽(23)包括第一槽部(231)和第二槽部(232)，所述第一槽部(231)的开口大于所述第二槽部(232)；所述T型块(25)包括底部(251)和凸设于所述底部(251)的凸起部(252)，所述凸起部(252)与相应的侧压块相连；所述底部(251)与所述第二槽部(232)相适配；所述压板(24)设置于所述凸起部(252)与所述第一槽部(231)之间。

2.根据权利要求1所述的起重臂成型装置，其特征在于，所述起重臂为具有圆弧面段的起重臂；所述第二模具(32)包括：连接杆(321)和模具主体(322)；所述连接杆(321)的第一端与所述驱动装置(1)相连，第二端与所述模具主体(322)相连，所述第一端的半径大于所述第二端；所述模具主体(322)与所述第一模具相对的面为圆弧面(32a)。

3.根据权利要求2所述的起重臂成型装置，其特征在于，所述模具底座(313)上设置有凸起键(313a)；

压紧机构组件，设置于所述模具底座(313)上，包括对称设置于所述凸起键(313a)两侧的第一压紧机构(311)和第二压紧机构(312)；所述第一压紧机构(311)和第二压紧机构(312)之间形成成型腔(31a)；

模具开口调整垫片(314)，对称的设置于所述第一压紧机构(311)和凸起键(313a)，以及第二压紧机构(312)和凸起键(313a)之间。

4.根据权利要求3所述的起重臂成型装置，其特征在于，所述第一压紧机构(311)包括：第一油缸(3111)和设置于所述第一油缸(3111)自由端的第一滑座(3112)；所述第二压紧机构(312)包括：第二油缸(3121)，设置于所述第二油缸(3121)自由端的第二滑座(3122)；所述第一滑座(3112)和第二滑座(3122)之间形成所述成型腔(31a)。

5.一种起重臂成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)、将臂板置于模具内进行模压成型，得到第一中间起重臂；

S2)、对所述第一中间起重臂沿其回弹的反方向进行施压，得到第二中间起重臂；

S3)、去除压力，静置，得到起重臂；

所述起重臂为U型起重臂，所述成型方法具体包括如下步骤：

S11)、将臂板置于第一模具表面，驱动设置有圆弧面的第二模具将所述臂板压入第一模具的成型腔内，使臂板部分与第二模具的圆弧面相贴合，得到第一中间起重臂；所述第一中间起重臂包括圆弧板，以及与所述圆弧板相连的、向外侧倾斜的侧板；

S21)、对所述第一中间起重臂的侧板向其竖直中心线方向施压，得到第二中间起重臂，所述第二中间起重臂包括圆弧板，以及与所述圆弧板相连的、向内侧倾斜的侧板；

S31)、去除压力，静置，得到U型起重臂。

6.根据权利要求5所述的成型方法，其特征在于，所述步骤S11中对所述第二模具施加的驱动力大小为400吨力～600吨力，时间为80秒～120秒。

7.根据权利要求5所述的成型方法，其特征在于，所述步骤S21中施加的压力大小为100吨力～200吨力，时间为8秒～12秒。