CN104028596A - 板材连续渐近成型装置 - Google Patents
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Abstract
板材连续渐近成型装置包括n个加工单元，加工板材在n个加工单元中被连续渐近成型，在一加工单元内，在第一轴和第二轴上分别装有第一偏心轮和第二偏心轮，第一偏心轮和第二偏心轮的下端连接在上连接梁上，上连接梁的下端固定有上模具；在第三轴和第四轴上分别装有第三偏心轮和第四偏心轮，第三偏心轮和第四偏心轮的上端连接在下连接梁上，在下连接梁上端固定有下模具，第一偏心轮、第二偏心轮、第三偏心轮和第四偏心轮具有相同结构、相同偏心度和相同相位，相邻加工单元间的第一偏心轮、第二偏心轮、第三偏心轮和第四偏心轮具有相同结构、相同偏心度和不同相位，相邻加工单元中偏心轮的相位差为360°/m，m为大于等于2小于等于n的自然数。
Description
技术领域
本发明涉及一种板材渐近成型装置，特别是一种用于冷弯成型的板材连续渐近成型装置。
背景技术
现有的等截面板材成型通常是用多道次的辊弯成型对板材进行成型。由于每道次必需完成一定的弯曲成型量，在每个道次的成型过程中必然造成大量的多余变形而使产品中存在着大量的残余应力，造成废品率高和产品质量低下。另外，由于道次间的弹性回弹，高强、薄壁板材的辊弯成型已无法实现。如果产品的长度有限，使用折弯或冲压机进行多次成型的话，在多个冲压机之间要连接有输送装置，会造成设备成本增加、生产效率低等问题，无法满足工业的需要。
发明内容
本发明的目的在于：避免在成型过程中产生多余应变从而提高产品的质量和成品率，发明的成型方法可连续成型而提供一种板材连续渐近成型装置。
为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：
本发明的一种板材连续渐近成型装置，它包括：n个加工单元，加工板材在n个加工单元中被连续渐近成型，n为大于等于2的自然数；
每个加工单元包括：机架、上连接梁、下连接梁、上模具、下模具、电机、第一轴、第二轴、第三轴、第四轴和驱动装置，驱动装置同时驱动第一轴、第二轴、第三轴和第四轴，第一轴和第二轴分别位于第三轴和第四轴的上方，上模具和下模具是一对相互耦合的成型模具，其中：所述的加工单元还包括：第一偏心轮、第二偏心轮、第三偏心轮和第四偏心轮，在第一轴和第二轴上分别装有第一偏心轮和第二偏心轮，第一偏心轮和第二偏心轮的下端分别固定在上连接梁上，上连接梁的下端固定有上模具；在第三轴和第四轴上分别装有第三偏心轮和第四偏心轮，第三偏心轮和第四偏心轮的上端分别固定在下连接梁上，在下连接梁的上端固定有下模具，第一偏心轮、第二偏心轮、第三偏心轮和第四偏心轮具有相同的结构、相同偏心度和相同的相位，相邻加工单元间的第一偏心轮、第二偏心轮、第三偏心轮和第四偏心轮具有相同的结构、相同偏心度和不同的相位，相邻加工单元中的偏心轮的相位差为360°/m，m为大于等于2小于等于n的自然数，上模具和下模具之间最小的垂直间距为加工板材的厚度；
本发明的一种板材连续渐近成型装置，其中：在沿着所述第一偏心轮和第二偏心轮的纵向方向上固定有上连接梁，在沿着所述第三偏心轮和第四偏心轮的纵向方向上固定有下连接梁；
本发明的一种板材连续渐近成型装置，其中：在所述第一偏心轮和第二偏心轮的上端分别装有偏心轮盖，该偏心轮盖被固定在上连接梁上，在所述第三偏心轮和第四偏心轮的下端分别装有偏心轮盖，该偏心轮盖被固定在下连接梁上；
本发明的一种板材连续渐近成型装置，其中：所述n为2、3、4、5或6；
本发明的一种板材连续渐近成型装置，其中：所述第一偏心轮、第二偏心轮、第三偏心轮和第四偏心轮的偏心度为偏心轮半径的1/100-1/10；
本发明的一种板材连续渐近成型装置，其中：所述上模具和下模具之间最大的间隙距离为加工板材的厚度与4倍的偏心度之和；
本发明的一种板材连续渐近成型装置，其中：所述驱动装置包括：主动轴、主动齿轮、惰轮轴、惰轮、第一啮合齿轮、第二啮合齿轮、第三啮合齿轮和第四啮合齿轮，第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、主动轴和惰轮轴分别装在机架上，电机带动主动轴旋转，主动轴上装有主动齿轮，主动齿轮同时与惰轮、第三啮合齿轮和第四啮合齿轮啮合，惰轮分别与第一啮合齿轮和第二啮合齿轮啮合，第一啮合齿轮带动第一轴旋转，第二啮合齿轮带动第二轴旋转，第三啮合齿轮带动第三轴旋转，第四啮合齿轮带动第四轴旋转，主动齿轮、惰轮、第一啮合齿轮、第二啮合齿轮、第三啮合齿轮和第四啮合齿轮的模数相同；
本发明的一种板材连续渐近成型装置，其中：同一加工单元中上模具的下曲面与下模具的上曲面是相互耦合的；相邻加工单元的上模具的下曲面是不同的，相邻加工单元的下模具的上曲面也是不同的；
本发明的一种板材连续渐近成型装置，其中：当所述n为2，两个加工单元中的偏心轮的相位差为180°；当n为3，相邻两个加工单元中的偏心轮的相位差为180°，或为120°：
本发明的一种板材连续渐近成型装置，其中：所述加工板材包括金属板或非金属板。
本发明一种板材连续渐近成型装置与现有的板材成型相比，加工板材的弯曲变形是在偏心轮造成的上、下模具张合过程中多次挤压中渐近形成，在模具张合的同时，加工板材在加工单元上下的两模具的夹持作用下，推动加工板材向前移动，使加工板材的成型和移动同时进行。由于所设计的上下模具的耦合曲面为板材从一个形状变化为另一形状的最优的渐变的曲面这样在成型过程中可有效地避免不必要的多余变形，不但减少了产品内的残余应力，提高产品质量和成品率，还解决了板材进给问题。
附图说明
图1为本发明的板材连续渐近成型装置的正向示意图，在图1中，加工单元II中的加工板材已经压制出一定的形状，为了简化起见，图中只用直线点画线示意性地表示加工钢板的轮廓；
图2为从图1A-A处剖开的侧向剖面放大示意图，为了清楚起见，图中拆除了惰轮、主动齿轮、主动轴和惰轮轴；
图3为本发明的板材连续渐近成型装置的一个加工单元的驱动示意图，为了清楚起见，图中拆除了电机；
图4为本发明的板材连续渐近成型装置的下模具的立体图；
图5为本发明的板材连续渐近成型装置的上模具的立体图。
在图1至图5中，标号1为机架；标号2为偏心轮盖；标号3为第一轴；标号4为第一偏心轮；标号5为上连接梁；标号6为第二偏心轮；标号7为第二轴；标号8为上模具；标号9为下模具；标号10为下连接梁；标号11为第三偏心轮；标号12为第三轴；标号13为第四轴；标号14为第四偏心轮；标号15为第二啮合齿轮；标号16为第三啮合齿轮；标号17为惰轮；标号18为惰轮轴；标号19为第一啮合齿轮；标号20为主动轴；标号21为主动齿轮；标号22为第四啮合齿轮；标号23为加工板材；标号I和II为加工单元。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明的板材连续渐近成型装置以二个加工单元为例进行说明，加工钢材23在二个加工单中被连续成型，每个加工单元包括：机架1、上连接梁5、下连接梁10、上模具8、下模具9、电机、第一轴3、第二轴7、第三轴12、第四轴13、主动轴20、主动齿轮21、惰轮轴18、惰轮17、第一啮合齿轮19、第二啮合齿轮15、第三啮合齿轮16、第四啮合齿轮22、第一偏心轮4、第二偏心轮6、第三偏心轮11和第四偏心轮14。
如图3所示，第一轴3、第二轴7、第三轴12、第四轴13、主动轴20和惰轮轴18分别装在机架1上，电机带动主动轴20旋转，主动轴20上装有主动齿轮21，主动齿轮21同时与惰轮17、第三啮合齿轮16和第四啮合齿轮22啮合，惰轮17分别与第一啮合齿轮19和第二啮合齿轮15啮合，第一啮合齿轮19、第二啮合齿轮15、第三啮合齿轮16和第四啮合齿轮22的齿数相同。第一啮合齿轮19带动第一轴3旋转，第二啮合齿轮15带动第二轴7旋转，第三啮合齿轮16带动第三轴12旋转，第四啮合齿轮22带动第四轴13旋转，第一轴3和第二轴7分别位于第三轴12和第四轴13的上方。
如图1所示，在第一轴3和第二轴7上分别装有第一偏心轮4和第二偏心轮6，第一偏心轮4和第二偏心轮6的下端固定在上连接梁5上，上连接梁5的下端固定有上模具8；在第三轴12和第四轴13上分别装有第三偏心轮11和第四偏心轮14，第三偏心轮11和第四偏心轮14的上端分别固定在下连接梁10上，在下连接梁10的上端固定有下模具9，第一偏心轮4、第二偏心轮6、第三偏心轮11和第四偏心轮14具有相同的结构、相同偏心度和相同的相位，相邻加工单元间的第一偏心轮4、第二偏心轮6、第三偏心轮11和第四偏心轮14具有相同的结构、相同偏心度和不同的相位，加工单元I和II中的偏心轮的相位差为180°。第一偏心轮4、第二偏心轮6、第三偏心轮11或第四偏心轮14的偏心度为偏心轮半径的1/100-1/10，偏心轮度亦称偏心距离或偏心半径，加工单元I中所示的上模具8和下模具9之间最小的垂直距离为加工板材23的厚度，加工单元II中所示的上模具8和下模具9之间最大的垂直距离为加工钢板23的厚度与4倍的偏心度之和。
如图4和图5所示，同一加工单元中，上模具8和下模具9是一对相互耦合的模具，上模具8的下曲面与下模具9的上曲面是相互耦合的；相邻加工单元的上模具8的下曲面是不同的，相邻加工单元的下模具9的上曲面是不同的。
如图2所示，在沿着第一偏心轮4和第二偏心轮6的纵向方向上固定有二个上连接梁5，第一偏心轮4和第二偏心轮6的上端分别装有偏心轮盖2，该偏心轮盖2被固定在上连接梁5上。在沿着所述第三偏心轮11和第四偏心轮14的纵向方向上固定有二个下连接梁10，在第三偏心轮11和第四偏心轮14的下端分别装有偏心轮盖2，该偏心轮盖2被固定在下连接梁10上。
当有三个加工单元时，相邻的两个加工单元中的偏心轮的相位差可以为180°(此时l、lll单元完全同相位)或120°。同理，有n个加工单元时，相邻的两个加工单元中的偏心轮的相位差为360°/m，m为大于等于2小于等于n的自然数。
加工板材包括金属板或非金属板，例如钢板。
如图1所示，加工板材23在上模具8和下模具9之间被夹持着，在第一偏心轮4、第二偏心轮6、第三偏心轮11和第四偏心轮14的共同作用下，加工板材23被挤压弯曲成上模具8的下表面和下模具9上表面之间形状，加工板材23的弯曲变形是在第一偏心轮4、第二偏心轮6、第三偏心轮11和第四偏心轮14的多次挤压弯曲中逐渐形成，在第一偏心轮4、第二偏心轮6、第三偏心轮11和第四偏心轮14的挤压弯曲的同时，加工板材23在加工单元上下的两对偏心轮的夹持作用下，推动加工板材向前移动，因此使加工板材23的成型和移动同时进行，设计两个加工单元或多个加工单元可以简化单元模具的结构、增加成型区域长度、完成更为复杂的断面形状、减少加工板材的残余应力与回弹以及提高板材的移动速度，并且生产出的加工板材成品率会大幅度提高。
该装置可以以任何方位安放，如水平安放、垂直安放或倾斜安放等。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
Claims (10)
1.一种板材连续渐近成型装置，它包括：n个加工单元，加工板材(23)在n个加工单元中被连续渐近成型，n为大于等于2的自然数；
每个加工单元包括：机架(1)、上连接梁(5)、下连接梁(10)、上模具(8)、下模具(9)、电机、第一轴(3)、第二轴(7)、第三轴(12)、第四轴(13)和驱动装置，驱动装置同时驱动第一轴(3)、第二轴(7)、第三轴(12)和第四轴(13)，第一轴(3)和第二轴(7)分别位于第三轴(12)和第四轴(13)的上方，上模具(8)和下模具(9)是一对相互耦合的成型模具，其特征在于：所述的加工单元还包括：第一偏心轮(4)、第二偏心轮(6)、第三偏心轮(11)和第四偏心轮(14)，在第一轴(3)和第二轴(7)上分别装有第一偏心轮(4)和第二偏心轮(6)，第一偏心轮(4)和第二偏心轮(6)的下端分别固定在上连接梁(5)上，上连接梁(5)的下端固定有上模具(8)；在第三轴(12)和第四轴(13)上分别装有第三偏心轮(11)和第四偏心轮(14)，第三偏心轮(11)和第四偏心轮(14)的上端分别固定在下连接梁(10)上，在下连接梁(10)的上端固定有下模具(9)，第一偏心轮(4)、第二偏心轮(6)、第三偏心轮(11)和第四偏心轮(14)具有相同的结构、相同偏心度和相同的相位，相邻加工单元间的第一偏心轮(4)、第二偏心轮(6)、第三偏心轮(11)和第四偏心轮(14)具有相同的结构、相同偏心度和不同的相位，相邻加工单元中的偏心轮的相位差为360°/m，m为大于等于2小于等于n的自然数，上模具(8)和下模具(9)之间最小的垂直间距为加工板材(23)的厚度。
2.如权利要求1所述的板材连续渐近成型装置，其特征在于：在沿着所述第一偏心轮(4)和第二偏心轮(6)的纵向方向上固定有上连接梁(5)，在沿着所述第三偏心轮(11)和第四偏心轮(14)的纵向方向上固定有下连接梁(10)。
3.如权利要求1或2所述的板材连续渐近成型装置，其特征在于：在所述第一偏心轮(4)和第二偏心轮(6)的上端分别装有偏心轮盖(2)，该偏心轮盖(2)被固定在上连接梁(5)上，在所述第三偏心轮(11)和第四偏心轮(14)的下端分别装有偏心轮盖(2)，该偏心轮盖(2)被固定在下连接梁(10)上。
4.如权利要求3所述的板材连续渐近成型装置，其特征在于：所述n为2、3、4、5或6。
5.如权利要求4所述的板材连续渐近成型装置，其特征在于：所述第一偏心轮(4)、第二偏心轮(6)、第三偏心轮(11)和第四偏心轮(14)的偏心度为偏心轮半径的1/100-1/10。
6.如权利要求5所述的板材连续渐近成型装置，其特征在于：所述上模具(8)和下模具(9)之间最大的间隙距离为加工板材(23)的厚度与4倍的偏心度之和。
7.如权利要求6所述的板材连续渐近成型装置，其特征在于：所述驱动装置包括：主动轴(20)、主动齿轮(21)、惰轮轴(18)、惰轮(17)、第一啮合齿轮(19)、第二啮合齿轮(15)、第三啮合齿轮(16)和第四啮合齿轮(22)，第一轴(3)、第二轴(7)、第三轴(12)、第四轴(13)、主动轴(20)和惰轮轴(18)分别装在机架(1)上，电机带动主动轴(20)旋转，主动轴(20)上装有主动齿轮(21)，主动齿轮(21)同时与惰轮(17)、第三啮合齿轮(16)和第四啮合齿轮(22)啮合，惰轮(17)与第一啮合齿轮(19)和第二啮合齿轮(15)啮合，第一啮合齿轮(19)带动第一轴(3)旋转，第二啮合齿轮(15)带动第二轴(7)旋转，第三啮合齿轮(16)带动第三轴(12)旋转，第四啮合齿轮(22)带动第四轴(13)旋转，主动齿轮(21)、惰轮(17)、第一啮合齿轮(19)、第二啮合齿轮(15)、第三啮合齿轮(16)和第四啮合齿轮(22)的模数相同。
8.如权利要求7所述的板材连续渐近成型装置，其特征在于：同一加工单元中上模具(8)的下曲面与下模具(9)的上曲面是相互耦合的；相邻加工单元的上模具(8)的下曲面是不同的，相邻加工单元的下模具(9)的上曲面也是不同的。
9.如权利要求8所述的板材连续渐近成型装置，其特征在于：所述n为2，两个加工单元中的偏心轮的相位差为180°；n为3，相邻两个加工单元中的偏心轮的相位差为180°，或为120°。
10.如权利要求1所述的板材连续渐近成型装置，其特征在于：所述加工板材(23)包括金属板或非金属板。
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