CN104259277B - 一种用于弯曲薄壁型材的塑性约束构件 - Google Patents
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Abstract
一种用于弯曲薄壁型材的塑性约束构件，塑性约束构件本体由塑性材料制成，可以实现三维弯曲；所述的塑性约束构件本体插入封闭截面型材或者半封闭截面型材的内部，或者将开放式异形截面型材整体包围起来，从而约束封闭截面型材、半封闭截面型材或者开放式异形截面型材的表面，使型材在剧烈变形时保持表面质量优良。本发明的塑性约束构件结构简单，易于安装使用，使用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑性约束构件，特别是涉及一种用于拉弯或者压弯薄壁型材的塑性约束构件。
背景技术
汽车轻量化发展过程中，薄壁型材制造的金属件，特别是镁铝合金件的应用越来越多。这类金属件因与其它零件的装配关系复杂，尺寸和形位精度要求非常高，这些特性，决定了薄壁型材金属件的制造装备必须具有高可靠性和经济性。有些薄壁型材制造的金属件还是汽车的A级表面件，对弯曲成型的表面质量要求非常高。同时，弯曲薄壁型材制成的金属件在轨道列车和高速铁路客车等行业也广泛采用。
然而薄壁型材在拉弯或者压弯等弯曲成形的巨大载荷下，受拉伸应力或者挤压应力的作用，变形不均匀，截面会发生凹陷或者凸出的严重变形，导致拉弯成形后的型材的纵向表面，特别是弯曲内侧面，常常发生下凹或者上凸。弯曲成形构件的这种形状上的严重缺陷，严重地限制了薄壁型材的应用范围。
为了解决薄壁型材在弯曲成型过程中截面发生凹陷或者凸出的严重变形问题，中国专利文件CN103240311A公开了一种用于拉弯薄壁中空型材的挠性芯棒，但是该芯棒结构较为复杂应用不太方便，另外只能在一个平面内弯曲，不能形成双曲面弯曲，亦即三维弯曲，限制了薄壁型材的应用范围。
本发明提供了一种塑性约束构件，成功地解决了双曲面零件弯曲成型的可靠性和经济性的问题，适用于大批量制造中空结构零件，经大量实践证明采用 该塑性约束构件弯曲的薄壁型材，表面质量好，生产过程高效可靠。
发明内容
本发明的目的是提供了一种能够实现薄壁型材三维弯曲的塑性约束构件。为了达到该目的，本发明采用了以下技术方案。
一种用于弯曲薄壁型材的塑性约束构件，其特征在于：塑性约束构件本体由塑性材料制成，可以实现三维弯曲；所述的塑性约束构件本体插入封闭截面型材或者半封闭截面型材的内部，或者将开放式异形截面型材整体包围起来，从而约束封闭截面型材、半封闭截面型材或者开放式异形截面型材的表面，使型材在剧烈变形时保持表面质量优良。
优选地，塑性约束构件本体由尼龙6、铸型尼龙或者聚氨酯制成。
优选地，塑性约束构件本体上设有让空槽，以保证塑性约束构件本体可以在一个平面内大幅度弯曲。
优选地，该塑性约束构件还包括金属垫块，该金属垫块与塑性约束构件本体通过螺钉连接，金属垫块上还设有拉拔槽。金属垫块由普通碳素钢制成，并经正火热处理，其上具有拉拔槽。
优选地，塑性约束构件本体的尺寸设计为塑性约束构件本体插入型材内部或者包围型材后，塑性约束构件本体与型材之间留有稍许间隙。
优选地，间隙的尺寸小于0.2毫米。
本发明的塑性约束构件能够对薄壁中空型材进行三维弯曲，并保证弯曲表面质量。同时本发明还具有结构简单，易于制造，安装使用过程简易，适用于多次反复使用等优点。本发明的塑性约束构件适用范围广，能够适用于封闭截面薄壁型材、非封闭截面薄壁型材、开放式异形截面薄壁型材。
附图说明
图1是本发明第一实施例的约束构件及其使用的薄壁型材示意图；
图2是图1的剖面示意图；
图3是本发明第二实施例适用薄壁型材截面示意图；
图4是本发明第二实施例的约束构件示意图；
图5是本发明第二实施例的约束构件工作状态示意图；
图6是本发明第三实施例适用薄壁型材截面示意图；
图7是本发明第四实施例适用薄壁型材截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不够成对本发明的限定，仅作举例。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
薄壁型材在汽车、轨道列车、高速铁路客车制造上的应用越来越广泛，但是薄壁型材长度长、刚性小，加工时弯曲变形大，因而薄壁型材的加工成为生产组织的瓶颈。在汽车、轨道列车、高速铁路客车等车体上应用的薄壁型材的横截面种类较多，除常用的“口”字型、“日”字型外，还包括多种封闭、半封闭截面的薄壁型材，还有一些开放截面的薄壁型材也较为常用。为解决薄壁型材拉弯或者压弯等弯曲成型过程中出现截面发生凹陷或者凸出的严重变形的问题，特设计柔性约束构件。
实施例一
如图1所示，开放式异形截面薄壁型材1与柔性约束构件本体2相互配合，确保约束构件本体2将开放式异形截面薄壁型材1完全包围。开放式异形截面薄壁型材1为铝合金、不锈钢等金属材料的型材。该薄壁型材1在弯曲过程中缺乏约束的话，剧烈弯曲部位的表面将会上凸或者下凹，严重影制品质量。为 此，设计柔性约束构件本体2对薄壁型材1的剧烈弯曲部位进行约束以保证弯曲制品的质量。柔性约束构件本体2采用尼龙6(PA6)、铸型尼龙(MCPA)或者聚氨酯(PU)等塑性材料制造，具有柔韧性，能够在约束薄壁型材1的表面的同时，实现在xy、yz、xz平面内三维弯曲。约束构件本体2的截面设计为与开放式异形截面薄壁型材1配合，并将其完全包围，如图2所示。为保证约束构件本体2顺利套入薄壁型材1中，可将约束构件本体2的尺寸设计为与薄壁型材1之间留有少于间隙，例如小于0.2毫米间隙。随后将约束构件本体2套入开放式异形截面薄壁型材1的剧烈弯曲处，进行拉弯或者压弯成型；待成型完成后，取出该约束构件本体2。
实施例二
对于如图3所示的半封闭的“口”字型截面薄壁型材，采用如图4所示的柔性约束构件。约束构件本体2’采用尼龙6(PA6)、铸型尼龙(MCPA)或者聚氨酯(PU)等塑性材料制造，约束构件本体2’可以在xy、yz、xz三个平面内实现双曲面弯曲，亦即实现三维弯曲。约束构件本体2’的截面形状也是“口”字型，与薄壁型材的截面形状相配合。为保证约束构件本体2’顺利套入薄壁型材1中，可将约束构件本体2’的尺寸设计为与薄壁型材1之间留有稍许间隙，例如小于0.2毫米间隙。在弯曲成型过程中，将约束构件本体2’插入薄壁型材的剧烈弯曲部位进行拉弯或者压弯成型；待成型完成后，取出该约束构件本体2’。
如图4所示，约束构件本体2’上可以开设让空槽14，该让空槽14是在约束构件本体2’上加工的锯齿形让空槽，以保证约束构件本体2’可以在xy平面内大幅度弯曲，如图5所示。让空槽14的大小可以根据需要调整，弯曲曲率大的构件时，弯曲变形大，可将让空槽14的尺寸加大；弯曲曲率小的构件时，弯曲变形小，可将弯曲变形让空槽14的尺寸缩小。
为了将约束构件本体2’插入薄壁型材，并在弯曲成型结束后，将约束构件本体2’从薄壁型材中取出，特设计金属垫块12。金属垫块12采用普通碳素钢制造，经正火热处理而成。金属垫块12和约束构件本体2’采用螺钉13连接，金属垫块12上还设有拉拔槽15。在弯曲成型结束后，利用一个专用卡扣卡住拉拔槽15，取出约束构件本体2’。
实施例三
对于图6所示的半封闭的半圆形截面薄壁型材，约束构件本体的截面形状为半圆形，同样采用尼龙6(PA6)、铸型尼龙(MCPA)或者聚氨酯(PU)等塑性材料制造，其截面尺寸与薄壁型材之间留有稍许间隙，例如小于0.2毫米。根据需要约束构件本体可以配合带拉拔槽的金属垫块使用。
实施例四
对于图7所述的封闭“口”字型截面薄壁型材，约束构件本体的截面形状为“口”字型，同样采用尼龙6(PA6)、铸型尼龙(MCPA)或者聚氨酯(PU)等塑性材料制造，其截面尺寸与薄壁型材之间留有稍许间隙，例如小于0.2毫米。根据需要约束构件本体可以配合带拉拔槽的金属垫块使用。
工作过程描述
在弯曲成型过程中，将约束构件本体插入或者套入待弯曲的薄壁型材内，特别是薄壁型材的剧烈弯曲部位，根据需要也可以从薄壁型材的两头插入或者套入。随后将薄壁型材连同约束构件本体卡在拉弯机或者压力机上，进行弯曲成型。待弯曲成型完成后，将薄壁型材和约束构件本体一起取下压力机或者拉弯机，利用一个专用卡口卡出拉拔槽15拉出塑性约束构件。
可以得到理解的是，上述实施例1-4并不构成对本发明的限制，技术人员可以在本发明的技术构思内对实施例的形式进行组合或者调整。例如，用于弯曲开放式异形截面薄壁型材的约束构件本体同样可以配合带拉拔槽的金属垫块使用。弯曲成型时，约束构件本体的长度可以灵活调整，也可以在薄壁型材的多个剧烈弯曲位置放置多个约束构件。
Claims (12)
1.一种用于弯曲薄壁型材的塑性约束构件，其特征在于，塑性约束构件本体由塑性材料制成，可以实现三维弯曲；所述的塑性约束构件本体插入封闭截面型材，从而约束封闭截面型材的表面，使型材在剧烈变形时保持表面质量优良；所述的塑性材料为尼龙6(PA6)、铸型尼龙(MCPA)或者聚氨酯(PU)制成；所述的塑性约束构件本体上设有让空槽，所述让空槽是在塑性约束构件本体上加工的锯齿形让空槽，以保证塑性约束构件本体可以在一个平面内大幅度弯曲。
2.根据权利要求1所述的塑性约束构件，其特征在于，该塑性约束构件还包括金属垫块，该金属垫块与塑性约束构件本体通过螺钉链接，金属垫块由普通碳素钢制成，并经过正火处理，其上具有拉拔槽。
3.根据权利要求1所述的塑性约束构件，其特征在于，所述的塑性约束构件本体的尺寸设计为塑性约束构件本体插入型材内部后，塑性约束构件本体与型材之间留有稍许间隙。
4.根据权利要求3所述的塑性约束构件，其特征在于，所述的间隙的尺寸小于0.2毫米。
5.一种用于弯曲薄壁型材的塑性约束构件，其特征在于，塑性约束构件本体由塑性材料制成，可以实现三维弯曲；所述的塑性约束构件本体插入半封闭截面型材的内部，从而约束半封闭截面型材的表面，使型材在剧烈变形时保持表面质量优良；所述的塑性材料为尼龙6(PA6)、铸型尼龙(MCPA)或者聚氨酯(PU)制成；所述的塑性约束构件本体上设有让空槽，所述让空槽是在塑性约束构件本体上加工的锯齿形让空槽，以保证塑性约束构件本体可以在一个平面内大幅度弯曲。
6.根据权利要求5所述的塑性约束构件，其特征在于，该塑性约束构件还包括金属垫块，该金属垫块与塑性约束构件本体通过螺钉链接，金属垫块由普通碳素钢制成，并经过正火处理，其上具有拉拔槽。
7.根据权利要求5所述的塑性约束构件，其特征在于，所述的塑性约束构件本体的尺寸设计为塑性约束构件本体插入半封闭截面型材内部后，塑性约束构件本体与型材之间留有稍许间隙。
8.根据权利要求7所述的塑性约束构件，其特征在于，所述的间隙的尺寸小于0.2毫米。
9.一种用于弯曲薄壁型材的塑性约束构件，其特征在于，塑性约束构件本体由塑性材料制成，可以实现三维弯曲；所述的塑性约束构件本体将开放式异型截面型材整体包围起来，从而约束开放式异型截面型材的表面，使型材在剧烈变形时保持表面质量优良；所述的塑性材料为尼龙6(PA6)、铸型尼龙(MCPA)或者聚氨酯(PU)制成；所述的塑性约束构件本体上设有让空槽，所述让空槽是在塑性约束构件本体上加工的锯齿形让空槽，以保证塑性约束构件本体可以在一个平面内大幅度弯曲。
10.根据权利要求9所述的塑性约束构件，其特征在于，该塑性约束构件还包括金属垫块，该金属垫块与塑性约束构件本体通过螺钉链接，金属垫块由普通碳素钢制成，并经过正火处理，其上具有拉拔槽。
11.根据权利要求9所述的塑性约束构件，其特征在于，所述的塑性约束构件本体的尺寸设计为塑性约束构件本体包围开放式异型截面型材后，塑性约束构件本体与型材之间留有稍许间隙。
12.根据权利要求11所述的塑性约束构件，其特征在于，所述的间隙的尺寸小于0.2毫米。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Ni Kaiyu Document name: Notification of Passing Preliminary Examination of the Application for Invention |
|
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Ni Kaiyu Document name: Notification of Passing Examination on Formalities |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Ni Kaiyu Document name: Notification of Publication and of Entering the Substantive Examination Stage of the Application for Invention |
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| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 241080, Anhui, Wuhu Province three mountain development zone, No. 2 Bridge Road, The Union Buildings, set up Swiss joint heavy industry technology department Applicant after: Ni Kaiyu Address before: 241080 Huatai Industrial Co., Ltd., No. 9 ho Road, Wuhu three green food economy industrial park, Anhui Applicant before: Ni Kaiyu |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Ni Kaiyu Document name: Notice of Termination of Patent Rights |