CN106424377B - 一体式多工位折边模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一体式多工位折边模具及其折边方法和应用，属于模具设计领域。该模具包括上模具、中模具和下模具，中模具具有与上模具配合使用的凹模，其下方设置可上下移动的活动的压板，下模具与中模具之间通过驱动缸连接；上模具的前端工作部设有V型模头；中模具包括中模座和固定在中模座上的凹模，凹模设有与V型模头相配合的V型槽；压板通过限位螺钉活动设置于中模座的下方，中模座和压板之间设置弹簧。本发明模具不仅能完成板材不同角度的折弯，且能完成特定形状钣金件的折弯，尤其是特殊Z型工件的加工，结构相对简单，折弯精度高，一次成型无需二次校正，备件量少。本发明方法，能够高效率、高质量的加工出上述的特殊Z型工件。

Description

一体式多工位折边模具

技术领域

本发明属于模具设计领域，更具体地说，涉及一体式多工位折边模具及其折边方法和应用。

背景技术

改革开放以来，中国经济发展取得了举世瞩目的成就，其经济实力及综合国力水平在近几十年的时间里都得到了长足的发展，经济实力不断攀升，以及经济增长速度持续加速，令中国经济成为世界各国所关注的焦点。但近几年，随着国际环境的变化，劳动力成本的大幅增加，中国企业正面临从量变到质变的转型发展过程，提高产品质量、提高生产效率、降低劳动成本等方面都是企业打破僵局，走出困境的关键所在。而钣金件是目前使用最广、需求量最多的产品之一，如何提高其生产效率、质量和降低生产成本，一直以来都是企业关注的焦点，作为钣金件加工工具的折弯模具自然就得到了持续的研发设计。

折弯模具主要通过所成型板料物理状态的改变来实现物品外形的加工，通过上模和下模的互为导向使坯料成为有特定形状和尺寸的工件。在实际生产过程中，企业会根据成型工件形状或尺寸的不同，配置不同凹槽角度的下模，一次折弯加工可得到一种折弯角度的折弯板料。但是随着经济的发展，所要折弯的工件的形状向着多样化与复杂化发展，上述的模具已经无法满足复杂形状工件的加工需求，从而能加工特殊形状的模具也应运而生，比如申请人研发设计，并申请专利的申请号为：201310672865.8，公开日为：2014年3月12日的专利，公开了一种特殊Z型工件的折弯机专用模具，它包括上模具、内模具和下模具，上模具从上到下依次为模具夹持部、上模具中部和上模具工作部，所述的上模具工作部从左侧到右侧由上模具第一竖直面、上模具第一水平底面、上模具第二竖直面、上模具第二水平面、上模具第三竖直面和上模具第一斜面依次连接组成；所述的上模具第三竖直面和上模具第一斜面之间的夹角为25°；上模具第三竖直面和上模具第一斜面的交叉处采用一个半圆形的圆弧过渡，该圆弧的半径等于所要加工工件的厚度。该模具所加工的特殊Z型工件为如图1所示的形状，它是由第一平段A、第二平段B、第三平段C和第四平段D组成，其中第一平段A与第二平段B之间的夹角以及第二平段B和第三平段C之间的夹角都为90°，但是第三平段C和第四平段D之间的夹角为0°，也就是说，第四平段D紧贴在第三平段C上。虽然该模具能够完成此工件的加工操作，但是其针对性太强，使用较为单一，除了此特殊Z型工件外，别无它用，而且它的结构相对复杂，制造成本也较高，对于各折弯段长度要求不同时，还需重新改变模具大小已适应加工要求，会造成模具数量大大增多，如果小批量生产，经济效益差；另外更为主要的是，部分加工成型工件形状达不到要求，尤其是第二平段B，由于板料本身较薄，在第四平段D压紧贴平在第三平段C上的操作时，第二平段B会受力向外拱起，而形成具有微小弧度的圆弧段，而且第二平段B与第三平段C之间夹角也会变大成为钝角，折弯后还需要二次校正，费事费力，即使进行校正，第二平段B也很难较平整。同样，申请人之前申请的一种电脑机箱折弯的专用下模具及其面模的加工方法(申请号：201310673147.2)、一种可加工多弧度圆面的折弯机模具及其使用方法(申请号：201410789166.6)、一种U型工件折弯模具及其使用和上模刀头的制造方法(申请号：201410789146.9)等，都是针对特定形状成型钣金件的加工，其同样存在上述使用单一局限的问题。

综上所述，对模具的结构设计无疑能够完成特殊Z型工件的折弯加工，或者其他特定形状工件的加工，但是它们无疑都是加工针对性太强，使用较为单一，除了特定加工特定形状外别无它用，折弯件尺寸发生变化都需重新改变模具整体大小已适应加工要求，造成模具备量大，严重影响企业的经济效益，急需相应的解决办法。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有特殊工件的折弯模具加工针对性太强，使用较为单一，除了折弯加工特定形状工件外别无它用，折弯件尺寸发生变化都需重新改变模具整体大小已适应加工要求的问题，本发明提供一种一体式多工位折边模具，在传统折弯模具基础上优化设计，不仅能完成板材传统的各种角度的折弯，而且能够完成特定形状钣金件的折弯加工，尤其是上述的特殊Z型工件加工，其结构相对简单，折弯精度高，一次成型无需二次校正，且能适应同一形状不同尺寸折弯件的加工，备件量大大减少。本发明还提供了该一体式多工位折边模具的折边方法，能够高效率、高质量的加工出上述的特殊Z型工件。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种一体式多工位折边模具，包括上模具、中模具和下模具；所述的中模具具有与上模具配合使用的凹模，中模具下方设置有活动的压板，压板可上下移动；所述的下模具与中模具之间通过驱动缸连接。

进一步地，所述的上模具的前端为工作部，工作部设有V型模头；所述的中模具包括中模座和可拆卸固定在中模座上的凹模，凹模设有与工作部的V型模头相配合的V型槽。

进一步地，所述的压板通过限位螺钉活动设置于中模座的下方。

进一步地，所述的中模座和压板之间设置有弹簧。

进一步地，所述的下模具包括下模座；连接所述中模具与下模具的驱动缸的两端分别与中模座和下模座连接。

进一步地，所述的下模座的一侧设置有挡料块，挡料块与压板之间具有水平的间隙。

进一步地，所述的下模座远离挡料块的一侧设置导向块，其用于限制压板在上下移动的过程中向导向块侧的横向偏移。

一体式多工位折边模具在折弯特殊Z型工件中的应用，所述的特殊Z型工件包括顺次连接的第一平段A、第二平段B、第三平段C和第四平段D，其中，第一平段A与第二平段B之间的夹角以及第二平段B和第三平段C之间的夹角都为90°，第三平段C和第四平段D之间的夹角为0°。

一体式多工位折边模具的折边方法，加工上述的特殊Z型工件，其步骤为：

①模具的位置初始化

驱动缸驱动中模具下行，压板与下模座上表面接触并停止运动，中模座继续下行并压缩弹簧，直到下模座与压板接触，驱动缸停止动作；

②第一次折弯操作

将待折弯平板放置在凹模的V型槽上方，并确定好折弯位置，上模具下行，工作部的V型模头接触并折弯板料，板料折弯至90°时，上模具停止下行并返回；

③第二次折弯操作

将步骤②得到的90°折弯工件取出并翻转放置，使其一边向下贴于凹模的侧面，另一边支撑于凹模的上表面上，上模具下行工作部的V型模头接触并将板料挤压入V型槽中进行折弯，待折弯出一锐角后，上模具停止下行并返回，得到特殊Z型工件的第三平段C和第四平段D；

④第三次折弯操作

取出步骤③得到的工件，再次翻转，并将工件除第三平段C和第四平段D外的一段放置在V型槽上方的凹模上表面上，第三平段C和第四平段D形成的V形开口向下，上模具下行，工作部的V型模头接触并折弯板料，板料折弯至90°时，上模具停止下行并返回，得到Z型工件的第一平段A和第二平段B；

⑤第四次折弯操作前准备

取下步骤④得到的工件，驱动缸驱动中模具上行，中模座先与压板分离，待限位螺钉达到上极限位置后，中模座带动压板继续上行，压板与下模座分离，中模具继续上行一定距离后，驱动缸停止动作；

⑥第四次折弯操作

先将工件的第一平段A贴紧在压板的下表面上，第二平段B与压板的侧面贴紧，第三平段C贴在压板的上表面上，从而将工件卡在压板上，然后上模具下行，工作部的V型模头压入凹模的V型槽中并带动中模座下行，压板和工件随着一起下行，第一平段A接触下模座上表面并被压板压紧，第二平段B被限制在挡料块与压板的侧面之间，中模座继续下行挤压第四平段D，使第三平段C和第四平段D之间夹角为0°，得到成型的特殊Z型工件；

⑦完成工件折弯操作

上模具返回，驱动缸驱动中模座上行，中模座先与压板分离，中模座继续上行，限位螺钉达到上极限位置后，中模座带动压板继续上行，成型工件随压板一起上行，待中模具上行一定距离后驱动缸停止动作，从压板取下成型的特殊Z型工件，完成折弯操作。

进一步地，所述的步骤③的第二次折弯操作得到工件的第三平段C和第四平段D之间的夹角为30°～45°。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明一体式多工位折边模具，采用上模具、中模具和下模具的组合形式，上模具与中模具的凹模之间采用传统的折弯结构方式，能够进行板料不同角度的弯折操作，而创新性的中模具结构，以及中模具和下模具采用驱动缸连接配合结构，通过中模具上活动的压板设置，中模具可单独进行板料的折弯，能够折弯成0°，压板配合下模具不仅可进行板料的校平，也能进行90°板料的折弯，另外，它们三者配合使用，能够加工特定形状的钣金件，尤其适合特殊Z型工件加工，相比专利号为201310672865.8的折弯模具，其结构相对简单，折弯精度更高，一次成型无需二次校正，且能适应同一形状不同尺寸折弯件的加工，备件量大大减少；

(2)本发明一体式多工位折边模具，上模具与中模具的凹模采用传统的V型模头和V型槽配合结构，凹模采用可拆卸方式安装在中模座上，一方面加工方便，节约材料，另一方面也便于维护，使用长久产生磨损报废后，只需更换其中一个即可，降低维护成本；

(3)本发明一体式多工位折边模具，压板通过限位螺钉活动设置于中模座的下方，既能让压板连接到中模座上，也能使它俩之间动作顺序满足特定功能的需要，且在中模座和压板之间设置有弹簧，进一步加工动作的顺序性，尤其在加工特殊Z型工件时，能够满足加工需求；

(4)本发明一体式多工位折边模具，下模座上挡料块的设计虽然简单，却十分巧妙，具有意想不到的效果，不仅能配合压板进行板料的90°折弯，而且在加工特殊Z型工件时，可顶住第二平段B，避免在第四平段D压紧贴平在第三平段C上操作过程中第二平段B会受力向外拱起，还能够对第一平段A与第二平段B之间的夹角以及第二平段B和第三平段C之间的夹角进行校正，使其达到90°，工件成型精度高，避免后续的二次校正；

(5)本发明一体式多工位折边模具，下模座远离挡料块的一侧设置导向块，在折弯加工过程中，挡料块会对压板产生横向力，此时导向块反向顶住压板，产生反向平衡力，从而避免挡料块横向移动，保证折弯的准确性，提高折弯精度；

(6)本发明一体式多工位折边模具的折边方法，能够高效率、高质量的加工出特殊Z型工件，操作简单方便。

附图说明

图1为特殊Z型工件的结构示意图；

图2为本发明一体式多工位折边模具的上模具的结构示意图；

图3为图2中A的局部放大示意图；

图4为本发明一体式多工位折边模具的中模具的剖视结构示意图；

图5为图4中B-B的剖视图；

图6为本发明一体式多工位折边模具的下模具的结构示意图；

图7为本发明一体式多工位折边模具的整体结构示意图；

图8为图7中C-C的剖视图；

图9为本发明一体式多工位折边模具加工特殊Z型工件时第一次弯折的状态示意图；

图10为本发明一体式多工位折边模具加工特殊Z型工件时第二次弯折的状态示意图；

图11为本发明一体式多工位折边模具加工特殊Z型工件时第三次弯折的状态示意图；

图12为本发明一体式多工位折边模具加工特殊Z型工件时第四次弯折的初始状态示意图；

图13为本发明一体式多工位折边模具加工特殊Z型工件时第四次弯折的完成状态示意图。

附图中的序号分别表示为：

1、上模具；110、工作部；111、V型模头；112、第一侧面；113、第二侧面；114、第三侧面；115、第四侧面；116、第五侧面；

2、中模具；210、中模座；220、凹模；221、V型槽；230、压板；240、弹簧；250、限位螺钉；

3、下模具；310、下模座；311、导向块；320、挡料块；

4、驱动缸。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图2、图4、图5、图6、图7和图8所示，本实施例的一体式多工位折边模具，包括上模具1、中模具2和下模具3；其中，中模具2包括中模座210和凹模220，中模座210的左侧设有一个L形槽口，凹模220放置在此L形槽口中，并通过螺栓与中模座210可拆卸式连接。需要说明的是，中模座210和凹模220可以为一体式结构，而本实施例采用可拆卸式连接结构，一方面加工方便，节约材料，另一方面也便于维护，使用长久产生磨损报废后，只需更换其中一个即可，降低维护成本。凹模220的上表面设有V型槽221，其开口角度可根据需要进行设定；上模具1的前端为工作部110，工作部110设有与凹模220的V型槽221相配合的V型模头111，此种配合结构为传统结构设计，可进行板料的一般多角度折弯。

结合图4和图5，中模座210设有贯穿的上大下小的台阶孔，台阶孔穿入限位螺钉250，限位螺钉250的下端伸出中模座210的下表面后与设置在中模座210下方的压板230螺纹连接，从而使得压板230可上下移动的活动设置在中模座210的下方，其上极限位置是压板230的上表面与中模座210的下表面接触，下极限位置是限位螺钉250被台阶孔的台阶面限制时。另外，中模座210的下表面设置盲孔，盲孔中设置弹簧240，弹簧240的下端与压板230连接。本实施例压板230的设计巧妙，通过限位螺钉250活动式的连接到中模座210上，不仅在它们之间能够单独的进行板料的折弯操作，而且能够使它们之间的动作顺序满足特定形状工件加工的需求，弹簧240进一步加强动作顺序的功能需求。

结合图6、图7和图8，下模具3包括下模座310，下模座310的两侧分别通过驱动缸4与中模具2的中模座210的两侧连接，且驱动缸4的两端分别与下模座310和中模座210铰接连接，驱动缸4可采用液压缸、气缸或其它形式缸，优选液压缸，其驱动力大，运动平稳，液压系统也易于控制。

需要特别强调的是，本实施例中下模座310上表面的左侧设有U型槽，在U型槽内设置挡料块320并通过螺栓固定，U型槽内的设计一方面便于挡料块320的自定位，另一方面固定可靠，承受较大压力也不会发生移动，提高折弯精度，挡料块320的右侧面与压板230的左侧面之间具有水平的间隙，该间隙可根据需要设计调整。挡料块320的设计虽然看似简单，但却十分巧妙，具有意想不到的效果，不仅能配合压板230进行板料的90°折弯，而且在加工特殊Z型工件时，可顶住板料，进行90°折弯角度的校正和避免局部板面向外拱起，大大提高工件成型精度高，避免后续的二次校正。另外，下模座310的右侧设置导向块311，并且压板230运动到上极限位置时，其下表面高度低于导向块311的上表面高度。导向块311的设置作用在于，在折弯加工过程中，挡料块320会对压板压板230产生横向力，此时导向块反向311顶住压板230，产生反向平衡力，从而避免挡料块320横向移动，保证折弯的准确性，提高折弯精度。

本实施例一体式多工位折边模具有多种工作模式，一种是简单折弯模式，驱动缸4处于收缩状态，中模具2支撑下模座310上，此时通过上模具1与中模具2的凹模220配合工作，可进行一般的折弯操作；或者配合驱动缸4的动作，采用中模具2的中模座210与压板230之间进行折弯操作，如通过上模具1与中模具2的凹模220配合工作进行预折弯后，折弯角度达不到，此时可在中模具2上进行进一步折弯，可将折弯角进一步减小，最小可减小到0°，等于完全压平；又或者通过中模具2与下模具3的配合进行90°校正折弯，如通过上模具1与中模具2配合折弯90°后，由于工件的反弹，可将工件再次卡入中模具2的压板230的左侧，压板230配合挡料块320进行90°折弯校形；另一种三者组合折弯模式，如进行特殊Z型工件的加工，先通过上模具1与中模具2配合使用进行预折弯，再通过中模具2和下模具3的配合使用进行最终折弯，得到成型件，后面实施例会进行详细叙述，在此不再具体说明。相对于传统加工特定形状工件的折弯模具，如申请号为201310672865.8的折弯模具等，存在加工针对性太强，使用较为单一，除了此特定形状工件外，别无它用，而且它们的结构相对复杂，制造成本也较高，对于各折弯段长度要求不同时，还需重新改变模具大小已适应加工要求，会造成模具数量大大增多，如果小批量生产，经济效益差等缺陷，本实施例的模具不仅能完成板材传统的各种角度的折弯，而且能够完成特定形状钣金件的折弯加工，尤其是上述的特殊Z型工件加工，其结构相对简单，折弯精度高，一次成型无需二次校正，而且根据不同折弯段长度需求，只需改变压板230的厚度即可完成，因此无需其他备件，设备数量大大减小，适应性强。

实施例2

本实施例的一体式多工位折边模具，在实施例1的基础上进行进一步改进，以适应特殊Z型工件的折弯需求，具体结合图2和图3，上模具1的工作部110中，V型模头111的右侧依次连接第一侧面112、第二侧面113和第三侧面114，第一侧面112和第三侧面114为竖直平面，第二侧面113为斜面，第一侧面112与第二侧面113之间角度大于180°；V型模头111的左侧依次连接第四侧面115和第五侧面116，第四侧面115为竖直平面，第四侧面115和第五侧面116之间夹角大于90°，但小于180°。此种结构设计，在进行特殊Z型工件折弯时，可对折弯时两侧上翘进行避让，使加工顺利进行。

实施例3

本实施例的提供了特殊Z型工件的折弯方法，所折弯的特殊Z型工件形状如图1所示，工件的厚度为1.5mm，它包括顺次连接的第一平段A、第二平段B、第三平段C和第四平段D，其中，第一平段A与第二平段B之间的夹角以及第二平段B和第三平段C之间的夹角都为90°，第三平段C和第四平段D之间的夹角为0°，也就是说，第四平段D紧贴在第三平段C上。采用实施例2的一体式多工位折边模具进行加工，具体操作步骤如下：

①模具安装准备

根据实施例2的机构将模具组装好，并将上模具1的上端连接到折弯机的滑块上，下模具3的下模座310固定到折弯机的工作台上，驱动缸4接动力源，准备好模具等待加工；

②模具的位置初始化

驱动缸4驱动中模具2下行，压板230与下模座310上表面接触并停止运动，中模座210继续下行并压缩弹簧240，直到下模座310与压板230接触，驱动缸4停止动作。本步骤中，驱动缸4采用液压缸，液压油为动力源，并用阀控制驱动缸4动作。

③第一次折弯操作

如图9所示，将待折弯平板放置在凹模220的V型槽221上方，并采用折弯机挡料机构定位，确定好折弯位置，上模具1下行，工作部110的V型模头111接触并折弯板料，板料折弯至90°时，上模具1停止下行并返回；本实施例中，V型槽221的开口角度为45°，V型模头111的角度为30°。

④第二次折弯操作

如图10所示，将步骤③得到的90°折弯工件取出并翻转放置，使其一边向下贴于凹模220的侧面，另一边支撑于凹模220的上表面上，上模具1下行工作部110的V型模头111接触并将板料挤压入V型槽221中进行折弯，待折弯出30°后，上模具1停止下行并返回，得到特殊Z型工件的第三平段C和第四平段D；

⑤第三次折弯操作

如图11所示，取出步骤④得到的工件，再次翻转，并将工件除第三平段C和第四平段D外的一段放置在V型槽221上方的凹模220上表面上，第三平段C和第四平段D形成的V形开口向下，上模具1下行，工作部110的V型模头111接触并折弯板料，板料折弯至90°时，上模具1停止下行并返回，得到Z型工件的第一平段A和第二平段B；

⑥第四次折弯操作前准备

取下步骤⑤得到的工件，驱动缸4驱动中模具2上行，中模座210先与压板230分离，待限位螺钉250达到上极限位置后，中模座210带动压板230继续上行，压板230与下模座310分离，中模具2继续上行一定距离后，驱动缸4停止动作；

⑦第四次折弯操作

结合图12和图13所示，先将工件的第一平段A贴紧在压板230的下表面上，第二平段B与压板230的侧面贴紧，第三平段C贴在压板230的上表面上，从而将工件卡在压板230上，然后上模具1下行，工作部110的V型模头111压入凹模220的V型槽221中并带动中模座210下行，压板230和工件随着一起下行，第一平段A接触下模座310上表面并被压板230压紧，第二平段B被限制在挡料块320与压板230的侧面之间，中模座210继续下行挤压第四平段D，使第三平段C和第四平段D之间夹角为0°，得到成型的特殊Z型工件；

⑧完成工件折弯操作

上模具1返回，驱动缸4驱动中模座210上行，中模座210先与压板230分离，中模座210继续上行，限位螺钉250达到上极限位置后，中模座210带动压板230继续上行，成型工件随压板230一起上行，待中模具2上行一定距离后驱动缸4停止动作，从压板230取下成型的特殊Z型工件，完成折弯操作。

对加工后得到的特殊Z型工件进行检测，各段的平整度好，无凸起、凹陷或弯曲现象，第一平段A与第二平段B之间的夹角以及第二平段B和第三平段C之间的夹角基本都为90°，误差很小在0.3°以内，第三平段C和第四平段D之间贴合紧密，无缝隙，整体质量很好，无需进行二次校正，符合使用要求。

实施例4

本实施例的提供了特殊Z型工件的折弯方法，与实施例3不同的地方在于：步骤④的第二次折弯操作得到工件的第三平段C和第四平段D之间的夹角为40°。

实施例5

本实施例的提供了特殊Z型工件的折弯方法，与实施例3不同的地方在于：步骤④的第二次折弯操作得到工件的第三平段C和第四平段D之间的夹角为45°。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种一体式多工位折边模具，包括上模具(1)、中模具(2)和下模具(3)，其特征在于：所述的中模具(2)具有与上模具(1)配合使用的凹模(220)，中模具(2)下方设置有活动的压板(230)，压板(230)可上下移动；所述的下模具(3)与中模具(2)之间通过驱动缸(4)连接；

所述的上模具(1)的前端为工作部(110)，工作部(110)设有V型模头(111)；所述的中模具(2)包括中模座(210)和可拆卸固定在中模座(210)上的凹模(220)，凹模(220)设有与工作部(110)的V型模头(111)相配合的V型槽(221)；

所述的下模具(3)包括下模座(310)；连接所述中模具(2)与下模具(3)的驱动缸(4)的两端分别与中模座(210)和下模座(310)连接；所述的下模座(310)的一侧设置有挡料块(320)，挡料块(320)与压板(230)之间具有水平的间隙。

2.根据权利要求1所述的一体式多工位折边模具，其特征在于：所述的压板(230)通过限位螺钉(250)活动设置于中模座(210)的下方。

3.根据权利要求2所述的一体式多工位折边模具，其特征在于：所述的中模座(210)和压板(230)之间设置有弹簧(240)。

4.根据权利要求1或2或3所述的一体式多工位折边模具，其特征在于：所述的下模座(310)远离挡料块(320)的一侧设置导向块(311)，其用于限制压板(230)在上下移动的过程中向导向块(311)侧的横向偏移。