CN107263116B - 利用钣金件成型机制作钣金件方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钣金件成型机和利用钣金件成型机制作钣金件方法，属于机床技术领域。它解决了现有的成型机存在着通用性不足的问题。本钣金件成型机，包括机架和第一台板，第一台板与机架固定连接，第一台板的四周设有第二台板，第二台板与机架之间通过能使第二台板竖直升降运动的第一驱动机构；第一台板的上方设有电主轴，电主轴的刀具安装轴竖直设置，电主轴与机架之间通过能使电主轴竖直升降运动、水平前后移动和水平左右移动的第二驱动机构。本钣金件成型机能根据设计的钣金件的形状加工出所需的成型模，即成型模的顶面与设计的钣金件下板面相吻合；再能根据成型模的形状将金属薄板挤压成与钣金件，即钣金件的下板面与成型模的顶面相吻合。
Description
技术领域
本发明属于机床技术领域，涉及一种成型机，特别是一种钣金件成型机。
本发明属于机床技术领域，涉及一种成型机，特别是一种利用钣金件成型机制作钣金件方法。
背景技术
钣金件是指采用金属薄板(通常在6mm以下)制成厚度一致的零件。
在试生产和定制过程中钣金件制造量至少，甚至仅生产一件。传统的生产方式为手工制作，因而存在着生产效率低，加工精度难以控制等问题。
为了解决上述问题，本领域技术人员希望能够提出一种钣金件的快速成型机。中国专利文献曾记载了钣金成型机（申请号88218754.6）、钣金薄板大圆弧浮动辊压成型装置（公开号CN1966172A）、钣金件旋压成型设备（申请公布号CN102601196A）。上述成型机仅适合成型特定形状的钣金件，并不适合成型各种形状的钣金件。换言之，现有成型机存在着通用性不足，难以满足不同形状钣金件加工要求。
发明内容
本发明提出了一种钣金件成型机，本发明要解决的技术问题是如何提出一种适合加工不同形状钣金件的钣金件成型机。
本发明提出了一种利用钣金件成型机制作钣金件方法，本发明要解决的技术问题是如何提出一种适合实际加工需求的利用钣金件成型机制作钣金件方法。
本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：本钣金件成型机，包括机架和第一台板，第一台板与机架固定连接，第一台板的四周设有第二台板，第二台板与机架之间通过能使第二台板竖直升降运动的第一驱动机构；第一台板的上方设有电主轴，电主轴的刀具安装轴竖直设置，电主轴与机架之间通过能使电主轴竖直升降运动、水平前后移动和水平左右移动的第二驱动机构。
通过阐述利用钣金件成型机制作钣金件方法进一步说明本钣金件成型机各个部件的作用以及本钣金件成型机的优点：第一步，将待成型坯料固定在第一台板的顶面上以及在刀具安装轴上安装切削刀具；第二步，操控第二驱动机构使切削刀具加工待成型坯料且使待成型坯料的顶面与钣金件的下板面相匹配，得到成型模；第三步，将金属薄板水平铺设在第二台板上且成型模位于金属薄板的下方；第四步，在刀具安装轴上安装滚压成型刀具；第五步，操控第二驱动机构使滚压成型刀具沿着与成型模顶面平行的虚拟加工面运动且滚压成型刀具由虚拟加工面的最高点逐渐向下移动，金属薄板的下板面被挤压且与成型模顶面相贴合。
与现有技术相比，本钣金件成型机能使刀具达到任意所需的坐标位置上，由此能加工出任意形状的成型模；换言之，本钣金件成型机能根据设计的钣金件的形状加工出所需的成型模，即成型模的顶面与设计的钣金件下板面相吻合。本钣金件成型机再能根据成型模的形状将金属薄板挤压成与钣金件，即钣金件的下板面与成型模的顶面相吻合，由此可知，利用本钣金件成型机加工出的钣金件与设计的钣金件吻合度高，即具有加工精度高的优点。
本钣金件成型机中待成型坯料优先选用铝或木材制成，具有已切削加工，降低加工所需的时间；铝或木材价格低廉，降低钣金件制作成本；铝或木材硬度适中，具有细小地可变形性，既能显著降低滚压成型刀具断裂率，又能保证钣金件加工精度。
第二台板既可采用一体式结构，即第一驱动机构驱动第二台板整体上升或整体下降；也可采用分体式结构，即第二台板包括多张独立的小台板，每张小台板与机架之间均通过能独立操控的第一驱动机构相连接；进而可根据实际情况仅下降所需部位的小台板；该结构的钣金件成型机尤其适合加工外缘高低不一致的钣金件。具体来说，在第五步骤中，根据钣金件的外缘高低灵活操纵第一驱动机构，如钣金件的外缘左侧明显高于右侧，则与钣金件的外缘左侧相对应的小台板下降到达完全成型位置后停止下降，仅保留与钣金件的外缘右侧相对应的小台板继续下降；这样能有效地保证钣金件的外缘左侧成型精度。
附图说明
图1是本钣金件成型机的主视结构示意图。
图2是本钣金件成型机中台板结构示意图。
图3是本钣金件成型机中第一台板区域剖视结构示意图。
图4是本钣金件成型机安装有成型模的结构示意图。
图中，1、机架；2、第一台板；3、第二台板；3a、小台板；3b、螺栓连接孔；4、电主轴；5、成型模；5a、顶面；6、导向组件；7、液压缸；8、横梁；9、横移板；10、升降板；11、金属薄板。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1至图4所示，本钣金件成型机包括机架1、第一台板2、第二台板3和电主轴4。
机架1可直接放置在地面上；第一台板2用于固定成型模5，第二台板3用于水平固定金属薄板11。第一台板2的上板面水平设置，第一台板2与机架1固定连接；第二台板3位于第一台板2的外侧。
如图2所示，第一台板2呈矩形，第二台板3包括四张独立的小台板3a，四张小台板3a分别一一对应地位于第一台板2四个侧边的外侧。每张小台板3a与机架1之间均通过能独立操控的第一驱动机构相连接；具体来说，小台板3a呈条状，小台板3a的两端与机架1之间均通过导向组件6相连接，使得小台板3a能稳定地升降运动。机架1上固定有液压缸7和用于监测小台板3a高度的测距传感器，液压缸7的活塞杆与小台板3a相连接，液压缸7的油管中串联有电磁阀，电磁阀和测距传感器均与控制电路电连接。采用液压缸7既能将金属薄板11拉变形，又能避免金属薄板11受压成型过程中小台板3a跳动，进而保证钣金件的精度。
小台板3a上开设有多个螺栓连接孔3b，进而便于固定金属薄板11以及保证金属薄板11被固定的牢固度。
电主轴4设置在第一台板2的正上方，电主轴4具有刀具安装轴，刀具安装轴竖直设置。电主轴4与机架1之间通过能使电主轴4竖直升降运动、水平前后移动和水平左右移动的第二驱动机构。具体来说，第二驱动机构包括横梁8、横移板9和升降板10，横梁8与机架1之间通过水平设置的第一导轨相连接，机架1上安装有与横梁8相连接的前后移动驱动源；横移板9和横梁8之间通过水平设置的第二导轨相连接，横梁8上安装有与横移板9相连接的左右移动驱动源；升降板10和横梁8之间通过竖直设置的第三导轨相连接，横移板9上安装有与升降板10相连接的升降移动驱动源。
通过阐述利用钣金件成型机制作钣金件方法进一步说明本钣金件成型机各个部件的作用以及本钣金件成型机的优点：利用钣金件成型机制作钣金件方法是按以下顺序步骤进行的：
第一步，将待成型坯料固定在第一台板2的顶面上以及在刀具安装轴上安装切削刀具；待成型坯料选用铝或木材制成；切削刀具为现有数控加工中心的铣刀。
第二步，根据设计的钣金件制作对应的数控加工程序，本钣金件成型机根据上述数控加工程序自动操控第二驱动机构使切削刀具切削待成型坯料的顶部，进而待成型坯料的顶部加工出与钣金件的下板面相匹配的顶面5a，由此待成型坯料加工成为成型模5。
第三步，将金属薄板11水平铺设在第二台板3上且成型模5位于金属薄板11的下方，金属薄板11的外缘部均与第二台板3固定连接。
第四步，在刀具安装轴上安装滚压成型刀具；滚压成型刀具整体呈杆状且下端部呈球状；或滚压成型刀具包括呈杆状的刀柄和与刀柄下端部转动连接的滚压球。采用球面滚压金属薄板11能显著提高金属薄板11与成型模5的贴合度，进而提高钣金件的精度。
第五步，操控第二驱动机构使滚压成型刀具沿着与成型模5的顶面5a平行的虚拟加工面运动使金属薄板11被挤压且金属薄板11的下板面与成型模5的顶面5a相贴合；在此过程中操纵第一驱动机构使第二台板3随滚压成型刀具逐渐向下移动。作为优选，在滚压成型过程中滚压成型刀具由虚拟加工面的最高点逐渐向下移动，更具体来说，在预成型阶段，滚压成型刀具由虚拟加工面的最高点逐圈向下移动，因而移动轨迹类似螺旋线；在精成型阶段，滚压成型刀具由虚拟加工面的最高点直接向下移动形成众多精压加工线，一条精压加工线位于同一竖直上。
实施例二
本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：小台板3a并非采用液压缸7驱动，而是采用电机驱动，即机架1上安装有电机、转动连接有丝杆，小台板3a上固定连接有与丝杆螺纹连接的丝母，电机的转轴与丝杆通过减速机机械传动连接。由于丝杆丝母具有自锁能力，因而也能避免金属薄板11受压成型过程中小台板3a跳动。
实施例三
本实施例同实施例一和实施例二的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：第二台板3为一体式结构，第二台板3通过多组导向组件6与机架1相连接，机架上安装有一组第一驱动机构；因而第二台板3为整体升降移动。
Claims (9)
1.利用钣金件成型机制作钣金件方法，钣金件成型机包括机架（1）、第一台板（2）和第二台板（3），第一台板（2）与机架（1）固定连接，第二台板（3）位于在第一台板（2）的四周外侧，第二台板（3）与机架（1）之间通过能使第二台板（3）竖直升降运动的第一驱动机构，第一驱动机构位于第二台板（3）的下方；第一台板（2）的上方设有电主轴（4），电主轴（4）的刀具安装轴竖直设置，电主轴（4）与机架（1）之间通过能使电主轴（4）竖直升降运动、水平前后移动和水平左右移动的第二驱动机构，第二驱动机构位于第一台板（2）的上方；其特征在于，本利用钣金件成型机制作钣金件方法是按以下顺序步骤进行的：
第一步，将待成型坯料固定在第一台板（2）的顶面上以及在刀具安装轴上安装切削刀具；
第二步，操控第二驱动机构使切削刀具切削待成型坯料的顶部，使得待成型坯料的顶部加工出与钣金件的下板面相匹配的顶面（5a）；
第三步，将金属薄板（11）水平铺设在第二台板（3）上且成型模（5）位于金属薄板（11）的下方，金属薄板（11）的外缘部均与第二台板（3）固定连接；
第四步，在刀具安装轴上安装滚压成型刀具；
第五步，操控第二驱动机构使滚压成型刀具沿着与成型模（5）的顶面（5a）平行的虚拟加工面运动，金属薄板（11）被挤压且金属薄板（11）的下板面与成型模（5）的顶面（5a）相贴合；在此过程中操纵第一驱动机构使第二台板（3）随滚压成型刀具逐渐向下移动。
2.根据权利要求1所述的利用钣金件成型机制作钣金件方法，其特征在于，所述待成型坯料选用铝或木材制成。
3.根据权利要求1所述的利用钣金件成型机制作钣金件方法，其特征在于，所述滚压成型刀具整体呈杆状且下端部呈球状；或滚压成型刀具包括呈杆状的刀柄和与刀柄下端部转动连接的滚压球。
4.根据权利要求1或2或3所述的利用钣金件成型机制作钣金件方法，其特征在于，所述第五步骤中，滚压成型刀具由虚拟加工面的最高点逐渐向下移动。
5.根据权利要求1所述的利用钣金件成型机制作钣金件方法，其特征在于，所述第二台板（3）包括多张独立的小台板（3a），多张小台板（3a）与与机架（1）之间均通过能独立操控的第一驱动机构相连接。
6.根据权利要求1所述的利用钣金件成型机制作钣金件方法，其特征在于，所述第二台板（3）为一体式结构，机架上仅安装有一组与第二台板（3）相连接的第一驱动机构。
7.根据权利要求1或5或6所述的利用钣金件成型机制作钣金件方法，其特征在于，所述第二台板（3）与机架（1）之间通过导向组件（6）相连接；第一驱动机构包括固定在机架（1）上的液压缸（7）和用于监测小台板（3a）高度的测距传感器，液压缸（7）的活塞杆与台板（3）相连接，液压缸（7）的油管中串联有电磁阀，电磁阀和测距传感器均与控制电路电连接。
8.根据权利要求1或5或6所述的利用钣金件成型机制作钣金件方法，其特征在于，所述台板（3）与机架（1）之间通过导向组件（6）相连接；第一驱动机构包括固定在机架（1）上的电机和与机架（1）转动连接的丝杆，台板（3）上固定连接有与丝杆螺纹连接的丝母，电机的转轴与丝杆通过减速机机械传动连接。
9.根据权利要求1或5或6所述的利用钣金件成型机制作钣金件方法，其特征在于，所述第二驱动机构包括横梁（8）、横移板（9）和升降板（10），横梁（8）与机架（1）之间通过水平设置的第一导轨相连接，机架（1）上安装有与横梁（8）相连接的前后移动驱动源；横移板（9）和横梁（8）之间通过水平设置的第二导轨相连接，横梁（8）上安装有与横移板（9）相连接的左右移动驱动源；升降板（10）和横梁（8）之间通过竖直设置的第三导轨相连接，横移板（9）上安装有与升降板（10）相连接的升降移动驱动源。
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