CN109127804B - 一种金属管材的弯曲成型装置及其成型方法 - Google Patents
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Abstract
一种金属管材的弯曲成型装置及其成型方法，包括成型辊、成型模具、三面支撑导轨、带螺钉夹紧块、纵向伸缩板以及压块，成型辊为圆柱形，设置在成型模具的上部；所述成型模具包括上侧钢板、螺母连接件、定位孔以及内支撑，所述上侧钢板上设置有定位孔和螺母连接件；内支撑上沿纵向设置有纵向空槽；纵向伸缩板设置在内支撑的纵向空槽内；三面支撑导轨为截面为U形；所述带螺钉夹紧块的螺钉穿过上侧钢板的定位孔与管材的一侧端部卡接；压块设置在管材外部，与管材压接。属于机械加工技术领域，本发明利用矩形管、异型管等具有平直部分的金属管材具有中空、薄壁的特点，根据管材截面设计模具作为内支撑，来达到弯曲的目的。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，特别是涉及到一种金属管材的弯曲成型装置及方法。
背景技术
管材弯曲常采用绕弯、压弯、推弯、滚弯等方法，由于矩形管、异型管的中空、薄壁特点，管坯内壁在轴向受挤压、在宽度方向受模具限制，导致材料在厚度方向上累积，当内壁材料无法沿着轴向流动时就会发生褶皱。
专利号为201210171146.3的中国专利提出一种内撑法弯管工艺及专用内撑囊，其内支撑较为复杂，在实际生产和使用中，操作复杂，不易实现。
在目前金属保险杠横梁的弯曲成型方法中，弧度不大时通常采用折弯的方式将之弯曲，较大时内置柔性模具、外部辊压使之成型，这种方法通常会在保险杠的内侧产生较大的褶皱，或者侧部发生较大的变形；另一方面，一些商用车保险杠横梁仅需将两端进行弯曲，便于保护斜侧的撞击以及安装在保险杠上，所要弯曲的弧度、长度较小。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种金属管材的弯曲成型装置及其成型方法，利用矩形管、异型管等具有平直部分的金属管材具有中空、薄壁的特点，根据管材截面设计模具作为内支撑，来达到弯曲的目的。
一种金属管材的弯曲成型装置，其特征是：包括成型辊、成型模具、三面支撑导轨、带螺钉夹紧块、纵向伸缩板以及压块，所述成型辊为圆柱形，设置在成型模具的上部；所述成型模具包括上侧钢板、螺母连接件、定位孔以及内支撑，所述上侧钢板上设置有定位孔和螺母连接件；所述内支撑上沿纵向设置有纵向空槽；所述纵向伸缩板设置在内支撑的纵向空槽内；所述三面支撑导轨的截面为U形；所述带螺钉夹紧块的螺钉穿过上侧钢板的定位孔与管材的一侧端部卡接；所述压块设置在管材外部，与管材压接。
所述三面支撑导轨为一体式结构或组合式结构。
所述定位孔用于确定管材端部的固定位置。
一种金属管材的弯曲成型方法，应用所述的一种金属管材的弯曲成型装置，包括以下步骤，
步骤一、将成型辊和成型模具移开，把待弯曲的管材放置在三面支撑导轨上；将成型模具的内支撑从管材的末端插入到管材内部，根据管材的弯曲度，将管材尾部对应到定位孔的位置，将带螺钉夹紧块的螺钉拧紧，使上侧钢板与管材的待弯曲外壁相邻；将纵向伸缩板插入到内支撑的纵向空槽中，使用压块将管材固定；
步骤二、成型辊滚压运动，成型模具发生相似运动，成型模具的上侧钢板将接触力传递到与管材接触的部分；成型模具的底侧平面与三面支撑导轨中部共同作用使管材的内侧壁发生弯曲，成型模具的内支撑及三面支撑导轨保证管材侧部平整，同时纵向伸缩板随管材弯曲从成型模具端部抽出，管材的弯曲过程完成。
所述管材的外侧壁在成型模具的上侧钢板下部，纵向伸缩板的上部。
所述带螺钉夹紧块根据管材弯曲的弧度尺寸，调节成型过程中螺母的松紧度。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：一种金属管材的弯曲成型装置及其成型方法，将滚压和模压相结合，在成型辊带动或者使成型模具发生特定的运动，设计使管材的内侧壁作为弯曲的主要加工面，配合带螺钉夹紧块、纵向伸缩板对端部和外侧壁进行限制，辊、模具协同作用迫使管材发生弯曲，使管材底部的褶皱减轻甚至完全消失；
本发明的进一步有益效果在于：模具易于设计、组装，动力的加载容易实现，非常适合方形管、异型管等具有平直部分的金属管材弯曲成型，易于推广使用；尤其适合保险杠横梁的冷弯成型过程。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明一种金属管材的弯曲成型装置结构示意图。
图2为本发明一种金属管材的弯曲成型装置成型模具结构示意图。
图3为本发明一种金属管材的弯曲成型装置安装位置示意图Ⅰ。
图4为本发明一种金属管材的弯曲成型装置安装位置示意图Ⅱ。
图5为本发明一种金属管材的弯曲成型装置弯曲过程示意图。
图6为本发明一种金属管材的弯曲成型装置管材安装成型后左视示意图。
图7为本发明一种金属管材的弯曲成型装置实施例矩形管成型后示意图。
图中1-成型辊、2-成型模具、3-三面支撑导轨、4-带螺钉夹紧块、5-纵向伸缩板、6-压块、7-上侧钢板、8-螺母连接件、9-定位孔、10-内支撑、11-螺母连接件螺钉孔、12-管材。
具体实施方式
一种金属管材的弯曲成型装置，如图1、图2以及图6所示：包括成型辊1、成型模具2、三面支撑导轨3、带螺钉夹紧块4、纵向伸缩板5以及压块6，所述成型辊1为圆柱形，设置在成型模具2的上部；所述成型模具2包括上侧钢板7、螺母连接件8、定位孔9以及内支撑10，所述上侧钢板7上设置有定位孔9和螺母连接件8；所述内支撑10上沿纵向设置有纵向空槽，内支撑10满足塑性变形区的支撑设计，能够在成型中使侧部钢板不会向内凹陷，内支撑10的形状可根据待加工管材的截面而定，对矩形管、异型管等具有平直部分的管材适用；内支撑10可为整体式或组装式，其与管材接触部分完整即可；所述纵向伸缩板5设置在内支撑10的纵向空槽内；所述三面支撑导轨3为截面为U形；所述带螺钉夹紧块4的螺钉穿过上侧钢板7的定位孔9与管材12的一侧端部卡接；所述压块6设置在管材12外部，与管材12压接；其中上侧钢板7和内支撑10可视情况而定长短；通过抽拔成型模具2塞入管材12的长度来实现大弧度弯曲。
所述三面支撑导轨3为一体式结构或组合式结构。
所述定位孔9用于确定管材12端部的固定位置。
所述成型模具2上还设置有螺母连接件螺钉孔11。
一种金属管材的弯曲成型方法，如图5所示，包括以下步骤，
步骤一、将成型辊1和成型模具2移开，把待弯曲的管材12放置在三面支撑导轨3上；将成型模具2的内支撑10从管材12的末端插入到管材12内部，根据管材12的弯曲度，将管材12尾部对应到定位孔9的位置，将带螺钉夹紧块4的螺钉拧紧，使上侧钢板7与管材12的待弯曲外壁相邻；将纵向伸缩板5插入到内支撑10的纵向空槽中，使用压块6将管材12固定；
步骤二、成型辊1滚压运动，成型模具2发生相似运动，成型模具2的上侧钢板7将接触力传递到与管材12接触的部分；成型模具2的底侧平面与三面支撑导轨3中部共同作用使管材12的内侧壁发生弯曲，成型模具2的内支撑10及三面支撑导轨3保证管材12侧部平整，同时纵向伸缩板5随管材12弯曲从成型模具2端部抽出，管材12的弯曲过程完成。
图3和图4为成型模具除上侧钢板部分及与管材的安装位置，A、B是为了说明位置的标记点，安装后二者重合；
所述管材12的外侧壁在成型模具2的上侧钢板7下部，纵向伸缩板5的上部。
所述带螺钉夹紧块4根据管材12弯曲的弧度尺寸，调节成型过程中螺母的松紧度。
本发明所述带螺钉夹紧块4也可安装在成型模具2侧部、底部，将管材端部固定；带螺钉夹紧块4和纵向伸缩板5的形状可变，易于安装和拔出即可；带螺钉夹紧块4、纵向伸缩板5为选装装置，不安装仍可达到相对较好的成型效果，并且易于实现。
本发明的工作原理为：本发明根据管材12截面设计适合的成型模具2，成型模具2除上侧钢板7外插入到空心管材12中，利用成型辊1的滚压驱动成型模具2运动，在成型过程中成型模具2的上侧钢板7能将接触力传递到与管材12接触的部分；成型模具2的底侧平面与三面支撑导轨3中部共同作用使管材12的内侧壁发生弯曲，成型模具2的内支撑10及三面支撑导轨3可防止管材12侧部凹陷或凸出，成型模具2的内支撑10上部可安装带螺钉夹紧块4固定管材端部，安装纵向伸缩板5可为管材2外侧壁的成型提供支撑；金属管材12弯曲过程中，内侧壁完好、侧壁和外侧壁有部分的拉伸，褶皱减少甚至消失。
本发明尤其适用于车辆保险杠横梁的弯曲成型，如图7所示，以矩形管为例，管材12弯曲的形式为单侧弯曲。
Claims (6)
1.一种金属管材的弯曲成型装置，其特征是：包括成型辊(1)、成型模具(2)、三面支撑导轨(3)、带螺钉夹紧块(4)、纵向伸缩板(5)以及压块(6)，所述成型辊(1)为圆柱形，设置在成型模具(2)的上部；所述成型模具(2)包括上侧钢板(7)、螺母连接件(8)、定位孔(9)以及内支撑(10)，所述上侧钢板(7)上设置有定位孔(9)和螺母连接件(8)；所述内支撑(10)上沿纵向设置有纵向空槽；所述纵向伸缩板(5)设置在内支撑(10)的纵向空槽内；所述三面支撑导轨(3)的截面为U形；所述带螺钉夹紧块(4)的螺钉穿过上侧钢板(7)的定位孔(9)与管材(12)的一侧端部卡接；所述压块(6)设置在管材(12)外部，与管材(12)压接。
2.根据权利要求1所述的一种金属管材的弯曲成型装置，其特征是：所述三面支撑导轨(3)为一体式结构或组合式结构。
3.根据权利要求1所述的一种金属管材的弯曲成型装置，其特征是：所述定位孔(9)用于确定管材(12)端部的固定位置。
4.一种金属管材的弯曲成型方法，其特征是：应用权利要求1所述的一种金属管材的弯曲成型装置，包括以下步骤，
步骤一、将成型辊(1)和成型模具(2)移开，把待弯曲的管材(12)放置在三面支撑导轨(3)上；将成型模具(2)的内支撑(10)从管材(12)的末端插入到管材(12)内部，根据管材(12)的弯曲度，将管材(12)尾部对应到定位孔(9)的位置，将带螺钉夹紧块(4)的螺钉拧紧，使上侧钢板(7)与管材(12)的待弯曲外壁相邻；将纵向伸缩板(5)插入到内支撑(10)的纵向空槽中，使用压块(6)将管材(12)固定；
步骤二、成型辊(1)滚压运动，成型模具(2)发生相似运动，成型模具(2)的上侧钢板(7)将接触力传递到与管材(12)接触的部分；成型模具(2)的底侧平面与三面支撑导轨(3)中部共同作用使管材(12)的内侧壁发生弯曲，成型模具(2)的内支撑(10)及三面支撑导轨(3)保证管材(12)侧部平整，同时纵向伸缩板(5)随管材(12)弯曲从成型模具(2)端部抽出，管材(12)的弯曲过程完成。
5.根据权利要求4所述的一种金属管材的弯曲成型方法，其特征是：所述管材(12)的外侧壁在成型模具(2)的上侧钢板(7)下部，纵向伸缩板(5)的上部。
6.根据权利要求4所述的一种金属管材的弯曲成型方法，其特征是：所述带螺钉夹紧块(4)根据管材(12)弯曲的弧度尺寸，调节成型过程中螺母的松紧度。
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