CN110586758A - 一种卷制壳体的一体成型加工系统及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种卷制壳体的一体成型加工系统，包括机架，安装在机架上的上料装置、冲裁装置、折弯装置、整圆装置、下料装置及传送带，所述上料装置进行钢带定位调节并压平上料，通过传送带将钢带送至冲裁装置处裁切冲裁形成片式板材，再通过传送带送至折弯装置，采用六方位冲头配合芯棒折弯成类圆形半成品，再送至整圆装置通过四方位整圆块同步挤压整圆，形成圆形卷制壳体，通过下料装置下料。本发明所揭示的卷制壳体的一体成型加工系统，采用自动化加工设备，配合三道加工工序即可实现高精度的卷制衬套的加工。

Description

一种卷制壳体的一体成型加工系统及其加工方法

技术领域

本发明涉及卷制壳体领域，尤其涉及一种卷制壳体的一体成型加工系统及其加工方法。

背景技术

在汽车零件的生产装配中，其中电磁阀是很重要的零部件之一，而壳体类产品是电磁阀很重要的零件之一。

现有的卷制壳体加工工艺主要有三种，包括金属切削加工、拉伸冲压和卷制冲压。其中金属切削加工主要使用原材料是无缝钢管，工艺较复杂，涉及到车外形、镗内孔、铣缺口、磨端面和切断等加工工艺，复杂的身长工序导致整体生产效率不高，而且整个生产过程涉及的设备较多，因此生产成本也比较高，而对于拉伸冲压工艺，则是通过多工位级进模或者传送模进行多道次拉伸，然后在进行缺口的冲压操作，整个过程工步多，模具开发成本较高，而且拉伸操作的精度（圆度）难以控制，无法满足高精度的要求，卷制冲压则是将卷曲的板材通过冲压机进行冲压，形成一个近似圆的粗成品，然后在粗成品内部插入一根圆柱杆，加工人员通过手工敲打衬套外部使其圆度，内径值接近加工要求，最后通过车床对衬套两端进行车加工使得衬套高度近似加工值，这种方法还是传统的手工加工，先不谈其加工效率非常低下，这种加工方式加工的衬套精度非常低，其内外径值，圆度，粗糙度，切面垂直度及切面水平度都难以精确控制，只能适合那种加工精度要求不高的客户，但是对于加工精度要求高的客户，这种方法完全不能满足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种卷制壳体的一体成型加工系统及其加工方法，通过该加工系统可以高效制备出高精度的卷制壳体。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种卷制壳体的一体成型加工系统，包括机架，安装在机架上的上料装置、冲裁装置、折弯装置、整圆装置、下料装置及传送带，所述上料装置进行钢带定位调节并压平上料，通过传送带将钢带送至冲裁装置处裁切冲裁形成片式板材，再通过传送带送至折弯装置，采用六方位冲头配合芯棒折弯成类圆形半成品，再送至整圆装置通过四方位整圆块同步挤压整圆，形成圆形卷制壳体，通过下料装置下料。

优选的，所述折弯装置包括芯棒，环设在芯棒四周的六个折弯组件，所述折弯组件包括连接快，折弯块及凸轮传动机构，所述折弯块安装在连接块下端且折弯块下端面呈弧形，所述连接快上端与凸轮传动机构连接，有凸轮传动机构触发连接块以及折弯块来回伸缩。

优选的，所述整圆装置包括芯棒，环设在芯棒外侧呈十字交叉设置的四个整圆组件，所述整圆组件包括传动杆，整圆块及传动机构，整圆块安装在传动杆一端，传动机构安装在传动杆另一端，所述整圆块正对芯棒的面呈四分之一圆弧，四个整圆块相互配合形成一个整圆。

一种卷制壳体的一体成型加工方法，具体包括如下步骤：

a．材料选取：选用厚度为1.5±0.02mm的冷轧制钢带作为板材，其热膨胀系数为20~100℃，温度变化范围为11.59*10⁶mm/℃；

b．送料：将步骤a的钢带送至上料装置，定位调节输入位置，同时利用上料装置的压板将钢带压平，控制定位调节精度为±0.02mm；

c、冲裁：将压平的板材送至裁剪冲压机构，根据壳体外形尺寸图进行钢带尺寸，搭扣，开口槽的冲裁，形成一个个独立的片式板材，控制冲裁力P=f*L*t*σb，其中f为经验系数，取值0.6~0.9，L为切边线长度，t为板材厚度，σb为板材抗剪强度；

d．折弯：将步骤c冲压完的片式板材送至折弯装置，利用六方位折弯块配合芯棒将片式板材进行四次折弯变形得到类圆形半成品，四次折弯变形分别为：

第一次，利用第一个折弯块抵住片式半成品中心位置，弧形折弯块使得片式板材中间位置包覆芯棒，而两端向下折弯25~30°；

第二次，保持第一折弯块不动，利用第一折弯块两侧的第二折弯块和第三折弯块同时抵住板材中心两侧位置，弧形折弯块使得板材两侧沿芯棒折弯，而两端向下折弯30~70°；

第三次，保持第一折弯块，第二折弯块，第三折弯块不动，利用第二折弯块和第三折弯块外侧的第四折弯块和第五折弯块同时抵住板材两端，弧形折弯块使得板材两端沿着芯棒再次折弯，且两端夹角为60~70°；

第四次，保持前三次的折弯块不动，利用与第一折弯块相对的第六折弯块从正下方抵住板材两端，弧形折弯块使得板材两端搭连且完全包覆芯棒形成类圆形半成品；

e、整圆，将步骤d加工的类圆形半成品送入整圆装置内，利用十字交叉分布的四个整圆块配合芯棒同步挤压类圆形半成品，使其形成圆形卷制壳体，圆度达到0.06mm；

f、下料：加工好的卷制壳体通过性下料装置进行下料。

与现有技术相比，本发明揭示的一种卷制壳体的一体成型加工系统及加工方法，将多个加工机构集成在一台设备中，通过六方位冲头的相互配合实现板材的卷圆，然后在利用十字交叉的整圆块进行同步整圆，加工自动化程度高，而且加工的精度高，对于加工工艺来说，只通过三道主要工序即可实现平面板材到圆形零件的加工，其加工效率得到有效提高。

附图说明

图1是本发明所加工产品的结构图

图2是本发明实施例加工系统的整体示意图；

图3是本发明实施例中上料机构的结构示意图；

图4是本发明实施例中冲裁的结构示意图；

图5是本发明实施例中折弯的结构示意图；

图6是本发明实施例中整圆的结构示意图；

图7是本发明实施例涉及的板材折弯形变图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明所揭示的一种卷制壳体的一体成型加工系统，实现一种卷制壳体的加工，如图1所示，该卷制壳体的结构为圆形结构，其边缘会根据需求设计开口槽1，该壳体的搭接处2采用特定的搭扣结构，这种结构使得其加工完成后提供足够的抗拉拔力，当然还可以根据使用需求不同在壳体表面开设一些缺口等，虽然图1只给出了一种结构，但本发明针对是所有卷制类壳体结构，不局限图1的这种结构。

具体的本发明加工系统结构如图2所示，其包括机架3，安装在机架3上的上料装置4，冲裁装置5，折弯装置6，整圆装置7，下料装置8及传送带9，传送带实现各个装置之间零件的传送，钢带从上料装置处定位压平上料，然后利用冲裁装置根据图纸中的预留尺寸，开口槽，搭扣等位置尺寸进行冲裁，冲裁后形成一个个独立的板材，这些板材再送到折弯装置进行初步卷圆操作，然后在利用整圆装置进行整圆，形成卷制壳体后通过下料装置下料，该一台设备集成了多道加工实现一体成型操作。

具体说来，所述上料装置主要实现板材的上料，其结构如图3所示，具有由定位调节组件41以及压平组件42，通过定位调节组件对板材送入位置进行调节，因为板材原材料是卷制的，所以其在送入是呈卷曲状态，这会对后期冲裁造成影响，故而在上料时通过压平组件进行压平操作，该上料装置与现有设备中的上料装置结构相似，也不是本发明的重点，故而不做过多描述。

如图4所示，所述冲裁装置包括上模具51，下模具52及液压系统，上模具通过液压系统控制与下模具合模，所述上模具与下模具的合模面上根据图纸加工模腔，该模腔尺寸与壳体预留尺寸一致，而且对应位置也开设有搭扣，开口槽结构，板材送至上模与下模之间，通过合模冲裁处片式的半成品结构（卷制壳体平铺状态）。

如图5所示，所述折弯装置包括芯棒61，环设在芯棒四周的六个折弯组件，所述折弯组件包括连接快62，折弯块63及凸轮传动机构（现有技术，图未示），所述折弯块安装在连接块下端且折弯块下端面呈弧形，所述连接快上端与凸轮传动机构连接，由凸轮传动机构触发连接块以及折弯块来回伸缩，当六个折弯块完全伸出时，相互贴合包覆在芯棒外围。

如图6所示，所述整圆装置包括芯棒71，环设在芯棒外侧呈十字交叉设置的四个整圆组件，所述整圆组件包括传动杆72，整圆块73及传动机构（现有技术，图未示），整圆块安装在传动杆一端，传动机构安装在传动杆另一端，所述整圆块正对芯棒的面呈四分之一圆弧，四个整圆块相互配合形成一个整圆。

本发明所揭示的一种卷制壳体的一体成型加工方法，具体包括如下步骤：

a．材料选取：选用厚度为1.5±0.02mm的冷轧制钢带作为板材，其热膨胀系数为20~100℃，温度变化范围为11.59*10⁶mm/℃；

选用的钢带其抗拉强度要求为290~370MPa，屈服强度小于230MPa，硬度大于110HV，断后延伸率大于38%，拉力大于250N；

b．送料：将步骤a的钢带送至上料装置，定位调节输入位置，同时利用上料装置的压板将钢带压平，控制定位调节精度为±0.02mm；

c、冲裁：将压平的板材送至裁剪冲压机构，根据壳体外形尺寸图进行钢带尺寸，搭扣，开口槽的冲裁，形成一个个独立的片式板材，控制冲裁力P=f*L*t*σb，其中f为经验系数，取值0.6~0.9，L为切边线长度（单位mm），t为板材厚度（单位mm），σb为板材抗剪强度（单位MPa）；

d．折弯：将步骤c冲压完的片式板材送至折弯装置，利用六方位折弯块配合芯棒将片式板材进行四次折弯变形得到类圆形半成品，四次折弯变形分别为：

第一次，利用第一个折弯块抵住片式半成品中心位置，弧形折弯块使得片式板材中间位置包覆芯棒，而两端向下折弯25~30°；

第二次，保持第一折弯块不动，利用第一折弯块两侧的第二折弯块和第三折弯块同时抵住板材中心两侧位置，弧形折弯块使得板材两侧沿芯棒折弯，而两端向下折弯30~70°；

第三次，保持第一折弯块，第二折弯块，第三折弯块不动，利用第二折弯块和第三折弯块外侧的第四折弯块和第五折弯块同时抵住板材两端，弧形折弯块使得板材两端沿着芯棒再次折弯，且两端夹角为60~70°；

第四次，保持前三次的折弯块不动，利用与第一折弯块相对的第六折弯块从正下方抵住板材两端，弧形折弯块使得板材两端搭连且完全包覆芯棒形成类圆形半成品；

e、整圆，将步骤d加工的类圆形半成品送入整圆装置内，利用十字交叉分布的四个整圆块配合芯棒同步挤压类圆形半成品，使其形成圆形卷制壳体，圆度达到0.06mm；

f、下料：加工好的卷制壳体通过性下料装置进行下料。

本发明的方法只通过三道主要工序即可实现平面板材到圆形零件的加工，其加工效率得到有效提高。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种卷制壳体的一体成型加工系统，其特征在于：包括机架，安装在机架上的上料装置、冲裁装置、折弯装置、整圆装置、下料装置及传送带，所述上料装置进行钢带定位调节并压平上料，通过传送带将钢带送至冲裁装置处裁切冲裁形成片式板材，再通过传送带送至折弯装置，采用六方位冲头配合芯棒折弯成类圆形半成品，再送至整圆装置通过四方位整圆块同步挤压整圆，形成圆形卷制壳体，通过下料装置下料。

2.根据权利要求1所述的一种卷制壳体的一体成型加工系统，其特征在于：所述折弯装置包括芯棒，环设在芯棒四周的六个折弯组件，所述折弯组件包括连接快，折弯块及凸轮传动机构，所述折弯块安装在连接块下端且折弯块下端面呈弧形，所述连接快上端与凸轮传动机构连接，有凸轮传动机构触发连接块以及折弯块来回伸缩。

3.根据权利要求1所述的一种卷制壳体的一体成型加工系统，其特征在于：所述整圆装置包括芯棒，环设在芯棒外侧呈十字交叉设置的四个整圆组件，所述整圆组件包括传动杆，整圆块及传动机构，整圆块安装在传动杆一端，传动机构安装在传动杆另一端，所述整圆块正对芯棒的面呈四分之一圆弧，四个整圆块相互配合形成一个整圆。

4.一种基于权利要求1~3任意一项所述加工系统的卷制壳体一体成型加工方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

a．材料选取：选用厚度为1.5±0.02mm的冷轧制钢带作为板材，其热膨胀系数为20~100℃，温度变化范围为11.59*10⁶mm/℃；

b．送料：将步骤a的钢带送至上料装置，定位调节输入位置，同时利用上料装置的压板将钢带压平，控制定位调节精度为±0.02mm；

c、冲裁：将压平的板材送至裁剪冲压机构，根据壳体外形尺寸图进行钢带尺寸，搭扣，开口槽的冲裁，形成一个个独立的片式板材，控制冲裁力P=f*L*t*σb，其中f为经验系数，取值0.6~0.9，L为切边线长度，t为板材厚度，σb为板材抗剪强度；

d．折弯：将步骤c冲压完的片式板材送至折弯装置，利用六方位折弯块配合芯棒将片式板材进行四次折弯变形得到类圆形半成品，四次折弯变形分别为：

第一次，利用第一个折弯块抵住片式半成品中心位置，弧形折弯块使得片式板材中间位置包覆芯棒，而两端向下折弯25~30°；

第二次，保持第一折弯块不动，利用第一折弯块两侧的第二折弯块和第三折弯块同时抵住板材中心两侧位置，弧形折弯块使得板材两侧沿芯棒折弯，而两端向下折弯30~70°；

第三次，保持第一折弯块，第二折弯块，第三折弯块不动，利用第二折弯块和第三折弯块外侧的第四折弯块和第五折弯块同时抵住板材两端，弧形折弯块使得板材两端沿着芯棒再次折弯，且两端夹角为60~70°；

第四次，保持前三次的折弯块不动，利用与第一折弯块相对的第六折弯块从正下方抵住板材两端，弧形折弯块使得板材两端搭连且完全包覆芯棒形成类圆形半成品；

e、整圆，将步骤d加工的类圆形半成品送入整圆装置内，利用十字交叉分布的四个整圆块配合芯棒同步挤压类圆形半成品，使其形成圆形卷制壳体，圆度达到0.06mm；

f、下料：加工好的卷制壳体通过性下料装置进行下料。