CN112916685B - 一种管梁复合半径弯曲成形装置 - Google Patents

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Abstract

一种管梁复合半径弯曲成形装置，包括基座、X向移动机构、Y向移动机构、转位机构和模具机构，所述X向移动机构安装在基座上，Y向移动机构装配在X向移动机构上，转位机构装配在Y向移动机构上，所述模具机构设有仿形模具，仿形模具设有模具轴孔，模具轴孔套装在转位机构的转轴上，在X向移动机构、Y向移动机构和转位机构的带动下，仿形模具可实现平动和转动耦合运动，完成对直条管梁的复合半径弯曲成形加工。本发明装置显著区别于现有成形装置，它兼具仿形成形和辊弯成形优点，成形过程采用非圆仿形模具对管梁进行复合半径的弯曲成形加工，可以实现相邻定弧相切，工件成形精度高，质量稳定可靠，生产效率高。

Description

一种管梁复合半径弯曲成形装置
技术领域
本发明涉及一种弯曲装置，特别是一种管梁复合半径弯曲成形装置。
背景技术
复合半径弯曲的管梁是指管梁延长度方向存在两段及以上不同半径弧段的管件，复合半径弯曲的管梁有些用于汽车结构件。目前管梁复合半径弯曲成形工艺方法主要分为三类，即基于冲压设备的压弯成形、基于拉弯设备的拉弯成形以及基于弯管设备的辊弯成形，三类成形方法各有利弊。压弯成形和拉弯成形属于一次成形，需要和产品件成弧轮廓相似的仿形模具进行加工，只能单件生产，无法用于如辊压成形线这样的连续生产线上。辊弯成形属于连续成形，依靠辊轮对直条形管件进行辊弯成形，生产效率高。现有技术实现管梁复合半径辊弯成形时，需要对辊轮进行复杂的伺服控制，而且不能实现两段定弧相切，两段不同半径弧度间必然要会存在过渡弧段，因此不能达到使用模具一次成形的精度。另外，为保证成形稳定，辊弧成形需要辊轮重复定位精度非常高，这显著提高了设备控制成本。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种管梁复合半径弯曲成形装置，所述装置与辊压生产线配合使用，兼具仿形成形和辊弯成形优点，加工出具有较高成形精度的复合半径复管梁。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种管梁复合半径弯曲成形装置，包括基座、X向移动机构、Y向移动机构、转位机构和模具机构，所述X向移动机构安装在基座上，Y向移动机构装配在X向移动机构上，转位机构装配在Y向移动机构上，所述模具机构设有仿形模具，仿形模具设有模具轴孔，模具轴孔套装在转位机构的转轴上，在X向移动机构、Y向移动机构和转位机构的带动下，仿形模具可实现平动和转动耦合运动，完成对直条管梁的复合半径弯曲成形加工。
上述管梁复合半径弯曲成形装置，所述仿形模具为非圆形状，仿形模具的工作面轮廓由复合半径圆弧段和压紧段构成，复合半径圆弧段与复合半径管梁轮廓匹配，压紧段位于复合半径圆弧段两端，各压紧段与复合半径圆弧段连接部位相切。
上述管梁复合半径弯曲成形装置，仿形模具的工作面设有与工件截形轮廓匹配的模具凹槽，所述模具轴孔位于仿形模具中部，仿形模具的成形初始侧和成形结束侧分别设有压紧机构，压紧机构设有压紧油缸、压紧臂和压紧块，压紧油缸尾部经第一铰支座铰接在仿形模具远离工作面的一侧，压紧臂经第二铰支座铰接在靠近工作面一侧，压紧臂下端连接压紧块，压紧块将管梁工件压紧在模具凹槽内。
上述管梁复合半径弯曲成形装置，所述转位机构设有转位底板、主动齿轮、从动齿轮、转位伺服电机和箱体，箱体固定在转位底板上，转位伺服电机位于箱体上，主动齿轮、从动齿轮位于箱体内，转位伺服电机经联轴器驱动主动齿轮旋转，主动齿轮、从动齿轮啮合，从动齿轮安装在旋转轴上，旋转轴上设有紧固仿形模具的锁紧螺母。
上述管梁复合半径弯曲成形装置，所述Y向移动机构设有Y向移动伺服电机、Y向移动导轨、Y向移动底板，Y向移动导轨固定在Y向移动底板上，Y向移动伺服电机固定在Y向移动导轨的一端，Y向移动伺服电机经滚珠丝杆丝母组件传动连接转位底板，转位底板经滑块滑动连接Y向移动导轨。
上述管梁复合半径弯曲成形装置，所述所述X向移动机构设有X向移动伺服电机、X向移动导轨，X向移动导轨固定在基座上，X向移动伺服电机固定在X向移动导轨一端，X向移动伺服电机传动连接Y向移动底板，Y向移动底板经滑块滑动连接X向移动导轨。
上述管梁复合半径弯曲成形装置，还包括切断刀，切断刀安装位置与管梁工件成形结束后尾部位置对应。
本发明装置使用仿形模具对辊弯生产线加工的直条管梁进行在线连续成形，将直条形管梁一次弯曲成所需的复合半径产品件形状。本发明装置显著区别于现有成形装置，它兼具仿形成形和辊弯成形优点，成形过程采用非圆仿形模具对管梁进行复合半径的弯曲成形加工，可以实现相邻定弧相切，工件成形精度高，质量稳定可靠，生产效率高。所述装置通过三台伺服电机联动控制，实现了模具任意半径的等效运动，模具不必依实际弯曲半径尺寸设计，设计灵活性大大提高，且消除了实际使用障碍、降低了模具成本。此外，本发明还具有整体架构紧凑、装配简单、模具更换方便、拆装工作量小等优点。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是模具机构的立体结构示意图；
图3是本发明的俯视结构示意图；
图4是本发明去掉模具机构的立体结构示意图；
图5是本发明模具机构工作过程示意图。
图中各标号清单为：1、基座，2、切断刀，3、模具机构，3-1、仿形模具，3-2、模具轴孔，3-3、模具凹槽,3-4、压紧油缸，3-5、压紧臂，3-6、压紧块，3-7、第一铰支座，3-8、第二铰支座，4、转位机构，4-1、转位伺服电机，4-2、主动齿轮，4-3、从动齿轮，4-4、锁紧螺母，4-5、旋转轴，4-6、箱体，4-7、转位底板，5、Y向移动机构，5-1、Y向移动伺服电机，5-2、Y向移动导轨，5-3、Y向移动底板，6、X向移动机构，6-1、X向移动伺服电机，6-2、X向移动导轨，7、管梁工件，7-1、弯曲部位，7-2、直段，8、滚珠丝杆丝母组件。
具体实施方式
本发明所述装置安装在辊压生产线末端，采用仿形模具对辊压成形的直条的管梁工件进行复合半径的弯曲成形加工。复合半径管梁是指管梁工件延长度方向存在两段及以上不同半径弧段的管件。如图5所示实施例中的管梁工件7，其弯曲部位7-1由三段不同半径的弧段构成，弯曲部位的两端分别为直段7-2。
参看图1、图3，本发明包括基座1、X向移动机构6、Y向移动机构5、转位机构4和模具机构3。基座是所述装置的基础部件，其它各机构均设置在基座上。所述X向移动机构直接安装在基座上，其作用是驱动模具机构沿X方向移动。Y向移动机构装配在X向移动机构上，其作用是驱动模具机构沿Y方向移动。转位机构装配在Y向移动机构上，其作用是驱动模具机构转动。所述模具机构设有仿形模具3-1，仿形模具用于对管梁工件成形加工。在X向移动机构、Y向移动机构和转位机构的共同作用下，仿形模具可实现平动和转动的耦合运动，从而完成对直条管梁的复合半径弯曲成形加工。
参看图1-图3，仿形模具3-1为非圆形状，仿形模具的工作面轮廓由复合半径圆弧段和压紧段构成，复合半径圆弧段与复合半径管梁的轮廓匹配，压紧段位于复合半径圆弧段两端，各压紧段与复合半径圆弧段连接部位相切。仿形模具的工作面设有与管梁工件外形匹配的模具凹槽3-3，弯曲过程管梁工件位于模具凹槽内。仿形模具中部设有模具轴孔3-2。仿形模具的成形初始侧和成形结束侧分别设有压紧机构，压紧机构设有压紧油缸3-4、压紧臂3-5和压紧块3-6，压紧油缸尾部经第一铰支座3-7铰接在仿形模具远离工作面的一侧，压紧臂经第二铰支座3-8铰接在靠近工作面一侧，压紧臂下端连接压紧块，压紧块将管梁工件的直段压紧在模具凹槽内。
参看图1、图3、图4，所述转位机构设有转位底板4-7、主动齿轮4-2、从动齿轮4-3、转位伺服电机4-1和箱体4-6。箱体固定在转位底板上，转位伺服电机安装在箱体上，主动齿轮、从动齿轮位于箱体内，转位伺服电机经联轴器驱动主动齿轮旋转，主动齿轮、从动齿轮啮合，从动齿轮安装在旋转轴4-5上，仿形模具的模具轴孔套装在旋转轴上，旋转轴上设有紧固仿形模具的锁紧螺母4-4。旋转轴上端设有轴承。伺服电机转动，通过主动齿轮、从动齿轮减速后带动仿形模具转动。
仍参看图1、图3、图4，所述Y向移动机构设有Y向移动伺服电机5-1、Y向移动导轨5-2、Y向移动底板5-3。两条平行设置的Y向移动导轨固定在Y向移动底板上，Y向移动伺服电机固定在Y向移动导轨的一端，Y向移动伺服电机经滚珠丝杆丝母组件8传动连接转位底板，转位底板经滑块滑动连接Y向移动导轨。Y向移动伺服电机转动，驱动转位底板沿Y向移动。
仍参看图1、图3、图4，所述X向移动机构设有X向移动伺服电机6-1、X向移动导轨6-2。两条X向移动导轨固定在基座上，X向移动伺服电机固定在X向移动导轨一端，X向移动伺服电机滚珠丝杆丝母组件传动连接Y向移动底板，Y向移动底板经滑块滑动连接X向移动导轨。X向移动伺服电机转动，驱动Y向移动底板沿X向移动。
参看图1、图3，所述装置还包括切断刀2，切断刀连接相应的切断单元，切断刀安装位置与管梁工件成形结束后尾部位置对应，切断刀的位置可根据成形后管梁工件尾部的位置调整。
对于封闭截面的管梁根据，成形过程中可以穿入芯子，用以控制内弧褶皱、避免截面形状严重畸变。
参看图5，本装置设置在辊压生产线的末端，工作时先安装与复合半径管梁工件轮廓匹配的仿形模具；根据管梁不同的半径尺寸和不同弧度对应的圆心角计算模具轴孔中心的位移轨迹；管梁工件由位于装置上游的辊压线主动送料，位于仿形模具成形初始侧的压紧机构(图中右侧)将管梁工件压紧；转位机构、Y向移动机构、X向移动机构根据轴孔中心的位移轨迹动作，仿形模具将管梁工件弯曲成形，弯曲成形后位于仿形模具成形结束侧的压紧机构(图中左侧)工作，压紧管梁工件，以便管梁工件切断固定；切断刀2工作，将成形后工件与直件原料切断分离。切断刀由切断单元控制，切断单元可采用锯切、冲切等；切断后，两套压紧机构的压紧块松开，成形后的管梁工件从仿形模具中取出；模具机构复位，准备弯曲下一根管梁工件。

Claims (4)

1.一种管梁复合半径弯曲成形装置，其特征在于：包括基座、X向移动机构、Y向移动机构、转位机构和模具机构，所述X向移动机构安装在基座上，Y向移动机构装配在X向移动机构上，转位机构装配在Y向移动机构上，所述模具机构设有仿形模具，仿形模具设有模具轴孔，模具轴孔套装在转位机构的转轴上，在X向移动机构、Y向移动机构和转位机构的带动下，仿形模具可实现平动和转动耦合运动，完成对直条管梁的复合半径弯曲成形加工；
所述仿形模具为非圆形状，仿形模具的工作面轮廓由复合半径圆弧段和压紧段构成，复合半径圆弧段与复合半径管梁轮廓匹配，压紧段位于复合半径圆弧段两端，各压紧段与复合半径圆弧段连接部位相切；
仿形模具的工作面设有与工件截形轮廓匹配的模具凹槽，所述模具轴孔位于仿形模具中部，仿形模具的成形初始侧和成形结束侧分别设有压紧机构，压紧机构设有压紧油缸、压紧臂和压紧块，压紧油缸尾部经第一铰支座铰接在仿形模具远离工作面的一侧，压紧臂经第二铰支座铰接在靠近工作面一侧，压紧臂下端连接压紧块，压紧块将管梁工件压紧在模具凹槽内；
所述转位机构设有转位底板、主动齿轮、从动齿轮、转位伺服电机和箱体，箱体固定在转位底板上，转位伺服电机位于箱体上，主动齿轮、从动齿轮位于箱体内，转位伺服电机经联轴器驱动主动齿轮旋转，主动齿轮、从动齿轮啮合，从动齿轮安装在旋转轴上，旋转轴上设有紧固仿形模具的锁紧螺母。
2.根据权利要求1所述的管梁复合半径弯曲成形装置，其特征在于：所述Y向移动机构设有Y向移动伺服电机、Y向移动导轨、Y向移动底板， Y向移动导轨固定在Y向移动底板上，Y向移动伺服电机固定在Y向移动导轨的一端，Y向移动伺服电机经滚珠丝杆丝母组件传动连接转位底板，转位底板经滑块滑动连接Y向移动导轨。
3.根据权利要求2所述的管梁复合半径弯曲成形装置，其特征在于：所述X向移动机构设有X向移动伺服电机、X向移动导轨，X向移动导轨固定在基座上，X向移动伺服电机固定在X向移动导轨一端，X向移动伺服电机传动连接Y向移动底板，Y向移动底板经滑块滑动连接X向移动导轨。
4.根据权利要求3所述的管梁复合半径弯曲成形装置，其特征在于：还包括切断刀，切断刀安装位置与管梁工件成形结束后尾部位置对应。
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