CN114130902A - 组合折弯模具以及折弯机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合折弯模具以及具有该组合折弯模具的折弯机，该组合折弯模具包括平行布置且均为直条状的第一压模，第二压模和第一折刀，所述第一压模设有第一工作平面以及沿第一工作平面伸出的第一压模尖端，且所述第一压模位于所述第一工作平面的单侧；所述第二压模设有第三工作平面，且所述第二压模位于所述第三工作平面的单侧；所述第一折刀设置有第三过渡面与沿所述第三过渡面外法向凸出的第一圆弧工作面；第一压模尖端与第二压模尖端位于第一工作平面法线的同侧；第一折刀设置于第一工作平面的法线的与第一压模尖端同侧，且所述第一圆弧工作面面向第一压模。本发明具有可折负角，可双面折弯，可连续加工的特点。

Description

组合折弯模具以及折弯机

技术领域

本发明涉及折弯加工设备领域，具体涉及一种组合折弯模具以及使用该组合折弯模具的折弯机。

背景技术

工业设备的外壳或其他结构件与覆盖件大量使用金属板材，为了提高使用的结构件以及覆盖件的强度与安全性，通常需要设计凹凸的加强肋以及翻边。对金属板材的成型加工按照需求与形状的不同可以使用冲压或者折弯。

现有技术中，通常运用折弯工艺加工板材翻边或者对板材进行立体翻折。板材折弯时通常通过在通用折弯机上使用固定放置的具有凹槽的下模配合上下运动的上模将板材沿压弯线压入凹槽，将板材赋形成指定角度。现有的折弯模具同一副折弯模具的折弯设备由于模具自身形状的限制能够折弯的角度是受限的，不能折弯出小于下模凹槽角度的折角，并且，同时运行一次只能完成一个折弯动作。因此当折弯不同厚度的材料或者当折弯角度的范围变化较大时，均需要更换不同规格的折弯模具。综上所述，现有的折弯模具存在通用性差，折弯形状有限，连续生产工艺性差的缺点。

发明内容

鉴于现有的折弯模具存在的通用性差，连续生产工艺性差的问题，本发明提供一种组合折弯模具以及使用该组合折弯模具的折弯机。

本发明的技术方案如下：

一种组合折弯模具，包括以下模具组件：

直条状的第一压模，该第一压模的周向设置有第一工作平面，所述第一压模位于所述第一工作平面的单侧，并沿所述第一工作平面向一侧凸出形成第一压模尖端，所述第一压模尖端由第一工作平面与第二工作平面所夹形成，所述第一压模尖端的端部为连接所述第一工作平面与第二工作平面的第一过渡面，

所述第一工作平面与所述第二工作平面之间的夹角α₁满足：

25°≤α₁<90°，

所述第一工作平面与所述第二工作平面之间的最小距离d₁满足：

0.5mm≤d₁≤2.5mm；

直条状的第二压模，该第二压模的周向设置有第三工作平面，所述第二压模位于所述第三工作平面的单侧；

直条状的第一折刀，该第一折刀的周向设置有第三过渡面以及与所述第三过渡面连接的沿所述第三过渡面外法向凸出的第一圆弧工作面,所述第一圆弧工作面的半径r₁满足：

r₁≥2.25mm；

所述第一压模、第二压模、第一折刀在长度方向平行布置，所述第一工作平面与所述第三工作平面相向平行布置，所述第一压模尖端与所述第二压模尖端位于所述第一工作平面法线的同侧；所述第一折刀设置于第一工作平面的法线的与第一压模尖端同侧，且所述第一圆弧工作面面向第一压模。

优选的，其特征在于，所述第二压模沿所述第三工作平面向一侧凸出形成第二压模尖端，所述第二压模尖端由第三工作平面与第四工作平面所夹形成，所述第二压模尖端的端部为连接所述第三工作平面与第四工作平面的第二过渡面，

所述第三工作平面与所述第四工作平面之间的夹角α₂满足：

25°≤α₂<90°，

所述第三工作平面与所述第四工作平面之间的最小距离d₂满足：

0.5mm≤d₂≤2.5mm；

所述组合折弯模具还设置有直条状的第二折刀，该第二折刀的周向设置有第四过渡面以及与所述第四过渡面连接的沿所述第四过渡面外法向凸出的第二圆弧工作面,所述第二圆弧工作面的半径r₂满足：

r₂≥2.25mm；

所述第一折刀与所述第二折刀在长度方向平行布置，所述第二折刀设置于第一工作平面的法线的与第一压模尖端同侧，且所述第二圆弧工作面面向第二压模。

优选的，所述第一压模与所述第二压模形状对称，所述第一折刀与所述第二折刀形状对称。

优选的，所述第一压模、第二压模、第一折刀、第二折刀均沿长度方向分为多个独立的直条分段。

具体的，长度为l的模具组件的多个所述直条分段的长度满足：任意直条分段组合拼接后可以得到所有l/20-l的整数长度。

本发明还提供一种折弯机，包括上述的组合折弯模具，还包括驱动所述折弯模具的运动机构、伺服控制装置以及上位机。

本发明通过创新折弯工作方式，使用第一压模的第一工作面、第二压模的第三工作面将板材压紧定位，通过第一折刀的顶压作用，将板材沿过渡面折弯，由于夹角α₁、α₂的值小于90度，因此可以折负角(小于90度的折弯角)，通过第一折刀与第二折刀的配合，可以实现向正反两面的折弯加工，实现任意折弯角度的加工，配合折弯机程序控制所述折合折弯模具的协调动作可以实现复杂难加工折弯工件的加工，多个折弯工步的连续加工，扩展折弯工艺的运用范围，克服现有折弯工艺存在的通用性差，折弯形状有限，连续生产工艺性差的缺点。

附图说明

图1为本发明组合折弯模具的第一压模的截面示意图；

图2为本发明组合折弯模具的第一压模A处的局部放大图；

图3为本发明组合折弯模具的第二压模的截面示意图；

图4为本发明组合折弯模具的第二压模B处的局部放大图；

图5为本发明组合折弯模具的第一折刀的截面示意图；

图6为本发明组合折弯模具的第二折刀的截面示意图；

图7为本发明组合折弯模具的实施例1整体组成结构示意图；

图8为本发明组合折弯模具的实施例1折弯时C处的局部放大图；

图9为本发明组合折弯模具的实施例2整体组成结构示意图；

图10为本发明组合折弯模具折小角度时的折弯示意图；

图中：

11第一压模；12第二压模；13第一折刀；14第二折刀；

11S1第一工作平面；11S2第二工作平面；11S3第一过渡面；11B1第一压模尖端；

12S1第三工作平面；12S2第四工作平面；12S3第二过渡面；12B1第二压模尖端；

13S1第三过渡面；13S2第一圆弧工作面；

14S1第四过渡面；14S2第二圆弧工作面；

ST待折弯板料。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明，在本说明书中，附图尺寸比例并不代表实际尺寸比例，其只用于体现各部件之间的相对位置关系与连接关系，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。

本说明书的附图中的坐标系方向规定如下，Y轴表示模具长度方向，Z轴表示第二压模运动方向，X轴表示板料进给方向。

图1的截面示意图为本发明折弯模具的实施例1的截面示意图，实施例1包括第一压模11、第二压模12以及第一折刀13。所述第一压模11、第二压模12以及第一折刀13均为沿Y向延伸的直条状。

如图1的截面所示，所述第一压模11的周向依次设置有第一工作平面11S1与第二工作平面11S2，所述第一工作平面11S1与第二工作面11S2之间通过第一过渡面11S3连接。所述第一过渡面11S3与所述第一工作平面11S1和第二工作平面11S2均相切连接，所述第一过渡面11S3为圆弧面。所述第一压模11整体位于所述第一工作平面11S1的单侧，所述第一工作平面11S1与第二工作平面11S2之间所夹的部分沿第一工作平面向一侧延伸形成第一模具尖端11B1。所述第一压模11上远离所述第一工作平面11S1的一侧设置有第一定位面11S4与第二定位面11S5，为简化设计，方便安装定位，所述第一定位面11S4与第一工作平面11S1平行，所述第二定位面11S5与所述第一定位面11S4垂直，所述第一定位面11S4与所述第二定位面11S5两者配合形成所述第一压模11在折弯机下机座上安装时的X、Z向定位。所述第一压模11通过螺栓连接与折弯机下机座固定，因此在所述第一压模11的第一定位面11S4上沿Y向开设有多个第一压模X向沉孔11H1，在所述第一压模11的第二定位面11S5上沿Y向开设有多个第一压模Z向沉孔11H2，用于螺栓连接的安装固定。

如图3的截面所示，所述第二压模12的周向依次设置有第三工作平面12S1与第四工作平面12S2，所述第三工作平面12S1与第四工作平面12S2之间通过第二过渡面12S3连接。所述第二过渡面12S3与所述第三工作面12S1和第四工作平面12S2均相切连接，所述第二过渡面123为圆弧面。所述第二压模12整体位于所述第三工作平面12S1的单侧，所述第三工作平面12S1与第四工作平面12S2之间所夹的部分沿第三工作平面12S1向一侧延伸形成第二模具尖端12B1。所述第二压模12上远离所述第三工作平面12S1的一侧设置有第三定位面12S4与第四定位面12S5，为简化设计，方便安装定位，所述第三定位面12S4与第三工作平面12S1平行，所述第四定位面12S5与所述第三定位面12S4垂直，所述第三定位面12S4与所述第四定位面12S5两者配合形成所述第二压模12在折弯机上机座上安装时的X、Z向定位。所述第二压模12通过螺栓连接与折弯机上机座固定，因此在所述第二压模12上沿Y向开设有多排二压模X向沉孔12H1，用于螺栓连接的安装固定。

如图5所示的第一折刀13的截面示意图，所述第一折刀13的周向设置有第三过渡面13S1，在所述第三过渡面13S1的端部连接有沿所述第三过渡面13S1的外法向向外凸出的第一圆弧工作面13S2。在第一折刀13的周向上远离所述第三过渡面13S1的一端为所述第一折刀13的第一定位端13D1，所述定位端具有第五定位面13S3与第六定位面13S4，所述第五定位面13S3与所述第一工作平面11S1平行，所述第六定位面13S4与所述第一工作平面11S1垂直。所述第五定位面13S1与所述第六定位面13S4构成所述第一折刀在折弯机运动驱动机构上的X、Z方向定位，通过在第一定位端13D1上沿Y方向开设的两排第一折刀定位沉孔13H1实现与折弯机运动驱动机构的螺栓连接固定。

如图7所示的本发明组合折弯模具实施例1的工作示意图，上述第一压模11、第二压模12与第一折刀13均平行于Y向布置，所述第二压模12设置与所述第一压模11的Z轴上方，使所述第一工作平面11S1与所述第三工作平面12S1平行正对，由于第一压模11整体位于所述第一工作平面11S1的单侧，所述第二压模12整体位于所述对第三工作平面12S1的单侧，两者正对布置，从而形成各处等高的送料间隙G1。待折弯板料ST自送料间隙G1中送入并伸出送料间隙，形成露出第一模具尖端11B1的自由端ST1。

如图8所示的折弯示意图，其中图8(a)为预折弯示意图，预折弯时所述第二压模12沿Z轴方向向下运动，将待折弯板料ST紧压在所述第一工作平面11S1与第三工作平面12S1之间，限制待折弯板料ST的移动。所述第一折刀13平移至所述第一圆弧工作面13S1与所述自由端ST1表面接触的工作位W1位置。继续向图8(a)中左下方平移，并推动板料自由端ST1沿第一压模尖端11B1的过渡面11S3处向左下弯曲，通过控制所述第一折刀的下压运动行程从而控制所述自由端的折弯角度。由于由于所述第一压模尖端11B1呈一锐角α₁向第一折刀一侧凸出，所述第一折刀13受压处设置有向第一压模11一侧凸出的第一圆弧工作面13S2，从而可以在自由端折弯角度达到90度后，仍然存在将板料的自由端ST1向第一压模11的第二工作平面11S2压弯的空间，并且不发生运动干涉,直至达到图8(b)中的折弯极限位置W2，从而实现折负角的功能。而传统的折弯工艺通过上模的尖端将板材压入下模的凹槽中，实现折弯，受限与模具材料与折弯工艺限制，凹槽通常为90度直角或者略小，因此其折弯角度只能达到90度或者略小于90度

考虑到折弯功能的实现，第一，实际折弯中对折弯线处的过渡有要求，应当尽量避免尖角过渡造成材料开裂或者威胁人员安全；第二，所述第一压模11的第一压模尖端11B1在以尖角过渡的情况下，所述尖角处，由于材料过薄，尖角在使用过程中容易崩坏，导致模具报废，影响生产效率和模具使用寿命。因此通常设计成倒角或者圆角过渡，为此所述第一过渡面可以是平面或者曲面，优选设计为圆弧面，以使最终成型的产品折弯处圆角过渡。为了使所述第一压模尖端达到足够的使用强度，所述第一工作平面(11S1)与所述第二工作平面(11S2)之间的最小距离d₁应满足d₁≥0.5mm，考虑实际折弯过程中，折弯处的过渡不宜过大，所述最小距离d₁≤2.5mm。为了满足折负角的功能并考虑到第一模具尖端11B1过薄时影响模具使用强度，所述第一工作平面(11S1)与所述第二工作平面(11S2)之间的夹角α₁的取值：25°≤α₁<90°。本实施例1中d₁＝1.0mm，α₁＝35°。同样受限于尺寸过小时，无法达到模具强度要求，所述第一折刀13的第一圆弧工作面13S2的半径r₁≥2.25mm，本实施例中r₁＝2.75mm。

图9为本发明组合折弯模具的实施例2的示意图，本实施例在实施例1的基础上增加了第二折刀14，所述第二折刀14的周向设置有第四过渡面14S1，在所述第四过渡面14S1的端部连接有沿所述第四过渡面14S1的外法向向外凸出的第二圆弧工作面14S2。在第二折刀14的周向上远离所述第四过渡面14S1的一端为所述第二折刀14的第二定位端14D1，所述定位端具有第七定位面14S3与第八定位面14S4，所述第七定位面14S3与所述第一工作平面11S1平行，所述第八定位面14S4与所述第一工作平面11S1垂直。所述第七定位面14S1与所述第八定位面14S4构成所述第二折刀14在折弯机运动驱动机构上的X、Z方向定位，通过在第二定位端14D1上沿Y方向开设的两排第二折刀定位沉孔14H1实现与折弯机运动驱动机构的螺栓连接固定。所述第二折刀14与所述第一折刀在第一工作平面11S1所在平面的两侧相向布置，其第二圆弧工作面14S2靠近第一工作平面11S1并面向第二压模12设置。所述第二折刀在XZ平面内自Z轴下方向左上运动，实现将所述待折弯板料ST的自由端ST1向上方折弯。其折弯过程除Z轴运动方向相反外均与所述第一折刀14的折弯过程相同，因此不再赘述。通过相向布置的第一折刀13与第二折刀14，实现了向Z轴上下两个方向的折弯，实现了连续折弯过程中向不同方向折弯，避免了为了向不同方向折弯，而重新装夹定位的问题。在连续大批量生产过程中，结合预先设计好的折弯程序可以极高的提高折弯工作效率。

实际折弯生产过程中，板料折弯后会生产回弹，本说明书的折弯过程虽然没有考虑板料回弹，但是可以在弯曲参数上设置合理的回弹补偿规避回弹的影响，从而实现高精度折弯控制。

对于小于α₁值的折弯角度，可以通过如图10所示的方式实现，即将已经折弯至α₁角度的板料已折弯的自由端ST1回退至所述第一压模11与所述第二压模12之间的送料间隙G1中，控制所述第二压模12向下运动将板料的自由端ST1进一步压弯，通过精确的控制所述第二压模12的运动行程，可以精确的受控折弯出比α₁更小的折弯角度。当所述第二压模12将板料自由端压紧至贴合板料未折弯部分时，折弯角度为0度，实现翻死边的效果。

需要说明的是。为了简化设计与制造，优选所述第二折刀14的形状与第一折刀13的形状对称，从而可以实现第一折刀13与第二折刀14的互换使用，所述第一压模11的形状与所述第二压模12的形状对称，但并不排除其他设计方式。

本发明同时提供一种用于上述折弯模具的折弯机，所述折弯机包括固定的下机座，活动的上机座、活动的下刀架、活动的上刀架以及上述组合折弯模具11。下机座上方设置有第一压模的安装面，通过第一压模11的第一定位面11S4与第二定位面11S5与下机座的安装面配合实现所述第一压模11的精确定位，并通过螺栓连接将第一压模11固定在所述下机座上。

在上机座的下方安装面上通过第二压模12的第三定位面124与第四定位面125定位有所述第二压模12，所述第二压模12通过螺栓连接固定在所述上机座上。所述上机座的Y向两端部各设置有一套由第一伺服电机驱动的第一丝杆传动机构，两套所述第一丝杆传动机构沿Z轴方向放置，并同步运行，从而实现所述第二压模12沿Z轴受控上升与下降。

在上刀架下侧安装有第一折刀13，上刀架的Y向两端部各设置有一套由第二伺服电机驱动的第二丝杆传动机构，两套所述第二丝杆传动机构沿Z轴方向放置在第一活动座上，所述第一活动座通过其Y向两端部各设置的一套由第三伺服电机驱动的第三丝杆传动机构，所述第三丝杆传动机构沿X轴方向放置。所述第三丝杆传动机构实现所述第一折刀的X向移动，所述第二传动机构实现所述第一折刀的Z向移动。通过控制所述第二伺服电机与所述第三伺服电机的转动量实现对所述第一折刀13在XZ平面内的受控精确移动。

在下刀架上侧安装有第二折刀，下刀架的Y向两端部各设置有一套由第四伺服电机驱动的第四丝杆传动机构，两套所述第四丝杆传动机构沿Z轴方向放置在第二活动座上，所述第二活动座通过其Y向两端部各设置的一套由第五伺服电机驱动的第五丝杆传动机构，所述第五丝杆传动机构沿X轴方向放置。所述第五丝杆传动机构实现所述第二折刀14的X向移动，所述第四传动机构实现所述第二折刀14的Z向移动。通过控制所述所述第四伺服电机41与所述第五伺服电机的转动量实现对所述第二折刀14在XZ平面内的受控精确移动。

所述折弯机在上述机械结构外，还设置有伺服控制系统以及上位机，所述上位机用于折弯程序输入与存储，折弯参数确定，并将折弯程序解码成伺服控制系统可以识别的控制指令并传输到伺服控制系统。所述伺服控制系统用于根据上位机输入的控制指令操纵各伺服电机的运转，使所述第二压模12、第一折刀13以及第二折刀14按程序设定的路径运动完成折弯动作。

需要说明的是为了方便模具安装，便于适应不同折弯宽度板材的折弯需求，所述第一压模11、第二压模12、第一折刀13以及第二折刀14均可以沿Y向拆分为不同长度的多段，根据实际需求选择合适的分段组合安装以匹配不同的折弯宽度需求，为了最大程度适应不同折弯宽度需求，需要保证各分段拼接的总长度方案可以在一定范围内整数连续，本发明的折弯模具通过折分成l/20、l/10、l/10、l/4、l/2(其中，l为模具总长)实现组合后对l/20-l范围内的长度整数数值的完整覆盖，当然采用其他的分段长度组合也是可以的。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种组合折弯模具，其特征在于，包括以下模具组件：

直条状的第一压模(11)，该第一压模(11)的周向设置有第一工作平面(11S1)，所述第一压模(11)位于所述第一工作平面(11S1)的单侧，并沿所述第一工作平面(11S1)向一侧凸出形成第一压模尖端(11B1)，所述第一压模尖端由第一工作平面(11S1)与第二工作平面(11S2)所夹形成，所述第一压模尖端(11B1)的端部为连接所述第一工作平面(11S1)与第二工作平面(11S2)的第一过渡面(11S3)，

所述第一工作平面(11S1)与所述第二工作平面(11S2)之间的夹角α₁满足：

25°≤α₁<90°，

所述第一工作平面(11S1)与所述第二工作平面(11S2)之间的最小距离d₁满足：

0.5mm≤d₁≤2.5mm；

直条状的第二压模(12)，该第二压模(12)的周向设置有第三工作平面(12S1)，所述第二压模(12)位于所述第三工作平面(12S1)的单侧；

直条状的第一折刀(13)，该第一折刀的周向设置有第三过渡面(13S1)以及与所述第三过渡面连接的沿所述第三过渡面外法向凸出的第一圆弧工作面(13S2),所述第一圆弧工作面的半径r₁满足：

r_i≥2.25mm；

所述第一压模(11)、第二压模(12)、第一折刀(13)在长度方向平行布置，所述第一工作平面(11S1)与所述第三工作平面(12S1)相向平行布置，所述第一压模尖端(11B1)与所述第二压模尖端(12B1)位于所述第一工作平面(11S1)法线的同侧；所述第一折刀(13)设置于第一工作平面(11S1)的法线的与第一压模尖端(11B1)同侧，且所述第一圆弧工作面(13S2)面向第一压模(11)。

2.如权利要求1所述的组合折弯模具，其特征在于，所述第二压模(12)沿所述第三工作平面(12S1)向一侧凸出形成第二压模尖端(12B1)，所述第二压模尖端由第三工作平面(12S1)与第四工作平面(12S2)所夹形成，所述第二压模尖端(12B1)的端部为连接所述第三工作平面(12S1)与第四工作平面(12S2)的第二过渡面(12S3)，

所述第三工作平面(12S1)与所述第四工作平面(12S2)之间的夹角α₂满足：

25°≤α₂<90°，

所述第三工作平面(12S1)与所述第四工作平面(12S2)之间的最小距离d₂满足：

0.5mm≤d₂≤2.5mm；

所述组合折弯模具还设置有直条状的第二折刀(14)，该第二折刀的周向设置有第四过渡面(14S1)以及与所述第四过渡面连接的沿所述第四过渡面外法向凸出的第二圆弧工作面(14S2),所述第二圆弧工作面的半径r₂满足：

r₂≥2.25mm；

所述第一折刀(13)与所述第二折刀(14)在长度方向平行布置，所述第二折刀(14)设置于第一工作平面(11S1)的法线的与第一压模尖端(11B1)同侧，且所述第二圆弧工作面(14S2)面向第二压模(12)。

3.如权利要求2所述的组合折弯模具，其特征在于，所述第一压模(11)与所述第二压模(12)形状对称，所述第一折刀(13)与所述第二折刀(14)形状对称。

4.如权利要求1或2所述的组合折弯模具，其特征在于，所述第一压模(11)、第二压模(12)、第一折刀(13)、第二折刀(14)均沿长度方向分为多个独立的直条分段。

5.如权利要求4所述的组合折弯模具，其特征在于，长度为l的模具组件的多个所述直条分段的长度满足：直条分段组合拼接后能够至少组成所有l/20-l的整数长度值。

6.一种折弯机，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的组合折弯模具(1)，还包括驱动所述折弯模具的运动机构(2)、伺服控制装置(3)以及上位机(4)。

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