CN114273477A - 一种多功能综合杆部件精确成型方法 - Google Patents

Abstract

一种多功能综合杆部件精确成型方法，包括上料、纵剪分条、毛坯料调头、划线、折弯、焊接、精整轧制、矫正矫直和切边等步骤。折弯步骤包括装配复合折弯模具、多次折弯若干卡槽的一侧轮廓、第一次折弯调头、多次折弯若干卡槽的另一侧轮廓、装配单R模具、多次折弯一侧外部轮廓、第二次折弯调头、多次折弯另一侧外部轮廓。划线为划出若干卡槽两侧轮廓折弯对刀中心线和外部轮廓折弯对刀中心线。锥形杆毛坯料为等腰梯形，柱形杆毛坯料为矩形。本发明可降低自带卡槽的多功能综合杆部件的生产成本，成型的精度和规整度高，能提高工作效率，通用性强，可用于生产各种不同外形和尺寸自带卡槽的多功能综合杆部件，提高多功能综合杆部件强度和刚度。

Description

一种多功能综合杆部件精确成型方法

技术领域

本发明涉及智慧城市多功能综合杆，尤其涉及一种多功能综合杆部件精确成型方法。

背景技术

为加强精细化城市管理，对道路杆件进行智能化建设，构建和谐有序的道路空间，需要为道路设计和配置多功能综合杆，多功能综合杆通常包括主杆、副杆、横臂等部件，如要搭载智慧城市设备，则需要在多功能综合杆部件上开设卡槽。

现有主杆部件或横臂部件的生产工艺：主杆或副杆主体生产完成后，另外安装卡槽，物料成本较高；在使用钢卷生产时，后续折弯成型之时会产生的不良翘曲，成型的精度和规整度低；在折弯步骤时，由人工通过撬棒移动定位毛坯料极不稳定，会引起折弯位置偏移，且存在一定安全隐患；单一工艺适用于生产的灯杆部件种类较少，通用性差。

现有副杆为铝合金拉伸成型，与钢型材相比，其非比例延伸强度和抗拉强度低，长期受力的情况之下存在蠕变；同时为了增加其强度和刚度，其外部轮廓自带卡槽之外，还在其内设计比较复杂的加强筋，各加强筋比较厚，外加横截面外形轮廓复杂和尺寸大，这些都显著增加了副杆的制造难度和生产成本；铝合金制成铝合金锭自身存在冶炼成本高、铝合金铝锭重熔制成铝合金型材耗电高和加工成本高等缺陷。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种多功能综合杆部件精确成型方法，使用的物料成本低，成型的精度和规整度高，能提高工作效率，降低安全隐患，通用性强，可用于生产各种不同外形和尺寸自带卡槽主杆、副杆或横臂。

为了实现本发明的目的，采用以下方案：

一种多功能综合杆部件精确成型方法，包括以下步骤：

S100：上料：将钢卷或矩形钢板材料转移到多功能综合杆部件生产线，通过输送带向后续工序输送；

S200：纵剪分条：将矩形钢板分切为多段毛坯料；

S300：毛坯料调头：矩形毛坯料或顺向等腰梯形毛坯料直接往下输送，逆向等腰梯形毛坯料传输进行180°旋转调头为顺向等腰梯形毛坯料；

S400：划线：通过划线机在步骤S200所述毛坯料表面划线，包括若干卡槽折弯对刀中心线和圆角或圆弧形的外部折弯对刀中心线，线宽≤2mm；

S500：折弯：包括如下步骤，

S501：在折弯机上装配复合折弯模具；

S502：通过光电传感器识别毛坯料一侧的若干卡槽折弯对刀中心线，启动折弯机，依次折弯毛坯料一侧的若干卡槽轮廓；

S503：通过调头机将毛坯料调头；

S504：通过步骤S502所述方式，依次折弯毛坯料另一侧的若干卡槽轮廓，成形出若干卡槽；

S505：在折弯机上装配单R模具；

S506：通过光电传感器识别毛坯料上一侧的若干外部折弯对刀中心线，启动折弯机，依次折弯毛坯料一侧的若干外部轮廓；

S507：通过调头机将毛坯料调头；

S508：通过S506所述方式，依次折弯毛坯料另一侧的若干外部轮廓；

S600：焊接：将若干个已通过步骤S400~S500处理的毛坯料对焊连接，预成型；

S700：精整轧制：通过精整机精整辊挤压作用减小预成型管件与设计形状的尺寸误差和形位误差；

S800：矫正：通过专用矫扭机，对灯杆部件横向扭曲度进行矫扭；

S900：矫直：通过专用龙门移动式矫直机，对灯杆部件纵向弯曲度进行矫直；

S1000：切边：将管胚两端切平做定尺下料，得到所需长度的杆件。

进一步，生产锥形杆时，步骤S200所述展平毛坯料为等腰梯形，两端为多段直线、圆弧和样条组成的多线段，亦可简化为一条直线；毛坯料小头多线段向内凹，毛坯料大头多线段向外凸，两侧为斜线；生产柱形杆时，步骤S200所述展平毛坯料为矩形，两端为直线，两侧为直线。

进一步，所述步骤S502为通过光电传感器识别毛坯料上一卡槽一侧的卡槽折弯对刀中心线，启动折弯机，折弯一卡槽一侧的卡槽轮廓，毛坯料预定卡槽数为多个时，通过光电传感器识别毛坯料上其他卡槽一侧的卡槽折弯对刀中心线，移动毛坯料，依次对其他卡槽一侧的卡槽轮廓进行折弯。

进一步，用钢卷时，在步骤S100后进行以下步骤，再进行S200步骤：

S101：开卷：将钢卷转移到多功能综合杆部件生产线的上卷区，用行车吊上开卷机；

S102：直头：将钢卷铁扎带打开拉出，将钢卷端头引入直头机；

S103：过螺旋活套：将钢卷端头引入螺旋活套，开动螺旋活套机进行储料，并经中心回转装置之后从螺旋活套机出口引出；

S104：矫平：钢卷料头从螺旋活套机出口引入五辊或七辊矫平机进行矫平，得到平直展开的矩形毛坯料；

S105：下料：按所需长度做定尺下料得到矩形钢板。

进一步，步骤S600包括如下步骤：

S601：预焊：将若干个已通过步骤S500处理的开口管胚送入专用合缝机之中，依靠支撑辊、两侧合拢辊和上压辊联合对开口管胚施加压力，使开口管胚的管缝合拢对齐对正，然后分段点焊进行合缝处理；

S602：满焊：对预焊管胚进行满焊处理，一般只进行外焊，壁厚比较厚的情况之下需要进行内焊接和外焊接。

进一步，在生产卡槽数量小于三的圆锥多功能综合杆部件，步骤S600为：将一个已通过步骤S400~S500处理的毛坯料两端对焊，预成型。

进一步，在生产四个卡槽的圆锥多功能综合杆部件，步骤S600为：将两个已通过步骤S400~S500处理的毛坯料两端对焊，预成型。

进一步，生产棱数小于五的多棱锥多功能综合杆部件时，步骤S600为：将一个已通过步骤S400~S500处理的毛坯料两端对焊，预成型。

进一步，在生产棱数大于五的多棱锥多功能综合杆部件时，步骤S600为：将两个已通过步骤S400~S500处理的毛坯料两端对焊，预成型。

进一步，单R模具所折成型角均比理论角大2°~5°，所成型的圆弧半径比设计值大0.3mm~1.5 mm。

进一步，所用各设备沿着一条直线排布或沿着长U型排布，上道工序所出来的物料靠输送带自动传输送到下一道工序。

本技术方案的有益效果在于：

1、在折弯综合杆部件的外形轮廓之前复合折弯成型加载智慧设施的各种卡槽，大幅降低了生产成本和装配成本。

2、在原材料为钢卷时，本方法加入了过螺旋活套的步骤，可以消除热轧钢卷轧制过程中沿其宽度或长度方向产生的不均匀内应力，消除后续折弯成型之时会产生的不良翘曲，进一步保证成型的精度和规整度。

3、在折弯时使用的折弯专用夹具，可对分条后不同长短、宽度的板材进行夹持，同时也可以根据每个折弯步骤所需夹持的不同位置和角度对毛坯件进行夹持，可灵活的用于整个折弯步骤。

4、在焊接时，分为预焊和满焊两个步骤，提高了焊接准确度。

5、在精整轧制前的步骤可工艺设计将各外部轮廓的折弯角度调整为略大于设计值，在精整轧制前成型的杆件外径可以略大于设计值，这样通过精整轧制，可以获得所需外形轮廓和尺寸精度的杆件。

6、本方法适用于生产各种不同规格自带卡槽锥形多功能综合杆部件，横截面可以是圆形、椭圆形、矩形（含正方形）、六边形、八边形或十二边形等，卡槽可以是燕尾槽、T型槽或C型槽等，卡槽数量可以为单槽、双槽、三槽或四槽等，通用性极强。

7、该方法不仅可以生产锥形杆，通过改变纵剪分条所出毛坯料为矩形，并同步调整外部轮廓单圆角或单圆弧折弯刀上下模为柱形圆弧面，就可以用来生产柱形杆。

8、单R模具所折成型角比理论角大，所成型的圆弧半径比设计值大，这样成型之后，精整轧制之时即可获得所需外形轮廓和尺寸精度的柱形杆或锥形杆。

9、设备沿直线排布或沿长U型排布，显著减少了待制造零部件的物料周转时间和周转成本。

10、引入了划线工序，根据每根柱形杆或锥形杆的设计尺寸和精确展平图，精确定位分条之后的板材，并用专用划线机画出每道折弯工序的折弯中心线，由于新型数控折弯机自带光电传感器，可以确保每次折弯刀下刀刚好精确对中已画好的每道折弯中心线，精确确保所折每一条边长度逼近理论设计值；同时，如折弯出现过大偏差，则及时调整折弯刀下料力度或深度，或者调整折弯模具用以预先补偿角度回弹量，从而达到精确管控所折边的角度。控制好每次折弯的边长和角度之后，则折弯加工的自带卡槽柱形杆或自带卡槽锥形杆就会成型规整精确，消除对后续工序的不良影响。

附图说明

图1示出了本申请实施例一的第一毛坯料表面划线示意图。

图2示出了本申请实施例一的步骤S502横截面图。

图3示出了本申请实施例一的步骤S504横截面图。

图4示出了本申请实施例一的步骤S506横截面图。

图5示出了本申请实施例一的步骤S508横截面图。

图6示出了本申请实施例一的步骤S600横截面图。

图7示出了本申请实施例二的第二毛坯料表面划线示意图。

图8示出了本申请实施例二的步骤S502横截面图。

图9示出了本申请实施例二的步骤S504横截面图。

图10示出了本申请实施例二的步骤S506横截面图。

图11示出了本申请实施例二的步骤S508横截面图。

图12示出了本申请实施例二的步骤S600横截面图。

图13示出了本申请实施例四的折弯专用夹具整体及其使用时与折弯机位置关系立体图。

图14示出了本申请实施例四的折弯专用夹具的夹持单元立体图。

图2~图5、图8~图11所示的A面为从折弯机一侧观察的面，B面为从折弯机另一侧观察的面。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

如图1~图6所示，多功能综合杆部件精确成型方法，按以下步骤S100~步骤S1000实施。

S100：上料：将矩形钢板材料转移到锥形多功能综合杆部件生产线，通过输送带向后续工序输送。

S200：纵剪分条：将矩形钢板分切为多段毛坯料，在本实施例中，展平毛坯料为第一毛坯料3，其为等腰梯形，两端为多段直线、圆弧或样条组成的多线段，亦可简化为一条直线；毛坯料小头多线段向内凹，毛坯料大头多线段向外凸，两侧为斜线。

S300：毛坯料调头：顺向等腰梯形毛坯料直接往下输送，逆向等腰梯形毛坯料传输到此，需要进行180°旋转调头，让其变成顺向等腰梯形毛坯料；

S400：划线：通过自动划线机在步骤S200所述第一毛坯料3表面划线，包括多组卡槽折弯对刀中心线和外部折弯对刀中心线。

S500：折弯：包括如下步骤：

S501：在折弯机上装配复合折弯模具，包括下复合折弯模具11、上复合折弯模具21；

S502：通过光电传感器识别第一毛坯料3上卡槽一侧的第一卡槽轮廓对刀中心线31、第二卡槽轮廓对刀中心线32，启动折弯机，进行折弯；

S503：通过调头机将第一毛坯料3调头；

S504：通过光电传感器识别第一毛坯料3上卡槽另一侧的第三卡槽轮廓对刀中心线33、第四卡槽轮廓对刀中心线34，启动折弯机，进行折弯，成形出卡槽；

S505：在折弯机上装配单R模具，包括下R模具12、上R模具22；

S506：通过光电传感器识别第一毛坯料3上一侧的两条外部折弯对刀中心线，包括第一外部轮廓对刀中心线35、第二外部轮廓对刀中心线36，启动折弯机，依次折弯；

S507：通过调头机将第一毛坯料3调头；

S508：通过光电传感器识别第一毛坯料3上另一侧的一条外部折弯对刀中心线：第三外部轮廓对刀中心线37，启动折弯机，进行折弯。

S600：焊接：将两个对称的已通过步骤S400~S500处理的第一毛坯料3两端对焊，包括如下步骤：

S601：预焊：将两个第一毛坯料3之间的第一焊缝30通过焊接若干焊点合缝，焊接时目视对齐；

S602：满焊：将两个第一毛坯料3之间的第一焊缝30完全焊接。

S700：精整轧制：通过精整机精整辊挤压作用减小预成型管件与设计形状的尺寸误差和形位误差。

S800：矫正：通过矫正机对灯杆部件横向扭曲进行矫扭。

S900：矫直：通过矫直机对灯杆部件纵向弯曲度进行矫直。

S1000：切边：将管胚两端切平做定尺下料，得到六棱锥双燕尾槽多功能综合杆杆件。

实施例二

如图7~图12所示，多功能综合杆部件精确成型方法，按以下步骤S100~步骤S1000实施。

S100：上料：将钢卷材料转移到多功能综合杆部件生产线，包括如下步骤：

S101：开卷：将钢卷转移到多功能综合杆部件生产线的上卷区，用行车吊上开卷机；

S102：直头：将钢卷铁扎带打开拉出，将钢卷端部引入直头机；S103：过螺旋活套：将钢卷端部引入螺旋活套，开动螺旋活套机进行储料，并经中心回转装置之后从螺旋活套机出口引出；

S104：矫平：钢卷料头从螺旋活套机出口引入五辊矫平机或七辊矫平机进行校平，得到平直展开的矩形毛坯料；

S105：下料：按所需长度做定尺下料得到矩形钢板。

S200：纵剪分条：将矩形钢板分切为多段毛坯料，在本实施例中，毛坯料为第二毛坯料4，其为等腰梯形，两端为多段直线、圆弧或样条组成的多线段，亦可简化为一条直线；毛坯料小头多线段向内凹，毛坯料大头多线段向外凸，两侧为斜线。

S300：毛坯料调头：顺向等腰梯形毛坯料直接往下输送，逆向等腰梯形毛坯料传输到此，需要进行180°旋转调头，让其变成顺向等腰梯形毛坯料。

S400：划线：通过自动划线机在步骤S200所述第二毛坯料4表面划线，包括多组卡槽折弯对刀中心线和外部折弯对刀中心线。

S500：折弯：包括如下步骤：

S501：在折弯机上装配复合折弯模具，包括下复合折弯模具11、上复合折弯模具21；

S502：通过光电传感器识别第二毛坯料4上卡槽一侧的第五卡槽轮廓对刀中心线411、第六卡槽轮廓对刀中心线412，启动折弯机，进行折弯；再通过光电传感器识别第二毛坯料4上卡槽一侧的第七卡槽轮廓对刀中心线413、第八卡槽轮廓对刀中心线414，启动折弯机，进行折弯；

S503：通过调头机将第二毛坯料4调头；

S504：通过光电传感器识别第二毛坯料4上卡槽另一侧的第九卡槽轮廓对刀中心线421、第十卡槽轮廓对刀中心线422，启动折弯机，进行折弯；再通过光电传感器识别第二毛坯料4上卡槽另一侧的第十一卡槽轮廓对刀中心线423、第十二卡槽轮廓对刀中心线424，启动折弯机，进行折弯，成形出两个卡槽；

S505：在折弯机上装配单R模具，包括下R模具12、上R模具22；

S506：通过光电传感器识别第二毛坯料4上一侧的两条外部折弯对刀中心线，包括第四外部轮廓对刀中心线43、第五外部轮廓对刀中心线44，启动折弯机，依次折弯；

S507：通过调头机将第二毛坯料4调头；

S508：通过光电传感器识别第二毛坯料4上另一侧的两条外部折弯对刀中心线，包括第六外部轮廓对刀中心线45、第七外部轮廓对刀中心线46，启动折弯机，进行折弯。

S600：焊接：将两个对称的已通过步骤S400~S500处理的第二毛坯料4两端对焊，包括如下步骤：

S601：预焊：将两个第二毛坯料4之间的第二焊缝40通过焊接若干焊点合缝，焊接时目视对齐；

S602：满焊：将两个第二毛坯料4之间的第二焊缝40完全焊接。

步骤S700、步骤S800、步骤S900与实施例一相同。

S1000：切边：将管胚两端切平做定尺下料，得到八棱锥四燕尾槽多功能综合杆杆件。

实施例三

按实施例一、实施例二的实施方式类推，步骤S505的单R模具更换为圆弧形或椭圆弧形模具时，可生产出带若干卡槽的圆形或椭圆形多功能综合杆杆件。

实施例四

如图13、图14所示，实施例一、实施例二、实施例三中进行步骤S500时采用折弯专用夹具完成，

折弯专用夹具包括距离控制单元7、夹持单元8。

距离控制单元7用于控制夹具与折弯机之间的距离，包括一对轮槽71和一H型架72，H型架72两端下端设有与轮槽71匹配的两组滚轮，H型架72两端上端面设有托架721，其上端设有一沿毛坯料长度方向设置的第二无杆气缸73。

夹持单元8设于第二无杆气缸73的第二滑动端731一侧面，包括双头气缸81，其输出轴一端设有竖直设置的单轴直线气缸82，单轴直线气缸82的输出轴一端设有旋转电机83，其输出轴一端外周侧设有横杆831，横杆831一端设有气夹84。

使用折弯专用夹具包括以下步骤：

保持所有气夹84的夹板水平，启动第二无杆气缸73，将双头气缸81移动到预定位置，启动双头气缸81，推动气夹84，使两个气夹84之间有预定间距，通过人工转移或转移设备，将毛坯料转移到气夹84的夹板之间，启动两个气夹84，夹持毛坯料，开始时毛坯料为平板；

启动单轴直线气缸82，调整毛坯料的高度，移动H型架72，使毛坯料进入折弯机，当折弯机的上模具和下模具均接触毛坯料，对一个划线位置进行折弯时，同时启动单轴直线气缸82调整气夹84高度，同时启动旋转电机83转动气夹84的夹板方向，使气夹84的夹板跟随毛坯料被夹持端同步移动，折弯机结束一次折弯后，继续启动所有单轴直线气缸82、旋转电机83、气夹84，使毛坯料上的下一个划线位置位于折弯机的折弯位置；

在折弯机对毛坯料一侧进行多次折弯时，重复以上步骤；

在折弯步骤中进行调头步骤时，启动双头气缸81，拉开两个气夹84之间的间距，松开气夹84，同时通过人工转移或转移设备，将毛坯料转移到调头机调头之后，再进行以上夹持操作。

实施例一~实施例四中使用的光电传感器可以是激光传感器或红外传感器。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种多功能综合杆部件精确成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100：上料：将钢卷或钢板材料转移到多功能综合杆部件生产线，通过输送带向后续工序输送；

S200：纵剪分条：将矩形钢板分切为多段毛坯料；

S300：毛坯料调头：矩形毛坯料或顺向等腰梯形毛坯料直接往下输送，逆向等腰梯形毛坯料传输进行180°旋转调头为顺向等腰梯形毛坯料；

S400：划线：通过划线机在步骤S200所述毛坯料表面划线，包括若干卡槽折弯对刀中心线和外部折弯对刀中心线；

S500：折弯：包括如下步骤，

S501：在折弯机上装配复合折弯模具；

S502：通过光电传感器识别毛坯料一侧的若干卡槽折弯对刀中心线，启动折弯机，依次折弯毛坯料一侧的若干卡槽轮廓；

S503：通过调头机将毛坯料调头；

S504：通过步骤S502所述方式，依次折弯毛坯料另一侧的若干卡槽轮廓，成形出若干卡槽；

S505：在折弯机上装配单R模具；

S506：通过光电传感器识别毛坯料上一侧的若干外部折弯对刀中心线，启动折弯机，依次折弯毛坯料一侧的若干外部轮廓；

S507：通过调头机将毛坯料调头；

S508：通过步骤S506所述方式，依次折弯毛坯料另一侧的若干外部圆角或圆弧轮廓；

S600：焊接：将若干个已通过步骤S400~S500处理的毛坯料对焊连接，预成型；

S700：精整轧制：通过精整机精整辊挤压作用减小预成型管件与设计形状的尺寸误差或形位误差；

S800：矫正：通过矫正机对多功能综合杆部件横向扭曲进行矫扭；

S900：矫直：通过矫直机对多功能综合杆部件纵向弯曲度进行矫直；

S1000：切边：将管胚两端切平做定尺下料，得到所需长度的杆件。

2.根据权利要求1所述的多功能综合杆部件精确成型方法，其特征在于，生产锥形杆时，步骤S200所述毛坯料为等腰梯形，两端为多线段，毛坯料小头多线段向内凹，毛坯料大头多线段向外凸，两侧为斜线；生产柱形杆时，步骤S200所述毛坯料为矩形，两端为直线，两侧为直线。

3.根据权利要求1所述的多功能综合杆部件精确成型方法，其特征在于，所述步骤S502为通过光电传感器识别毛坯料上一卡槽一侧的卡槽折弯对刀中心线，启动折弯机，折弯一卡槽一侧的卡槽轮廓，毛坯料预定卡槽数为多个时，通过光电传感器识别毛坯料上其他卡槽一侧的卡槽折弯对刀中心线，移动毛坯料就位，依次对其他卡槽一侧的卡槽轮廓进行折弯。

4.根据权利要求1所述的多功能综合杆部件精确成型方法，其特征在于，用钢卷时，在步骤S100后进行以下步骤，再进行S200步骤：

S101：开卷：将钢卷转移到多功能综合杆部件生产线的上卷区，用行车吊上开卷机；

S102：直头：将钢卷铁扎带打开拉出，将钢卷端头引入直头机；

S103：过螺旋活套：将钢卷端头引入螺旋活套，开动螺旋活套机进行储料，并经中心回转装置之后从螺旋活套机出口引出；

S104：矫平：钢卷料头从螺旋活套机出口引入五辊或七辊矫平机进行矫平，得到平直展开的矩形毛坯料；

S105：下料：按所需长度做定尺下料得到矩形钢板。

5.根据权利要求1所述的多功能综合杆部件精确成型方法，其特征在于，步骤S600包括如下步骤：

S601：预焊：将若干个已通过步骤S500处理的开口管胚在专用合缝机中施加压力，使开口管胚的管缝合拢对齐对正，然后分段点焊进行合缝处理；

S602：满焊：对预焊管胚进行满焊处理。

6.根据权利要求5所述的多功能综合杆部件精确成型方法，其特征在于，生产卡槽数量小于三的圆形或椭圆形多功能综合杆部件时，步骤S600为：将一个已通过步骤S400~S500处理的毛坯料两端对焊，预成型。

7.根据权利要求5所述的多功能综合杆部件精确成型方法，其特征在于，生产棱数小于五的多棱锥多功能综合杆部件时，步骤S600为：将一个已通过步骤S400~S500处理的毛坯料两端对焊，预成型。

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