CN114733936A - 一种柔性化的新型板材折弯工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业制造技术领域，尤其涉及一种柔性化的新型板材折弯工艺。包括步骤：选择圆角模具；调整待折弯板材位置；确定折弯滚轮初始高度；调节偏置位置；通过压块压紧板材；旋转折弯滚轮，进行折弯。本发明工艺通过折弯滚轮，使其围绕圆角模块的芯轴旋转运动实现折弯，可以灵活地对折弯进行回弹补偿，可有效防止因错误的回弹补偿量造成的成品质量不达标现象，有效提供了较高精度的折弯性能；通过调节折弯滚轮的高度与圆角模具的半径，可以适应不同厚度、不同折弯半径的板材，使成品的生产更加柔性化，并有效提高了零件的表面质量；通过调整折弯滚轮的正偏置位置，可改变折弯所需的折弯力，根据不同工况灵活地选用加载方式。

Description

一种柔性化的新型板材折弯工艺

技术领域

本发明涉及工业制造技术领域，尤其涉及一种柔性化的新型板材折弯工艺。

背景技术

钣金零件的已经广泛应用在人们生活中，无论是电脑机箱亦或者是飞机高铁，都需要用到钣金零件。

在钣金零件的加工过程中需要有些需要用到折弯工艺。现有的折弯工艺包括以下常见方式：V型折弯、U型折弯、扫掠折弯、旋转折弯。

（1）V型折弯（V-die Bending）

是使用最为广泛的折弯方法。其整体设备由V型冲头和V型模构成，折弯时V型底模固定，V型冲头下压，在冲头的压力和底模的支反力作用下，板材逐渐和二者接触，最终被夹在中间，合模后形成与底模角度相同的折弯角。

（2）U型折弯（U-die Bending）

原理同V型折弯，但板材最终贴合于U型冲头，故弯曲部分的形状是由U型冲头确定的。

（3）扫掠折弯（Wipe Bending）

板材被上底模和下底模压紧在中间，冲头自上而下扫过板材，使板材折弯，折弯角度取决于冲头和底模之间的夹角。

（4）旋转折弯（Rotary Bending）

设备由轴鞍、折弯轴、底模构成。板材平放于底模上，不施加任何外力，轴鞍向下运动，轴豁口的一面将会逐渐压紧板材，另一面将板材逐渐下压。折弯角度取决于轴豁口的角度和底模的角度。

现有的折弯工艺还存在着以下问题：合模前，折弯零件圆角大小与模具圆角大小不一致，尺寸精度较差；板材处于三点支撑状态时，可能会导致由应力集中引起的过早断裂；折弯过程可能在零件表面产生划痕，降低零件表面质量；板材的不当约束可能会引起滑料现象，令折弯件的尺寸精度难以保证；回弹角度取决于材料本身的力学性能、厚度、圆角模块半径、模具间隙、环境温度、折弯速度及边界约束条件等复杂因素，导致多品种、多规格折弯零件对折弯模具的可复用性差、制造成本高。

针对此问题，我们提出了本发明的一种柔性化的新型板材折弯工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性化的新型板材折弯工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种柔性化的新型板材折弯工艺，包括以下步骤：

步骤1：

根据待折弯板材的折弯需求，选择与其对应的圆角模具，所述圆角模具的一端顶部设置有一圆角；

步骤2：

将待折弯板材放置在圆角模具的顶部，并根据其待折弯位置调整其在圆角模具的顶部位置；

步骤3：

将折弯滚轮放置在板材上方位置，并使得折弯滚轮与板材的接触位置位于圆角模具的圆角所在竖直线的后方位置，调节折弯滚轮的高度，使其底部刚好贴合板材表面，记录该高度为初始高度；

步骤4：

在折弯滚轮高度确定后，将折弯滚轮移动，使折弯滚轮与板材的接触位置位于圆角模具的圆角所在竖直线的前方位置，并将折弯滚轮的高度调节至初始高度位置处；

调节折弯滚轮芯轴与圆角模具的圆角芯轴的水平距离，记该水平距离为E，则E越大，折弯精度越低；E越小，折弯精度越高

步骤5：

将压块与圆角模具固定，并通过压块压紧板材；

步骤6：

将折弯滚轮转动，使其围绕圆角模块的芯轴旋转运动，在板材被压块局部约束的情况下，通过折弯滚轮的旋转压迫板材，使其折弯。

进一步优选的，所述圆角模具的圆角等于所述待折弯板材的折弯半径。

进一步优选的，所述圆角模具的圆角为可拆卸件。

进一步优选的，步骤5中，所述压块两端通过螺栓与所述圆角模具进行固定，且所述板材放置在所述压块与圆角模具之间。

进一步优选的，步骤6中，所述折弯滚轮围绕圆角模块的芯轴做旋转运动时，其本身也围绕其自身的芯轴发生自转。

进一步优选的，所述折弯滚轮与其芯轴之间设置有锁定机构，用于锁定折弯滚轮，避免其自转；

所述锁定机构为将折弯滚轮与其芯轴之间固定连接的销钉或螺钉或螺栓。

进一步优选的，所述折弯滚轮上还设置有旋转角度测量器，用于通过测量折弯滚轮的旋转角度，实时获得板材的折弯角度。

进一步优选的，还包括折弯补偿步骤，具体包括以下步骤：

步骤a、对于同一批次的折弯板材，设其目标折弯度为α₀，以及其误差允许范围；

步骤b、对于某一折弯板材，设定其折弯角度为α₁，且α₁小于α₀；

折弯板材后，使其回弹，测量其回弹后的角度α₁’；

步骤c、判断α₁’是否处在目标折弯角度为α₀的误差允许范围之内；

如果处于α₀的误差允许范围之内，则设定α₁为目标折弯角度的设定折弯角度；

如果回弹后的角度α₁’大于α₀且不处于误差允许范围之内，则设定二次折弯角度α₂，且α₂小于α₁，按照α₂进行折弯，并再次测量其回弹后的角度α₂’，并判断是否处在α₀的误差允许范围内，以此类推，直至确定出目标折弯角度的设定折弯角度；

步骤d、按照所述设定折弯角度进行折弯，得到回弹后为目标折弯角度的折弯板材。。

进一步优选的，所述折弯滚轮是整圆柱、半圆柱或扇形曲柄。

本发明至少具备以下有益效果：

本发明通过设置具有不同圆角的圆角模具，可以改变折弯半径，也可以通过将圆角模具的圆角设置为可拆卸件，直接更换该圆角来实现改变折弯半径的能力，无需额外制造底模，方便了对不同折弯半径的需求，并显著降低了生产成本；

本发明通过定位机构可以对板材进行位置调整，还可以通过压块夹紧板材，实现了调节板材伸出圆角模具的长度，并有效防止滑料；

本发明工艺通过折弯滚轮，使其围绕圆角模块的芯轴旋转运动实现折弯，有效提供了较高精度的折弯性能，且能有效提高零件的表面质量；

本发明通过调整折弯滚轮的高度，可以使工艺在不更换零件的情况加，适应不同厚度的板材，有效提升了产品生产的便利化、柔性化程度；

本发明通过调整折弯滚轮的偏置位置，可改变折弯精度和折弯力大小，满足不同动力源工况下的需求；

本发明通过对折弯进行灵活的回弹补偿，可有效增加折弯的精度，保证折弯质量，防止因错误的回弹补偿量造成质量不达标。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明折弯过程示意图；

图2为折弯前后示意图；

图3为滚轮公转与自转示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参阅图1-2：

一种柔性化的新型板材折弯工艺，包括以下内容：

步骤1.根据待折弯板材的折弯需求，选择与其对应的圆角模具。

圆角模具的一端顶部设置有一圆角，该圆角半径应等于折弯板材的折弯半径。

可以理解的是，在本申请中，通过设置具有不同圆角的圆角模具，可以改变折弯半径。当然，也可以通过将圆角模具的圆角设置为可拆卸件，直接更换该圆角来实现改变折弯半径的能力。

步骤2.将待折弯板材放置在圆角模具的顶部，并根据其待折弯位置调整其在圆角模具的顶部位置。

在一实施例中，所述板材位置的调节可以通过在其后方以及两侧位置处采用液压或者气动推杆实现，也可以通过电动推杆、手动螺纹推杆实现。对于其位置的调节可以实现对待折弯板材位置的定位。

步骤3.高度确定。

将折弯滚轮放置在板材上方位置，并使得折弯滚轮与板材的接触位置位于圆角模具的圆角所在竖直线的后方位置（负偏置位置），调节折弯滚轮的高度，使其底部刚好贴合板材表面，记录该高度为初始高度。

可以理解的是，通过在负偏置位置进行高度确定，可以通过圆角模具承托折弯滚轮重量，防止因为折弯滚轮重量在初始位置压弯板材以及板材自重的影响，造成初始高度产生偏差，引起折弯角度的误差。

步骤4.偏置值调节。

在折弯滚轮高度确定后，将折弯滚轮移动到：折弯滚轮与板材的接触位置位于圆角模具的圆角所在竖直线的前方位置（正偏置），并将折弯滚轮的高度调节至初始高度位置处；

此时，调节折弯滚轮芯轴与圆角模具的圆角芯轴的水平距离，记该水平距离为E，则E越大，折弯精度越低；E越小，折弯精度越高。

步骤5.将压块与圆角模具固定，并通过压块压紧板材。

具体的，该压块两端可以通过螺栓与所述圆角模具进行固定，并将所述板材放置在压块与圆角模具之间，并旋紧螺栓可以实现对板材的固定，防止在折弯过程中发生滑动。

步骤4.将折弯滚轮转动，使其围绕圆角模块的芯轴旋转运动，在板材被压块局部约束的情况下，通过折弯滚轮的旋转压迫板材，使其折弯。

需要注意的是，本申请中，折弯滚轮旋转运动的驱动力可以是电动驱动，也可以是手动驱动。

同时，参阅图3，在一实施例中，在所述折弯滚轮围绕圆角模块的芯轴做旋转运动时，其本身也围绕折弯滚轮的芯轴发生自转，以保证折弯滚轮与板材之间为滚动摩擦，可以有效避免在板材表面产生划痕，提升表面质量的能力。若因某些特殊情况所需，也可以通过销钉、螺钉等方式锁定折弯滚轮与其芯轴，使其不发生自转，使滚轮与板材之间为滑动摩擦。

由此，通过折弯工艺具有避免板材过早变形及过早断裂的能力。

可以理解，所述折弯滚轮不具有固定形状和数量，形状可以但不限于是整圆柱、半圆柱或扇形曲柄等，数量可以是一个或多个不等。

同时折弯滚轮上还设置有旋转角度测量器，以实时测量板材的折弯角度。

可以理解的是，为了适应不同厚度的板材，可以调整折弯滚轮的位置，使其满足底面与板材接触，且围绕围绕圆角模块的芯轴旋转运动即可。

参阅图1，为了定量分析，设折弯角为α₀，折弯滚轮的公转角度为θ₁，则折弯角的获取方式为：

α₀=180°-θ₁；

在板材折弯后，由于其自身特性，会发生回弹，设回弹后的角度为α，回弹后的折弯滚轮的公转角度为θ₂；则：

α=180°-θ₂；

回弹角∆α=α-α₀=θ₁-θ₂。

在一实施例中，为了实现对折弯回弹率的补偿，本申请还具备以下步骤：

步骤a、对于同一批次的折弯板材，设其目标折弯度为α₀，以及其误差允许范围；

步骤b、对于某一折弯板材，设定其折弯角度为α₁，且α₁小于α₀；

折弯板材后，使其回弹，测量其回弹后的角度α₁’；

步骤c、判断α₁’是否处在目标折弯角度为α₀的误差允许范围之内；

如果处于α₀的误差允许范围之内，则设定α₁为目标折弯角度的设定折弯角度；

如果回弹后的角度α₁’大于α₀且不处于误差允许范围之内，则设定二次折弯角度α₂，且α₂小于α₁，按照α₂进行折弯，并再次测量其回弹后的角度α₂’，并判断是否处在α₀的误差允许范围内，以此类推，直至确定出目标折弯角度的设定折弯角度；

步骤d、按照所述设定折弯角度进行折弯，得到回弹后为目标折弯角度的折弯板材。

需要注意的是，可能会出现回弹后的角度α₁’小于α₀且不处于误差允许范围之内的情况，这种情况是由于设定的α₁太小造成的，这种情况下该板材由于折弯太大，不允许再次折弯，需要舍弃掉该板材，并选用其他板材重新折弯，并设定更小的α₁进行折弯。正因如此，在实际生产过程中，初始的α₁应该偏小，不宜偏大。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种柔性化的新型板材折弯工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：

根据待折弯板材的折弯需求，选择与其对应的圆角模具，所述圆角模具的一端顶部设置有一圆角；

步骤2：

将待折弯板材放置在圆角模具的顶部，并根据其待折弯位置调整其在圆角模具的顶部位置；

步骤3：

将折弯滚轮放置在板材上方位置，并使得折弯滚轮与板材的接触位置位于圆角模具的圆角所在竖直线的后方位置，调节折弯滚轮的高度，使其底部刚好贴合板材表面，记录该高度为初始高度；

步骤4：

在折弯滚轮高度确定后，将折弯滚轮移动，使折弯滚轮与板材的接触位置位于圆角模具的圆角所在竖直线的前方位置，并将折弯滚轮的高度调节至初始高度位置处；

调节折弯滚轮芯轴与圆角模具的圆角芯轴的水平距离，记该水平距离为E，则E越大，折弯精度越低；E越小，折弯精度越高；

步骤5：

将压块与圆角模具固定，并通过压块压紧板材；

步骤6：

将折弯滚轮转动，使其围绕圆角模块的芯轴旋转运动，在板材被压块局部约束的情况下，通过折弯滚轮的旋转压迫板材，使其折弯。

2.根据权利要求1所述的一种柔性化的新型板材折弯工艺，其特征在于，所述圆角模具的圆角等于所述待折弯板材的折弯半径。

3.根据权利要求2所述的一种柔性化的新型板材折弯工艺，其特征在于，所述圆角模具的圆角为可拆卸件。

4.根据权利要求1所述的一种柔性化的新型板材折弯工艺，其特征在于，步骤5中，所述压块两端通过螺栓与所述圆角模具进行固定，且所述板材放置在所述压块与圆角模具之间。

5.根据权利要求1所述的一种柔性化的新型板材折弯工艺，其特征在于，步骤6中，所述折弯滚轮围绕圆角模块的芯轴做旋转运动时，其本身也围绕其自身的芯轴发生自转。

6.根据权利要求5所述的一种柔性化的新型板材折弯工艺，其特征在于，所述折弯滚轮与其芯轴之间设置有锁定机构，用于锁定折弯滚轮，避免其自转；

所述锁定机构为将折弯滚轮与其芯轴之间固定连接的销钉或螺钉或螺栓。

7.根据权利要求1所述的一种柔性化的新型板材折弯工艺，其特征在于，所述折弯滚轮上还设置有旋转角度测量器，用于通过测量折弯滚轮的旋转角度，实时获得板材的折弯角度。

8.根据权利要求1所述的一种柔性化的新型板材折弯工艺，其特征在于，还包括折弯补偿步骤，具体包括以下步骤：

步骤a、对于同一批次的折弯板材，设其目标折弯度为α₀，以及其误差允许范围；

步骤b、对于某一折弯板材，设定其折弯角度为α₁，且α₁小于α₀；

折弯板材后，使其回弹，测量其回弹后的角度α₁’；

步骤c、判断α₁’是否处在目标折弯角度为α₀的误差允许范围之内；

如果处于α₀的误差允许范围之内，则设定α₁为目标折弯角度的设定折弯角度；

如果回弹后的角度α₁’大于α₀且不处于误差允许范围之内，则设定二次折弯角度α₂，且α₂小于α₁，按照α₂进行折弯，并再次测量其回弹后的角度α₂’，并判断是否处在α₀的误差允许范围内，以此类推，直至确定出目标折弯角度的设定折弯角度；

步骤d、按照所述设定折弯角度进行折弯，得到回弹后为目标折弯角度的折弯板材。

9.根据权利要求1所述的一种柔性化的新型板材折弯工艺，其特征在于，所述折弯滚轮是整圆柱、半圆柱或扇形曲柄。

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