一种弯曲模具的设计方法、弯曲装置及计算机存储介质
技术领域
本发明涉及模具设计技术领域,更具体地说,涉及一种弯曲模具的设计方法、弯曲装置及计算机存储介质。
背景技术
各种截面形状的金属复杂型材构件在航空航天、核电、汽车、舰船、石化、建筑以及其它民用工业等诸多领域具有广泛的应用,一般来说,现有的型材大多是采用现有常规的三辊滚弯机进行滚弯加工而成,现有的三辊滚弯机的弯曲模具为三个辊轴,三个辊轴均是母线为直线的长圆柱体形状。
但是对于不同形状的型材来说,要想加工符合标准,弯曲模具的设计十分重要,其中,弯曲模具的内外直径和间距等等参数的设定对型材加工质量和标准起到决定性作用。
目前型材加工大多采用预滚弯工艺对型材进行预加工来选择合适的弯曲模具,该方式不仅提高型材弯曲加工的使用成本,而且也大大降低弯曲加工效率,限制了型材的弯曲技术的应用与推广。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足,提供一种弯曲模具的设计方法,该方法可根据型材工件的参数进行模具设计,得到适合该型材工件弯曲加工的模具,从而降低型材弯曲加工的使用成本,而且也大大提高型材弯曲加工的效率。
本发明的第二个目的在于提供一种用于弯曲模具设计的弯曲装置。
本发明的第三个目的在于提供一种计算机存储介质。
本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到:一种弯曲模具的设计方法,根据型材工件截面的参数设定模具的间距;根据型材工件截面的参数以及模具所需的下压量来计算模具的设计参数,并对设计参数是否符合该型材工件的预设加工标准进行判断:若符合型材工件的加工标准,则实现弯曲模具的设计;否则返回对设计参数是否符合该型材工件的预设加工标准进行判断的步骤,采用对设计参数是否符合该型材工件的预设加工标准进行判断的步骤中所用的判断条件进行设计参数的优化,直至优化后的设计参数符合该型材工件的预设加工标准,实现弯曲模具的设计。
所述根据型材工件截面的参数设定模具的间距是指:根据型材工件截面的厚度T,设计两个下模具的轴间距S为5T至8T;其中,型材工件截面的厚度T为型材工件的下底面和上底面的距离。
所述根据型材工件截面的参数以及模具所需的下压量来计算模具的设计参数,并对设计参数是否符合该型材工件的预设加工标准进行判断:若符合型材工件的加工标准,则实现弯曲模具的设计;否则返回对设计参数是否符合该型材工件的预设加工标准进行判断的步骤,采用对设计参数是否符合该型材工件的预设加工标准进行判断的步骤中所用的判断条件进行设计参数的优化,直至优化后的设计参数符合该型材工件的预设加工标准,实现弯曲模具的设计是指:包括以下步骤:
第一步,设定两个下模具的距离;
第二步,预设下模具外直径D3、上模具最小剩余下压量Dr、上模具包覆比例C1和下模具包覆比例C2,通过上模外直径计算公式计算上模具的外直径D4;并对上模具的外直径D4进行判断:当上模具的外直径D4≥下模具外直径D3时,则符合型材工件的加工标准,确定模具的设计参数,实现弯曲模具的设计;否则进行第三步;
第三步,预设下模具包覆比例判断值C20,将第二步的上模具的外直径D4设定为与下模具外直径D3相等,通过下模具包覆比例计算公式计算此时下模具包覆比例C2,并对下模具包覆比例C2进行判断:当下模具包覆比例C2≥下模具包覆比例判断值C20时,则符合型材工件的加工标准,确定模具的设计参数,实现弯曲模具的设计;否则进行第四步;
第四步,预设模具外直径判断值D0,将第三步的下模具包覆比例C2设定为与下模具包覆比例标准值C20相等,将下模具外直径D3设定为与上模具的外直径D4相等;通过上模外直径计算公式计算此时下模具外直径D3和上模具的外直径D4,并对下模具外直径D3和上模具的外直径D4进行判断:当下模具外直径D3≥模具外直径判断值D0且上模具的外直径D4≥模具外直径判断值D0,则符合型材工件的加工标准,确定模具的设计参数,实现弯曲模具的设计;否则进行第五步;
第五步,预设上模具包覆比例判断值C10,将第四步的下模具外直径D3和上模具的外直径D4均设定为模具外直径判断值D0,通过公式计算此时上模具包覆比例C1,并对上模具包覆比例C1进行判断:当上模具包覆比例C1≥上模具包覆比例判断值C10时,则符合型材工件的加工标准,确定模具的设计参数,实现弯曲模具的设计;否则进行第六步;
第六步,预设模具外直径起始值D和上模具最小剩余下压量的判断值Dr0,设置上模具包覆比例C1等于上模具包覆比例判断值C10,设置下模具包覆比例C2等于下模具包覆比例判断值C20,设置下模具外直径D3以及上模具的外直径D4等于模具外直径起始值D,步长为N;
当下模具外直径D3等于模具外直径起始值D并固定不变,通过剩余下压量计算公式计算上模具的外直径D4每增加一个步长时上模具最小剩余下压量Dr,并对上模具最小剩余下压量Dr进行判断:当上模具最小剩余下压量Dr≥上模具最小剩余下压量的判断值Dr0时,则记录对应的上模具的外直径D4,得到上模具的外直径集合;
当上模具外直径D4固定不变,通过剩余下压量计算公式计算下模具的外直径D3每增加一个步长时上模具最小剩余下压量Dr,并对上模具最小剩余下压量Dr进行判断:当上模具最小剩余下压量Dr≥上模具最小剩余下压量的判断值Dr0时,则记录对应的下模具的外直径D3,得到下模具的外直径集合;
在上模具的外直径集合中选择最大值作为上模具外直径D4,在下模具的外直径集合中选择最大值作为下模具的外直径D3,确定模具的设计参数,实现弯曲模具的设计。
所述确定模具的设计参数是指:下模具外直径D3、上模具的外直径D4、上模具包覆比例C1和下模具包覆比例C2、上模具最小剩余下压量Dr和两个下模具的距离。
第二步和第四步中,上模外直径计算公式为:
其中,D1为下模具的内直径,D1通过下述公式计算得到:
D4为上模具的外直径;S为两个下模具的轴间距;M为型材工件的最小中半径,最小中半径是指型材工件各弧段半径的最小值;T为型材工件截面的厚度;C1为上模具包覆比例;Dr为上模具最小剩余下压量;H1、H2、a、b和c为中间变量。
第三步中,下模具包覆比例计算公式:
其中,D3为下模具的外直径;S为两个下模具的轴间距;M为型材工件的最小中半径,最小中半径是指型材工件各弧段半径的最小值;T为型材工件截面的厚度;C2为下模具包覆比例;Dr为上模具最小剩余下压量;H1、H2、a、b和c为中间变量。
第五步中,上模具包覆比例计算公式:
其中,D1为下模具的内直径,D1通过下述公式计算得到:
D2为上模具的内直径,D2通过下述公式计算得到:
D3为下模具的外直径;D4为上模具的外直径;S为两个下模具的轴间距;M为型材工件的最小中半径,最小中半径是指型材工件各弧段半径的最小值;T为型材工件截面的厚度;C1为上模具包覆比例;C2为下模具包覆比例;Dr为上模具最小剩余下压量;H1、H2、x、b和c为中间变量。
第六步中,剩余下压量计算公式:
否则
其中,D1为下模具的内直径,D1通过下述公式计算得到:
D2为上模具的内直径,D2通过下述公式计算得到:
Pos 1 为上模具的轴心高度;D3为下模具的外直径;D4为上模具的外直径;S为两个下模具的轴间距;M为型材工件的最小中半径,最小中半径是指型材工件各弧段半径的最小值;T为型材工件截面的厚度;C1为上模具包覆比例;C2为下模具包覆比例;Dr为上模具最小剩余下压量;W为当上模具与下模具处于同一水平位置并位于两个下模具中间时,两个下模具的轴间距;Pos 2 为上模具可达最低点的高度;H为机器预设上模具的最低位置。
本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到:
一种用于弯曲模具设计的弯曲装置,采用上述的弯曲模具的设计方法,将符合型材工件加工标准对应的模具的设计参数作为弯曲装置中模具选取、安装和调试的标准,以实现弯曲装置适用各种型材工件的弯曲加工。
本发明弯曲模具的设计方法应用在型材工件加工前作为模具的设置参数,使得该弯曲装置可对各种型材工件进行弯曲加工,在弯曲装置加工前,只需按照弯曲模具设计方法对当前需加工型材工件进行设计得到的设计参数,进行模具的更换和安装即可,从而无需更换弯曲装置,对于每种型材工件加工只需更换模具,大大降低加工成本和提高弯曲装置的通用性、实用性。
本发明的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到:
一种计算机存储介质,其中所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序当被处理器执行时使所述处理器执行上述的弯曲模具的设计方法。
与现有技术相比,本发明具有如下优点与有益效果:
1、本发明弯曲模具的设计方法可根据型材工件的参数进行模具设计,得到适合该型材工件弯曲加工的模具,从而降低型材弯曲加工的使用成本,而且也大大提高型材弯曲加工的效率。
2、本发明弯曲模具设计应用在弯曲装置中,可大大降低加工成本和提高弯曲装置的通用性、实用性。
附图说明
图1是本发明弯曲模具的设计方法的流程图;
图2是本发明型材工件的示意图;
图3是本发明型材工件的截面示意图;
图4是本发明模具的示意图;
其中,1为型材工件、2为下模具、3为上模具。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例一
如图1至图4所示,本发明的弯曲模具的设计方法是这样的:根据型材工件1截面的参数设定模具的间距;根据型材工件1截面的参数以及模具所需的下压量来计算模具的设计参数,并对设计参数是否符合该型材工件1的预设加工标准进行判断:若符合型材工件1的加工标准,则实现弯曲模具的设计;否则返回对设计参数是否符合该型材工件的预设加工标准进行判断的步骤,采用对设计参数是否符合该型材工件的预设加工标准进行判断的步骤中所用的判断条件进行设计参数的优化,直至优化后的设计参数符合该型材工件1的预设加工标准,实现弯曲模具的设计。
具体地说,根据型材工件1截面的参数设定模具的间距是指:根据型材工件1截面的厚度T,设计两个下模具2的轴间距S为5T至8T;其中,型材工件截面的厚度T为型材工件1的下底面和上底面的距离。
根据型材工件1截面的参数以及模具所需的下压量来计算模具的设计参数,并对设计参数是否符合该型材工件1的预设加工标准进行判断:若符合型材工件1的加工标准,则实现弯曲模具的设计;否则返回对设计参数是否符合该型材工件的预设加工标准进行判断的步骤,采用对设计参数是否符合该型材工件的预设加工标准进行判断的步骤中所用的判断条件进行设计参数的优化,直至优化后的设计参数符合该型材工件1的预设加工标准,实现弯曲模具的设计是指:包括以下步骤:
第一步,设定两个下模具2的距离,该距离的最小值要大于与上模具3连接的编码器的直径;
第二步,预设下模具外直径D3、上模具最小剩余下压量Dr、上模具包覆比例C1和下模具包覆比例C2,通过上模外直径计算公式计算上模具3的外直径D4;并对上模具3的外直径D4进行判断:当上模具3的外直径D4≥下模具2的外直径D3时,则符合型材工件的加工标准,确定模具的设计参数,实现弯曲模具的设计;否则进行第三步;
第三步,预设下模具包覆比例判断值C20,将第二步的上模具的外直径D4设定为与下模具外直径D3相等,通过下模具包覆比例计算公式计算此时下模具包覆比例C2,并对下模具包覆比例C2进行判断:当下模具包覆比例C2≥下模具包覆比例判断值C20时,则符合型材工件的加工标准,确定模具的设计参数,实现弯曲模具的设计;否则进行第四步;
第四步,预设模具外直径判断值D0,将第三步的下模具包覆比例C2设定为与下模具包覆比例标准值C20相等,将下模具外直径D3设定为与上模具的外直径D4相等;通过上模外直径计算公式计算此时下模具外直径D3和上模具的外直径D4,并对下模具外直径D3和上模具的外直径D4进行判断:当下模具外直径D3≥模具外直径判断值D0且上模具的外直径D4≥模具外直径判断值D0,则符合型材工件的加工标准,确定模具的设计参数,实现弯曲模具的设计;否则进行第五步;
第五步,预设上模具包覆比例判断值C10,将第四步的下模具外直径D3和上模具的外直径D4均设定为模具外直径判断值D0,通过公式计算此时上模具包覆比例C1,并对上模具包覆比例C1进行判断:当上模具包覆比例C1≥上模具包覆比例判断值C10时,则符合型材工件的加工标准,确定模具的设计参数,实现弯曲模具的设计;否则进行第六步;
第六步,预设模具外直径起始值D和上模具最小剩余下压量的判断值Dr0,设置上模具包覆比例C1等于上模具包覆比例判断值C10,设置下模具包覆比例C2等于下模具包覆比例判断值C20,设置下模具外直径D3以及上模具的外直径D4等于模具外直径起始值D,步长为N;
当下模具外直径D3等于模具外直径起始值D并固定不变,通过剩余下压量计算公式计算上模具的外直径D4每增加一个步长时上模具最小剩余下压量Dr,并对上模具最小剩余下压量Dr进行判断:当上模具最小剩余下压量Dr≥上模具最小剩余下压量的判断值Dr0时,则记录对应的上模具的外直径D4,得到上模具的外直径集合;
当上模具外直径D4固定不变,通过剩余下压量计算公式计算下模具的外直径D3每增加一个步长时上模具最小剩余下压量Dr,并对上模具最小剩余下压量Dr进行判断:当上模具最小剩余下压量Dr≥上模具最小剩余下压量的判断值Dr0时,则记录对应的下模具的外直径D3,得到下模具的外直径集合;
在上模具的外直径集合中选择最大值作为上模具外直径D4,在下模具的外直径集合中选择最大值作为下模具的外直径D3,确定模具的设计参数,实现弯曲模具的设计。
上述确定模具的设计参数是指:下模具外直径D3、上模具的外直径D4、上模具包覆比例C1和下模具包覆比例C2、上模具最小剩余下压量Dr和两个下模具的距离。
第二步和第四步中,上模外直径计算公式为:
其中,D1为下模具的内直径,D1通过下述公式计算得到:
D4为上模具的外直径;S为两个下模具的轴间距;M为型材工件的最小中半径,最小中半径是指型材工件各弧段半径的最小值;T为型材工件截面的厚度;C1为上模具包覆比例;Dr为上模具最小剩余下压量;H1、H2、a、b和c为中间变量。
第三步中,下模具包覆比例计算公式:
其中,D3为下模具的外直径;S为两个下模具的轴间距;M为型材工件的最小中半径,最小中半径是指型材工件各弧段半径的最小值;T为型材工件截面的厚度;C2为下模具包覆比例;Dr为上模具最小剩余下压量;H1、H2、a、b和c为中间变量。
第五步中,上模具包覆比例计算公式:
其中,D1为下模具的内直径,D1通过下述公式计算得到:
D2为上模具的内直径,D2通过下述公式计算得到:
D3为下模具的外直径;D4为上模具的外直径;S为两个下模具的轴间距;M为型材工件的最小中半径,最小中半径是指型材工件各弧段半径的最小值;T为型材工件截面的厚度;C1为上模具包覆比例;C2为下模具包覆比例;Dr为上模具最小剩余下压量;H1、H2、x、b和c为中间变量。
第六步中,剩余下压量计算公式:
否则
其中,D1为下模具的内直径,D1通过下述公式计算得到:
D2为上模具的内直径,D2通过下述公式计算得到:
Pos 1 为上模具的轴心高度;D3为下模具的外直径;D4为上模具的外直径;S为两个下模具的轴间距;M为型材工件的最小中半径,最小中半径是指型材工件各弧段半径的最小值,如图2中,弧段L2的半径为型材工件的最小中半径;T为型材工件截面的厚度;C1为上模具包覆比例;C2为下模具包覆比例;Dr为上模具最小剩余下压量;W为当上模具与下模具处于同一水平位置并位于两个下模具中间时,两个下模具的轴间距;Pos 2 为上模具可达最低点的高度;H为机器预设上模具的最低位置。
实施例二
本实施例一种用于弯曲模具设计的弯曲装置,采用实施例一弯曲模具的设计方法,将符合型材工件加工标准对应的模具的设计参数作为弯曲装置中模具选取、安装和调试的标准,以实现弯曲装置适用各种型材工件的弯曲加工。
本发明弯曲模具的设计方法应用在型材工件1加工前作为模具的设置参数,使得该弯曲装置可对各种型材工件进行弯曲加工,在弯曲装置加工前,只需按照实施例一弯曲模具设计方法对当前需加工型材工件进行设计得到的设计参数,进行模具的更换和安装即可,从而无需更换弯曲装置,对于每种型材工件加工只需更换模具,大大降低加工成本和提高弯曲装置的通用性、实用性。
实施例三
本实施例一种计算机存储介质,存储有计算机程序,计算机程序当被处理器执行时使所述处理器执行实施例一的弯曲模具设计方法。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。