[發明專利]變高度輥模成形方法

有效

• 申請號: 201510355300.6
• 申請日: 2015-06-24
• 公開（公告）號: CN105665487B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 管延智;陽振峰;李強;檀亞運;裴希姚
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: B21D5/14
• 分類號: B21D5/14;B23P23/06
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所11337
• 代理人: 席小東

1.一種變高度輥模成形方法，其特征在于，應用于變高度輥模成形系統中；所述變高度輥模成形系統包括：變高度輥模成形裝置、開卷裝置(1)、送料裝置(2)、定截面輥彎成形裝置(3)、切斷裝置、出料裝置和碼垛裝置；

在變高度輥模成形裝置的前面，按板料輸送方向，依次設置所述開卷裝置(1)、所述送料裝置(2)和所述定截面輥彎成形裝置(3)；

在變高度輥模成形裝置的后面，按板料輸送方向，依次設置所述切斷裝置、所述出料裝置和所述碼垛裝置；

所述變高度輥模成形裝置包括底模(4)、成形軋輥組(5)、成形軋輥組運動機構、底座(6)和上位機；

所述底模(4)固定于所述底座(6)上，所述底模(4)具有與被成形帽型零件底部形狀相同的成形槽(4-1)；并且，所述成形槽(4-1)的長度不小于2倍被成形帽型零件所需成形單元的長度；

此外，所述被成形帽型零件包括U型零件以及從所述U型零件的左右兩豎邊分別向外對稱延伸的左壓邊和右壓邊；所述左壓邊和所述右壓邊具有相同的成形曲線；

則：所述成形槽(4-1)具有首尾相接的m個成形子槽，每個成形子槽的長度與被成形帽型零件所需成形單元的長度相同，每個成形子槽的槽外沿軌跡曲線與被成形帽型零件的成形曲線一致；其中，m值為所述成形槽(4-1)長度除以被成形帽型零件所需成形單元長度的整數值；

所述成形軋輥組(5)設置于所述底模(4)的正上方，設所述成形軋輥組(5)包括n道次的成形軋輥(5-1)；其中，n為自然數；每個所述成形軋輥(5-1)均包括主成形軋輥(5-1-1)以及位于所述主成形軋輥(5-1-1)左右兩側、且高于所述主成形軋輥(5-1-1)的左輔助軋輥(5-1-2)和右輔助軋輥(5-1-3)；所述成形軋輥(5-1)的成形角度指：所述左輔助軋輥(5-1-2)的外部徑向曲面與所述主成形軋輥(5-1-1)軸向之間的夾角；同時，也為所述右輔助軋輥(5-1-3)的外部徑向曲面與所述主成形軋輥(5-1-1)軸向之間的夾角；

所述成形軋輥組(5)的各道次成形軋輥(5-1)的成形角度從第一道次到最后道次逐次遞增；

所述成形軋輥組運動機構包括x向運動機構和n個z向運動機構；上位機分別與所述x向運動機構和n個z向運動機構連接；其中，x向為被成形零件的進料方向；z向為在加工平面內與x向垂直的方向；所述x向運動機構用于驅動所述成形軋輥組(5)整體在x向移動，即：在所述成形軋輥組(5)整體x向移動時，相鄰成形軋輥(5-1)之間的道次間距為固定值，保持不變；每個z向運動機構唯一對應一個道次的成形軋輥(5-1)，用于獨立調節該道次成形軋輥(5-1)的z值，即：獨立調節該道次成形軋輥(5-1)與所述底模(4)之間的垂向距離；

方法包括以下步驟：

步驟1：當需要將板材成形為寬度為n1、長度為L1、左右壓邊具有特定成形曲線的帽形截面的構件時，計算機讀取被成形帽型零件左右壓邊的特定成形曲線圖；其中，該特定成形曲線圖為x和z的方程；x向為被成形零件的進料方向；z向為在加工平面內與x向垂直的方向；

步驟2：制作底模(4)，使底模(4)具有與被成形帽型零件底部形狀相同的成形槽(4-1)；其中，該成形槽(4-1)的寬度即為n1；該成形槽(4-1)的長度為L2，則：L2不小于2倍L1；設L2除以L1的整數為m，則使成形槽(4-1)具有首尾相接的m個成形子槽，每個成形子槽的長度為L1，每個成形子槽的槽外沿軌跡曲線與所述特定成形曲線一致；將物料輸送方向，將m個成形子槽依次記為第1成形子槽、第2成形子槽…第m成形子槽；

步驟3：搭建變高度輥模成形系統，即：按板材輸送方向，依次設置開卷裝置(1)、送料裝置(2)、定截面輥彎成形裝置(3)、變高度輥模成形裝置、切斷裝置、出料裝置和碼垛裝置；

對于變高度輥模成形裝置，在底模(4)的正上方設置成形軋輥組(5)，即：使每個成形軋輥(5-1)的主成形軋輥(5-1-1)位于底模的成形槽(4-1)的正上方，其中，主成形軋輥(5-1-1)的軸向長度與成形槽(4-1)的槽寬度相適配；設成形軋輥組(5)由n個成形軋輥(5-1)組成，其成形角度從第1道次到第n道次分別為：α1、α2…αn；

步驟4：然后，首先由開卷裝置(1)對成卷的板材進行開卷；，通過送料裝置(2)，將開卷后的板材輸送到定截面輥彎成形裝置(3)進行定截面成形，所述定截面輥彎成形裝置(3)依次將板材成形為首尾相接的多個U形構件，按成形先后順序，依次記為第1U形構件、第2U形構件…；其中，每個U形構件均包括位于底部的橫面以及位于所述橫面左右兩側的左側面和右側面；U形構件的寬度即為n1，長度為L1；

步驟5：上位機通過成形軋輥組運動機構而控制成形軋輥組(5)抬升，使所述成形軋輥組(5)與所述底模(4)分離；將經過步驟4后的第1U形構件輸送至所述底模(4)的第1成形子槽中；

步驟6：上位機控制所述成形軋輥組(5)朝向第1U形構件運動，即：控制所述成形軋輥組(5)進行x向運動；當第1道次的成形軋輥運動到第1U形構件頭部位置P1的正上方時，上位機一方面，驅動所述成形軋輥組(5)沿所述第1U形構件進行x向運動，另一方面，上位機還開始對各個道次的成形軋輥在z軸的位置進行獨立調節控制，使各個道次的成形軋輥向所述底模(4)靠攏，并在xz平面內緊靠所述底模(4)的成形槽并沿著所述底模(4)的軌跡運動，將第1U形構件的對應位置折彎為符合特定成形曲線的帽型狀態，具體折彎方式為：

假設對于任意第i道次的成形軋輥，當其運動到第1U形構件的Pi位置時，Pi為第i道次的成形軋輥運動到的x軸坐標；上位機實時讀取到Pi值，同時，上位機讀取所述特定成形曲線，獲得被成形帽型零件在該位置的深度值z，設z值為zi；又由于第1成形子槽的槽外沿軌跡曲線與被成形帽型零件的成形曲線一致，即：第1U形構件的Pi位置所對應的第1成形子槽的槽外沿高度也為zi，因此，當第i道次的成形軋輥下降至zi高度時，在第1成形子槽的槽外沿作用下，左輔助軋輥(5-1-2)將U形構件的Pi部位的左側面向外折彎，其中，折彎角度等于該道次的成形角度αi，折彎位置即為zi的位置；同時，右輔助軋輥(5-1-3)將U形構件的Pi部位的右側面向外折彎，其中，折彎角度等于該道次的成形角度αi，折彎位置即為zi的位置；由此將第1U形構件的Pi位置折彎為深度為zi、成形角度為αi的狀態；

步驟7：將第1道次的成形軋輥運動到第1U形構件尾部位置P0且對第1U形構件尾部位置P0進行折彎成形后，設此時得到第1半帽型構件；

然后，將成形軋輥組(5)抬升，使所述成形軋輥組(5)與所述底模(4)分離；并控制成形軋輥組(5)沿x向進行反向運動，使第1道次的成形軋輥位于第2成形子槽的頭端正上方；然后，將第1半帽型構件輸送到第2成形子槽，而位于第1半帽型構件后面且與第1半帽型構件連續的第2U形構件輸送到第1成形子槽；

然后，下降所述成形軋輥組(5)，同時，一方面，上位機驅動所述成形軋輥組(5)在x向從第2成形子槽運動到第1成形子槽的頭端；另一方面，上位機還開始對各個道次的成形軋輥在z軸的位置進行獨立調節控制，使各個道次的成形軋輥依次將構件的對應位置折彎為符合被成形構件設定參數的帽型狀態，具體過程為：將第1半帽型構件成形為第1帽型構件，該第1帽型構件即為成形后得到的最終帽型構件；將第2U形構件成形為第2半帽型構件；

當所述成形軋輥組(5)運動到第1成形子槽的頭端時，再繼續喂料一個被成形構件長度，使第3U形構件輸送到第1成形子槽，而第2半帽型構件輸送到第2成形子槽，而所述成形軋輥組(5)返回到第2成形子槽的正上方，如此不斷循環，不斷將各個U形構件成形為帽型構件；

步驟8：底模的尾端輸出步驟7得到的各個帽型構件，依次經切斷裝置、出料裝置和碼垛裝置處理，得到多個獨立分開的帽型構件。