专利名称：一种拉弯成形模具及成形方法
技术领域：
本发明涉及机械加工领域，具体是一种拉弯成形模具及成形方法。
二背景技术：
拉弯工艺用于制造尺寸大，外形准确度要求较高，相对弯曲半径大的挤压和板弯 型材弯曲件，是制造车、船、飞机上的框、肋、缘条等结构零件的重要生产工艺。
如图1所示，长期以来，拉弯零件的制造均采用刚性整体拉弯模具1，将工件2 置于刚性整体拉弯模具1之上，两端通过夹头3向工件施加拉力，使其成形。这种成 形方法因卸载后拉弯工件2会出现回弹现象，为了控制回弹，需要反复进行修模，反 复进行工艺实验，费时费力，并且精度难以保证。同时，该方法一个工件即需要一个 模具，导致模具数量庞大，增加了生产成本。
三
发明内容
为了克服现有拉弯技术中一个零件需要一个模具，导致生产中模具数量庞大，生 产成本高，并且工件成形精度难以保证的不足，本发明提出了一种拉弯成形模具及成 形方法。
本发明是将多个离散的基本体集成为具有一定型面的模具，并且该模具可根据所 成形型材的要求任意组合，包括多个基本体、垫层、两个夹块和连接螺栓。其中，基 本体是模具的基本单元，为长方体，宽度大于待成形工件的宽度，中部有与连接螺栓
配合的条形通孔；基本体一端的端面为工作面，该工作面为弧面；基本体的数量应根 据所加工零件的跨度尺寸和基本体厚度确定。
用以消除各基本体集成中的间隙的垫层采用弹性材料，该垫层应具有足够的弹性 变形能力及一定的硬度，放置在离散模基本体工作面表面。
夹块为"L"状，在其与离散模基本体接触的垂直面上有两个用于安装连接螺栓 的通孔。夹块的水平面作为底座，在底座上有两个用于与拉弯机工作台面固定的安装 孔。
在组装模具时，将一个夹块、多个基本体、 一个夹块依次串装在连接螺栓上，并
夹紧固定，集成为模具；安放在模具上的弹性垫层与形成模具的各基本体的配合面，
即外包络面为模具的工作型面；通过调整连接螺栓穿过各基本体上的通孔的位置调整各个基本体工作面的位置，使其外包络面满足所需的工作型面形状。在组装好离散模 后，通过位于两个夹块上的安装通孔，将离散模固定在拉弯机的工作台上，并将弹性 垫层覆在离散基本体的外型面上，最后放置待拉弯的型材工件，进行拉弯成形。 在使用本模具时，具体步骤是
第一步，确定模具的工作型面，根据拉弯成形工件的外型检验工装或外形卡板设 定各个基本体的位置并集成为模具；将组装好的模具安装在拉弯机的工作台上，同时 在工作型面放置弹性垫层。
第二步，安装待成形工件，进行试拉弯成形。
第三步，卸除拉弯机载荷，取下已成形的工件，在工件不受力的情况下进行成形 工件尺寸和回弹量的测量。
第四步，根据回弹量的测量结果调整模具各基本体的位置，从而修正模具型面。 若工件的实际曲率超过理论曲率，则减小包络面的曲率；反之，则增大包络面的曲率。
第五步，重新进行试拉弯成形。
第六步，重复第三步到第五步，直到获得最佳的各个基本体位置及模具的工作型面。
第七步，批量拉弯成形。
本发明根据成形工件型面要求，将多个离散的基本体集成为相适应的模具，利用 通用拉弯机对型材进行拉弯成形；成形过程中，通过微调基本体的位置，改变离散模 的外型面形状，以补偿回弹对成形精度的影响，实现拉弯零件的精确成形。本发明以 可集成的拉弯模具代替传统的整体拉弯成形模具，其工作型面调整方便，能适应不同 拉弯零件回弹控制的需要，显著地减少拉弯零件的设计制造周期，提高了拉弯零件的
制造效率，降低了生产成本。 四
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1是传统拉弯成形原理示意图。图中刚性整体拉弯模1固定在拉弯机工作台上， 通过夹头3将拉弯力4施加在弯曲工件2上。 图2是本发明的结构示意图主视图。 图3是本发明的结构示意图俯视图。
4图4是本发明的结构示意图侧视图。 图5是基本体的主视图。
图6是基本体的A-A剖视图。 图7是夹块的主视图。 图8是夹块的侧视图。 图9是本发明拉弯成形过程示意图。其中
I. 整体拉弯模 2.工件3.夹头 4.垫层 5.基本体
6.夹块 7.螺栓8.外包络面9.夹块通孔 10.基本体工作面
II. 基本体通孔 12.安装孔 五具体实施方式
实施例一
本实施例是用于成形型材零件截面为15*20,的矩形，半径为350mm，长度为510mm 的圆弧型材零件的拉弯模具，其特征是将多个离散的基本体集成为具有一定型面的模 具，并且该模具可根据所成形型材的要求任意组合。该模具包括基本体5、垫层4、两 个夹块6、螺栓7。
本实施例中，基本体是模具的基本单元，由13个基本体集成为模具。基本体的外 形尺寸根据拉弯载的荷大小及对模具刚度的要求确定。为方便加工和使用，本实施例 的基本体的工作弧面取圆弧面，该圆弧的直径与基本体厚度相等。基本体5为长方体， 其横截面为矩形，厚度为15mm，宽度大于待成形工件，中间有与连接螺栓7相配合的 条形通孔11。
垫层4采用热塑性聚氨酯橡胶，硬度为85，扯断伸长率在500%-700%之间。垫层 4的厚度为15mm，宽度较成型零件宽30mm，长度比成型零件长度稍长即可。将垫层4 放置在离散模基本体工作面表面，可以改善各个离散模基本体圆弧形工作面之间的凹 陷间隙对工件形状连续性的影响。
夹块6为"L "状，在其与离散模基本体接触的垂直面上有两个圆形通孔12,用 于安装连接螺栓7。夹块的水平面作为底座，在底座上有两个用于与拉弯机工作台面 固定的安装孔9。
组装模具时，首先将两个紧固螺栓7穿过一个夹块6的通孔12,然后将中间有通孔11的各个基本体5串在螺栓7上，然后安装另一个夹块6，并通过连接螺栓7固定。 在紧固连接螺栓7之前，根据型材的测量工装或外形卡板，调整各个基本体5的位置， 使其外包络面8，即垫层的内表面达到所需的工作型面形状。在组装好模具后，通过 位于两个夹块6上的安装通孔9，将模具固定在拉弯机的工作台上，并将弹性垫层4 覆在集成后的基本体的外型面上，最后放置待拉弯的型材工件2，进行拉弯成形。 在使用本模具时，具体步骤是
第一步，确定模具的工作型面，根据拉弯成形工件2的外型检验工装或外形卡板 设定各个基本体的位置并集成为模具；将组装好的模具安装在拉弯机的工作台上，同 时在工作型面放置弹性垫层4。
第二步，安装待成形工件2，进行试拉弯成形。
第三步，卸除拉弯机载荷，取下己成形的工件2，在工件不受力的情况下进行成 形工件尺寸和回弹量的测量。
第四步，根据回弹量的测量结果调整模具中各基本体的位置，从而修正模具型面。 若工件的实际曲率超过理论曲率，则减小包络面8的曲率；反之，则增大包络面8的 曲率。
第五步，重新进行试拉弯成形。
第六步，重复第三步到第五步，直到获得最佳的各个基本体位置及模具的工作型面。
第七步，批量拉弯成形。 实施例二
本实施例是用于成形型材零件截面为15(^200mm的矩形，半径为3000rnrn，长度为 3140mm的圆弧型材零件的拉弯模具，其特征是将多个离散的基本体集成为具有一定型 面的模具，并且该模具可根据所成形型材的要求任意组合。该模具包括基本体5、垫 层4、两个夹块6、螺栓7。
本实施例中，基本体是模具的基本单元，由20个基本体集成为模具。基本体的外 形尺寸根据拉弯载的荷大小及对模具刚度的要求确定。基本体的工作弧面取椭圆形弧 面，短轴与长轴的长度比例应在0.2-1之间。本实施例的椭圆的长轴直径与基本体厚 度相等，短轴长度是长轴的一半。基本体5为长方体，其横截面为矩形，厚度为150mm，宽度大于待成形工件，中间有与连接螺栓7相配合的条形通孔11。
垫层4仍采用热塑性聚氨酯橡胶，硬度为85，扯断伸长率在500%-700%之间。垫 层4的厚度为40mm，宽度较成型零件宽50國，长度比成型零件长度稍长即可。将垫层 4放置在离散模基本体工作面表面，可以改善各个离散模基本体圆弧形工作面之间的 凹陷间隙对工件形状连续性的影响。
夹块6为"L "状，在其与离散模基本体接触的垂直面上有两个圆形通孔12，用 于安装连接螺栓7。夹块的水平面作为底座，在底座上有两个用于与拉弯机工作台面 固定的安装孔9。
组装模具时，首先将两个紧固螺栓7穿过一个夹块6的通孔12，然后将中间有通 孔11的各个基本体5串在螺栓7上，然后安装另一个夹块6，并通过连接螺栓7固定。 在紧固连接螺栓7之前，根据型材的测量工装或外形卡板，调整各个基本体5的位置， 使其外包络面8，即垫层的内表面达到所需的工作型面形状。在组装好模具后，通过 位于两个夹块6上的安装通孔9，将模具固定在拉弯机的工作台上，并将弹性垫层4 覆在集成后的基本体的外型面上，最后放置待拉弯的型材工件2，进行拉弯成形。
在使用本模具时，具体步骤是
第一步，确定模具的工作型面，根据拉弯成形工件2的外型检验工装或外形卡板 设定各个基本体的位置并集成为模具；将组装好的模具安装在拉弯机的工作台上，同 时在工作型面放置弹性垫层4。
第二步，安装待成形工件2，进行试拉弯成形。
第三步，卸除拉弯机载荷，取下已成形的工件2，在工件不受力的情况下进行成 形工件尺寸和回弹量的测量。
第四步，根据回弹量的测量结果调整模具中各基本体的位置，从而修正模具型面。 若工件的实际曲率超过理论曲率，则减小包络面8的曲率；反之，则增大包络面8的 曲率。
第五步，重新进行试拉弯成形。
第六步，重复第三步到第五步，直到获得最佳的各个基本体位置及模具的工作型面。
第七步，批量拉弯成形。
权利要求
1. 一种拉弯成形模具，包括模具，其特征在于还包括弹性垫层(4)、连接螺栓(7)和两个夹块(6)，其中a. 模具是由多个基本体(5)通过连接螺栓(7)和夹块(6)集成而成；基本体(5)一端的端面为工作面，该工作面为弧面；基本体(5)的中部有与连接螺栓(7)配合的通孔(11)；b. 依次将一个夹块(6)、多个基本体(5)、一个夹块(6)串装在连接螺栓(7)上并夹紧固定，集成为模具；在模具上安放有弹性垫层(4)，并且该垫层与模具相配合的面形成外包络面(8)，该外包络面为模具的工作型面；c. 通过调整连接螺栓(7)穿过各基本体(5)上的条形通孔(11)的位置调整各个基本体(5)工作面的位置。
2. 如权利要求1所述一种拉弯成形模具，其特征在于夹块(6)为"L "状，在其与基 本体(5)配合的面上有安装连接螺栓(7)安装孔(12)，.夹块(6)的水平面作为 底座，在底座上有与拉弯机工作台面固定的安装孔(9)。
3. 如权利要求1所述一种拉弯成形模具，其特征在于基本体(5)的宽度大于待成形工 件(2)的宽度。
4. 一种使用权利要求1所述拉弯成形模具成形工件的方法，其特征在于其具体步骤是 第一步，确定模具的工作型面，根据拉弯成形工件(2)的外型检验工装或外形卡板 设定各个基本体(5)的位置并集成为模具；将模具安装在拉弯机的工作台上，在工作型面放置弹性垫层(4);第二步，安装待成形工件(2)，进行试拉弯成形；第三步，卸除拉弯机载荷，取下己成形的工件(2)，进行成形工件尺寸和回弹量的 第四步，根据回弹量的测量结果调整离模具中各基本体(5)的位置，以修正离散模型面；若工件(2)的实际曲率超过理论曲率，则减小包络面(8)的曲率；反之， 则增大包络面(8)的曲率；第五步，重新进行试拉弯成形-，第六步，重复第三步到第五步，直到获得最佳的各个基本体(5)位置及离散模工作 型面；第七步，批量拉弯成形。
全文摘要
本发明是一种拉弯成形模具及成形方法，包括基本体(5)、垫层(4)、连接螺栓(7)和两个夹块(6)。基本体(5)一端的端面为弧形工作面(10)，中部有与连接螺栓(7)配合的通孔(11)。将一个夹块、多个基本体和一个夹块依次串装在连接螺栓(7)上，并夹紧固定，集成为模具；通过调整连接螺栓穿过各基本体上的通槽的位置(11)，调整各个基本体工作面(10)的位置。通过安装孔(9)将模具固定在拉弯机的工作台上，对待成形工件(2)进行拉弯成形。成形过程中，通过微调基本体(5)的位置，改变模具的外型面形状，以补偿回弹对成形精度的影响，能适应不同拉弯零件回弹控制的需要具有结构简单、使用方便、生产效率高、成本低的特点。
文档编号B21D37/12GK101518802SQ20081001754
公开日2009年9月2日 申请日期2008年2月25日 优先权日2008年2月25日
发明者磊 刘, 武伟超, 王永军 申请人:西北工业大学