汽车空气悬挂Z型导向臂成型机及其成型方法与流程

本发明属于汽车零部件成形技术领域，具体涉及一种汽车空气悬挂z型导向臂成型机及其成型方法。

背景技术：

汽车空气悬挂z型导向臂成型机是智能基础制造装备中的智能成形设备，汽车悬挂系统是汽车中一个重要的核心部件，主要用于传递车架与车身之间各个方向的力与力矩，缓解因路面不平及不同载荷情况下轮胎传递给车身的冲击载荷，从而保证汽车行驶的平稳性、驾乘人员的舒适性、运载货物的稳定性及延长汽车相关部件的使用寿命。目前，现有的汽车悬挂系统主要是通过将空气悬架气囊安装在导向臂上，与导向臂构成应力缓冲结构，较好地解决了汽车平顺性的问题。

在生产过程中，导向臂的成型工艺直接影响其质量及性能，从而影响汽车的安全性和舒适性。

国内现有的导向臂成型机由龙门式液压机及成型模具组成。生产时，将导向臂胚料放入成型机后，平直端压紧模将胚料压紧，耳孔端上、下成型模压制导向臂耳孔端成型，最后z型弯上成型模将导向臂压至z型弯下成型模上，完成工艺所要求的z型弯尺寸。

该技术在z型弯成型过程中，导向臂出现大幅度拉伸变形，使z型弯处厚度变薄，直接影响导向臂的性能及寿命。在实际生产中，以60mm厚，120mm宽的导向臂为例，z型弯压制成型后，弯曲处厚度会拉伸为52-53mm左右，并且会出现明显的模具压痕。成型压力机不仅要提供板簧弯曲变形所需要的力，还要提供一个远超弯曲变形所需力的拉伸变形的力才能将z型弯压制成型，并且导向臂z型弯高度差越大，压制所需的力就越大，以致需要320mm缸径的油缸才能将导向臂压制成型。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种汽车空气悬挂z型导向臂成型机，解决目前的导向臂在折弯成型时容易在z型弯处拉伸变形，并且会出现明显的模具压痕，另外需要很大直径的油缸才能驱动，造成机械成本高体积更大的问题。

本发明涉及一种汽车空气悬挂z型导向臂成型机，包括机架，机架上设有耳孔端上压弯总成、耳孔端下压弯总成、成型下模总成、中间平直段压紧总成、小型z弯成型总成，还包括浮动z弯成型机构，浮动z弯成型机构包括倾斜设置的z弯成型压模，z弯成型压模包括转动设置在其前端的压辊和压块，z弯成型压模后端固定有倾斜设置的支撑滑轨，支撑滑轨滑动安装有浮动摇摆座，浮动摇摆座安装有驱动油缸一，驱动油缸一另一端连接z弯成型压模，浮动摇摆座上方转动安装在机架上，浮动摇摆座下部铰接有浮动油缸。

z弯成型压模包括支撑座板，支撑座板后端与滑轨固定且与驱动油缸一铰接，支撑座板前端固定有两块平行的三角安装板，压块固定在两三角安装板之间，压辊设置在压块的前端且转动安装在两三角安装板的前端角部。制造更加方便，结构简单。

所述浮动摇摆座的外部设有移动成型架体，浮动摇摆座的上端铰接在移动成型架体上，移动成型架体前后两侧设有可在机架上左右滑动的调节滑轨，浮动油缸的另一端铰接在移动成型架体上，移动成型架体的右端设有安装在机架上的左右调节装置。不同厚度的导向臂产品通过左右调节装置调整压辊到成型下模的距离来实现，操作简单方便，适用范围更广。

所述左右调节装置包括固定在机架上的涡轮调节器，涡轮调节器连接有旋转手轮，涡轮调节器的蜗杆端连接移动成型架体。调整更加方便简单。

浮动油缸一侧固定有调整螺母，调整螺母内安装有调整限位丝杆，浮动油缸前端设有固定在机架上的限位块。可以对浮动油缸进行行程限位，防止浮动油缸回程或伸出过度。

耳孔端上压弯总成包括安装在机架上的驱动油缸二，驱动油缸二连接有调整座一，调整座一的下端固定有耳孔端上压弯模具，调整座一上设有t型槽，耳孔端上压弯模具通过t型螺栓安装在t型槽上，方便调整位置，耳孔端下压弯总成包括安装在机架上的驱动油缸三，驱动油缸三连接有调整座二，调整座二的下端固定有耳孔端下压弯模具。调整座二上设有t型槽，耳孔端下压弯模具通过t型螺栓安装在t型槽上，方便调整位置。

调整座一和调整座二上均固定有导向杆，导向杆上套有导向套，导向套固定在机架上，调整座一和调整座二外侧均固定有导向滑块一，机架上设有供导向滑块一上下滑动的导向滑轨。结构更加稳固，伸出更加平稳。

成型下模总成包括调整座三，调整座三的一端顶部安装有中间平直段支撑模具，调整座三的另一端顶部安装有z弯成型支撑模具，调整座三上设有t型槽，平直段支撑模具和z弯成型支撑模具通过t型螺栓安装在t型槽上，方便调整位置，中间平直段压紧总成包括驱动油缸四和与其连接的中间平直段压紧模具，小型z弯成型总成包括与机架固定的驱动油缸五和与驱动油缸五固定的小型z弯成型模具。

耳孔端上压弯总成、耳孔端下压弯总成和中间平直段压紧总成均设有行程控制装置，行程控制装置包括与机架固定的一对支撑板，两支撑板之间转动安装有调整丝杆和导向滑杆，调整丝杆的两端上设有调整螺套，调整螺套上固定有滑动安装在导向滑杆上的导向滑块二，两端的导向滑块二上均固定有行程开关，耳孔端上压弯总成、耳孔端下压弯总成和中间平直段压紧总成上均安装有驱动臂。可以调节行程开关的位置，适应不同需要。

调整丝杆连接有调整手轮，两支撑板固定连接有调整尺，支撑板外侧固定有限位杆，耳孔端下压弯模具一侧的调整座二上安装有长度定位装置，长度定位装置包括安装在调整座二上的安装板，安装板通过t型螺栓安装在t型槽内，安装板顶部固定有支板，支板固定有调整油缸，调整油缸连接有调整板，调整板的两侧后端固定有导向柱，导向柱上套有导向支撑套，导向支撑套固定在支板上。可以快速的对待折弯的导向臂进行定位。

本发明还提供一种汽车空气悬挂z型导向臂成型方法，包括一下步骤：s1、将导向臂胚料放在中间平直段支撑模具上，准备压制成型，z弯成型压模与水平呈a夹角，z弯成型压模前端设有可以供其灵活转动压辊；s2、中间平直段压紧模具将导向臂胚料压紧在中间平直段支撑模具上；耳孔端上压弯模具和耳孔端下压弯模具完成导向臂耳孔端的压弯成型，并保持夹紧；z弯成型压模保持角度a方向下压；s3、当z弯成型压模下压过程中，受到阻力过大时，z弯成型压模会自动摆动角度b，然后z弯成型压模继续下压，下压过程中z弯成型压模角度逐渐恢复到a；s4、导向臂折弯完成后，z弯成型压模、中间平直段压紧模具、耳孔端上压弯模具和耳孔端下压弯模具回位，取下导向臂。该方法是z型弯成型压模采用斜向下压制，并且可以在一定角度范围内浮动调整。通过压辊转动和角度的调整可以有效的避免导向臂弯曲成型式的拉伸变形，同样以60mm厚，120mm宽的导向臂为例，z型弯可以使用200mm缸径的油缸完成成型过程。

z弯成型压模的压辊后方设有压块，压块底部和左侧设有相互垂直的压面，步骤s1中的a的角度范围为50-65度，中间平直段支撑模具顶部与水平面成一定夹角，此夹角为0-10度，步骤s3中b的角度范围为4-5度。z弯成型模由一个可转动的压辊及一个固定的压块组成。在成型过程中，压辊可以根据受力自由转动。

所述导向臂的成型方法使用所述的汽车空气悬挂z型导向臂成型机来完成。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

浮动z弯成型机构的角度浮动和压辊的转动抵消板簧的拉伸力，大大减小导向臂成型过程中的拉伸变形，并且不会出现明显的模具压痕。成型过程中只需要提供导向臂的弯曲变形力，可以使用220mm缸径的油缸实现正常生产，降低了设备成本和体积。对于导向臂z型弯高度不大于导向臂厚度的产品，通过小型z弯成型总成实现，使用更灵活。

附图说明

图1为本发明的成型机的结构示意图；

图2为本发明的成型机的剖视结构示意图；

图3为本发明的成型机的z弯成型机构部分的剖视结构示意图；

图4为本发明的成型机的部分剖视结构示意图；

图5为行程控制装置的结构示意图；

图6为z弯成型机构的结构示意图；

图7为z弯成型压模的结构示意图；

图8为长度定位装置的结构示意图；

图9为本发明成型方法的折弯流程一的示意图；

图10为本发明成型方法的折弯流程二的示意图；

图11为本发明成型方法的折弯流程三的示意图；

图12为本发明成型方法的折弯流程四的示意图；

图13为本发明成型方法的压辊轨迹的结构示意图；

图14为本发明成型方法的压辊轨迹一的示意图；

图15为本发明成型方法的压辊轨迹二的示意图；

图16为本发明成型方法的压辊轨迹三的示意图；

图中：1、机架；2、耳孔端上压弯总成；201、调整座一，202、驱动油缸二，203、耳孔端上压弯模具，3、中间平直段压紧总成；301、中间平直段压紧模具，302、驱动油缸四，4、小型z弯成型总成；401、小型z弯成型模具，402、驱动油缸五，5、浮动z弯成型机构；501、压块，502、驱动油缸一，503、支撑滑轨，504、浮动摇摆座，505、移动成型架体，506、涡轮调节器，507、旋转手轮，508、调整螺母，509、调整限位丝杆，510、浮动油缸，511、限位块，512、压辊，513、支撑座板，514、调节滑轨，515、三角安装板，6、成型下模总成，601、调整座三，602、中间平直段支撑模具，603、z弯成型支撑模具，7、耳孔端下压弯总成，701、调整座二，702、耳孔端下压弯模具，703、驱动油缸三，8、长度定位装置，801、导向支撑套，802、调整板，803、支板，804、安装板，805、调整油缸，806、导向柱，9、行程控制装置，901、调整手轮，902、行程开关，903、限位杆，904、调整丝杆，905、支撑板，906、导向滑块二，907、导向滑杆，908、调整尺，10、爬梯，11、导向杆，12、导向套，13、导向滑块一，14、导向滑轨，15、驱动臂，16、z弯成型压模。

具体实施方式

下面对照附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

实施例1，如图1至图8所示，本发明为汽车空气悬挂z型导向臂成型机，包括机架1，机架1上设有耳孔端上压弯总成2、耳孔端下压弯总成7、成型下模总成6、中间平直段压紧总成3、小型z弯成型总成4，还包括浮动z弯成型机构5，浮动z弯成型机构5包括倾斜设置的z弯成型压模16，z弯成型压模16包括转动设置在其前端的压辊512和压块501，z弯成型压模16后端固定有倾斜设置的支撑滑轨503，支撑滑轨503滑动安装有浮动摇摆座504，浮动摇摆座504安装有驱动油缸一502，驱动油缸一502另一端连接z弯成型压模16，浮动摇摆座504上方转动安装在机架1上，浮动摇摆座504下部铰接有浮动油缸510。

z弯成型压模16包括支撑座板513，支撑座板513后端与滑轨固定且与驱动油缸一502铰接，支撑座板513前端固定有两块平行的三角安装板515，压块501固定在两三角安装板515之间，压辊512设置在压块501的前端且转动安装在两三角安装板515的前端角部。

所述浮动摇摆座504的外部设有移动成型架体505，浮动摇摆座504的上端铰接在移动成型架体505上，移动成型架体505前后两侧设有可在机架1上左右滑动的调节滑轨514，浮动油缸510的另一端铰接在移动成型架体505上，移动成型架体505的右端设有安装在机架1上的左右调节装置。

所述左右调节装置包括固定在机架1上的涡轮调节器506，涡轮调节器506连接有旋转手轮507，涡轮调节器506的蜗杆端连接移动成型架体505。

浮动油缸510一侧固定有调整螺母508，调整螺母508内安装有调整限位丝杆509，浮动油缸510前端设有固定在机架1上的限位块511。

耳孔端上压弯总成2包括安装在机架1上的驱动油缸二202，驱动油缸二202连接有调整座一201，调整座一201的下端固定有耳孔端上压弯模具203，耳孔端下压弯总成7包括安装在机架1上的驱动油缸三703，驱动油缸三703连接有调整座二701，调整座二701的下端固定有耳孔端下压弯模具702。

调整座一201和调整座二701上均固定有导向杆11，导向杆11上套有导向套12，导向套12固定在机架1上，调整座一201和调整座二701外侧均固定有导向滑块一13，机架1上设有供导向滑块一13上下滑动的导向滑轨14。

成型下模总成6包括调整座三601，调整座三601的一端顶部安装有中间平直段支撑模具602，调整座三601的另一端顶部安装有z弯成型支撑模具603，中间平直段压紧总成3包括驱动油缸四302和与其连接的中间平直段压紧模具301，小型z弯成型总成4包括与机架1固定的驱动油缸五402和与驱动油缸五402固定的小型z弯成型模具401。

耳孔端上压弯总成2、耳孔端下压弯总成7和中间平直段压紧总成3均设有行程控制装置9，行程控制装置9包括与机架1固定的一对支撑板905，两支撑板905之间转动安装有调整丝杆904和导向滑杆907，调整丝杆904的两端上设有调整螺套，调整螺套上固定有滑动安装在导向滑杆907上的导向滑块二906，两端的导向滑块二906上均固定有行程开关902，耳孔端上压弯总成2、耳孔端下压弯总成7和中间平直段压紧总成3上均安装有驱动臂15。

调整丝杆904连接有调整手轮901，两支撑板905固定连接有调整尺908，支撑板905外侧固定有限位杆903，耳孔端下压弯模具702一侧的调整座二701上安装有长度定位装置8，长度定位装置8包括安装在调整座二701上的安装板804，安装板804顶部固定有支板803，支板803固定有调整油缸805，调整油缸805连接有调整板802，调整板802的两侧后端固定有导向柱806，导向柱806上套有导向支撑套801，导向支撑套801固定在支板803上。机架1一侧固定有爬梯10。z弯成型压模16可以在55°至60°之间浮动。上述所述的油缸均连接plc控制器，plc控制器连接行程开关。

工作时，把待折弯的导向臂放在中间平直段支撑模具602上，然后长度定位装置8的调整油缸805伸出，利用调整板802进行定位，然后平直段压紧总成3下压，与中间平直段支撑模具602上对导向臂中段进行压紧，然后耳孔端上压弯总成2、耳孔端下压弯总成7配合完成导向臂耳孔端的压弯成型，并保持夹紧，当导向臂z型弯高度不大于导向臂厚度时，小型z弯成型总成4下降，实现z弯折弯，当导向臂z型弯高度大于导向臂厚度时，驱动气缸一502伸出，带着z弯成型压模16沿着斜向55度角移动，对导向臂进行z型折弯，折弯时，压辊512转动抵消板的拉伸力，并且折弯到一定程度后，可以通过浮动油缸510在55度到50度进行浮动，然后在回到55度位置，因为可以浮动进一步减小拉伸变形，并且驱动油缸一502只需克服导向臂的弯曲变形力，减少压力适用，可以适用较小直径的油缸。可以通过左右调节装置调节压辊512到z弯成型支撑模具603的距离，来适用于不同厚度的导向臂产品。

实施例2，本发明还提供一种汽车空气悬挂z型导向臂成型方法，包括一下步骤：s1、将导向臂胚料放在中间平直段支撑模具602上，准备压制成型，z弯成型压模16与水平呈a夹角，z弯成型压模16前端设有可以供其灵活转动压辊512；如图9所示，s2、中间平直段压紧模具301将导向臂胚料压紧在中间平直段支撑模具602上；耳孔端上压弯模具203和耳孔端下压弯模具702完成导向臂耳孔端的压弯成型，并保持夹紧；在对耳孔端成型时，如果不需要进行折弯，则耳孔端上压弯模具203和耳孔端下压弯模具702只对导向臂进行压紧，z弯成型压模16保持角度a方向下压；如图10所示，s3、当z弯成型压模16下压过程中，受到阻力过大时，z弯成型压模16会自动摆动角度b，然后z弯成型压模16继续下压，下压过程中z弯成型压模16角度逐渐恢复到a；如图11和12所示，s4、导向臂折弯完成后，z弯成型压模16、中间平直段压紧模具301、耳孔端上压弯模具203和耳孔端下压弯模具702回位，取下导向臂。导向臂折弯时需要加热到1000℃。z弯成型压模16与z弯成型支撑模具603配合完成z弯成型。

z弯成型压模16的压辊512后方设有压块501，压块501底部和左侧设有相互垂直的压面，步骤s1中的a的角度范围为50-65度，中间平直段支撑模具602顶部与水平面成一定夹角，此夹角为0-10度，步骤s3中b的角度范围为4-5度。

所述导向臂的成型方法使用实施例1中所述的汽车空气悬挂z型导向臂成型机来完成。在使用此成型机时，z弯成型压模16为铰接安装，由一个驱动油缸一502和浮动油缸510控制z弯成型压模16的移动轨迹。驱动油缸一502提供z弯成型的作用力；浮动油缸510安装有一个压力传感器或伸缩磁尺，当压制z弯成型过程中，z弯成型压模16受到的压力到达一定值时，浮动油缸510活塞杆可以收回一定的伸出长度，改变z弯成型压模16与水平的夹角，这样实现了压辊在压制过程中曲线的压制轨迹，如图13为压辊轨迹结构图。

图13中a为导向臂厚度，c为压制过程中导辊的直线距离，此数值为驱动油缸一的位移数值，b为z型弯的压制高度，根据三角函数求得c＝b/sin50。根据现实生产数据测得压辊轨迹。

1、取导向臂厚度a＝60mm，b＝400mm，计算得c＝522.16mm，a角度为55度，中间平直段支撑模具602顶部与水平面的夹角为5度时，测得压辊轨迹如图14所示。

2、取导向臂厚度a＝30mm，b＝100mm，计算得c＝130.54mm，a角度为55度，中间平直段支撑模具602顶部与水平面的夹角为5度时，测得压辊轨迹如图15所示。

3、取导向臂厚度a＝45，b＝300，计算得c＝391.62mm，a角度为55度，中间平直段支撑模具602顶部与水平面的夹角为5度时，测得压辊轨迹如图16所示。

本发明的浮动z弯成型机构的角度浮动和压辊的转动抵消板簧的拉伸力，大大减小导向臂成型过程中的拉伸变形，并且不会出现明显的模具压痕。成型过程中只需要提供导向臂的弯曲变形力，可以使用220mm缸径的油缸实现正常生产，降低了设备成本和体积。对于导向臂z型弯高度不大于导向臂厚度的产品，通过小型z弯成型总成实现，使用更灵活。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。