薄壁矩形管复合绕弯成形模具的制作方法
【专利摘要】薄壁矩形管复合绕弯成形模具，包括：兼具E弯和H弯功能的弯曲模、镶块、夹块、压块以及E弯防皱块和H弯防皱块。弯曲模通过销钉孔和键槽等定位，并用螺钉固定在机床上；镶块由螺钉定位并固定在弯曲模上；夹块通过键槽定位并通过螺钉固定在机床上；压块通过键槽定位并用螺钉固定在机床上；E弯防皱块和H弯防皱块通过键槽定位并用螺钉进行固定。其中，弯曲模、镶块、夹块和压块均兼具E弯型槽和H弯型槽。弯曲成形中，将待弯曲管材置于弯曲型槽中，在机床作用下，弯曲模、镶块和夹块随机床做旋转运动，压块随机床做进给运动，防皱块则固定不动。本发明能够同时实现H弯和E弯，自动化程度高，操作简便，减少装配次数，提高成形精度，结构紧凑。
【专利说明】薄壁矩形管复合绕弯成形模具
一、【技术领域】
[0001]本发明涉及一种数控弯管加工模具，具体是一种薄壁矩形管复合绕弯成形模具。
二、【背景技术】
[0002]薄壁矩形管弯曲零件，由于能够满足对产品轻量化、大容量和低损耗等方面的要求，在航空、航天、通信、卫星和微波测量等领域中得到了广泛应用。数控绕弯技术是传统管材绕弯工艺结合机床工业和数控技术发展而产生的一种先进塑性加工技术，已成为先进塑性加工技术面向21世纪研究与发展的一个重要方向。矩形管的弯曲结构形式有三种:一种是沿矩形管窄面方向的弯曲形式，较容易弯曲成形，通常称为E弯，所获得的弯曲件为I ;一种是沿矩形管宽面方向的弯曲形式，较难弯曲成形，通常称为H弯，所获得的弯曲件为2; —种是兼具E弯和H弯的弯曲结构形式称为复合弯曲，所获得的弯曲件为3。
[0003]目前，随着现代工业对弯曲件形状复杂性的要求不断提高，薄壁矩形管复合弯曲成为一个重要的加工领域。然而，目前对薄壁矩形管的弯曲主要是单工序的E弯或者单工序的H弯，而对兼具E弯和H弯的复合弯曲涉及较少。单工序的E弯或单工序的H弯仅能实现管件的单一弯曲方式。要实现管件的复合弯曲，需要分别在E弯模具和H弯模具上单独实现E弯弯曲和H弯弯曲，降低了生产效率；且增加了模具装配次数，弯曲精度难以得到保障。
三、
【发明内容】
[0004]为了满足现代加工对薄壁矩形管复合弯曲方式的需要，提高管件复合弯曲的生产效率及弯曲精度，同时实现薄壁矩形管的E弯和H弯，本发明设计了一套适合薄壁矩形管复合绕弯成形的模具。
[0005]本发明包括兼具E弯和H弯功能的弯曲模4、镶块5、夹块6、压块7以及E弯防皱块8和H弯防皱块9。
[0006]所述弯曲模包括E弯型槽12、H弯型槽13、螺纹孔11和14、销钉孔10、底座15以及键槽16。弯曲模底座通过销钉孔10、键槽16和螺纹孔14与机床进行联接。弯曲模型槽12和13应与底座15所在平面保持平行，保证弯曲型槽水平高度的稳定。E弯型槽12的宽度等于管件宽面的尺寸，而其深度等于管件窄面尺寸的1/2。E弯型槽的半径等于管件的E弯弯曲半径与管件窄面尺寸的一半之差。H弯型槽13的宽度等于管件窄面的尺寸，而其深度等于管件宽面尺寸的1/2。H弯型槽的半径等于管件的H弯弯曲半径与管件宽面尺寸的一半之差。
[0007]所述镶块包括E弯型槽18、H弯型槽19以及螺纹孔17。镶块通过螺纹孔17固定在弯曲模上并与弯曲模连成一体。镶块型槽尺寸与弯曲模对应型槽尺寸相同，装配后型槽中心线应保持在同一高度。型槽内表面应用细砂纸进行打磨，以防弯曲过程中划伤管件。
[0008]所述夹块包括E弯型槽20、H弯型槽21、键槽22以及螺纹孔23。键槽和螺纹孔主要起固定作用。键槽应与型槽保持垂直，防止弯曲过程中型槽水平位置的变动。夹块型槽与镶块型槽相配合，对应型槽尺寸相同。夹块型槽的内表面应有一定的粗糙度，只需用粗砂纸进行打磨即可，有利于夹持管件，防止弯曲过程中管件打滑。
[0009]所述压块包括E弯型槽24、H弯型槽25、螺纹孔26以及键槽27。键槽和螺纹孔主要起固定压块作用，与机床进行连接。键槽应与型槽保持垂直，防止弯曲过程中型槽中心线水平高度的变动。压块型槽尺寸与夹块对应型槽尺寸相同。
[0010]所述E弯防皱块包括螺纹孔28、键槽29以及相切圆弧30。键槽和螺钉孔主要起固定作用。相切弧30与弯曲模E弯型槽12相切，因此其半径与弯曲模E弯型槽12的半径相同。
[0011]所述H弯防皱块包括螺纹孔31、键槽32以及相切圆弧33。键槽和螺纹孔主要起固定作用。相切弧33与弯曲模H弯型槽13相切，因此其半径与弯曲模H弯型槽13的半径相同。
[0012]本发明的优点是:结构紧凑、可同时实现H弯和E弯；减少装配次数，提高成形精度。
四、【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是薄壁矩形管数控绕弯弯曲件示意图；
[0014]图2是薄壁矩形管数控复合绕弯成形模具装配示意图；
[0015]图3是兼具E弯和H弯型槽的弯曲模示意图；
[0016]图4是兼具E弯和H弯型槽的镶块示意图；
[0017]图5是兼具E弯和H弯型槽的夹块示意图；
[0018]图6是兼具E弯和H弯型槽的压块示意图；
[0019]图7是适合E弯的防皱块示意图；
[0020]图8是适合H弯的防皱块示意图；
[0021 ] 图9是薄壁矩形管数控绕弯成形过程示意图。
[0022]其中:1.E弯弯曲弯曲件2.H弯弯曲弯曲件3.复合弯弯曲弯曲件4.弯曲模5.镶块6.夹块7.压块8.E弯防皱块9.H弯防皱块10.销钉孔11、14、17、23、26、28、31.螺纹孔12、18、20、24.Ε弯曲型槽13、19、21、25.Η弯曲型槽15.弯曲模底座 16、22、27、29、32.键槽30、33.相切圆弧34.芯棒35.矩形管件
五、【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和典型实施例对本发明作进一步描述。
[0024]薄壁矩形管数控绕弯成形是多因素作用下的复杂非线性成形过程，需要多种模具的协同作用和严格配合。在管件弯曲过程中，调节装配模具是一个特别复杂而重要的环节。
[0025](I)弯曲模的装配。由于弯曲模4自由度最少，仅靠键槽16、螺纹孔14和销钉孔10与机床联接，因此首先固定弯曲模。通过4个螺纹孔和键槽固定弯曲模底座15，与机床联接。考虑到弯曲模的稳定性，通过销钉孔10进行加固，防止弯曲模倾斜。
[0026](2)镶块的装配。通过螺纹孔17将镶块固定在弯曲模上，调整高度，使弯曲型槽18、19分别和12、13配合，保证镶块型槽与弯曲模弯曲型槽中心线在同一个水平高度。
[0027](3)夹块的装配。夹块通过键槽22和螺纹孔23与机床进行联接。夹块型槽和镶块型槽配合。调整相对高度，观察夹块型槽与镶块的型槽是否在同一个水平高度，其高低位置可以通过夹块上的螺钉来进行调整。夹块夹紧力由数控机床控制。
[0028](4)防皱块的装配。防皱块通过螺纹孔28、31和键槽29、32与机床进行联接，防皱块固定在防皱块支架上。防皱块的相切弧30、33半径分别与弯曲模对应型槽的半径相同，从而使贴合成为可能，必须保证防皱块的端部与弯曲模切点相平齐。靠管件自身的直线度以及机床的调节来确定防皱块的高低位置，以保证防皱块与弯曲模的高低位置，使之在同一个高度上。
[0029](5)压块的装配。压块通过键槽27和螺纹孔26与机床联接。观察压块与防皱块的型腔是否在同一个高度，通过压块上的调节螺钉来调整压块的高低位置。交替调整压块上两端的螺钉，不仅要保证防皱块与压块之间的位置，还应保证压块自身的水平度。压块进给速度由数控机床来控制，一般等于压块的线速度。
[0030]本发明是这样实现的:如图9所示，弯曲前矩形管件35被夹持在镶块5和夹块6之间，镶块固定在弯曲模4上与弯曲模成为一体，尾部处于压块7和防皱块8(或者9)之间，内部有芯棒34支撑(由于芯棒已有专门专利涉及，因此本专利不再详述)。弯曲时，夹块6牵引管件绕弯曲模一起转动到设定的弯曲角度，管件与弯曲模的贴合使得管件达到需要的弯曲半径，然后抽出芯棒，夹块和压块松开，取出管件，弯曲模和夹块复位，完成一次弯曲动作。对于如图1所示的复合弯曲弯曲件3，首先将管件窄面放入弯曲模H弯型槽内，按照如上步骤进行H弯。完成一次弯曲后，再将管件宽面放入E弯型槽内进行E弯。这样就实现了薄壁矩形管的复合弯曲。由于本弯曲模有2个弯曲型槽，因此可以同时弯曲2个管件，分别实现E弯和H弯。由于弯曲模已经装配好，因此不需要再次调节模具，因此提高了效率，并且保证了弯曲精度。
【权利要求】
1.一种薄壁矩形管复合绕弯成形的模具，其特征在于，包括兼具E弯和H弯功能的弯曲模、镶块、夹块、压块以及E弯防皱块和H弯防皱块；弯曲模通过销钉孔和键槽等定位，并用螺钉固定在机床上；镶块由螺钉定位并固定在弯曲模上，与弯曲模连接为一体；夹块通过键槽定位并由螺钉固定在机床上；压块通过键槽定位并用螺钉固定在机床上；E弯防皱块和H弯防皱块通过键槽定位并用螺钉进行固定。其中，弯曲模、镶块、夹块和压块均兼具E弯型槽和H弯型槽。在弯曲成形中，将待弯曲管材置于弯曲型槽中，在机床作用下，弯曲模、镶块和夹块随机床做旋转运动，压块随机床做进给运动，防皱块则固定不动。
2.如权利要求1所述一种薄壁矩形管复合绕弯成形的模具，其特征在于，弯曲模通过键槽和销钉在机床上进行定位，并使用螺钉固定在机床上，使得弯曲模型槽与底座所在平面保持平行，保证弯曲型槽水平高度的稳定；E弯型槽的宽度等于管件宽面的尺寸，而其深度等于管件窄面尺寸的1/2，E弯型槽的半径等于管件的E弯弯曲半径与管件窄面尺寸的一半之差；H弯型槽的宽度等于管件窄面的尺寸，而其深度等于管件宽面尺寸的1/2，H弯型槽的半径等于管件的H弯弯曲半径与管件宽面尺寸的一半之差，弯曲成形时，矩形管位于弯曲型槽内，并随弯曲模的旋转发生弯曲变形。
3.如权利要求1所述一种薄壁矩形管复合绕弯成形的模具，其特征在于，镶块通过螺钉固定在弯曲模上并与弯曲模连成一体；镶块型槽尺寸与弯曲模对应型槽尺寸相同，装配后型槽中心线应保持在同一高度；由于弯曲过程中管件会与镶块发生相对滑动，为了避免划伤管件表面，型槽内表面应用细砂纸进行打磨。
4.如权利要求1所述一种薄壁矩形管复合绕弯成形的模具，其特征在于，夹块通过键槽进行定位，并用螺钉固定在机床上；键槽应与型槽保持垂直，防止弯曲过程中型槽水平位置的变动；夹块型槽与镶块型槽相配合，对应型槽尺寸相同；夹块型槽的内表面应有一定的粗糙度，只需用粗砂纸进行打磨即可，有利于夹持管件，防止弯曲过程中管件打滑。
5.如权利要求1所述一种薄壁矩形管复合绕弯成形的模具，其特征在于，压块通过键槽进行定位，并用螺钉与机床进行连接。键槽应与型槽保持垂直，防止弯曲过程中型槽中心线水平高度的变动；压块型槽尺寸与夹块对应型槽尺寸相同。
6.如权利要求1所述一种薄壁矩形管复合绕弯成形的模具，其特征在于，E弯型槽防皱块和H弯型槽防皱块均通过键槽进行定位，并用螺钉固定在机床上；相切弧与对应的弯曲模型槽相切，因此其半径与对应的弯曲模型槽的半径相同。
【文档编号】B21D37/10GK104249111SQ201410257517
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】刘郁丽, 杨合, 姜志远, 刘春梅, 刘宽心 申请人:西北工业大学