一种可变尺寸的型材空间三维弯曲模具

本发明涉及型材加工，更具体地说，涉及一种型材三维弯曲成型方法。

背景技术：

1、目前，型材弯曲成型技术是航空航天、汽车、化工、船舶等领域制造部门的重要加工方法之一，在机械制造业中占据着十分重要的的地位。型材弯曲后由于质量轻、韧性好和强度高，可广泛应用于轨道交通车辆、航空航天器材、汽车轮船骨架、家居装饰等诸多领域。

2、在型材弯曲成型过程中，传统型材弯曲方式面对连续复杂弯曲时难以实现，造型方式固定，因此很难满足空间上的复杂要求。传统拉压弯式的型材加工弯曲在面对三维弯曲的要求时拥有效率低下、造型依赖模具等缺点。同时，空间自由弯曲在型材领域尚未成熟，不同于管材对于引导模具的低依赖性，型材加工过程中仍需高精密度、高通用性的模具与之适配。

3、综上所述，有必要提供一种可变尺寸的型材空间三维弯曲模具与目前市场上的型材空间三维弯管机适配，该装置在加工过程中可紧密贴合被加工型材，进而保证型材截面稳定，提高稳定性和准确性，模具尺寸根据型材尺寸的不同进行调整，进一步简化了弯曲过程中的模具过程，降低了生产成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种型材空间弯曲成型方法，该弯曲成型方法通用性强，可适用于不同尺寸的矩形截面型材的弯曲加工，不仅可提高型材弯曲加工的效率，而且可大大降低型材弯曲加工的成本，有利于在型材弯曲行业使用和推广。

2、为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：

3、一种可变尺寸的型材空间三维弯曲模具，包括凸模、凹模，辊轮、辊轮轴和限位块，以及多个辊轮形成的加工平面机构，其特征在于：

4、所述凸模与凹模固定连接，所述凸模、凹模和限位块均设有齿，所述限位块与凸模、凹模通过齿固定连接，同时实现加工尺寸的变换，所述辊轮与辊轮轴连接，所述辊轮轴与限位块连接，所述多个辊轮形成的实际加工平面机构包括四个辊轮边线在空间上形成的矩形加工平面，与被加工型材形成加工整体，在加工过程与型材紧密贴合，实现对规整截面形状型材的弯曲加工。

5、所述凹模两侧设有呈圆周阵列分布的螺纹通孔且圆柱形内壁设有螺纹，内部设有直齿，所述凸模两侧设有呈圆周阵列分布的螺纹通孔且中心位置设有螺纹孔，内部设有直齿，所述凹模与凸模通过螺栓紧固连接。

6、所述限位块上下两端设有直齿，与所述凸模、凹模连接，所述限位块侧面端开设孔径，与辊轮轴相连，使辊轮在加工过程中转动，保证位置固定。

7、所述型材的三维弯曲加工，包括：计算加工型材所需弯曲半径，调整加工整体相对位置，控制加工整体转动、控制加工整体平动，实现型材的三维弯曲成型

8、所述可变尺寸是指：根据被加工型材的截面尺寸，通过变更限位块与凸模、凹模的相对位置和对应所需的辊轮，以此变更实际加工平面的大小，保证加工过程中型材与辊轮始终紧密贴合。

9、所述实际加工平面是指：被加工型材的外表面被辊轮紧密贴合，四条辊轮边线所形成的平面。

10、所述规整截面形状是指横截面为规则形状的长条状；或者规整形状是指横截面由规则形状组合而成的长条状。

11、进一步的，所述空间弯曲模具可与三轴、五轴、六轴等空间弯管机适配组合，加工过程中型材表面与模具紧密贴合。

12、进一步的，所述空间三维弯曲包括：事先设计弯曲造型，根据被加工型材的截面大小，选出可紧密贴合型材的辊轮位置，拼接成实际加工平面，与模具整体组成加工整体，最后通过对加工整体的位移、旋转的控制来实现型材的三维弯曲。

13、在上述方案中，本发明的方法是通过引导式型材加工方法，将滑动摩擦变为滚动摩擦来降低型材加工过程中的损耗、起皱等问题，同时运用辊轮加工型材可以避免传统型材加工频繁更换模具的低效率和高成本问题。

14、与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：本发明型材三维弯曲成型方法通用性强，可适用于不同尺寸矩形截面型材的弯曲加工，不仅可提高型材弯曲加工的效率，而且可大大降低型材弯曲加工的成本，有利于在型材弯曲行业使用和推广。

技术特征：

1.一种可变尺寸的型材空间三维弯曲模具，包括凸模、凹模，辊轮、辊轮轴和限位块，以及多个辊轮形成的加工平面机构，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的型材加工模具，其特征在于：所述凹模两侧设有呈圆周阵列分布的螺纹通孔且圆柱形内壁设有螺纹，内部设有直齿，所述凸模两侧设有呈圆周阵列分布的螺纹通孔且中心位置设有螺纹孔，内部设有直齿，所述凹模与凸模通过螺栓紧固连接。

3.根据权利要求1所述的型材加工模具，其特征在于：所述限位块上下两端设有直齿，与所述凸模、凹模连接，所述限位块侧面端开设孔径，与辊轮轴相连，使辊轮在加工过程中转动，保证位置固定。

4.根据权利要求1所述的型材加工模具，其特征在于：所述型材的三维弯曲加工，包括：计算加工型材所需弯曲半径，调整加工整体相对位置，控制加工整体转动、控制加工整体平动，实现型材的三维弯曲成型。

5.根据权利要求1所述的型材加工模具，其特征在于：所述可变尺寸是指：根据被加工型材的截面尺寸，通过变更限位块与凸模、凹模的相对位置和对应所需的辊轮，以此变更实际加工平面的大小，保证加工过程中型材与辊轮始终紧密贴合。

6.根据权利要求1所述的型材加工模具，其特征在于：所述实际加工平面是指：被加工型材的外表面被辊轮紧密贴合，四条辊轮边线所形成的平面。

7.根据权利要求1所述的型材加工模具，其特征在于：所述规整截面形状是指横截面为规则形状的长条状；或者规整形状是指横截面由规则形状组合而成的长条状。

技术总结
本发明公开了一种可变尺寸的型材空间三维弯曲模具，属于型材加工领域。所述可变尺寸的型材空间三维弯曲模具包括凸模、凹模，辊轮、辊轮轴和限位块，以及多个辊轮形成的加工平面机构，其中：所述凸模与凹模固定连接，所述凸模、凹模和限位块均设有齿，所述限位块与凸模、凹模通过齿固定连接，同时实现加工尺寸的变换，所述辊轮与辊轮轴连接，所述辊轮轴与限位块连接，所述多个辊轮形成的实际加工平面机构包括四个辊轮边线在空间上形成的矩形加工平面，在加工过程与型材紧密贴合。本发明应用于型材弯曲加工，在实际加工过程中，型材的接触方式由传统的滑动摩擦变为滚动摩擦，在空间弯曲过程中模具可始终与型材表面贴合，针对起皱、磨损等问题与传统型材弯曲方式相比有极大改善。

技术研发人员：岳振明,李金波,张帅,牛志亮,陈良,张存生,许爱军,高军
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13