專利名稱：一種拉彎成形模具及成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械加工領(lǐng)域，具體是一種拉彎成形模具及成形方法。
二背景技術(shù)：
拉彎工藝用于制造尺寸大，外形準(zhǔn)確度要求較高，相對彎曲半徑大的擠壓和板彎 型材彎曲件，是制造車、船、飛機上的框、肋、緣條等結(jié)構(gòu)零件的重要生產(chǎn)工藝。
如圖1所示，長期以來，拉彎零件的制造均采用剛性整體拉彎模具1，將工件2 置于剛性整體拉彎模具1之上，兩端通過夾頭3向工件施加拉力，使其成形。這種成 形方法因卸載后拉彎工件2會出現(xiàn)回彈現(xiàn)象，為了控制回彈，需要反復(fù)進行修模，反 復(fù)進行工藝實驗，費時費力，并且精度難以保證。同時，該方法一個工件即需要一個 模具，導(dǎo)致模具數(shù)量龐大，增加了生產(chǎn)成本。
三
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有拉彎技術(shù)中一個零件需要一個模具，導(dǎo)致生產(chǎn)中模具數(shù)量龐大，生 產(chǎn)成本高，并且工件成形精度難以保證的不足，本發(fā)明提出了一種拉彎成形模具及成 形方法。
本發(fā)明是將多個離散的基本體集成為具有一定型面的模具，并且該模具可根據(jù)所 成形型材的要求任意組合，包括多個基本體、墊層、兩個夾塊和連接螺栓。其中，基 本體是模具的基本單元，為長方體，寬度大于待成形工件的寬度，中部有與連接螺栓
配合的條形通孔；基本體一端的端面為工作面，該工作面為弧面；基本體的數(shù)量應(yīng)根 據(jù)所加工零件的跨度尺寸和基本體厚度確定。
用以消除各基本體集成中的間隙的墊層采用彈性材料，該墊層應(yīng)具有足夠的彈性 變形能力及一定的硬度，放置在離散?；倔w工作面表面。
夾塊為"L"狀，在其與離散?；倔w接觸的垂直面上有兩個用于安裝連接螺栓 的通孔。夾塊的水平面作為底座，在底座上有兩個用于與拉彎機工作臺面固定的安裝 孔。
在組裝模具時，將一個夾塊、多個基本體、 一個夾塊依次串裝在連接螺栓上，并
夾緊固定，集成為模具；安放在模具上的彈性墊層與形成模具的各基本體的配合面，
即外包絡(luò)面為模具的工作型面；通過調(diào)整連接螺栓穿過各基本體上的通孔的位置調(diào)整各個基本體工作面的位置，使其外包絡(luò)面滿足所需的工作型面形狀。在組裝好離散模 后，通過位于兩個夾塊上的安裝通孔，將離散模固定在拉彎機的工作臺上，并將彈性 墊層覆在離散基本體的外型面上，最后放置待拉彎的型材工件，進行拉彎成形。 在使用本模具時，具體步驟是
第一步，確定模具的工作型面，根據(jù)拉彎成形工件的外型檢驗工裝或外形卡板設(shè) 定各個基本體的位置并集成為模具；將組裝好的模具安裝在拉彎機的工作臺上，同時 在工作型面放置彈性墊層。
第二步，安裝待成形工件，進行試?yán)瓘澇尚巍?br> 第三步，卸除拉彎機載荷，取下已成形的工件，在工件不受力的情況下進行成形 工件尺寸和回彈量的測量。
第四步，根據(jù)回彈量的測量結(jié)果調(diào)整模具各基本體的位置，從而修正模具型面。 若工件的實際曲率超過理論曲率，則減小包絡(luò)面的曲率；反之，則增大包絡(luò)面的曲率。
第五步，重新進行試?yán)瓘澇尚巍?br> 第六步，重復(fù)第三步到第五步，直到獲得最佳的各個基本體位置及模具的工作型面。
第七步，批量拉彎成形。
本發(fā)明根據(jù)成形工件型面要求，將多個離散的基本體集成為相適應(yīng)的模具，利用 通用拉彎機對型材進行拉彎成形；成形過程中，通過微調(diào)基本體的位置，改變離散模 的外型面形狀，以補償回彈對成形精度的影響，實現(xiàn)拉彎零件的精確成形。本發(fā)明以 可集成的拉彎模具代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整體拉彎成形模具，其工作型面調(diào)整方便，能適應(yīng)不同 拉彎零件回彈控制的需要，顯著地減少拉彎零件的設(shè)計制造周期，提高了拉彎零件的
制造效率，降低了生產(chǎn)成本。 四

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。
圖1是傳統(tǒng)拉彎成形原理示意圖。圖中剛性整體拉彎模1固定在拉彎機工作臺上， 通過夾頭3將拉彎力4施加在彎曲工件2上。 圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖主視圖。 圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖。
4圖4是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖側(cè)視圖。 圖5是基本體的主視圖。
圖6是基本體的A-A剖視圖。 圖7是夾塊的主視圖。 圖8是夾塊的側(cè)視圖。 圖9是本發(fā)明拉彎成形過程示意圖。其中
I. 整體拉彎模 2.工件3.夾頭 4.墊層 5.基本體
6.夾塊 7.螺栓8.外包絡(luò)面9.夾塊通孔 10.基本體工作面
II. 基本體通孔 12.安裝孔 五具體實施方式
實施例一
本實施例是用于成形型材零件截面為15*20,的矩形，半徑為350mm，長度為510mm 的圓弧型材零件的拉彎模具，其特征是將多個離散的基本體集成為具有一定型面的模 具，并且該模具可根據(jù)所成形型材的要求任意組合。該模具包括基本體5、墊層4、兩 個夾塊6、螺栓7。
本實施例中，基本體是模具的基本單元，由13個基本體集成為模具。基本體的外 形尺寸根據(jù)拉彎載的荷大小及對模具剛度的要求確定。為方便加工和使用，本實施例 的基本體的工作弧面取圓弧面，該圓弧的直徑與基本體厚度相等?；倔w5為長方體， 其橫截面為矩形，厚度為15mm，寬度大于待成形工件，中間有與連接螺栓7相配合的 條形通孔11。
墊層4采用熱塑性聚氨酯橡膠，硬度為85，扯斷伸長率在500%-700%之間。墊層 4的厚度為15mm，寬度較成型零件寬30mm，長度比成型零件長度稍長即可。將墊層4 放置在離散?；倔w工作面表面，可以改善各個離散?；倔w圓弧形工作面之間的凹 陷間隙對工件形狀連續(xù)性的影響。
夾塊6為"L "狀，在其與離散?；倔w接觸的垂直面上有兩個圓形通孔12,用 于安裝連接螺栓7。夾塊的水平面作為底座，在底座上有兩個用于與拉彎機工作臺面 固定的安裝孔9。
組裝模具時，首先將兩個緊固螺栓7穿過一個夾塊6的通孔12,然后將中間有通孔11的各個基本體5串在螺栓7上，然后安裝另一個夾塊6，并通過連接螺栓7固定。 在緊固連接螺栓7之前，根據(jù)型材的測量工裝或外形卡板，調(diào)整各個基本體5的位置， 使其外包絡(luò)面8，即墊層的內(nèi)表面達(dá)到所需的工作型面形狀。在組裝好模具后，通過 位于兩個夾塊6上的安裝通孔9，將模具固定在拉彎機的工作臺上，并將彈性墊層4 覆在集成后的基本體的外型面上，最后放置待拉彎的型材工件2，進行拉彎成形。 在使用本模具時，具體步驟是
第一步，確定模具的工作型面，根據(jù)拉彎成形工件2的外型檢驗工裝或外形卡板 設(shè)定各個基本體的位置并集成為模具；將組裝好的模具安裝在拉彎機的工作臺上，同 時在工作型面放置彈性墊層4。
第二步，安裝待成形工件2，進行試?yán)瓘澇尚巍?br> 第三步，卸除拉彎機載荷，取下己成形的工件2，在工件不受力的情況下進行成 形工件尺寸和回彈量的測量。
第四步，根據(jù)回彈量的測量結(jié)果調(diào)整模具中各基本體的位置，從而修正模具型面。 若工件的實際曲率超過理論曲率，則減小包絡(luò)面8的曲率；反之，則增大包絡(luò)面8的 曲率。
第五步，重新進行試?yán)瓘澇尚巍?br> 第六步，重復(fù)第三步到第五步，直到獲得最佳的各個基本體位置及模具的工作型面。
第七步，批量拉彎成形。 實施例二
本實施例是用于成形型材零件截面為15(^200mm的矩形，半徑為3000rnrn，長度為 3140mm的圓弧型材零件的拉彎模具，其特征是將多個離散的基本體集成為具有一定型 面的模具，并且該模具可根據(jù)所成形型材的要求任意組合。該模具包括基本體5、墊 層4、兩個夾塊6、螺栓7。
本實施例中，基本體是模具的基本單元，由20個基本體集成為模具?；倔w的外 形尺寸根據(jù)拉彎載的荷大小及對模具剛度的要求確定?；倔w的工作弧面取橢圓形弧 面，短軸與長軸的長度比例應(yīng)在0.2-1之間。本實施例的橢圓的長軸直徑與基本體厚 度相等，短軸長度是長軸的一半。基本體5為長方體，其橫截面為矩形，厚度為150mm，寬度大于待成形工件，中間有與連接螺栓7相配合的條形通孔11。
墊層4仍采用熱塑性聚氨酯橡膠，硬度為85，扯斷伸長率在500%-700%之間。墊 層4的厚度為40mm，寬度較成型零件寬50國，長度比成型零件長度稍長即可。將墊層 4放置在離散?；倔w工作面表面，可以改善各個離散?；倔w圓弧形工作面之間的 凹陷間隙對工件形狀連續(xù)性的影響。
夾塊6為"L "狀，在其與離散?；倔w接觸的垂直面上有兩個圓形通孔12，用 于安裝連接螺栓7。夾塊的水平面作為底座，在底座上有兩個用于與拉彎機工作臺面 固定的安裝孔9。
組裝模具時，首先將兩個緊固螺栓7穿過一個夾塊6的通孔12，然后將中間有通 孔11的各個基本體5串在螺栓7上，然后安裝另一個夾塊6，并通過連接螺栓7固定。 在緊固連接螺栓7之前，根據(jù)型材的測量工裝或外形卡板，調(diào)整各個基本體5的位置， 使其外包絡(luò)面8，即墊層的內(nèi)表面達(dá)到所需的工作型面形狀。在組裝好模具后，通過 位于兩個夾塊6上的安裝通孔9，將模具固定在拉彎機的工作臺上，并將彈性墊層4 覆在集成后的基本體的外型面上，最后放置待拉彎的型材工件2，進行拉彎成形。
在使用本模具時，具體步驟是
第一步，確定模具的工作型面，根據(jù)拉彎成形工件2的外型檢驗工裝或外形卡板 設(shè)定各個基本體的位置并集成為模具；將組裝好的模具安裝在拉彎機的工作臺上，同 時在工作型面放置彈性墊層4。
第二步，安裝待成形工件2，進行試?yán)瓘澇尚巍?br> 第三步，卸除拉彎機載荷，取下已成形的工件2，在工件不受力的情況下進行成 形工件尺寸和回彈量的測量。
第四步，根據(jù)回彈量的測量結(jié)果調(diào)整模具中各基本體的位置，從而修正模具型面。 若工件的實際曲率超過理論曲率，則減小包絡(luò)面8的曲率；反之，則增大包絡(luò)面8的 曲率。
第五步，重新進行試?yán)瓘澇尚巍?br> 第六步，重復(fù)第三步到第五步，直到獲得最佳的各個基本體位置及模具的工作型面。
第七步，批量拉彎成形。
權(quán)利要求
1. 一種拉彎成形模具，包括模具，其特征在于還包括彈性墊層(4)、連接螺栓(7)和兩個夾塊(6)，其中a. 模具是由多個基本體(5)通過連接螺栓(7)和夾塊(6)集成而成；基本體(5)一端的端面為工作面，該工作面為弧面；基本體(5)的中部有與連接螺栓(7)配合的通孔(11)；b. 依次將一個夾塊(6)、多個基本體(5)、一個夾塊(6)串裝在連接螺栓(7)上并夾緊固定，集成為模具；在模具上安放有彈性墊層(4)，并且該墊層與模具相配合的面形成外包絡(luò)面(8)，該外包絡(luò)面為模具的工作型面；c. 通過調(diào)整連接螺栓(7)穿過各基本體(5)上的條形通孔(11)的位置調(diào)整各個基本體(5)工作面的位置。
2. 如權(quán)利要求1所述一種拉彎成形模具，其特征在于夾塊(6)為"L "狀，在其與基 本體(5)配合的面上有安裝連接螺栓(7)安裝孔(12)，.夾塊(6)的水平面作為 底座，在底座上有與拉彎機工作臺面固定的安裝孔(9)。
3. 如權(quán)利要求1所述一種拉彎成形模具，其特征在于基本體(5)的寬度大于待成形工 件(2)的寬度。
4. 一種使用權(quán)利要求1所述拉彎成形模具成形工件的方法，其特征在于其具體步驟是 第一步，確定模具的工作型面，根據(jù)拉彎成形工件(2)的外型檢驗工裝或外形卡板 設(shè)定各個基本體(5)的位置并集成為模具；將模具安裝在拉彎機的工作臺上，在工作型面放置彈性墊層(4);第二步，安裝待成形工件(2)，進行試?yán)瓘澇尚?；第三步，卸除拉彎機載荷，取下己成形的工件(2)，進行成形工件尺寸和回彈量的 第四步，根據(jù)回彈量的測量結(jié)果調(diào)整離模具中各基本體(5)的位置，以修正離散模型面；若工件(2)的實際曲率超過理論曲率，則減小包絡(luò)面(8)的曲率；反之， 則增大包絡(luò)面(8)的曲率；第五步，重新進行試?yán)瓘澇尚?，第六步，重復(fù)第三步到第五步，直到獲得最佳的各個基本體(5)位置及離散模工作 型面；第七步，批量拉彎成形。
全文摘要
本發(fā)明是一種拉彎成形模具及成形方法，包括基本體(5)、墊層(4)、連接螺栓(7)和兩個夾塊(6)。基本體(5)一端的端面為弧形工作面(10)，中部有與連接螺栓(7)配合的通孔(11)。將一個夾塊、多個基本體和一個夾塊依次串裝在連接螺栓(7)上，并夾緊固定，集成為模具；通過調(diào)整連接螺栓穿過各基本體上的通槽的位置(11)，調(diào)整各個基本體工作面(10)的位置。通過安裝孔(9)將模具固定在拉彎機的工作臺上，對待成形工件(2)進行拉彎成形。成形過程中，通過微調(diào)基本體(5)的位置，改變模具的外型面形狀，以補償回彈對成形精度的影響，能適應(yīng)不同拉彎零件回彈控制的需要具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、生產(chǎn)效率高、成本低的特點。
文檔編號B21D37/12GK101518802SQ20081001754
公開日2009年9月2日 申請日期2008年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月25日
發(fā)明者磊 劉, 武偉超, 王永軍 申請人:西北工業(yè)大學(xué)