一種用于彎曲薄壁型材的塑性約束構(gòu)件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種塑性約束構(gòu)件，特別是涉及一種用于拉彎或者壓彎薄壁型材的塑性約束構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車輕量化發(fā)展過程中，薄壁型材制造的金屬件，特別是鎂鋁合金件的應(yīng)用越來越多。這類金屬件因與其它零件的裝配關(guān)系復(fù)雜，尺寸和形位精度要求非常高，這些特性，決定了薄壁型材金屬件的制造裝備必須具有高可靠性和經(jīng)濟(jì)性。有些薄壁型材制造的金屬件還是汽車的A級(jí)表面件，對(duì)彎曲成型的表面質(zhì)量要求非常高。同時(shí),彎曲薄壁型材制成的金屬件在軌道列車和高速鐵路客車等行業(yè)也廣泛采用。
[0003]然而薄壁型材在拉彎或者壓彎等彎曲成形的巨大載荷下，受拉伸應(yīng)力或者擠壓應(yīng)力的作用，變形不均勻，截面會(huì)發(fā)生凹陷或者凸出的嚴(yán)重變形，導(dǎo)致拉彎成形后的型材的縱向表面，特別是彎曲內(nèi)側(cè)面，常常發(fā)生下凹或者上凸。彎曲成形構(gòu)件的這種形狀上的嚴(yán)重缺陷，嚴(yán)重地限制了薄壁型材的應(yīng)用范圍。
[0004]為了解決薄壁型材在彎曲成型過程中截面發(fā)生凹陷或者凸出的嚴(yán)重變形問題，中國(guó)專利文件CN103240311A公開了一種用于拉彎薄壁中空型材的撓性芯棒，但是該芯棒結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜應(yīng)用不太方便，另外只能在一個(gè)平面內(nèi)彎曲，不能形成雙曲面彎曲，亦即三維彎曲，限制了薄壁型材的應(yīng)用范圍。
[0005]本實(shí)用新型提供了一種塑性約束構(gòu)件，成功地解決了雙曲面零件彎曲成型的可靠性和經(jīng)濟(jì)性的問題，適用于大批量制造中空結(jié)構(gòu)零件，經(jīng)大量實(shí)踐證明采用該塑性約束構(gòu)件彎曲的薄壁型材，表面質(zhì)量好，生產(chǎn)過程高效可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)薄壁型材三維彎曲的塑性約束構(gòu)件。為了達(dá)到該目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案。
[0007]一種用于彎曲薄壁型材的塑性約束構(gòu)件，其特征在于:塑性約束構(gòu)件本體由塑性材料制成，可以實(shí)現(xiàn)三維彎曲；所述的塑性約束構(gòu)件本體插入封閉截面型材或者半封閉截面型材的內(nèi)部，或者將開放式異形截面型材整體包圍起來，從而約束封閉截面型材、半封閉截面型材或者開放式異形截面型材的表面，使型材在劇烈變形時(shí)保持表面質(zhì)量?jī)?yōu)良。
[0008]優(yōu)選地，塑性約束構(gòu)件本體由尼龍6、鑄型尼龍或者聚氨酯制成。
[0009]優(yōu)選地，塑性約束構(gòu)件本體上設(shè)有讓空槽，以保證塑性約束構(gòu)件本體可以在一個(gè)平面內(nèi)大幅度彎曲。
[0010]優(yōu)選地，該塑性約束構(gòu)件還包括金屬墊塊，該金屬墊塊與塑性約束構(gòu)件本體通過螺釘連接，金屬墊塊上還設(shè)有拉拔槽。金屬墊塊由普通碳素鋼制成，并經(jīng)正火熱處理，其上具有拉拔槽。
[0011]優(yōu)選地，塑性約束構(gòu)件本體的尺寸設(shè)計(jì)為塑性約束構(gòu)件本體插入型材內(nèi)部或者包圍型材后，塑性約束構(gòu)件本體與型材之間留有稍許間隙。
[0012]優(yōu)選地，間隙的尺寸小于0.2毫米。
[0013]本實(shí)用新型的塑性約束構(gòu)件能夠?qū)Ρ”谥锌招筒倪M(jìn)行三維彎曲，并保證彎曲表面質(zhì)量。同時(shí)本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，安裝使用過程簡(jiǎn)易，適用于多次反復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的塑性約束構(gòu)件適用范圍廣，能夠適用于封閉截面薄壁型材、非封閉截面薄壁型材、開放式異形截面薄壁型材。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的約束構(gòu)件及其使用的薄壁型材示意圖；
[0015]圖2是圖1的剖面示意圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施例適用薄壁型材截面示意圖；
[0017]圖4是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的約束構(gòu)件示意圖；
[0018]圖5是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的約束構(gòu)件工作狀態(tài)示意圖；
[0019]圖6是本實(shí)用新型第二實(shí)施例適用薄壁型材截面意圖；
[0020]圖7是本實(shí)用新型第四實(shí)施例適用薄壁型材截面意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施情況，但它們并不夠成對(duì)本實(shí)用新型的限定，僅作舉例。同時(shí)通過說明本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚和容易理解。
[0022]薄壁型材在汽車、軌道列車、高速鐵路客車制造上的應(yīng)用越來越廣泛，但是薄壁型材長(zhǎng)度長(zhǎng)、剛性小，加工時(shí)彎曲變形大，因而薄壁型材的加工成為生產(chǎn)組織的瓶頸。在汽車、軌道列車、高速鐵路客車等車體上應(yīng)用的薄壁型材的橫截面種類較多，除常用的“口”字型、“日”字型外，還包括多種封閉、半封閉截面的薄壁型材，還有一些開放截面的薄壁型材也較為常用。為解決薄壁型材拉彎或者壓彎等彎曲成型過程中出現(xiàn)截面發(fā)生凹陷或者凸出的嚴(yán)重變形的問題，特設(shè)計(jì)柔性約束構(gòu)件。
[0023]實(shí)施例一
[0024]如圖1所示，開放式異形截面薄壁型材I與柔性約束構(gòu)件本體2相互配合，確保約束構(gòu)件本體2將開放式異形截面薄壁型材I完全包圍。開放式異形截面薄壁型材I為鋁合金、不銹鋼等金屬材料的型材。該薄壁型材I在彎曲過程中缺乏約束的話，劇烈彎曲部位的表面將會(huì)上凸或者下凹，嚴(yán)重影制品質(zhì)量。為此，設(shè)計(jì)柔性約束構(gòu)件本體2對(duì)薄壁型材I的劇烈彎曲部位進(jìn)行約束以保證彎曲制品的質(zhì)量。柔性約束構(gòu)件本體2采用尼龍6 (PA6)、鑄型尼龍(MCPA)或者聚氨酯(PU)等塑性材料制造，具有柔韌性，能夠在約束薄壁型材I的表面的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)在xy、yz> χζ平面內(nèi)三維彎曲。約束構(gòu)件本體2的截面設(shè)計(jì)為與開放式異形截面薄壁型材I配合，并將其完全包圍，如圖2所示。為保證約束構(gòu)件本體2順利套入薄壁型材I中，可將約束構(gòu)件本體2的尺寸設(shè)計(jì)為與薄壁型材I之間留有少于間隙，例如小于0.2毫米間隙。隨后將約束構(gòu)件本體2套入開放式異形截面薄壁型材I的劇烈彎曲處，進(jìn)行拉彎或者壓彎成型；待成型完成后，取出該約束構(gòu)件本體2。
[0025]實(shí)施例二
[0026]對(duì)于如圖3所示的半封閉的“口”字型截面薄壁型材，采用如圖4所示的柔性約束構(gòu)件。約束構(gòu)件本體2’采用尼龍6 (PA6)、鑄型尼龍(MCPA)或者聚氨酯(PU)等塑性材料制造，約束構(gòu)件本體2’可以在xy、χζ、yz三個(gè)平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)雙曲面彎曲，亦即實(shí)現(xiàn)三維彎曲。約束構(gòu)件本體2’的截面形狀也是“口 ”字型，與薄壁型材的截面形狀相配合。為保證約束構(gòu)件本體2’順利套入薄壁型材I中，可將約束構(gòu)件2’的尺寸設(shè)計(jì)為與薄壁型材之間留有少于間隙，例如小于0.2毫米的間隙。在彎曲成型過程中，將約束構(gòu)件本體2’插入薄壁型材的劇烈彎曲部位進(jìn)行拉彎或者壓彎成型；待成型完成后，取出該約束構(gòu)件本體2’。
[0027]如圖4所示，約束構(gòu)件本體2’上可以開設(shè)讓空槽14，以保證約束構(gòu)件本體2’可以在xy平面內(nèi)大幅度彎曲，如圖5所示。讓空槽4的大小可以根據(jù)需要調(diào)整，彎曲曲率大的構(gòu)件時(shí)，彎曲變形大，可將空槽4的尺寸加大；彎曲曲率小的構(gòu)件時(shí)，彎曲變形小，可將彎曲變形讓空槽4的尺寸縮小。
[0028]為了將約束構(gòu)件本體2’插入薄壁型材，并在彎曲成型結(jié)束后,將約束構(gòu)件2’從薄壁型材中取出，特設(shè)計(jì)金屬墊塊12。金屬墊塊12采用普通碳素鋼制造，經(jīng)正火熱處理而成。金屬墊塊12和約束構(gòu)件本體2’采用螺釘13連接，金屬墊塊12上還設(shè)有拉拔槽15。在彎曲成型結(jié)束后，利用一個(gè)專用卡口卡住拉拔槽5，取出約束構(gòu)件本體2 ’。
[0029]實(shí)施例三
[0030]對(duì)于圖6所示的半封閉的半圓形截面薄壁型材，約束構(gòu)件本體的截面形狀為半圓形，同樣采用尼龍6 (PA6)、鑄型尼龍(MCPA)或者聚氨酯(PU)等塑性材料制造，其截面尺寸與薄壁型材之間留有稍許間隙，例如小于0.2毫米。根據(jù)需要約束構(gòu)件本體可以配合帶拉拔槽的金屬墊塊使用。
[0031]實(shí)施例四
[0032]對(duì)于圖7所示的封閉“口”字型截面薄壁型材，約束構(gòu)件本體的截面形狀為“口”字型，同樣采用尼龍6 (PA6)、鑄型尼龍(MCPA)或者聚氨酯(PU)等塑性材料制造，其截面尺寸與薄壁型材之間留有稍許間隙，例如小于0.2毫米。根據(jù)需要約束構(gòu)件本體可以配合帶拉拔槽的金屬墊塊使用。
[0033]工作過程描述
[0034]在彎曲成型過程中，將約束構(gòu)件本體插入或者套入待彎曲的薄壁型材內(nèi)，特別是薄壁型材的劇烈彎曲部位，根據(jù)需要也可以從薄壁型材的兩頭插入或者套入。隨后將薄壁型材連同約束構(gòu)件本體卡在拉彎?rùn)C(jī)或者壓力機(jī)上，進(jìn)行彎曲成型。待彎曲成型完成后，將薄壁型材和約束構(gòu)件本體一起取下壓力機(jī)或拉彎?rùn)C(jī)，利用一個(gè)專用卡口卡住拉拔槽5拉出塑性約束構(gòu)件。
[0035]可以得到理解的是，上述實(shí)施例1-4并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制，技術(shù)人員可以在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思內(nèi)對(duì)實(shí)施例的形式進(jìn)行組合或者調(diào)整。例如，用于彎曲開放式異形截面薄壁型材的約束構(gòu)件本體同樣可以配合帶拉拔槽的金屬墊塊使用。彎曲成型時(shí)，約束構(gòu)件本體的長(zhǎng)度可以靈活調(diào)整，也可以在薄壁型材的多個(gè)劇烈彎曲位置放置多個(gè)約束構(gòu)件。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于彎曲薄壁型材的塑性約束構(gòu)件，其特征在于:塑性約束構(gòu)件本體由塑性材料制成，可以實(shí)現(xiàn)三維彎曲；所述的塑性約束構(gòu)件本體插入封閉截面型材或者半封閉截面型材的內(nèi)部，或者將開放式異形截面型材整體包圍起來，從而約束封閉截面型材、半封閉截面型材或者開放式異形截面型材的表面，使型材在劇烈變形時(shí)保持表面質(zhì)量?jī)?yōu)良。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑性約束構(gòu)件，其特征在于，所述的塑性材料為尼龍6(PA6)、鑄型尼龍(MCPA)或者聚氨酯(PU)制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑性約束構(gòu)件，其特征在于，所述的塑性約束構(gòu)件本體上設(shè)有讓空槽，以保證塑性約束構(gòu)件本體可以在一個(gè)平面內(nèi)大幅度彎曲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑性約束構(gòu)件，其特征在于，該塑性約束構(gòu)件還包括金屬墊塊，該金屬墊塊與塑性約束構(gòu)件本體通過螺釘連接，金屬墊塊由普通碳素鋼制成，并經(jīng)正火熱處理，其上具有拉拔槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑性約束構(gòu)件，其特征在于，所述的塑性約束構(gòu)件本體的尺寸設(shè)計(jì)為塑性約束構(gòu)件本體插入型材內(nèi)部或者包圍型材后，塑性約束構(gòu)件本體與型材之間留有稍許間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的塑性約束構(gòu)件，其特征在于，所述的間隙的尺寸小于0.2毫米。
【專利摘要】一種用于彎曲薄壁型材的塑性約束構(gòu)件，塑性約束構(gòu)件本體由塑性材料制成，可以實(shí)現(xiàn)三維彎曲；所述的塑性約束構(gòu)件本體插入封閉截面型材或者半封閉截面型材的內(nèi)部，或者將開放式異形截面型材整體包圍起來，從而約束封閉截面型材、半封閉截面型材或者開放式異形截面型材的表面，使型材在劇烈變形時(shí)保持表面質(zhì)量?jī)?yōu)良。本實(shí)用新型的塑性約束構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于安裝使用，使用范圍廣。
【IPC分類】B21D37-01, B21D37-00, B21D7-16
【公開號(hào)】CN204276596
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420542344
【發(fā)明人】倪慨宇, 羅小燕, 聶振國(guó), 王福才, 李家偉
【申請(qǐng)人】倪慨宇
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年9月22日