[发明专利]多点控制三维拉弯扭转成形模具

说明书

技术领域

本发明涉及机械设计、模具结构及控制执行机构设计，属于金属材料型材拉弯成形技术领域，可以广泛用于轨道车辆、汽车制造和日用品制造等行业的各种型材精密弯曲扭转结构制件的生产。

背景技术

以高速列车为代表的新一代轨道车辆对车体材料的轻量化和安全性提出了很高的要求，原有的碳钢材料无法满足这种要求，而以比重轻、强度高、耐腐蚀、易加工、可回收为优点的铝合金型材成为最合适，最有希望的车体材料，被广泛地应用在高速列车、地铁列车的车辆制造上，用于轨道车辆车体铝合金型材制造的大截面铝合金型材生产技术由于受工艺复杂、生产过程控制难度大，是铝合金加工的一项国际前沿技术。由于拉弯扭转成形制件的品种繁多，每一种拉弯扭转制件都需要一套完整的拉弯扭转模具。并且受到型材截面形状和型材机械性能以及拉弯扭转成形工艺参数的影响，型材拉弯扭转成形后均会产生不同程度的回弹。现有的技术理论和成形分析难以精确判定拉弯扭转成形模具的几何成形尺寸，特别是三维拉弯扭转成形模具的几何成形尺寸(成形面)更是难以精确控制。模具最终的几何成形尺寸(成形面)需经过反复试验、修整才能够确定，甚至需要一套试验模具来确定。模具的设计生产周期长、测试费用高，受生产批量和模具费用的影响使得拉弯扭转制件的制造成本居高不下。

发明内容

本发明要解决技术问题是：为克服现有技术存在的上述缺点，提供一种多点控制三维拉弯扭转成形模具。型材拉弯扭转成形是对型材施加拉应力和弯矩使得型材贴合模具成形的一种加工方法。型材三维拉弯扭转成形零件是指在两个相互垂直的平面内均有弯曲或扭转的成形制件。传统的三维拉弯扭转模具是根据设计人员的经验而建立模具成形面数学模型制造而成的，成形后的制件回弹无法通过模具成形面的准确控制，而是需要反复试验和修改模具成形面来获得最终的成形零件。若模具设计不当，往往造成整套模具报废。

本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：

一种多点控制三维拉弯扭转成形模具，由模具底座(1)和若干个控制单元(2)组成，所述的模具底座(1)沿纵向平行开设有若干条模具底座T型槽(3)，每个控制单元(2)均安装在一个标准的独立支架(4)上，支架底板上设有与模具底座T形槽(3)滑动配合的导向键(5)，控制单元(2)通过支架(4)沿模具底座T型槽(3)前后移动，并通过支架底板两端连接在模具底座T形槽(3)中的螺栓(11)紧固限位，所述的控制单元(2)主要由成形面滑块(9)和用于成形面滑块(9)导向、角度调整和限位元件组成，控制单元(2)进行上下、前后移动和二个平面的旋转角度调整。

控制单元(2)中的成形面滑块(9)用于成形型材的截面形状，它通过水平销轴(12)与成形面滑块底板(7)连接，成形面滑块底板(7)通过垂直销轴(13)与导向滑块(8)连接，导向滑块(8)安装在垂直导轨(10)和支架(4)的背板所形成的间隙中，并沿着垂直导轨(10)在垂直方向上下移动；垂直导轨(10)与支架(4)的背板通过螺栓连接，成形面滑块(9)的前表面与型材的外形一致，后表面为一个平面，其中心处开设有销轴孔，水平销轴(12)的一端安装在成形面滑块(9)后表面销轴孔内，另一端安装在成形面滑块底板(7)前表面的销轴孔内，从而完成成形面滑块(9)在垂直平面的旋转控制；成形面滑块底板(7)的后表面开设有贯通的销轴孔，垂直销轴(13)穿过成形面滑块底板(7)的后表面贯通的销轴孔，安装在支架上，从而完成成形面滑块(9)在水平平面上的旋转控制。

所述的限位原件包括：安装在导向滑块(8)下方高度可调节的垫块(6)，安装在导向滑块(8)上方的伸出长度可调节的螺杆(14)，垫块(6)用于控制导向滑块(8)的向下移动位置，螺杆(14)用于控制导向滑块(8)的向上移动位置。

由于控制单元2可以实现上下、前后移动和二个平面的旋转角度调整，从而使得拉弯扭转成形机的动作得到大幅度简化，拉弯扭转过程实现了先拉弯水平面的曲线，再拉弯垂直面的曲线。根据试拉件的回弹数据，在模具的若干个控制单元上进行简单的位置或角度调整，即可成形合格的三维拉弯扭转制件。并且型材截面形状和种类的改变仅需更换控制单元的成形滑块，不需要更换模具底座和支架及控制单元的运动导向机构部件，因此大大降低了模具制造费用。

附图说明

图1是本发明的模具整体结构的正视图。

图2(a)是本发明的模具控制单元的主视图。

图2(b)是图2(a)的侧视图。

图2(c)是本发明的模具控制单元的立体图。