[发明专利]一种复合半径条形产品件在线弯曲成形方法

权利要求书

1.一种复合半径条形产品件在线弯曲成形方法，其特征在于：利用仿形模具在辊弯成形生产线实施，所述复合半径条形产品件是指沿长度方向存在两段以上不同半径弧段的条形产品件，所述方法包括下列步骤：

a、制备仿形模具：仿形模具为非圆模具，仿形模具的成形工作面设有成形段，成形段与复合半径条形产品件轮廓完全匹配，仿形模具设有模具轴孔；

b、设计产品件弯曲成形过程仿形模具轴孔中心控制点O的运动轨迹：

建立全局绝对坐标系x-y，全局绝对坐标系的原点为绝对零点，用作图法，按条形产品件各弧段成形先后顺序，在图中分步依次测量各段弧在全局坐标系中旋转中心的坐标值、旋转起始角度值，之后依次代入轴孔中心控制点O轨迹方程统一表达式，即得到所需运动轨迹方程；

对于多段弧的条形产品件及对应仿形模具，已知量为：

R_ONO—轴孔中心控制点O到第N段弧圆心ON的距离，为定值；

θN_R—第N段弧圆心角，为定值；

各段弧的模具轴孔中心控制点O的轨迹方程构建如下：

第1步，产品件R1弧段成形：

在全局绝对坐标系x-y内，测量出产品件弧段R1圆心O1的绝对坐标为(O1x,O1y)，仿形模具围绕R1弧段的圆心O1旋转，在O1处建立局部坐标系x1-y1，可得局部坐标系下模具轴孔中心控制点O的轨迹方程为：

其中：

O_x1—O在局部坐标系x1-y1下的横坐标值；

O_y1—O在局部坐标系x1-y1下的纵坐标值；

R_O1O—已知定值，O到圆心O1的距离，即旋转半径；

θ1—O绕圆心O1的旋转角，其值与弧段R1圆心角θ1_R相同；

ω₁—模具2绕圆心O自转角速度；

t—时间；

θ1_s—在局部坐标系x1-y1下，旋转开始前R_O1O与横坐标夹角，由图测量得到；

θ1_e—在局部坐标系x1-y1下，旋转结束后R_O1O与横坐标夹角，θ1_e＝θ1_s-θ1_R；将上述轨迹方程变换到全局绝对坐标系x-y下，则表达式为：

第2步，条形产品件R2弧段成形：

在全局绝对坐标系x-y内，测量产品件弧段R2圆心O2的绝对坐标为(O2x,O2y)，仿形模具围绕R2弧段的圆心O2旋转，在O2处建立局部坐标系x2-y2，可得局部坐标系下模具轴孔中心控制点O的轨迹方程为：

其中：

O_x2—O在局部坐标系x2-y2下的横坐标值；

O_y2—O在局部坐标系x2-y2下的纵坐标值；

R_O2O—已知定值，O到圆心O2的距离，即旋转半径；

θ2—O绕圆心O2的旋转角，其值与弧段R2圆心角θ2_R相同；

ω₂—模具2绕圆心O自转角速度；

t—时间；

θ2_s—在局部坐标系x2-y2下，旋转开始前R_O2O与横坐标夹角，由图中测量得到；

θ2_e—在局部坐标系x2-y2下，旋转结束后R_O2O与横坐标夹角，θ2_e＝θ2_s-θ2_R；

将上述轨迹方程变换到全局绝对坐标系x-y下，则表达式为：

第3步：条形产品件R3弧段成形

在全局绝对坐标系x-y内，测量产品件弧段R3圆心O3的绝对坐标为(O3x,O3y)，仿形模具围绕R3弧段的圆心O3旋转，在O3处建立局部坐标系x3-y3，可得局部坐标系下模具轴孔中心控制点O的轨迹方程为：

其中：

O_x3—O在局部坐标系x3-y3下的横坐标值；

O_y3—O在局部坐标系x3-y3下的纵坐标值；

R_O3O—已知定值，O到圆心O3的距离，即旋转半径；

θ3—O绕圆心O3的旋转角，其值与弧段R3圆心角θ3_R相同；

ω₃—模具2绕圆心O自转角速度；

t—时间；

θ3_s—在局部坐标系x3-y3下，旋转开始前R_O3O与横坐标夹角，由图中测量得到；

θ3_e—在局部坐标系x3-y3下，旋转结束后R_O3O与横坐标夹角，θ3_e＝θ3_s-θ3_R；

将上述轨迹方程变换到全局绝对坐标系x-y下，则表达式为：

若产品件为N段弧，则按照上述方法类推，依次进行R4、R5、……、RN-1、RN弧段成形，则第N-1步结束时位置即为第N步开始时位置，则有：

第N步：产品件RN弧段成形

开始时：全局绝对坐标系x-y内，可测量产品件弧段RN圆心ON的绝对坐标为(ONx,ONy)，仿形模具围绕RN弧段的圆心ON旋转，在ON处建立局部坐标系xN-yN，可得局部坐标系下模具轴孔中心控制点O的轨迹方程为：

其中：

O_xN—O在局部坐标系xN-yN下的横坐标值；

O_yN—O在局部坐标系xN-yN下的纵坐标值；

R_ONO—已知定值，O到圆心ON的距离，即旋转半径；

θN—O绕圆心ON的旋转角，其值与弧段RN圆心角θN_R相同；

ω_N—模具2绕圆心O自转角速度；

t—时间；

θN_s—在局部坐标系xN-yN下，旋转开始前R_ONO与横坐标夹角，由图中测量得到；

θN_e—在局部坐标系xN-yN下，旋转结束后R_ONO与横坐标夹角，θN_e＝θN_s-θN_R；

将上述轨迹方程变换到全局绝对坐标系x-y下，则表达式为：

由上述构建的RN弧段弯曲成形模具轴孔轨迹方程可得出各弧段轨迹曲线，各弧段轨迹曲线依次连接组合，构成产品件辊压弯曲成形仿形模具轴孔运动轨迹；

c、复合半径条形产品件弯曲加工：加工过程仿形模具在以模具轴孔为中心旋转的同时，仿形模具轴孔根据b步骤得出的条形产品件弯曲成形模具轴孔运动轨迹移动，对复合半径条形产品件进行弯曲成形加工。