[发明专利]变高度辊模成形方法

摘要

本发明提供一种变高度辊模成形装置、变高度辊模成形系统及成形方法，变高度辊模成形装置包括底模(4)、成形轧辊组(5)、成形轧辊组运动机构、底座(6)和上位机；所述成形轧辊组(5)设置于所述底模(4)的正上方，设所述成形轧辊组(5)包括n道次的成形轧辊(5‑1)；所述成形轧辊组(5)的各道次成形轧辊(5‑1)的成形角度从第一道次到最后道次逐次递增；每道次成形轧辊(5‑1)的z值可独立调节。优点为可根据轧辊和底模的不同形状，设计生产不同宽度、不同高度、不同截面的产品，并且，对于生产出的同一产品，还具有不同的高度值，适应性更强，有效的解决了截面形状既深又窄的高度变化截面零件的辊弯成形难题。

主权项

一种变高度辊模成形方法，其特征在于，应用于变高度辊模成形系统中；所述变高度辊模成形系统包括：变高度辊模成形装置、开卷装置(1)、送料装置(2)、定截面辊弯成形装置(3)、切断装置、出料装置和码垛装置；在变高度辊模成形装置的前面，按板料输送方向，依次设置所述开卷装置(1)、所述送料装置(2)和所述定截面辊弯成形装置(3)；在变高度辊模成形装置的后面，按板料输送方向，依次设置所述切断装置、所述出料装置和所述码垛装置；所述变高度辊模成形装置包括底模(4)、成形轧辊组(5)、成形轧辊组运动机构、底座(6)和上位机；所述底模(4)固定于所述底座(6)上，所述底模(4)具有与被成形帽型零件底部形状相同的成形槽(4‑1)；并且，所述成形槽(4‑1)的长度不小于2倍被成形帽型零件所需成形单元的长度；此外，所述被成形帽型零件包括U型零件以及从所述U型零件的左右两竖边分别向外对称延伸的左压边和右压边；所述左压边和所述右压边具有相同的成形曲线；则：所述成形槽(4‑1)具有首尾相接的m个成形子槽，每个成形子槽的长度与被成形帽型零件所需成形单元的长度相同，每个成形子槽的槽外沿轨迹曲线与被成形帽型零件的成形曲线一致；其中，m值为所述成形槽(4‑1)长度除以被成形帽型零件所需成形单元长度的整数值；所述成形轧辊组(5)设置于所述底模(4)的正上方，设所述成形轧辊组(5)包括n道次的成形轧辊(5‑1)；其中，n为自然数；每个所述成形轧辊(5‑1)均包括主成形轧辊(5‑1‑1)以及位于所述主成形轧辊(5‑1‑1)左右两侧、且高于所述主成形轧辊(5‑1‑1)的左辅助轧辊(5‑1‑2)和右辅助轧辊(5‑1‑3)；所述成形轧辊(5‑1)的成形角度指：所述左辅助轧辊(5‑1‑2)的外部径向曲面与所述主成形轧辊(5‑1‑1)轴向之间的夹角；同时，也为所述右辅助轧辊(5‑1‑3)的外部径向曲面与所述主成形轧辊(5‑1‑1)轴向之间的夹角；所述成形轧辊组(5)的各道次成形轧辊(5‑1)的成形角度从第一道次到最后道次逐次递增；所述成形轧辊组运动机构包括x向运动机构和n个z向运动机构；上位机分别与所述x向运动机构和n个z向运动机构连接；其中，x向为被成形零件的进料方向；z向为在加工平面内与x向垂直的方向；所述x向运动机构用于驱动所述成形轧辊组(5)整体在x向移动，即：在所述成形轧辊组(5)整体x向移动时，相邻成形轧辊(5‑1)之间的道次间距为固定值，保持不变；每个z向运动机构唯一对应一个道次的成形轧辊(5‑1)，用于独立调节该道次成形轧辊(5‑1)的z值，即：独立调节该道次成形轧辊(5‑1)与所述底模(4)之间的垂向距离；方法包括以下步骤：步骤1：当需要将板材成形为宽度为n1、长度为L1、左右压边具有特定成形曲线的帽形截面的构件时，计算机读取被成形帽型零件左右压边的特定成形曲线图；其中，该特定成形曲线图为x和z的方程；x向为被成形零件的进料方向；z向为在加工平面内与x向垂直的方向；步骤2：制作底模(4)，使底模(4)具有与被成形帽型零件底部形状相同的成形槽(4‑1)；其中，该成形槽(4‑1)的宽度即为n1；该成形槽(4‑1)的长度为L2，则：L2不小于2倍L1；设L2除以L1的整数为m，则使成形槽(4‑1)具有首尾相接的m个成形子槽，每个成形子槽的长度为L1，每个成形子槽的槽外沿轨迹曲线与所述特定成形曲线一致；将物料输送方向，将m个成形子槽依次记为第1成形子槽、第2成形子槽…第m成形子槽；步骤3：搭建变高度辊模成形系统，即：按板材输送方向，依次设置开卷装置(1)、送料装置(2)、定截面辊弯成形装置(3)、变高度辊模成形装置、切断装置、出料装置和码垛装置；对于变高度辊模成形装置，在底模(4)的正上方设置成形轧辊组(5)，即：使每个成形轧辊(5‑1)的主成形轧辊(5‑1‑1)位于底模的成形槽(4‑1)的正上方，其中，主成形轧辊(5‑1‑1)的轴向长度与成形槽(4‑1)的槽宽度相适配；设成形轧辊组(5)由n个成形轧辊(5‑1)组成，其成形角度从第1道次到第n道次分别为：α1、α2…αn；步骤4：然后，首先由开卷装置(1)对成卷的板材进行开卷；，通过送料装置(2)，将开卷后的板材输送到定截面辊弯成形装置(3)进行定截面成形，所述定截面辊弯成形装置(3)依次将板材成形为首尾相接的多个U形构件，按成形先后顺序，依次记为第1U形构件、第2U形构件…；其中，每个U形构件均包括位于底部的横面以及位于所述横面左右两侧的左侧面和右侧面；U形构件的宽度即为n1，长度为L1；步骤5：上位机通过成形轧辊组运动机构而控制成形轧辊组(5)抬升，使所述成形轧辊组(5)与所述底模(4)分离；将经过步骤4后的第1U形构件输送至所述底模(4)的第1成形子槽中；步骤6：上位机控制所述成形轧辊组(5)朝向第1U形构件运动，即：控制所述成形轧辊组(5)进行x向运动；当第1道次的成形轧辊运动到第1U形构件头部位置P1的正上方时，上位机一方面，驱动所述成形轧辊组(5)沿所述第1U形构件进行x向运动，另一方面，上位机还开始对各个道次的成形轧辊在z轴的位置进行独立调节控制，使各个道次的成形轧辊向所述底模(4)靠拢，并在xz平面内紧靠所述底模(4)的成形槽并沿着所述底模(4)的轨迹运动，将第1U形构件的对应位置折弯为符合特定成形曲线的帽型状态，具体折弯方式为：假设对于任意第i道次的成形轧辊，当其运动到第1U形构件的Pi位置时，Pi为第i道次的成形轧辊运动到的x轴坐标；上位机实时读取到Pi值，同时，上位机读取所述特定成形曲线，获得被成形帽型零件在该位置的深度值z，设z值为zi；又由于第1成形子槽的槽外沿轨迹曲线与被成形帽型零件的成形曲线一致，即：第1U形构件的Pi位置所对应的第1成形子槽的槽外沿高度也为zi，因此，当第i道次的成形轧辊下降至zi高度时，在第1成形子槽的槽外沿作用下，左辅助轧辊(5‑1‑2)将U形构件的Pi部位的左侧面向外折弯，其中，折弯角度等于该道次的成形角度αi，折弯位置即为zi的位置；同时，右辅助轧辊(5‑1‑3)将U形构件的Pi部位的右侧面向外折弯，其中，折弯角度等于该道次的成形角度αi，折弯位置即为zi的位置；由此将第1U形构件的Pi位置折弯为深度为zi、成形角度为αi的状态；步骤7：将第1道次的成形轧辊运动到第1U形构件尾部位置P0且对第1U形构件尾部位置P0进行折弯成形后，设此时得到第1半帽型构件；然后，将成形轧辊组(5)抬升，使所述成形轧辊组(5)与所述底模(4)分离；并控制成形轧辊组(5)沿x向进行反向运动，使第1道次的成形轧辊位于第2成形子槽的头端正上方；然后，将第1半帽型构件输送到第2成形子槽，而位于第1半帽型构件后面且与第1半帽型构件连续的第2U形构件输送到第1成形子槽；然后，下降所述成形轧辊组(5)，同时，一方面，上位机驱动所述成形轧辊组(5)在x向从第2成形子槽运动到第1成形子槽的头端；另一方面，上位机还开始对各个道次的成形轧辊在z轴的位置进行独立调节控制，使各个道次的成形轧辊依次将构件的对应位置折弯为符合被成形构件设定参数的帽型状态，具体过程为：将第1半帽型构件成形为第1帽型构件，该第1帽型构件即为成形后得到的最终帽型构件；将第2U形构件成形为第2半帽型构件；当所述成形轧辊组(5)运动到第1成形子槽的头端时，再继续喂料一个被成形构件长度，使第3U形构件输送到第1成形子槽，而第2半帽型构件输送到第2成形子槽，而所述成形轧辊组(5)返回到第2成形子槽的正上方，如此不断循环，不断将各个U形构件成形为帽型构件；步骤8：底模的尾端输出步骤7得到的各个帽型构件，依次经切断装置、出料装置和码垛装置处理，得到多个独立分开的帽型构件。