一種利用油壓機進行型材冷彎的冷彎模具和冷彎方法
2023-09-13 05:01:45
一種利用油壓機進行型材冷彎的冷彎模具和冷彎方法
【專利摘要】本發明涉及到一種利用油壓機進行型材冷彎的冷彎模具，用於船舶結構中的線性型鋼的冷彎加工，該冷彎模具包括有模具底座、固定模塊、滑移模塊和上下模板，通過更換模具底座可以彎曲正反兩種型材線形，換裝在油壓機上使用，安裝在油壓機主壓力缸（上壓頭）位置，將油壓機垂直向下的機械力通過模具的兩個斜面改變為橫向力來達到擠壓成型的目的，該型材上均設有為適應船舶結構的不同彎曲線性。本發明專利的冷彎模具和加工方法要能減少型材冷彎時的加工餘量，降低造船成本，提高生產效率，解決超短型材加工成型的技術課題。
【專利說明】一種利用油壓機進行型材冷彎的冷彎模具和冷彎方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及機械加工，特別涉及到利用油壓機進行型材冷彎的冷彎模具和冷彎加 工方法。
【背景技術】
[0002] 隨著現代科學技術的迅猛發展，肋骨冷彎機的出現，使中、小批量，型材零件加工 得到了很好的解決。作為船舶製造的重要工序型材加工來說，它對肋骨冷彎機的精度要求 非常高，肋骨冷彎機對於現在以至將來的精度造船來說起到了至關重要的作用。
[0003] 在船體結構中的曲型型鋼彎曲是由400T肋骨冷彎機彎曲製作的。但是，由於肋骨 冷彎機設備的局限性，在型材冷彎時在必須加放700 mm的加工餘量(兩端各350 mm)，這樣造 成了材料的大量浪費，而且長度在IM左右的型材根本無法冷彎，通常配置的肋骨冷彎機中 機架與左右機架間隙距離為600 mm，所以彎曲一根型鋼將產生1200 mm的加工餘量的浪費， 對於造船等型鋼需要多樣且量大的行業來說，這樣會造成了材料的大量浪費。最重要的一 點在於，長度在IM左右的型鋼使用肋骨冷彎機根本無法冷彎。在這種情況下，短的型鋼必 須通過火工進行人工操作，需要先進行型鋼加熱，再對加熱後的型鋼進行彎曲成型。一根IM 長的型鋼熱彎需2人操作用時2小時，而且成形質量較差、材料性質經烘焙產生變化。進行 船舶超短肋骨和縱骨的彎曲加工工作量很大，長度IM左右的型鋼在型鋼熱彎費時費力，在 材料冷卻後的變形又使得質量精度難以控制，而且工作效率慢，以成為物量提升的瓶頸之 〇
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在於克服上述現有技術中存在的不足，提供一種新的利用油壓機進 行型材冷彎的冷彎模具及加工工藝。本發明專利的冷彎模具和加工方法要能減少型材冷彎 時的加工餘量，降低造船成本，提高生產效率，解決超短型材加工成型的技術課題。
[0005] 為了達到上述發明目的，本發明專利提供的技術方案如下： 一種利用油壓機進行型材冷彎的冷彎模具，該油壓機上設有主壓力缸和施工平臺，該 主壓力缸下部為垂直向下的下壓頭，該下壓頭向下正對所述的施工平臺，其特徵在於，所述 的冷彎模具包括有固定模塊、滑移模塊、模具底座和上下模板，所述固定模塊整體為倒立的 直角三角形，其斜邊的傾角為45度，所述的滑移模塊為正立的直角三角形，其斜邊的傾角 為45度，所述固定模塊的上部固定於所述的下壓頭上，所述的滑移模塊與固定模塊通過斜 面緊貼在一起，在滑移模塊與固定模塊之間設有起到固定作用的行程裝置；所述的模具底 座固定於所述的施工平臺上，該模具底座設有內側壁、施工面和外凸起，所述固定模塊的側 面可上下移動地緊貼於所述的內側壁上，所述上下模板中的上模板固定於所述的滑移模塊 的底面上，上下模板中的下模板固定於施工面上緊靠所述的外凸起，所述的下模板和上模 板上相對地設有用於型材冷彎成型的線形。
[0006] 在本發明利用油壓機進行型材冷彎的冷彎模具中，所述固定模塊的高度為油壓機 有效工作行程的2/3,該固定模塊的頂部面積與所述上壓頭的面積相同。
[0007] 在本發明利用油壓機進行型材冷彎的冷彎模具中，所述的行程裝置為設置於固定 模塊和滑移模塊兩側的帶卡槽的卡扣體，所述固定模塊和滑移模塊的兩邊靠近相接觸的斜 面位置處均設有凸稜，所述凸稜分別嵌於相應的卡槽內。
[0008] 在本發明利用油壓機進行型材冷彎的冷彎模具中，所述的型材包括有角鋼、球扁 鋼和半圓鋼，該型材上均設有為適應船舶結構的不同彎曲線性。
[0009] 在本發明利用油壓機進行型材冷彎的冷彎模具中，所述滑移模塊的底部設有一條 內嵌式凹槽，所述的上模板可插換地設於內嵌式凹槽內。
[0010] 一種利用上述的冷彎模具進行型材冷彎的方法，其特徵在於，該方法包括有如下 步驟： 第一步，根據船舶上型材的規格要求和彎曲線性，選定直線形型材的類型，計算出彎曲 線性彎曲度，並在型材上劃出反直線，該反直線在型材冷彎成型後變成為一條直線； 第二步，在油壓機上安裝完成冷彎模具，並根據線性需要選定好所述的上下模板，進行 施工調試後準備冷彎操作； 第三步，將型材吊裝到所述冷彎模具上，先從一端開始進行冷彎操作，油壓機的主壓力 缸下壓頭產生垂直向下的壓力，該壓力經固定模塊和滑移模塊的45度滑移面產生垂直向 外的壓力，該垂直的壓力通過所述的上模板和下模板對所述的型材產生彎折力，由於所述 的上模板和下模板之間設有型材彎折的線性面，該型材緩慢產生變形； 第四步，在型材逐漸變形時觀察型材上的反直線，待變形部位處的反直線變為直線時， 暫停所述的油壓機，停止擠壓所述的型材； 第五步，更改所述型材的擠壓位置，繼續開啟所述的油壓機進行型材擠壓直至所述的 反直線成為一條直線，完成所述型材的彎折操作，該型材冷彎成型，最終檢測型材是否合 格，若不合格繼續進行擠壓調整直至合格。
[0011] 在上述利用冷彎模具進行型材冷彎的方法中，所述油壓機的主壓力缸上升時，固 定模塊隨上壓頭上升，所述的滑移模塊在行程裝置和緊貼的斜面作用下產生等同上升距離 的向後移動，在所述的上模板和下模板之間留出型材進料位置。
[0012] 在上述利用冷彎模具進行型材冷彎的方法中，固定於滑移模塊上的上模板與固定 於模具底座施工面上的下模板之間設有線性槽，型材在上模板和下模板之間線性槽形成三 個支點，所述的型材在油壓機的下壓頭下降時形成等距離彎曲。
[0013] 基於上述技術方案，本發明專利的冷彎模具和冷彎成型方法與現有技術相比具有 如下技術優點： 1.本發明通過對油壓機型材冷彎模具的開發來解決超短型材的冷彎難題，在技術性、 可操作性和經濟性等要素進行全面分析和論述，不拘於常規工藝的束縛，提出了超短型材 冷彎成型代替手工加熱成型的新工藝方法，並為此編制了相應的操作內容和技術措施。從 理論和實踐兩個方面，解決了超短型材加工成型的技術課題。
[0014] 2.本發明的油壓機型材冷彎模，可以將型材冷彎餘量縮短至300 mm (兩端各150 mm)，不但可以彎曲IM以內的型材，而且可以冷彎半圓鋼。若通過火工熱加工彎曲型材，一 根IM長的型鋼熱彎需2人操作用時2小時，而且成形質量較差、材料性質經烘焙產生變化。 若使用本發明的油壓機型鋼冷彎模進行彎曲加工需要3人同時操作只需5分鐘就可以彎曲 一根IM長的型鋼，其經濟效益是原先的16倍。統計效果如下表所示：
【權利要求】
1. 一種利用油壓機進行型材冷彎的冷彎模具，該油壓機上設有主壓力缸和施工平臺， 該主壓力缸下部為垂直向下的下壓頭，該下壓頭向下正對所述的施工平臺，其特徵在於，所 述的冷彎模具包括有固定模塊、滑移模塊、模具底座和上下模板，所述固定模塊整體為倒立 的直角三角形，其斜邊的傾角為45度，所述的滑移模塊為正立的直角三角形，其斜邊的傾 角為45度，所述固定模塊的上部固定於所述的下壓頭上，所述的滑移模塊與固定模塊通過 斜面緊貼在一起，在滑移模塊與固定模塊之間設有起到固定作用的行程裝置；所述的模具 底座固定於所述的施工平臺上，該模具底座設有內側壁、施工面和外凸起，所述固定模塊的 側面可上下移動地緊貼於所述的內側壁上，所述上下模板中的上模板固定於所述的滑移模 塊的底面上，上下模板中的下模板固定於施工面上緊靠所述的外凸起，所述的下模板和上 模板上相對地設有用於型材冷彎成型的線形。
2. 根據權利要求1所述的一種利用油壓機進行型材冷彎的冷彎模具，其特徵在於，所 述固定模塊的高度為油壓機有效工作行程的2/3,該固定模塊的頂部面積與所述上壓頭的 面積相同。
3. 根據權利要求1所述的一種利用油壓機進行型材冷彎的冷彎模具，其特徵在於，所 述的行程裝置為設置於固定模塊和滑移模塊兩側的帶卡槽的卡扣體，所述固定模塊和滑移 模塊的兩邊靠近相接觸的斜面位置處均設有凸稜，所述凸稜分別嵌於相應的卡槽內。
4. 根據權利要求1所述的一種利用油壓機進行型材冷彎的冷彎模具，其特徵在於，所 述的型材包括有角鋼、球扁鋼和半圓鋼，該型材上均設有為適應船舶結構的不同彎曲線性。
5. 根據權利要求1所述的一種利用油壓機進行型材冷彎的冷彎模具，其特徵在於，所 述滑移模塊的底部設有一條內嵌式凹槽，所述的上模板可插換地設於內嵌式凹槽內。
6. -種利用權利要求1所述的冷彎模具進行型材冷彎的方法，其特徵在於，該方法包 括有如下步驟： 第一步，根據船舶上型材的規格要求和彎曲線性，選定直線形型材的類型，計算出彎曲 線性彎曲度，並在型材上劃出反直線，該反直線在型材冷彎成型後變成為一條直線； 第二步，在油壓機上安裝完成冷彎模具，並根據線性需要選定好所述的上下模板，進行 施工調試後準備冷彎操作； 第三步，將型材吊裝到所述冷彎模具上，先從一端開始進行冷彎操作，油壓機的主壓力 缸下壓頭產生垂直向下的壓力，該壓力經固定模塊和滑移模塊的45度滑移面產生垂直向 外的壓力，該垂直的壓力通過所述的上模板和下模板對所述的型材產生彎折力，由於所述 的上模板和下模板之間設有型材彎折的線性面，該型材緩慢產生變形； 第四步，在型材逐漸變形時觀察型材上的反直線，待變形部位處的反直線變為直線時， 暫停所述的油壓機，停止擠壓所述的型材； 第五步，更改所述型材的擠壓位置，繼續開啟所述的油壓機進行型材擠壓直至所述的 反直線成為一條直線，完成所述型材的彎折操作，該型材冷彎成型，最終檢測型材是否合 格，若不合格繼續進行擠壓調整直至合格。
7. 根據權利要求6所述的一種利用冷彎模具進行型材冷彎的方法，其特徵在於，所述 油壓機的主壓力缸上升時，固定模塊隨上壓頭上升，所述的滑移模塊在行程裝置和緊貼的 斜面作用下產生等同上升距離的向後移動，在所述的上模板和下模板之間留出型材進料位 置。
8.根據權利要求6所述的一種利用冷彎模具進行型材冷彎的方法，其特徵在於，固定 於滑移模塊上的上模板與固定於模具底座施工面上的下模板之間設有線性槽，型材在上模 板和下模板之間線性槽形成三個支點，所述的型材在油壓機的下壓頭下降時形成等距離彎 曲。
【文檔編號】B21D37/10GK104475574SQ201410692894
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月27日 優先權日:2014年11月27日
【發明者】魏海, 周軍, 陳國民, 管敏, 周小冬, 張翼, 吉中良, 蘇丹 申請人:上海江南長興造船有限責任公司