CN101837394B - 用于弯折板材的压弯机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于弯折金属板材的压弯机或“折弯机”，其中压弯机包括至少一个连接杆，连接杆的走向基本上垂直于运动方向，并且该连接杆有一端紧固到第二工作台的可变形部，另一端紧固到机架上。

Description

用于弯折板材的压弯机

技术领域

本发明涉及一种具有受控变形工作台的折弯机或“压弯机”。

背景技术

压弯机本身为公知类型的机床。如图1所示，该机床包括下工作台12和相对于下工作台12可移动的上工作台14。通常，下工作台12为静止的，而受作用于上工作台的端部14a和14b的致动器V₁和V₂的驱动，上工作台14适于朝向下工作台12移动。通常，下工作台12的自由边缘12a装配有用于紧固弯折凹模(bending matrice)18的紧固装置16。同样，上工作台14的边缘14c装配有用于紧固弯折凸模22的紧固装置20。

金属板材或层板F置于下工作台12的弯折凹模18上。板材F的长度可依据情况在很大范围内变化。在致动器V₁和V₂的活塞的驱动下，安装在上工作台上的凸模22朝置于下工作台12凹模上的板材移动。一旦凸模22与板材F接触，随着凸模冲入其中，板材内的作用力开始加大。该作用力起初是在弹性范围内，随后则到达塑性范围内，最终使板材永久弯曲。

由于该作用力是通过作用于工作台14的端部14a和14b的致动器V₁和V₂而施加于上工作台14的，所以分布于工作台的两个端部之间的线性载荷使得上工作台沿着凹弧形式的曲线变形，其中最大变形接近工作台的中平面。这意味着：为了达到弯曲的目的，在弯折结束时，凸模22的中央部比端部更少地冲入板材F中。如果在凹模18上实施弯折，由于凹模自身在弯折过程中会保持良好的平直度，结果则将获得其中央部的弯角大于其端部的弯角的工件，这种结果自然是不能接受的。

为克服该缺陷，提出了各种解决方案，从而控制工作台边缘处的这些变形以获得在弯曲板材的整个长度上基本一致的弯曲。

传统地，这些解决方案包括设置槽，例如，图1中示出的槽24和26，槽相对于压弯机的中平面P’P对称形成于下工作台12中。该槽24、26于是限定出下工作台12的中央区域28，中央区域28无槽且具有长度b，槽24和26均具有长度a。通过传统类型的槽24和26(即，在它们之间留出长度为b的无槽部分28)，上工作台14和下工作台12的边缘实现基本平行的变形。

在通过致动器V₁、V₂施加力使可移动的工作台14竖直运动时，为了导引工作台12、14的运动，压弯机的机架通常包括两个颊板70、71，用以在通过致动器V₁、V₂对金属板材或层板施加弯曲力的整个期间，侧向地引导可移动的工作台14，并保持静止的工作台12位于可移动的工作台14的运动轴线上。可移动的工作台14包括滚轮，以促进相对于所述工作台14在运动时所接触的颊板70、71的对向面的滑动。另外，现有的固定的工作台包括引导轨。在弯折金属板材期间，当弯曲力的压力下使工作台的边缘变形时，这些引导轨作用于颊板70、71的对面。这些轨道由限制摩擦力的材料制成，通常由加工过的钢、铜或合成材料制成。为了实现精确的引导，颊板70、71与工作台12的可变形部分之间不存在任何间隙；为了确保可能的最佳刚度，通常借助弹性垫圈和这些垫圈位置的精确几何调整，对这些引导轨施加预应力。

然而，使用引导轨的解决方案并不能完全满足要求。

引导轨的多个摩擦区域以及必要的预应力意味着包含相对较大的力。因此，难以控制具有槽的工作台的边缘处的变形，并可能导致弯折金属板材过程中边缘的定位很不精确(特别是当槽很长时)。另外，可能在具有槽的工作台的边缘向它的非变形位置返回时发生振动。为了消除该现象，必须润滑引导轨和/或颊板的摩擦面，由此非常需要额外的维护成本。

另外，引导轨是成本相当高的特殊部件，并且它们可能会磨损，需要更换引导轨。

发明内容

本发明用于解决上述缺陷，同时改进期望功能的性能。

本发明由此提供一种用于弯折至少一个金属板材的压弯机，该压弯机包括：固定的机架；具有与第一弯折工具相配合的边缘的第一工作台；以及具有与第二弯折工具相配合的边缘的第二工作台，该边缘正对第一工作台的边缘；第一工作台可沿运动方向朝向第二工作台移动，从而将弯曲力施加于放置在第一弯折工具与第二弯折工具之间的板材，同时第二工作台相对于机架保持固定，并且第二工作台的可变形部能够沿运动方向变形。

其中，压弯机包括至少一个连接杆，该连接杆的走向基本上垂直于运动方向，并且该连接杆有一端紧固到第二工作台的可变形部，另一端紧固到机架上。

通过本发明，在以较低的成本确保非常高的操作精度的同时，通过引导具有可变形部的工作台的变形消除任何多余的摩擦和滞后现象。(与存在槽或者任何其它的可使静止的工作台的至少一部分变形以便静止工作台的边缘顺沿与面向可移动工作台的边缘的曲线平行的曲线的系统有关)。另外，现有技术关于通过使用润滑剂限制摩擦所需的维护也被省除了，因为连接杆不需要此种维护。

有利地，第一工作台和第二工作台分别为上工作台和下工作台，并且运动方向是竖直的。

优选地，本发明的压弯机包括至少一对连接杆。在这种构造中，有利地，两个连接杆大体在包含运动方向的平面中延伸。

有利地，压弯机包括至少一个用于沿运动方向引导第一工作台运动的引导构件，并且在具有两个连接杆的实施例中，所述一对连接杆中的两个连接杆均在由引导构件在第二工作台的区域中的投影所限定的范围中延伸。

优选地，本发明的压弯机包括两对沿运动方向横向分隔的连接杆。

有利地，机架为大体平行于运动方向并沿所述方向横向分隔的两个颊板。

在本发明的一实施例中，每个连接杆为沿它的轴线呈现各种不同直径的圆柱形的形状。在该构造中，连接杆进行设置为具有较小直径的中间部分和较大直径的端部部分。

有利地，连接杆的较大直径的端部分别插入到机架中的一部分和第二工作台的可变形部分中。

有利地，连接杆的较小直径的中间部与由机架的所述部分和第二工作台的所述可变形部分构成的构件中的一个构件间隙配合。

在本发明的有利的方面，在静止时，每个连接杆沿线性的轴线延伸并且杆可弯曲，因而连接杆的端部可相对于它的线性轴线偏移值d至杆长的至少0.5％。

在本发明的特别有利的方面，第二工作台具有至少一个槽，并且可变形部在所述槽与第二工作台的边缘之间延伸。

有利地，每个连接杆由具有很大弹性模数(即，大于200MPa[megapascal])的材料制成，从而确保最大的刚度。

优选地，每个连接杆由来自锰硅钢或铬钢家族的钢与钒、锰或硅钼所组成的材料制成。实质上，任何其它的可获得充分的挠性而没有断裂或塑性变形风险的材料都可能是适合的。

附图说明

在阅读下面通过非限制实例给出的本发明的多个优选实施例的描述之后，可更好地理解本发明的其它特征和优点。参照附图进行描述，在图中：图1示出了一压弯机，该压弯机具有位于中平面P’P的各侧并从下工作台的两侧延伸的两个槽；

图2A和图2B为本发明的连接杆的实施例的视图；

图3示出了具有平行的侧部引导轴的本发明的压弯机的正视图，引导轴上安装有本发明的单独的两对连接杆。

图4为图3所示的压弯机的一部分的放大图，示出了两对连接杆中的其中一对连接杆；

图5为图4的侧视图；

图6为示出下侧引导颊板和工作台的一部分的立体图，这些构件通过一对连接杆连接在一起；

图7为下工作台上无载荷时，侧引导颊板和下工作台的一部分连同一对连接杆的截面图；

图8为下工作台承受全部载荷时，与图7相同的视图。

具体实施方式

以下，下工作台12为具有优选地分别关于压弯机的中平面P’P对称设置的槽24、26的稳固的工作台，而上工作台14为可在致动器V₁、V₂的驱动下移动的可移动的工作台。另外，致动器V₁、V₂具有用于使上工作台14沿上工作台14的运动轴线D和下工作台12的可变形部112的运动轴线D竖直运动的引导件(图中未示出)。

如上面参照图1阐述的，在位于可移动工作台14的两个对向端部的、致动器V₁、V₂的活塞的驱动作用下，稳固的工作台12的上部可变形部112，即工作台12的位于槽24和26与下工作台12的上边缘12a之间的部分，因运动D而移动或变弯。

本发明提供了一种用于附随或引导下工作台12的可变形部112的运动的解决方案，使得在施加弯曲力期间及之后，可变形部112在包含工作台12的竖直柱体内进行运动，而所述可变形部112没有任何侧向运动。下工作台12的可变形部112的“侧向运动”的术语应理解为指代两个平行的轴线X₁X₂和X₃X₄限定的空间内以外的任何运动，轴线X₁X₂和X₃X₄示于图5中并分别相应于下工作台12的对向边缘的轴线。

图2A和图2B示出了本发明的连接杆100的实施例。连接杆100沿轴线X’X延伸并包括三个大体圆柱形的部分——两个端部部分100a和100b以及在所述两个端部部分100a与100b之间的一个中间部分100c。端部部分100a与100b的直径大于中间部分100c的直径，使得所述中间部分100c具有更大的弹性弯曲性能。因此，当弯曲力施加于金属板材F时，通过中间部分100c的所述弹性弯曲，连接杆100能够附随下工作台12的上部可变形部112的运动或变形，连接杆100被它的端部100a或100b的其中之一紧固到下工作台12的上部可变形部112并被它的另一端部100a或100b紧固到压弯机的机架。

应该注意到，连接杆100的端部100b的直径大于端部100a的直径。

在图3中，两对连接杆100、101紧固到下工作台12。所述两对连接杆100、101相互分隔地设置在下工作台12的对向边缘附近。每个连接杆100或101通过它的其中一个端部100a或100b紧固到工作台12的可变形部112，而它的另一个端部100a或100b紧固到压弯机的机架的两个颊板70、71的其中之一。每个侧引导颊板70、71在两个致动器V₁、V₂的各个致动器下方竖直地延伸。颊板70、71垂直于下工作台12的平面并大体平行于运动方向D延伸。

如可在图4至图6中看出，一对之中的两个连接杆100、101沿颊板70、71的平面延伸并由此垂直于下工作台12的平面。

通过传统的机械装置将连接杆100、101的端部100b紧固到工作台12的可变形部112。在该实施例中，两个螺母200、201与端部部分100b的两端接合并贴靠工作台12的对向边缘，由此将端部部分100b刚性地紧固于工作台12。还可对可变形部112中的插入连接杆100、101的端部100b的孔设置内螺纹，并对端部100b攻螺纹使得可与所述孔的内螺纹配合。

在所选的用于说明本发明的实例中，连接杆100、101的端部100b的长度等于下工作台12的厚度。每个连接杆100、101的另一端100a插入到直径大体等于端部100a的直径的容置部300中。在该实施例中，连接杆100、101的端部100a通过销50紧固到颊板70、71。颊板70、71和连接杆100、101的端部100a包括直径大体相同的横向孔；每个所述孔贯穿颊板70、71及相应的连接杆100、101的端部100a。当端部100a插入到颊板70、71的容置部300中时，端部100a的孔与颊板70、71的孔对准，使得销50可穿过颊板70或71并进入连接杆100、101的端部100a，从而将连接杆100、101固定到颊板70、71。

连接杆100、101在它的端部100b通过多个紧固点被紧固，这构成异常刚性的紧固，具体是通过附图所示的实施例中的两个螺母200、201进行紧固。而连接杆100、101在它的端部100a仅由一个紧固点或轴紧固，端部100a、100b永久地或分离地紧固于工作台12以及颊板70、71。对于不可分离的紧固，可通过焊接或粘结完成各个端部100a、100b至工作台12的所述紧固，而对于可分离的紧固，端部可通过螺栓紧固、键紧固或以一些其它的方式机械地紧固。

另外，由于连接杆100、101的中心部分100c的直径小于端部100a、100b的直径，并由于容置部300的直径充分大于端部100a的直径，所以中心部分100s能够在容置部300内运动或弯曲。因此，即使连接杆100、101的中心部分100c最大程度地弯曲，所述杆100、101也不会接触容置部300的入口处的边缘。应该注意到，连接杆100、101在沿它的纵轴X’X拉伸/压缩方面呈现非常大的刚度。

在具有一对紧固到颊板70或71以及工作台12的可变形部112的连接杆100、101的实施例中，所述杆的端部100a、100b在颊板70或71与工作台12的可变形部112之间形成四个可变形的平行四边形的顶点。实质上，通过用一对连接杆100、101替代仅一个连接杆100、101，显著地改进了对工作台的可变形部112的引导。另外，本发明不限于使用成对的连接杆：对于每组连接杆，可设置两个以上的连接杆100、101。

图7和图8分别示出了下工作台12上无载荷时以及所述工作台12承受全部载荷时的一对连接杆100、101。在它的无载荷的初始状态中，连接杆100、101的中心部分100c弯曲，从而在它的端部100b与它的端部100a之间具有竖直偏距d；端部100b高于端部100a。连接杆100、101的端部100a与端部100b之间的偏距d构成杆100、101的预应力。当给金属板材或层板F施加力F₀时，该初始的预应力减小至零(下工作台12整个行程的一半)，随后下工作台12再次沿运动方向D移动距离d使得最终应力的值相同而符号与初始(静止时)作用于连接杆100、101上的预应力相反。在与运动方向D相反的方向(即，紧固到下工作台12的可变形部112的端部100b比紧固于颊板70或71中的端部100a高距离d)上、在端部100a与端部100b之间具有初始偏距d的优点在于：当工作台12的可变形部112移动时，连接杆100、101具有更大的弯曲能力。这使得可在更长的行程上引导工作台12的可变形部112，在图7和图8的实施例中，行程为距离2d。如果决定将预应力施加到连接杆100、101使得它的端部100b相对于端部100a、沿与运动方向D相反的方向偏移最大的距离，则连接杆100、101被引导移动它的最大偏移量的两倍的距离，以这种方式，使可变形部112可较好地弯曲，因而工作台12的边缘12a的端部确实平行于工作台14的端部14a、14b之间的下边缘14c变形。以实例说明，如果两个端部100a与100b之间的初始偏移量(沿与运动方向D相反的方向)等于1mm[毫米]，则连接杆引导下工作台12的可变形部12移动跨越的长度可至少等于2mm。

以实例说明，对于平均直径(连接杆100、101的各部分100a、100b以及100c的直径的平均值)为14mm的连接杆100、101，其长度为150mm。在该构造中，连接杆100、101的两个端部100a和100b之间的竖直偏移量可在0至1.5mm的范围内。

Claims (14)

1.一种用于弯折至少一片金属板材的压弯机，所述压弯机包括：固定的机架；具有与第一弯折工具相配合的边缘的第一工作台；以及具有与第二弯折工具相配合的边缘的第二工作台，该边缘正对第一工作台的边缘；所述第一工作台可沿运动方向朝向所述第二工作台移动，从而将弯曲力施加于放置在所述第一弯折工具与所述第二弯折工具之间的板材，同时所述第二工作台相对于所述机架保持固定，并且第二工作台的可变形部能够沿运动方向变形；所述压弯机包括至少一个连接杆，所述连接杆的走向基本上垂直于所述运动方向，并且所述连接杆有一端紧固到所述第二工作台的可变形部，另一端紧固到所述的机架上，

其中，所述第一工作台和所述第二工作台分别为上工作台和下工作台，并且所述运动方向是竖直的。

2.根据权利要求1所述的压弯机，其包括至少一对连接杆。

3.根据权利要求2所述的压弯机，其中两个连接杆大体在包含所述运动方向的平面中延伸。

4.根据权利要求1所述的压弯机，其包括至少一个用于沿所述运动方向引导所述第一工作台运动的引导构件。

5.根据权利要求4所述的压弯机，其包括至少一对连接杆，所述一对连接杆中的两个连接杆均在由所述引导构件在所述第二工作台的区域中的投影限定的范围中延伸。

6.根据权利要求1所述的压弯机，其包括两对沿所述运动方向横向分隔的连接杆。

7.根据权利要求6所述的压弯机，其中所述机架为大体平行于所述运动方向并沿所述方向横向分隔的两个颊板。

8.根据权利要求1所述的压弯机，其中，每个连接杆呈一柱体形状，该柱体沿它的轴线包括不同直径的多个圆柱形。

9.根据权利要求8所述的压弯机，其中所述连接杆具有较小直径的中间部和较大直径的端部。

10.根据权利要求9所述的压弯机，其中，所述较大直径的端部分别插 入到所述机架的一部分和所述第二工作台的所述可变形部分中。

11.根据权利要求10所述的压弯机，其中，连接杆的所述较小直径的中间部与由所述机架的所述部分和所述第二工作台的所述可变形部分构成的构件中的一个构件间隙配合。

12.根据权利要求1所述的压弯机，其中，在静止时，每个连接杆沿线性的轴线延伸并且所述连接杆可弯曲，因而所述连接杆的端部可相对于它的线性轴线偏移值至所述连接杆的长度的至少0.5％。

13.根据权利要求1所述的压弯机，其中所述第二工作台具有至少一个槽，并且其中所述可变形部在所述槽与所述第二工作台的上边缘之间延伸。

14.根据权利要求1所述的压弯机，其中每个连接杆由具有很大弹性模数的材料制成，即，大于200MPa。 

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