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CN113894188B - 用于圆弧形壁板高效等距压弯成形的方法及装置 - Google Patents

用于圆弧形壁板高效等距压弯成形的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于圆弧形壁板高效等距压弯成形的方法及装置，包括数控压弯机，所述数控压弯机包含上压弯模和下压弯模，所述数控压弯机的进料口处设置有前电动送料机，所述数控压弯机的出料口处设置有后电动送料机；所述上压弯模上设置有光电开关，所述光电开关朝下设置。通过等距压弯的方式，逐段累积形变使整个壁板表面成形为所需外形，且通过上压弯模和两个下压弯模配合的三点压弯方法，有助于提高壁板的成形效果，且适用性强；通过前电动送料机、后电动送料机、光电开关以及浅刻线的配合，实现了对壁板的自动送料以及对壁板压弯位置的自动定位，有助于提高对壁板压弯作业的工作效率，进而有助于提高批量化生产进度。

Description

用于圆弧形壁板高效等距压弯成形的方法及装置
技术领域
本发明涉及金属塑性成形领域，具体地，涉及一种用于圆弧形壁板高效等距压弯成形的方法及装置。
背景技术
壁板是航天航空飞行器上广泛使用的主承力构件，也是飞行器气动外形的重要组成，多采用高强铝合金材料制造，内部包含蒙皮、筋条、凸台等结构要素。在航天航空领域，大量壁板采用圆弧外形，如运载火箭贮箱壁板、空间站舱体壁板及大飞机中机身壁板，这类壁板在制造时，多采用先机械加工内部结构，再压弯成形出圆弧外形的方法。
现有公开号为CN104646475B的中国专利，其公开了一种铝合金飞机整体壁板多点成形方法，该方法将带筋的铝合金整体壁板放置于可快速重构模面的上下多点模具之间，筋条之间填充填料，壁板与多点模具之间放置弹性垫，用模具对压方式按照可控制的变形路径逐步成形出带有筋条的铝合金整体壁板零件。该专利主要利用大型多点模具对壁板进行多道次整体压弯，使壁板达到目标外形，压弯前壁板内部需放置填料。其主要问题是，必须使用成本昂贵的大型多点模具，目前能够开发的多点模具幅面有限，导致难以成形大幅面壁板。
发明人认为，现有技术中的壁板压弯成形方法的适用性不足、效率差，存在待改进之处。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于圆弧形壁板高效等距压弯成形的方法及装置。
根据本发明提供的一种用于圆弧形壁板高效等距压弯成形的方法,包括如下步骤：S1、对板坯进行机械加工形成壁板的内部结构；S2、用机床在所述壁板上加工出等间距的浅刻线，再对所述浅刻线着色并依次标号，作为后续壁板表面各压弯线的定位基准；S3、将所述壁板放置到位于数控压弯机进料口处的前电动送料机上，启动所述前电动送料机将壁板待压弯区域输送至数控压弯机上压弯模的下方；S4、所述上压弯模上的光电开关扫描到浅刻线时，所述光电开关控制前电动送料机断电，即完成对所述浅刻线的定位；S5、所述数控压弯机的上压弯模对完成定位的所述浅刻线进行下压作业，完成对壁板一段区域的压弯。S6、压弯结束后，开启所述前电动送料机带动壁板继续运动，不断重复步骤S4和步骤S5，直至完成对所述壁板一半区域的等距压弯成形；S7、将壁板完全移动至所述位于数控压弯机出料口的后电动送料机上，启动后电动送料机，所述后电动送料机带动壁板尚未压弯的区域运动至数控压弯机上压弯模的下方，重复步骤S4和步骤S5，完成对壁板一段区域的压弯；S8、压弯结束后，开启所述后电动送料机带动壁板继续运动，不断重复步骤S4和步骤S5，直至完成对所述壁板另一半区域的等距压弯成形。
优选地，针对所述步骤S2，所述浅刻线设置在壁板边缘位置的加工余量区内。
优选地，针对所述步骤S3，所述前电动送料机带动壁板待压弯区域以5～10mm/s的速度运动至上压弯模的下方。
优选地，所述上压弯模作用于壁板带筋面。
根据本发明提供的一种用于圆弧形壁板高效等距压弯成形的装置,包含数控压弯机，所述数控压弯机包含上压弯模和下压弯模，所述数控压弯机的进料口处设置有前电动送料机，所述数控压弯机的出料口处设置有后电动送料机；所述上压弯模上设置有光电开关，所述光电开关朝下设置。
优选地，所述上压弯模的两端分别开设有安装孔，所述光电开关在任一安装孔内均安装有一个。
优选地，所述前电动送料机和后电动送料机二者均通过电机驱动表面滚轮转动。
优选地，所述光电开关与前电动送料机和后电动送料机二者之间均设置有用于控制其通电或断电的控制电路。
优选地，所述数控压弯机包含上压弯模和两个下压弯模，两个所述下下压弯模呈水平间隔设置，所述上压弯模正对两个下压弯模的中部。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过等距压弯的方式，逐段累积形变使整个壁板表面成形为所需外形，且通过上压弯模和两个下压弯模配合的三点压弯方法，有助于提高对壁板变形的控制能力，对不同大小、结构的壁板，且适用性强，成形效果好；
2、本发明通过前电动送料机、后电动送料机以及光电开关配合，实现了对壁板的自动送料，有助于提高对壁板压弯作业的工作效率，进而有助于提高批量化生产进度；
3、本发明通过光电开关和浅刻线的配合，实现了对壁板等距压弯位置的自动化精确定位，能够提高系统的自动化程度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明主要体现圆弧形壁板等距压弯成形时的自动送料及定位示意图。
图中所示：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，根据本发明提供的一种用于圆弧形壁板等距压弯的方法，包括如下步骤：S1、使用数控机床对板坯进行机械加工，铣切出壁板4的内部结构。
S2、用机床在壁板4两侧边缘位置的加工余量区内加工出等间距的浅刻线，再通过黑色标记笔对浅刻线描黑着色并依次标号，从而使浅刻线作为后续壁板4表面各压弯线的定位基准。
S3、将壁板4放置到位于数控压弯机进料口处的前电动送料机5上，启动前电动送料机5，前电动送料机5上表面的滚轮在电机的驱动下转动并带动壁板4待压弯区域运动至上压弯模1的下方。
S4、上压弯模1上的光电开关2扫描到壁板4表面的浅刻线时，光电开关2电平信号跳变，并通过控制电路控制前电动送料机5断电，前电动送料机5和壁板4停止运动，即完成对浅刻线的定位。
S5、启动数控压弯机，数控压弯机的上压弯模1向下运动对完成定位的浅刻线进行下压作业，上压弯模1和位于其下方的两个下压弯模3同时作用于壁板4，从而利用三点压弯的方式对壁板4浅刻线定位的一段区域位置进行压弯。
S6、压弯结束后，开启前电动送料机5带动壁板4继续运动，不断重复步骤S4和步骤S5，直至完成对壁板4一半区域的等距压弯成形。此时壁板4表面一半区域为圆弧面，另一半区域为平面。
S7、将壁板4完全移动至位于数控压弯机出料口的后电动送料机6上，启动后电动送料机6，后电动送料机6带动壁板4运动，并将壁板4尚未压弯的区域输送至数控压弯机上压弯模1的下方，重复步骤S4和步骤S5，对壁板4的平面区域进行压弯。
S8、压弯结束后，开启后电动送料机6带动壁板4继续运动，不断重复步骤S4和步骤S5，直至完成对壁板4另一半区域的等距压弯成形。
通过对壁板4进行等距压弯形成圆弧形壁板4，逐段变形累积使整个壁板4表面成形为所需外形，有助于提高对壁板4变形的控制能力，对不同大小、结构的壁板4适用性强，成形效果好。且能够自动送料和定位，实现了批量化生产的便捷性。通过光电开关2感应浅刻线进行定位，定位精度高，可靠性强。
如图1所示，根据本发明提供的一种用于圆弧形壁板等距压弯的装置，包含数控压弯机，数控压弯机包含上压弯模1和下压弯模3，上压弯模1位于下压弯模3的上方，两个下压弯模3在数控压弯机上水平间隔安装，且上压弯模正对于两个下压弯模3的中部，从而借助上压弯模1和两个下压弯模3配合实现三点压弯。
进一步地，上压弯模1和两个下压弯模3的型面均为弧面，上压弯模1和两个下压弯模3的长度方向均与壁板4上的浅刻线的长度方向平行，从而实现对以浅刻线为定位基准的壁板4进行压弯作业。
上压弯模1上安装有光电开关2，所述光电开关2朝下设置，上压弯模1的两端分别开设有安装孔，两个安装孔内均嵌设安装有光电开关2。两个光电开关2均能够对经过着色处理的浅刻线进行感应。数控压弯机的进料口处安装有前电动送料机5，数控压弯机的出料口处设置有后电动送料机6，且前电动送料机5和后电动送料机6二者均通过电机驱动表面滚轮转动。光电开关2与前电动送料机5和后电动送料机6二者之间均设置有用于控制其通电或断电的控制电路，该控制电路为现有技术中常用的控制电路。
当两个光电开关2扫描到浅刻线时，光电开关2通过控制电路将电平信号传递至前电动送料机5或后电动送料机6，并控制前电动送料机5或后电动送料机6断电，实现对壁板4压弯位置的定位。
优选例
如图1所示，根据本发明提供的一种用于圆弧形壁板等距压弯的方法，包括如下步骤：S1、使用数控机床对板坯进行机械加工，铣切出壁板4的内部结构。
S2、用机床在壁板4两侧边缘位置的加工余量区内加工出等间距的浅刻线，再通过黑色标记笔对浅刻线描黑着色并依次标号，本申请的标号采用英文字母进行依次标号，从而使浅刻线作为后续壁板4表面各压弯线的定位基准。
S3、将壁板4放置到位于数控压弯机进料口处的前电动送料机5上，启动前电动送料机5，前电动送料机5上表面的滚轮在电机的驱动下转动并带动壁板4待压弯区域以5mm/s的速度运动至上压弯模1的下方。
S4、当上压弯模1上的光电开关2扫描到壁板4表面浅刻线时，光电开关2电平信号跳变，并通过控制电路控制前电动送料机5断电，前电动送料机5和壁板4停止运动，即完成对浅刻线的定位。
S5、启动数控压弯机，数控压弯机的上压弯模1向下运动对完成定位的浅刻线进行下压作业，上压弯模1和位于其下方的两个下压弯模3同时作用于壁板4，从而利用三点压弯的方式对壁板4浅刻线定位的一段区域进行压弯。
S6、压弯结束后，开启前电动送料机5带动壁板4继续运动，不断重复步骤S4和步骤S5，直至完成对壁板4一半区域的等距压弯成形。此时壁板4表面一半区域为圆弧面，另一半区域为平面。
S7、将壁板4完全移动至位于数控压弯机出料口的后电动送料机6上，启动后电动送料机6，后电动送料机6带动壁板4运动，并将壁板4尚未压弯的区域以5mm/s的速度输送至数控压弯机上压弯模1的下方，重复步骤S4和步骤S5，对壁板4的一段平面区域进行压弯。
S8、压弯结束后，开启后电动送料机6带动壁板4继续运动，不断重复步骤S4和步骤S5，直至完成对壁板4另一半区域的等距压弯成形。
工作原理
通过对板坯进行机械加工形成壁板4的内部结构；再用机床在壁板4上加工出等间距的浅刻线，然后再对所述浅刻线着色并依次标号，作为后续壁板4表面各压弯线的定位基准，之后将壁板4放置到位于数控压弯机进料口处的前电动送料机5上，启动前电动送料机5将壁板4待压弯区域输送至数控压弯机上压弯模1的下方，当上压弯模1上的光电开关2扫描到浅刻线时：光电开关2控制前电动送料机5断电，即完成对所述浅刻线的定位，之后数控压弯机的上压弯模1对完成定位的所述浅刻线进行下压作业，完成对该浅刻线所对应的区域的压弯；压弯结束后，开启前电动送料机5带动壁板4继续运动，直至完成对壁板4一半区域的等距压弯成形，之后将壁板4完全移动至位于数控压弯机出料口的后电动送料机6上，再启动后电动送料机6，后电动送料机6带动壁板4尚未压弯的区域运动至数控压弯机上压弯模1的下方，通过光电开关2完成对浅刻线的定位，之后进行压弯，压弯结束后，开启后电动送料机6带动壁板4继续运动，直至完成对壁板4另一半区域的等距压弯成形。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (6)

1.一种用于圆弧形壁板高效等距压弯成形的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、对板坯进行机械加工形成壁板(4)的内部结构；
S2、用机床在所述壁板(4)上加工出等间距的浅刻线，再对所述浅刻线着色并依次标号，作为后续壁板(4)表面各压弯线的定位基准；
S3、将所述壁板(4)放置到位于数控压弯机进料口处的前电动送料机(5)上，启动所述前电动送料机(5)将壁板(4)待压弯区域输送至数控压弯机上压弯模(1)的下方；
S4、所述上压弯模(1)上的光电开关(2)扫描到浅刻线时，所述光电开关(2)控制前电动送料机(5)断电，即完成对所述浅刻线的定位；
S5、所述数控压弯机的上压弯模(1)对完成定位的所述浅刻线进行下压作业，完成对壁板(4)一段区域的压弯；
S6、压弯结束后，开启所述前电动送料机(5)带动壁板(4)继续运动，不断重复步骤S4和步骤S5，直至完成对所述壁板(4)一半区域的等距压弯成形；
S7、将壁板(4)完全移动至所述位于数控压弯机出料口的后电动送料机(6)上，启动后电动送料机(6)，所述后电动送料机(6)带动壁板(4)尚未压弯的区域运动至数控压弯机上压弯模(1)的下方，重复步骤S4和步骤S5，完成对壁板(4)一段区域的压弯；
S8、压弯结束后，开启所述后电动送料机(6)带动壁板(4)继续运动，不断重复步骤S4和步骤S5，直至完成对所述壁板(4)另一半区域的等距压弯成形；
针对所述步骤S2，所述浅刻线设置在壁板(4)边缘位置的加工余量区内；
针对所述步骤S3，所述前电动送料机(5)带动壁板(4)待压弯区域以5～10mm/s的速度运动至上压弯模(1)的下方;
所述上压弯模(1)作用于壁板(4)带筋面。
2.一种用于圆弧形壁板高效等距压弯成形的装置，其特征在于，采用权利要求1所述的用于圆弧形壁板等距压弯的方法，包含数控压弯机，所述数控压弯机包含上压弯模(1)和下压弯模(3)，所述数控压弯机的进料口处设置有前电动送料机(5)，所述数控压弯机的出料口处设置有后电动送料机(6)；
所述上压弯模(1)上设置有光电开关(2)，所述光电开关(2)朝下设置。
3.如权利要求2所述的用于圆弧形壁板高效等距压弯成形的装置，其特征在于，所述上压弯模(1)的两端分别开设有安装孔，所述光电开关(2)在任一安装孔内均安装有一个。
4.如权利要求2所述的用于圆弧形壁板高效等距压弯成形的装置，其特征在于，所述前电动送料机(5)和后电动送料机(6)二者均通过电机驱动表面滚轮转动。
5.如权利要求2所述的用于圆弧形壁板高效等距压弯成形的装置，其特征在于，所述光电开关(2)与前电动送料机(5)和后电动送料机(6)二者之间均设置有用于控制其通电或断电的控制电路。
6.如权利要求2所述的用于圆弧形壁板高效等距压弯成形的装置，其特征在于，所述数控压弯机包含上压弯模(1)和两个下压弯模，两个所述下压弯模呈水平间隔设置，所述上压弯模(1)正对于两个下压弯模的中部。
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