一种头部定位加工中部折弯的工件的生产方法及折弯设备

技术领域

本发明属于工件塑性成型方法和设备领域，具体涉及一种头部定位加工中部折弯的工件的生产方法及折弯设备。

背景技术

工业生产中常涉及一个零部件的头部定位加工、中部折弯成型，如干式变压器的高压引线，其就是采用铜管通过折弯和机加工成型，具体的，高压引线的中部通过折弯设备折弯成型，头部通过定位机加工成型。关于其头部的结构如图1所示，包括拍扁结构1，拍扁结构1上加工有长孔2，且头部的端面进行倒圆角加工。

由于铜管折弯过程中变形尺寸无法保证，因此传统的高压引线成型步骤是先将铜管折弯，然后再对铜管的两端进行拍扁，按照设计的尺寸位置进行孔加工，并对头部的端面进行倒圆角加工。因铜管折弯的不定时性和不固定性，只能采用冷加工的方式进行折弯加工，传统的折弯方法是一端固定，将铜管绕固定轴弯曲，这种折弯方法易造成铜管在折弯处变形为扁平状，无法满足外观设计要求。现行的折弯方法会设计专用的折弯设备，如授权公告日为2015年11月18日、授权公告号为CN204770034U的中国实用新型专利公开的一种高压引线铜管折弯设备，其工作台上固定有销柱、前转盘、弯管臂和后转盘，使用时，铜管的一端固定并由销柱限位，折弯处与前转盘的侧壁圆弧环槽接触，圆弧环槽紧密贴合铜管的折弯处并产生引导，铜管的另一端与后转盘的圆弧环槽配合，转动弯管臂，驱动铜管折弯。

采用该设备虽然能够按照外观设计要求将铜管进行折弯，但是这种折弯方法折弯尺寸依旧无法保证，导致铜管的下料尺寸无法确定，只能加大下料尺寸，且只能采用传统的先中部折弯再进行头部定位加工的方式进行生产，保证产品尺寸后洗掉多于尺寸。由于铜管折弯后不便于进行定位拍扁、钻孔和端面的倒圆角加工，因此，这样的加工方法造成高压引线成型难度大且存在材料浪费的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种头部定位加工中部折弯的工件的生产方法，以解决现有技术中生产头部定位加工、中部折弯成型的工件时因先进行中部折弯再进行头部定位加工所存在的制造困难且存在材料浪费的技术问题；本发明的目的还在于提供一种实施上述折弯操作的折弯设备。

为实现上述目的，本发明所提供的头部定位加工中部折弯的工件的生产方法的技术方案是：

一种头部定位加工中部折弯的工件的生产方法，其特征是，先按照计算尺寸下料得到坯料，然后对坯料定位进行头部成型加工，完成对坯料头部的成型加工后，对坯料进行折弯加工，折弯加工时采用至少两个挡止件组成挡止结构组与坯料折弯部的两侧挡止配合，然后对坯料的折弯部施加折弯力进行折弯加工。

有益效果为：对坯料进行折弯成型时，采用挡止件组来对坯料折弯部的两侧进行挡止，无需对坯料的端部进行固定，在此基础上，对坯料的折弯部施力使坯料折弯时，坯料不会产生过大的延展，使得坯料成型的形状和折弯尺寸更加容易控制，也正是基于此，下料时无需加大下料尺寸，避免产生材料浪费，与此同时，由于折弯变形更易控制，可以在折弯成型前先对坯料的端部进行定位加工，而未被折弯的坯料的定位更加方便和容易，由此确保工件的生产制造更加容易简单。

作为进一步地改进，采用转动轴线与折弯力垂直的转动轮作为挡止件。

有益效果为：折弯过程中挡止件能够转动，避免挡止件对坯料施加过大摩擦力而导致坯料在折弯变形过程产生过大延展，提高工件折弯尺寸的可控性。

作为进一步地改进，施加折弯力对坯料的折弯部进行折弯加工时，控制变形速度随着变形量的增大而逐渐减小。

有益效果为：随着变形临近结束逐渐减慢变形速度，为材料发生塑性变形提供足够的时间，确保成型出来的工件的尺寸精度。

作为进一步地改进，折弯变形达到预设变形量后保压一段时间。

有益效果为：保压使坯料产生足够的塑性变形，减少工件的回弹，提高工件的成型精度。

为实现上述目的，本发明所提供的折弯设备的技术方案是：

一种折弯设备，包括工作平台，工作平台上设置有挡止结构组，挡止结构组包括沿水平方向间隔布置在所述工作平台上的两个挡止件，所述挡止结构组用于与待折弯的型材折弯部的两侧挡止配合，两挡止件之间的间隔用于在成型过程中避让型材的变形部分，定义第一方向为沿工作平台的台面穿过挡止结构组两挡止件之间的间隔的方向，所述折弯设备还包括沿第一方向导向移动地设置在所述工作平台上的压块，工作平台上还设置有驱动机构，驱动机构具有能够沿第二方向输出推拉动作的驱动端，驱动端与压头之间通过连杆传动连接，连杆的两端与驱动端和压块铰接，第一方向与第二方向垂直，使得驱动端沿第二方向的运动能够转化为压块沿第一方向的运动。

有益效果为：对坯料进行折弯成型时，采用挡止件组来对坯料折弯部的两侧进行挡止，无需对坯料的端部进行固定，在此基础上，对坯料的折弯部施力使坯料折弯时，坯料不会产生过大的延展，使得坯料成型的形状和折弯尺寸更加容易控制，与此同时，驱动机构通过连杆与压块传动连接，且压块的运动方向与驱动机构的驱动端的运动方向相垂直，使得压块在运动行程的末端运动速度更慢，实现对工件折弯变形的保压，使得工件更加可靠地达到预设变形量。

作为进一步地改进，所述驱动机构还包括驱动缸和驱动块，驱动缸的推杆轴线沿第二方向延伸，所述驱动块沿在第二方向上延伸的导轨导向移动地安装在所述工作平台上，驱动块在驱动缸的驱动下沿第二方向往复运动，所述驱动块构成驱动机构的驱动端。

有益效果为：具体工作时驱动缸推动驱动块沿着导轨做实现运动，驱动块再通过推杆推动压块动作，连杆的反作用力施加在驱动块上而不会施加在驱动缸的推杆上，由此可避免驱动杆的推杆在径向上受力，实现对驱动缸的保护。

作为进一步地改进，所述工作平台上具有定位结构，使得操作人员能够在型材的相应部分到达定位结构所在位置时确定型材成型完毕。

有益效果为：设置定位结构便于操作人员及时控制驱动结构的启停，提高批量产品成型尺寸的一致性。

作为进一步地改进，所述定位结构为设置在工作平台上的定位槽，定位槽用于插装定位件，所述定位件用于在型材成型完成时与型材的端部挡止配合。

有益效果为：设置定位件与型材的端部挡止配合，便于操作人员更加准确地判断型材成型到位。

作为进一步地改进，所述压块通过设置在工作平台上的导轨导向移动地设置在所述工作平台上，挡止件为通过轮座安装在工作平台上的挡轮。

有益效果为：压块通过导轨安装在平台上，简单方便地实现压块在工作平台上的导向移动安装，提高压块的运动精度，与此同时，采用能够转动的挡轮作为挡止件，避免挡止件对坯料施加过大摩擦力而导致坯料在折弯变形过程产生过大延展，提高工件折弯尺寸的可控性。

作为进一步地改进，所述导轨和轮座朝向压块的端面平齐。

有益效果为：导轨和轮座朝向压块的端面平齐，使得轮座能够接续导轨起到对压块的导向作用，提高压块运动的平稳性。

附图说明

图1为干式变压器高压引线的端部结构示意图；

图2为本发明中折弯设备的实施例1的主视结构示意图；

图3为本发明中折弯设备的实施例1的俯视结构示意图；

图4为本发明中头部定位加工中部折弯的工件的生产方法实施例1中用到的模具的结构示意图；

附图标记说明：

1、拍扁结构；2、长孔；3、底架；4、工作平台；5、挡轮；6、轮座；7、压板；8、铜管；9、压块；10、水平导轨；11、驱动缸；12、驱动块；13、连杆；14、气缸底座；15、竖直导轨；16、脚控开关；17、定位槽；18、定位板；19、上模板；20、模柄；21、凸模固定板；22、导柱；23、凸模；24、下模板；25、凹模；26、定位板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的折弯设备的具体实施例1，本实施例中以折弯铜管成型干式变压器高压引线为例对本发明中的头部定位加工中部折弯的工件的生产方法及相关的折弯设备进行介绍，在其他实施例中，该头部定位加工中部折弯的工件生产方法还可以用于生产其他类似结构的零件，该折弯设备还可以用于成型其他需要折弯的工件。

如图1所示，折弯设备包括底架3，底架3上设置有工作平台4，工作平台4具有能够安装相关机械部件的台面，如图2所示，工作平台4上安装有挡轮组，挡轮组包括两个挡轮5，各挡轮5通过对应的轮座6间接安装在工作平台4上，具体的，轮座6为长方体块状结构，轮座6上设置有竖直转轴，挡轮5通过竖直转轴转动安装在轮座6上，为了防止挡轮5向上脱出竖直转轴，竖直转轴上端伸出挡轮5，并在竖直转轴伸出挡轮5的端部上固定压板7，利用压板7对挡轮5进行定位。本实施例中，两挡轮5的竖直转轴共用同一压板，在其他实施例中，可针对各竖直转轴专门设置压板。

设置挡轮组用于对待折弯成型的铜管8进行挡止，挡轮组的两挡轮5之间具有间隔，该间隔用于在铜管8折弯成型过程中避让铜管8的变形部分。

对应挡轮组还设置有压块9，压块9通过水平导轨10沿左右方向导向移动地安装在工作平台上，压块9的运动轨迹的延长线穿过挡轮组的两挡轮5之间的间隔。本实施例中，如图1所示，挡轮5为具有环槽的轨轮，使得挡轮5能够在上下方向上对待成型的铜管8进行限位约束。如图2所示，压块的右端为弧形端，与此同时，如图1所示，压块的右端开设有用于容纳铜管和在上下方向上对铜管的变形部分进行限位约束的槽。本实施例中，水平导轨10与压块9的配合面与两轮座6相对的侧面平行，使得轮座6能够接续导轨对压块9进行导向。

为了驱动压块9运动，折弯设备还包括驱动机构，具体的，驱动机构包括驱动缸11、驱动块12和连杆13，驱动缸11通过气缸底座14安装在工作平台4上，定义压块9的运动方向为第一方向，驱动缸的驱动杆的运动方向为第二方向，第一方向与第二方向垂直，因此，本实施例中第二方向为上下方向，具体的，驱动缸11的驱动杆朝下地设置在工作平台4上，且与工作平台4之间有一定的距离，气缸底座上固定有竖直导轨15，驱动块12通过竖直导轨15上下可导向移动地设置在工作平台4上，驱动块12与驱动缸11的驱动杆固定连接，使得驱动块能够在驱动杆的驱动下上下往复导向移动。连杆13的左端为驱动端，右端为传动端，驱动端转动轴线水平地铰接在驱动块12上，传动端转动轴线水平地铰接在压块9上，驱动端的转动轴线和传动端的转动轴线平行且驱动端的位置高于传动端。

工作时，当驱动缸11推动驱动块12向下运动时，连杆13的驱动端的向下运动转化为传动端的水平向右运动，进而推动压块挤压铜管8变形。成型完成后，驱动缸11的驱动杆向缸内缩入，带动驱动块12向上运动，连杆13的驱动端的竖直向上运动转化为驱动端的水平向左运动并带动压块9向左运动，操作人员可以将成型完毕的铜管取下。

本实施例中，挡轮组的右侧为操作人员站立区，使得操作人员便于进行铜管的取放操作，与此同时，在底架3的右侧设置脚控开关16，使得操作人员在操作人员站立区即可通过脚控开关控制驱动缸11的动作。本实施例中，驱动缸11为气缸，在其他实施例中，驱动缸11还可以为液压缸。

如图3所示，为了便于操作人员确认铜管8成型完毕，工作平台4上还设置有定位结构，本实施例中，定位结构为开设在工作平台4上的定位槽17，实际操作时，在定位槽17内插装定位件，本实施例中定位件为定位板18，完成插装后，定位板18的高度满足能够与铜管8的端部挡止配合，这样当铜管8折弯成型过程中，铜管8的端部与定位板18接触挡止时，操作人员即可知晓铜管8成型完毕，而后即使通过脚控开关16操作驱动缸11停止驱动杆的向下运动。在其他实施例中，定位结构还可以为开设在工作平台4上的插孔，对应的，定位件为用于插装在插孔内的插销。当然，定位结构还可以为刻划在工作平台上的划痕标记，也可以为涂在工作平台上的作为参考的涂层标记。

基于挡轮组通过两挡轮5与铜管8配合，且驱动杆11稳定的动力输出，压块9相对于两挡轮5位移的一致性高，因此可根据计算及经验推算出铜管的合适折弯系数，这样就可以准确下料，并在折弯前进行拍扁及端部倒圆角和长孔的加工，提高干式变压器高压引线的成产效率。

本发明所提供的折弯设备的具体实施例2，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中驱动机构设置有驱动块，在本实施例中，连杆直接铰接驱动缸的驱动杆上。

本发明所提供的折弯设备的具体实施例3，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中工作平台上设置有水平导轨，本实施例中，在工作平台上开设导槽，导槽沿沿左右方向延伸，压块底部具有与导槽配合的导向凸起，压块通过导向凸起与导槽配合实现在工作平台上沿水平方向导向移动的安装。

本发明所提供的折弯设备的具体实施例4，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中第一方向为左右方向，第二方向为上下方向，本实施例中，第二方向为前后方向，驱动缸直接固定在工作平台上。当然，在其他实施例中，第一方向和第二方向还可以其他任意方向，只要满足二者的垂直关系即可。

本发明所提供的折弯设备的具体实施例5，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，折弯设备的挡止件为挡轮，本实施例中，挡止件为固定在工作平台上的挡块。

本发明中头部定位加工中部折弯的工件的生产方法的实施例，先按照设计尺寸进行下料得到坯料，然后，对坯料的头部进行定位加工，具体的，在拍扁结构上加工出长孔2并对头部的端面进行倒圆角加工，然后将头部定位加工完成后的半成品放置在上述折弯设备实施例1-5任意一项中的折弯设备上，利用折弯设备进行折弯加工，成型出高压引线。折弯成型过程中，随着变形量增大，变形速度这件减慢，在到达设计的变形量后使折弯力减小并保持一段时间，使得铜管发生充分的变形。

对于头部加工阶段，可以选择相应的能够对铜管端部施加压力拍扁的设备，如压力机，成型出拍扁结构1后将头部完成拍扁的坯料定位装夹在机加工设备上，如加工中心上，加工出长孔2并对头部的端面进行倒圆角加工。

本实施例中，先将坯料的头部拍扁成型出拍扁结构1，然后采用如图4所示的模具对拍扁结构1进行加工，具体的，该模具包括上模板19以及固定在上模板19上的模柄20，模柄20用于与压力机装夹配合，位于上模板19下侧的凸模固定板21上固定有导柱22和凸模23，相对应的，下模板24上固定有凹模25，凹模25上固定有定位板26，定位板26上具有对坯料进行定位的定位槽，凸模23具有对拍扁结构1的端部进行切圆角的切刃和在拍扁结构1上冲出长孔2的冲头。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。