一种扇形板的锥形弯弧加工方法

技术领域

本发明属于锥形弯弧技术领域，具体涉及一种扇形板的锥形弯弧加工方法。

背景技术

现有技术中对锥形零件板、扇形零件板进行弯弧加工制作时，通常采用卷板机进行卷制，申请号为CN202111247323.7的中国发明专利公开了扇形板体弯曲工艺装置与工作方法，该装置为一种卷板机装置，将扇环形板放置在锥套状塑形工装外侧，通过塑形滚压单元弯曲塑性形变成圆锥套，但该装置的加工依赖于锥套状塑形工装，锥套状塑形工装结构固定，面对不同尺寸大小、不同加工要求的锥形零件板或扇形零件板，例如制作圆锥等有尖端部位的扇形零件板、锥形板或异形板，卷板机装置难以直接应用进行卷制，改造难度也较大。现有技术中也有使用折弯方式对零件板进行折弯压制加工方法，但该方法折弯的零件板弯弧部分有压制折弯痕迹，往往达不到加工均匀的目的。

现有运用压弯的方式代替卷制和折弯、对扇形板进行锥形弯弧加工的方法，申请号为CN202210203228.5的中国发明专利公开了天圆地方管件加工制作方法及加工装置，在待加工的金属板上确定天圆地方管件的放样展开图，确定金属板上的压制线，再将上述金属板置于天圆地方管件加工装置的压制承托梁上，依次对压制线进行压弯以完成所有压制，最后沿压制线折叠金属板并形成天圆地方管件，但方法中的四个锥形弯弧部分具有弧形自对称并相互对称、弧形相同、弧形部分较窄等特殊性，难以应用于扇形板的大范围弯弧压制或不同弧度的弯弧压制，也难以一次性成功使用，精细设备压制又会大幅度提升制造成本。

因此，亟需一种能快速进加工扇形板、弯弧加工均匀、有效减少弯弧加工时间及降低制造成本的锥形弯弧加工方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种扇形板的锥形弯弧加工方法，旨在解决现有锥形弯弧加工方法中存在的设备不匹配、弯弧加工不均匀、难以应用于扇形板的大范围弯弧压制或不同弧度的弯弧压制、难以一次性成功使用、制造成本昂贵等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种扇形板的锥形弯弧加工方法，包括：

根据锥形弯弧直径和弧度制作检测样板、选用适配的类圆锥形上模具并调整两个呈八字形分布的下模具之间的张开角度，再将待加工板件平铺于平整的检测样板上并在待加工板件上弹出多条素线，然后将待加工板件放入加工装置，使素线与上模具轴线对应的上模具下表面投射线重合，最后启动加工装置逐一对所有素线进行弯弧压制。

在一些实施例中，包括如下步骤：

S1、根据加工要求所需的锥形零件板弯弧的直径、侧面弧度和底面弧度，计算出对应的完整圆锥的底面半径、侧面母线长度以及侧面展开形成的扇形弧度，制作用于加工压制锥形零件板弯弧的检测样板；

S2、选用合适形状的上模具，找到上模具轴线在上模具底端压制面上的投射线，并与上模具的端面上标出投射线的端点；

S3、根据锥形零件板的加工弧度，调整两个呈八字形分布的下模具之间的张开角度；

S4、将待加工板件平铺于平整的扇形检测样板上，利用粉线依次连接检测样板的圆心与扇形外周上多个均匀分布的标识点，并在待加工板件上弹出多条素线；

S5、将待加工板件放置于加工装置内上模具和两个下模具之间，将素线的两端与上模具两侧端面上的投射线端点重合，启动加工装置以素线为压制线进行局部弯弧压制；

S6、一条素线压制完成后，重复S5的步骤进行下一条素线的压制，直至逐一完成所有素线的弯弧压制。

在一些实施例中，在S3中，将下模具沿上模具的一端水平转动，调节两个下模具之间的张开角度，使张开角度小于所需锥形弯弧的侧面弧度，且下模具始终沿上模具轴线所在的竖直面对称分布。

在一些实施例中，在S4中，将扇形零件板的内外弧进行等分，使用粉线连接内外弧上对应的等分点进行素线弹制，弹出所有的素线。

进一步的，在一些实施例中，相邻两个连接点之间的最大距离不大于完整圆锥底面周长的一半。

进一步的，在一些实施例中，在S2至S4中，当待加工件为锥形件时，将锥形件的尖角点与锥形件弧形等分点进行素线弹制，将上模具和下模具同步进行平面旋转至模具两端无阻拦物再进行S5至S6的加工步骤。

进一步的，在一些实施例中，在S4中，当待加工件为异形件时，将待加工件固定于检测样板上，将待加工件和检测样板一起放入加工装置内，进行S5至S6的加工步骤，加工完成后再将待加工件从检测样板上拆除。

本发明还提供了用于实现上述扇形板的锥形弯弧加工方法的加工装置，其特征在于，包括平台和设置于平台上的门型框架，所述门型框架上转动安装有液压机构和可更换的上模具，所述液压机构的输出端连接所述上模具的顶端，所述上模具呈类半圆台形，所述门型框架的两侧设置有至少两个下模具，至少两个所述下模具沿所述上模具的轴线竖直面呈八字形分布。

在一些实施例中，所述上模具的顶面为水平面，所述下模具呈圆辊状。

进一步的，在一些实施例中，所述上模具正下方设置有长条形的底座，所述底座顶面的弧度不大于加工要求所需的锥形弯弧弧度。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明提供的扇形板的锥形弯弧加工方法通过制作检测样板、调整上模具形状和下模具张开角度、以多条素线为压制线逐一进行局部压弯，使该弯弧加工方法能够解决锥形弯弧加工难的问题，降低了加工难度，提高了对锥形弯弧加工的可控性，同时两个张开的下模具与向下运动的上模具对待加工件整体起到折弯的效果，结合了压弯和折弯的优点，加工成弧时层次均匀，弯弧曲率一致，内外弧弯曲光滑，提高了加工效果，提升了单次加工成功率。

2、本发明提供的扇形板的锥形弯弧加工方法的加工装置，通过设置可更换的上模具和两个张开角度可调的下模具，利用上模具类半圆台状的下表面压制弯弧，利用下模具的张开角度配合上模具的下压进行折弯，使装置满足不同弧度的锥形弯弧加工需求，解决了不同锥形弯弧加工装置之间难以通用的问题，适用于扇形板的大范围弯弧压制或不同弧度的弯弧压制提高了装置的实用性和加工效率，缩短了加工时间。

3、本发明提供的方法及装置不仅仅能对扇形件进行不同弧度的锥形弯弧加工，也能对锥形件或其他异性形件等难以加工的待加工件进行锥形弯弧加工，只要加工弧度一致就无需更换检测样板和调整模具，通用性高、加工难度小，成品率高，降低了加工成本。

附图说明

图1为本发明实施例中所提供的扇形板折弯状态示意图；

图2为本发明实施例中所提供的加工装置上模具结构示意图；

图3为本发明实施例中所提供的扇形板折弯状态下的加工俯视图；

图4为本发明实施例中所提供的素线弹制完成的锥形件结构示意图；

其中，01、平台；02、门型框架；03、旋转梁；04、液压装置；05、上模具；06、下模具；07、扇形板；08、素线；09、上模具轴线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明提供了一种扇形板的锥形弯弧加工方法，包括：

根据锥形弯弧直径和弧度制作检测样板、选用适配的类圆锥形上模具05并调整两个呈八字形分布的下模具06之间的张开角度，再将待加工板件平铺于平整的胎板上并在待加工板件上弹出多条素线08，然后将待加工板件放入加工装置，使素线08与上模具轴线09对应的上模具05下表面投射线重合，最后启动加工装置逐一对所有素线08进行弯弧压制。

本发明提供的扇形板的锥形弯弧加工方法，通过先制作检测样板、调整加工装置上的上模具05形状和下模具06张开角度，再以待加工件上的多条素线08为压制线，利用加工装置逐一进行局部压弯，同时在压弯的过程中两个张开的下模具06与向下运动的上模具05对待加工件整体起到折弯的效果，即根据多条素线08通过加工装置依次在各个折弯点上进行局部压弯加工，结合了压弯和折弯的优点，保证待加工件加工成弧时层次均匀曲率一致，提高了成品率。

在一些优选的实施例中，包括如下步骤：

S1、根据加工要求所需的锥形零件板弯弧的直径、侧面弧度和底面弧度，计算出对应的完整圆锥的底面半径、侧面母线长度以及侧面展开形成的扇形弧度，制作用于加工压制锥形零件板弯弧的检测样板；

S2、选用合适形状的上模具05，找到上模具轴线09在上模具05底端压制面上的投射线，并与上模具05的端面上标出投射线的端点；

S3、根据锥形零件板的加工弧度，调整两个呈八字形分布的下模具06之间的张开角度；

S4、将待加工板件平铺于平整的扇形检测样板上，利用粉线依次连接检测样板的圆心与扇形外周上多个均匀分布的标识点，并在待加工板件上弹出多条素线08；

S5、将待加工板件扇形板07放置于加工装置内上模具05和两个下模具06之间，将素线08的两端与上模具05两侧端面上的投射线端点重合，启动加工装置以素线08为压制线进行局部弯弧压制；

S6、一条素线08压制完成后，重复S5的步骤进行下一条素线08的压制，直至逐一完成所有素线08的弯弧压制，压制过程中使用检测样板进行弧度检测，防止压制过度。

根据上述步骤对待加工件进行锥形弯弧加工，解决了现有技术中锥形弯弧加工对卷制模具和压制模具依赖性高、对待加工件的形状要求高、弯制过程不可控等问题，降低了锥形弯弧的加工难度，操作者能够随时对单个或多个加工步骤进行调整，以改善实际加工情况中的加工效果，提升了对加工过程的可操作性和可控性，当加工效果不如预期时，操作者可根据步骤进行加工过程回溯，进一步改进实际应用中的加工方法，操作灵活性高，改进难度小，操作者对成品率的可控性较高。

在一些优选的实施例中，在S3中，将下模具06沿上模具05的一端水平转动，调节两个下模具06之间的张开角度，使张开角度小于所需锥形弯弧的侧面弧度，即锥形弯弧对应的展开面的扇形弧度，且下模具06始终沿上模具轴线09所在的竖直面对称分布，保证了模具之间的折弯效果，避免下模具06的调整对折弯效果产生不良影响，其中，张开角度应接近但不等于所需锥形弯弧的侧面弧度，下模具06的张开角度应为所需锥形弯弧投射到底面形成的投射扇形或锥形的尖角弧度。

在一些优选的实施例中，在S4中，将扇形零件板的内外弧进行等分，在零件板上使用粉线连接内外弧等分点进行素线09弹制，弹出所有的素线08，这样能快速便捷地弹出所有素线08，简化了操作过程，便于后期利用机械设备代替人工进行操作，便于方法的自动化改进。

在一些具体的扩展实施例中，相邻两个连接点之间的最大距离不大于完整圆锥底面周长的一半，即相邻两个连接点之间的最大距离不超过上模具05下表面的最大周长，而上模具05下表面的最大周长不大于完整圆锥底面周长的一半，这样设置能够保证待加工板在加工完成后各个单次压弯区域的边界相互重合，从而实现层次均匀，不会因为在相邻两个单次压弯区域之间出现弯制不到位的区域，从而影响加工效果，其中连接点不少于三个，即单次压弯区域不少于三个。

在一些具体的扩展实施例中，在S2至S4中，当待加工件为锥形件时，将锥形件的尖角点对准检测样板的扇形圆心，先固定再进行素线弹制，将上模具和下模具同步进行平面旋转至模具两端无阻拦物再进行S5至S6的加工步骤，在压制加工锥形板的时候，锥形板的加工可能受加工空间的限制而发生不必要的变形，即加工装置的结构对锥形板尖角处造成挤压变形，因此，可将扇形板加工模式的上模具和下模具平面旋转90°，根据锥形板的加工要求调节下模具的张开角度，并如图4所示在锥形板上弹制好素线，然后进行S5和S6的加工步骤，压制时注意压制弧度，在压制过程中时刻测量锥形板压制弧度，防止加工过度。

在一些具体的扩展实施例中，在S4中，当待加工件为异形件时，将待加工件固定于检测样板上，将待加工件和检测样板一起放入加工装置内，进行S5至S6的加工步骤，加工完成后再将待加工件从检测样板上拆除，即可完成对异形件的锥形弯弧加工，解决了平面异形件难以进行加工和难以进行锥形弯弧这两大难题，提高了加工方法的实用性，加工完成后的检测样板可统一通过卷轧机或平轧机进行平整，便于对材料重复利用。

本发明还提供了用于实现上述扇形板的锥形弯弧加工方法的加工装置，包括平台01和设置于平台01上的门型框架02，所述门型框架02上安装有液压机构和可更换的上模具05，所述液压机构的输出端连接所述上模具05的顶端，所述上模具05呈类半圆台形，所述门型框架02的两侧设置有至少两个下模具06，至少两个所述下模具06沿所述上模具05的轴线竖直面呈八字形分布。

如图1～3所示，利用可更换的上模具05和张开角度可调的下模具06，利用上模具05类半圆台状的下表面压制弯弧，利用下模具06的张开角度配合上模具05的下压进行折弯，使装置可通过更换不同弧度的上模具05、调整下模具06之间的张开角度，满足不同弧度的锥形弯弧加工需求，解决了不同锥形弯弧加工装置之间难以通用的问题，适用于扇形板07的大范围弯弧压制或不同弧度的弯弧压制提高了装置的实用性和加工效率，缩短了加工时间。

在一些优选的实施例中，所述上模具05的顶面为水平面，便于上方的液压机构向上模具05传递下压力，如图1所示，液压机构包括两个液压装置04，在液压装置04与上模具05的顶面之间设置有均压结构，均压结构在竖直下压的过程中使上模具05受力均匀，以保证良好的压弯效果，其中可根据加工要求所需的锥形弯弧的直径、侧面弧度和底面弧度，制作完整圆锥，将圆锥的侧面放置于水平面上，依据所需的锥形弯弧在完整圆锥的占据位置，在顶面横切并在尖锥处竖切形成合适的上模具05。

在一些优选的实施例中，所述下模具06呈圆辊状，加工装置在弯制时上模具05下压配合两侧的下模具06，整体对待加工件有折弯的效果，圆辊状的下模具06能有效避免在待加工件上与下模具06接触的区域附近出现折痕，以提高加工效果。

在一些具体的扩展实施例中，所述上模具05正下方设置有长条形的底座，所述底座顶面的弧度不大于加工要求所需的锥形弯弧弧度，进一步提高上模具05底端区域内的压弯效果。

在一些具体的扩展实施例中，液压装置04与门型框架02之间设置有旋转梁03，如图1所示，当加工装置需要加工锥形件时，将旋转梁03、液压装置04、上模具05和下模具06一起旋转90°，确定上模具05和下模具06之间的加工空间不受周围结构的干涉，操作者可通过在旋转梁03上添加控制机构来实现旋转梁03带动液压装置04和上模具05一起转动，而实现控制旋转梁03转动的控制机构为现有技术，在此不做赘述。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。