一種用于彎曲薄壁型材的塑性約束構件的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種塑性約束構件，特別是涉及一種用于拉彎或者壓彎薄壁型材的塑性約束構件。
【背景技術】
[0002]汽車輕量化發展過程中，薄壁型材制造的金屬件，特別是鎂鋁合金件的應用越來越多。這類金屬件因與其它零件的裝配關系復雜，尺寸和形位精度要求非常高，這些特性，決定了薄壁型材金屬件的制造裝備必須具有高可靠性和經濟性。有些薄壁型材制造的金屬件還是汽車的A級表面件，對彎曲成型的表面質量要求非常高。同時,彎曲薄壁型材制成的金屬件在軌道列車和高速鐵路客車等行業也廣泛采用。
[0003]然而薄壁型材在拉彎或者壓彎等彎曲成形的巨大載荷下，受拉伸應力或者擠壓應力的作用，變形不均勻，截面會發生凹陷或者凸出的嚴重變形，導致拉彎成形后的型材的縱向表面，特別是彎曲內側面，常常發生下凹或者上凸。彎曲成形構件的這種形狀上的嚴重缺陷，嚴重地限制了薄壁型材的應用范圍。
[0004]為了解決薄壁型材在彎曲成型過程中截面發生凹陷或者凸出的嚴重變形問題，中國專利文件CN103240311A公開了一種用于拉彎薄壁中空型材的撓性芯棒，但是該芯棒結構較為復雜應用不太方便，另外只能在一個平面內彎曲，不能形成雙曲面彎曲，亦即三維彎曲，限制了薄壁型材的應用范圍。
[0005]本實用新型提供了一種塑性約束構件，成功地解決了雙曲面零件彎曲成型的可靠性和經濟性的問題，適用于大批量制造中空結構零件，經大量實踐證明采用該塑性約束構件彎曲的薄壁型材，表面質量好，生產過程高效可靠。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的是提供了一種能夠實現薄壁型材三維彎曲的塑性約束構件。為了達到該目的，本實用新型采用了以下技術方案。
[0007]一種用于彎曲薄壁型材的塑性約束構件，其特征在于:塑性約束構件本體由塑性材料制成，可以實現三維彎曲；所述的塑性約束構件本體插入封閉截面型材或者半封閉截面型材的內部，或者將開放式異形截面型材整體包圍起來，從而約束封閉截面型材、半封閉截面型材或者開放式異形截面型材的表面，使型材在劇烈變形時保持表面質量優良。
[0008]優選地，塑性約束構件本體由尼龍6、鑄型尼龍或者聚氨酯制成。
[0009]優選地，塑性約束構件本體上設有讓空槽，以保證塑性約束構件本體可以在一個平面內大幅度彎曲。
[0010]優選地，該塑性約束構件還包括金屬墊塊，該金屬墊塊與塑性約束構件本體通過螺釘連接，金屬墊塊上還設有拉拔槽。金屬墊塊由普通碳素鋼制成，并經正火熱處理，其上具有拉拔槽。
[0011]優選地，塑性約束構件本體的尺寸設計為塑性約束構件本體插入型材內部或者包圍型材后，塑性約束構件本體與型材之間留有稍許間隙。
[0012]優選地，間隙的尺寸小于0.2毫米。
[0013]本實用新型的塑性約束構件能夠對薄壁中空型材進行三維彎曲，并保證彎曲表面質量。同時本實用新型還具有結構簡單，易于制造，安裝使用過程簡易，適用于多次反復使用等優點。本實用新型的塑性約束構件適用范圍廣，能夠適用于封閉截面薄壁型材、非封閉截面薄壁型材、開放式異形截面薄壁型材。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型第一實施例的約束構件及其使用的薄壁型材示意圖；
[0015]圖2是圖1的剖面示意圖；
[0016]圖3是本實用新型第二實施例適用薄壁型材截面示意圖；
[0017]圖4是本實用新型第二實施例的約束構件示意圖；
[0018]圖5是本實用新型第二實施例的約束構件工作狀態示意圖；
[0019]圖6是本實用新型第二實施例適用薄壁型材截面意圖；
[0020]圖7是本實用新型第四實施例適用薄壁型材截面意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖詳細說明本實用新型的實施情況，但它們并不夠成對本實用新型的限定，僅作舉例。同時通過說明本實用新型的優點將變得更加清楚和容易理解。
[0022]薄壁型材在汽車、軌道列車、高速鐵路客車制造上的應用越來越廣泛，但是薄壁型材長度長、剛性小，加工時彎曲變形大，因而薄壁型材的加工成為生產組織的瓶頸。在汽車、軌道列車、高速鐵路客車等車體上應用的薄壁型材的橫截面種類較多，除常用的“口”字型、“日”字型外，還包括多種封閉、半封閉截面的薄壁型材，還有一些開放截面的薄壁型材也較為常用。為解決薄壁型材拉彎或者壓彎等彎曲成型過程中出現截面發生凹陷或者凸出的嚴重變形的問題，特設計柔性約束構件。
[0023]實施例一
[0024]如圖1所示，開放式異形截面薄壁型材I與柔性約束構件本體2相互配合，確保約束構件本體2將開放式異形截面薄壁型材I完全包圍。開放式異形截面薄壁型材I為鋁合金、不銹鋼等金屬材料的型材。該薄壁型材I在彎曲過程中缺乏約束的話，劇烈彎曲部位的表面將會上凸或者下凹，嚴重影制品質量。為此，設計柔性約束構件本體2對薄壁型材I的劇烈彎曲部位進行約束以保證彎曲制品的質量。柔性約束構件本體2采用尼龍6 (PA6)、鑄型尼龍(MCPA)或者聚氨酯(PU)等塑性材料制造，具有柔韌性，能夠在約束薄壁型材I的表面的同時，實現在xy、yz> χζ平面內三維彎曲。約束構件本體2的截面設計為與開放式異形截面薄壁型材I配合，并將其完全包圍，如圖2所示。為保證約束構件本體2順利套入薄壁型材I中，可將約束構件本體2的尺寸設計為與薄壁型材I之間留有少于間隙，例如小于0.2毫米間隙。隨后將約束構件本體2套入開放式異形截面薄壁型材I的劇烈彎曲處，進行拉彎或者壓彎成型；待成型完成后，取出該約束構件本體2。
[0025]實施例二
[0026]對于如圖3所示的半封閉的“口”字型截面薄壁型材，采用如圖4所示的柔性約束構件。約束構件本體2’采用尼龍6 (PA6)、鑄型尼龍(MCPA)或者聚氨酯(PU)等塑性材料制造，約束構件本體2’可以在xy、χζ、yz三個平面內實現雙曲面彎曲，亦即實現三維彎曲。約束構件本體2’的截面形狀也是“口 ”字型，與薄壁型材的截面形狀相配合。為保證約束構件本體2’順利套入薄壁型材I中，可將約束構件2’的尺寸設計為與薄壁型材之間留有少于間隙，例如小于0.2毫米的間隙。在彎曲成型過程中，將約束構件本體2’插入薄壁型材的劇烈彎曲部位進行拉彎或者壓彎成型；待成型完成后，取出該約束構件本體2’。
[0027]如圖4所示，約束構件本體2’上可以開設讓空槽14，以保證約束構件本體2’可以在xy平面內大幅度彎曲，如圖5所示。讓空槽4的大小可以根據需要調整，彎曲曲率大的構件時，彎曲變形大，可將空槽4的尺寸加大；彎曲曲率小的構件時，彎曲變形小，可將彎曲變形讓空槽4的尺寸縮小。
[0028]為了將約束構件本體2’插入薄壁型材，并在彎曲成型結束后,將約束構件2’從薄壁型材中取出，特設計金屬墊塊12。金屬墊塊12采用普通碳素鋼制造，經正火熱處理而成。金屬墊塊12和約束構件本體2’采用螺釘13連接，金屬墊塊12上還設有拉拔槽15。在彎曲成型結束后，利用一個專用卡口卡住拉拔槽5，取出約束構件本體2 ’。
[0029]實施例三
[0030]對于圖6所示的半封閉的半圓形截面薄壁型材，約束構件本體的截面形狀為半圓形，同樣采用尼龍6 (PA6)、鑄型尼龍(MCPA)或者聚氨酯(PU)等塑性材料制造，其截面尺寸與薄壁型材之間留有稍許間隙，例如小于0.2毫米。根據需要約束構件本體可以配合帶拉拔槽的金屬墊塊使用。
[0031]實施例四
[0032]對于圖7所示的封閉“口”字型截面薄壁型材，約束構件本體的截面形狀為“口”字型，同樣采用尼龍6 (PA6)、鑄型尼龍(MCPA)或者聚氨酯(PU)等塑性材料制造，其截面尺寸與薄壁型材之間留有稍許間隙，例如小于0.2毫米。根據需要約束構件本體可以配合帶拉拔槽的金屬墊塊使用。
[0033]工作過程描述
[0034]在彎曲成型過程中，將約束構件本體插入或者套入待彎曲的薄壁型材內，特別是薄壁型材的劇烈彎曲部位，根據需要也可以從薄壁型材的兩頭插入或者套入。隨后將薄壁型材連同約束構件本體卡在拉彎機或者壓力機上，進行彎曲成型。待彎曲成型完成后，將薄壁型材和約束構件本體一起取下壓力機或拉彎機，利用一個專用卡口卡住拉拔槽5拉出塑性約束構件。
[0035]可以得到理解的是，上述實施例1-4并不構成對本實用新型的限制，技術人員可以在本實用新型的技術構思內對實施例的形式進行組合或者調整。例如，用于彎曲開放式異形截面薄壁型材的約束構件本體同樣可以配合帶拉拔槽的金屬墊塊使用。彎曲成型時，約束構件本體的長度可以靈活調整，也可以在薄壁型材的多個劇烈彎曲位置放置多個約束構件。
【主權項】
1.一種用于彎曲薄壁型材的塑性約束構件，其特征在于:塑性約束構件本體由塑性材料制成，可以實現三維彎曲；所述的塑性約束構件本體插入封閉截面型材或者半封閉截面型材的內部，或者將開放式異形截面型材整體包圍起來，從而約束封閉截面型材、半封閉截面型材或者開放式異形截面型材的表面，使型材在劇烈變形時保持表面質量優良。
2.根據權利要求1所述的塑性約束構件，其特征在于，所述的塑性材料為尼龍6(PA6)、鑄型尼龍(MCPA)或者聚氨酯(PU)制成。
3.根據權利要求1所述的塑性約束構件，其特征在于，所述的塑性約束構件本體上設有讓空槽，以保證塑性約束構件本體可以在一個平面內大幅度彎曲。
4.根據權利要求1所述的塑性約束構件，其特征在于，該塑性約束構件還包括金屬墊塊，該金屬墊塊與塑性約束構件本體通過螺釘連接，金屬墊塊由普通碳素鋼制成，并經正火熱處理，其上具有拉拔槽。
5.根據權利要求1所述的塑性約束構件，其特征在于，所述的塑性約束構件本體的尺寸設計為塑性約束構件本體插入型材內部或者包圍型材后，塑性約束構件本體與型材之間留有稍許間隙。
6.根據權利要求5所述的塑性約束構件，其特征在于，所述的間隙的尺寸小于0.2毫米。
【專利摘要】一種用于彎曲薄壁型材的塑性約束構件，塑性約束構件本體由塑性材料制成，可以實現三維彎曲；所述的塑性約束構件本體插入封閉截面型材或者半封閉截面型材的內部，或者將開放式異形截面型材整體包圍起來，從而約束封閉截面型材、半封閉截面型材或者開放式異形截面型材的表面，使型材在劇烈變形時保持表面質量優良。本實用新型的塑性約束構件結構簡單，易于安裝使用，使用范圍廣。
【IPC分類】B21D37-01, B21D37-00, B21D7-16
【公開號】CN204276596
【申請號】CN201420542344
【發明人】倪慨宇, 羅小燕, 聶振國, 王福才, 李家偉
【申請人】倪慨宇
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年9月22日