U 型梁端頭翼面折彎整形設(shè)備的設(shè)計及應(yīng)用

李建為，王慶德，武曉東

（國機鑄鍛機械有限公司，山東 濟南 250022）

U 型梁廣泛應(yīng)用于商用車車架的生產(chǎn)組裝中。在U 型梁的生產(chǎn)過程中，多種加工設(shè)備參與其中。而對于U 型梁端頭翼面折彎整形的加工，現(xiàn)有設(shè)備大多是依靠人工進行手動調(diào)整，生產(chǎn)效率較低。針對此現(xiàn)象，我司研制了自動化程度較高的端頭翼面折彎整形設(shè)備。該設(shè)備可通過調(diào)整相應(yīng)的模具位置，實現(xiàn)不同截面寬度U 型梁的端頭翼面整形工作，從而解決傳統(tǒng)設(shè)備不足的問題。

1 設(shè)備簡述

U 型梁端頭翼面折彎整形設(shè)備是我司在商用車車架縱梁生產(chǎn)領(lǐng)域新研發(fā)的一種全新設(shè)備，可實現(xiàn)U 型梁端頭翼面自動折彎整形的功能，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的特性。

設(shè)備主要由固定底座、升降床身、水平移動底板、整形模具、壓緊裝置、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成，如圖1 所示。

圖1 設(shè)備構(gòu)成示意圖

固定底座用于固定整個設(shè)備，它可以安裝在固定或可移動的基礎(chǔ)上；在固定底座豎直方向安裝有多組導(dǎo)向滑塊；固定底座內(nèi)部中心位置安裝升降油缸；升降油缸一端與升降床身連接，一端與固定底座連接；升降床身側(cè)面安裝直線導(dǎo)軌；升降床身的直線導(dǎo)軌和固定底座上的滑塊組合使用，用以保證升降床身升降運動；升降油缸為升降床身提供升降時的動力，升降油缸通過外部電氣和液壓系統(tǒng)的控制能夠提供準確的停止位置[1]。

升降床身上端面兩側(cè)安裝有直線導(dǎo)軌；升降床身端頭中心位置安裝伺服電機；伺服電機通過絲桿、螺母與水平移動底板連接；水平移動底板下面安裝滑塊；升降床身上端面的直線導(dǎo)軌和水平移動底板下面的滑塊配合使用，用于保證水平移動底板的水平運動；伺服電機和絲桿、螺母配合為水平移動底板提供運動的動力；不同截面寬度的U 型梁在進行端頭翼面折彎整形時，可通過伺服電機把水平移動底板移動到所需要的固定位置[1]。

整形固定模具安裝在水平移動底板上，可隨水平移動底板一起移動；固定整形模具在沿縱梁長度方向有兩個側(cè)面，一個側(cè)面為直線段，該直線段側(cè)面不參與縱梁端頭翼面折彎整形工作，另一側(cè)面是由直線段和折彎段組成，該側(cè)面參與縱梁翼面折彎整形工作，直線段和折彎段所構(gòu)成的角度是根據(jù)縱梁翼面折彎角度提前加工確定的[1]。整形模具如圖2 所示，整形模具為左右對稱布置，可實現(xiàn)縱梁兩個翼面中任何一個翼面的折彎整形需求。

圖2 整形模具示意圖

水平移動底板上平面兩側(cè)安裝直線導(dǎo)軌；左右支架立柱也安裝在水平移動底板上平面兩側(cè)；同側(cè)支架立柱側(cè)面安裝兩個側(cè)推油缸；一個側(cè)推油缸與直線段側(cè)推模具連接，一個側(cè)推油缸與折彎段側(cè)推模具連接；直線段側(cè)推模具用于壓緊縱梁翼面，防止縱梁端頭翼面折彎整形時縱梁發(fā)生轉(zhuǎn)動；折彎段側(cè)推模具用于縱梁端頭的折彎整形工作。

左右支架立柱上面安裝有壓座；壓座上安裝有兩個下壓油缸；下壓油缸與壓板連接；在進行縱梁端頭折彎整形工作時壓板需壓緊縱梁，用于防止折彎部位上腹面起皺。

2 設(shè)備工作過程

U 型縱梁在進行端頭翼面折彎整形加工時，需提前在縱梁端頭部位加工出相應(yīng)槽口，如圖3 所示，以便能夠順利實現(xiàn)翼面折彎。

圖3 整形前后對比示意圖

在U 型縱梁端頭翼面折彎整形加工過程中，首先通過外界輔助送進工裝把需要整形的縱梁放置于整形設(shè)備外側(cè)，此時縱梁長度方向需垂直于整形設(shè)備水平移動底板，并與固定整形模具長度方向平行，縱梁開口向下放置。

縱梁準備完畢后整形設(shè)備進行內(nèi)部調(diào)整：升降床身下降、壓板抬起，此時固定模具和壓板之間在豎直方向形成一定的空間距離；根據(jù)U 型縱梁截面寬度尺寸，調(diào)整水平移動底板使，固定模具上參與U 型縱梁端頭折彎整形工作的側(cè)面（帶有折彎段的側(cè)面）與U 型縱梁端頭折彎處內(nèi)翼面預(yù)留一定間隙，能保證縱梁順利進出模具即可；同時需保證兩個側(cè)推油缸處于縮回狀態(tài)，直線段側(cè)推模具和折彎段側(cè)推模具處于遠離固定整形模具的位置，經(jīng)過上述調(diào)整后在整形模具內(nèi)形成了一個可使縱梁端頭自由進出的安全空間。

需要折彎整形的縱梁端頭在外界其他設(shè)備的作用下進入整形機內(nèi)部，當端頭翼面折彎處到達折彎指定位置時，縱梁停止向整形機內(nèi)部送進，并保持靜止不動狀態(tài)；此時升降床身向上升起，當固定整形模具的上表面與縱梁端頭折彎位置的內(nèi)腹面接觸時，升降油缸停止動作，并處于液壓保壓狀態(tài)；隨后側(cè)推油缸動作，帶動直線段側(cè)推模具向靠近固定整形模具方向運動，當直線段側(cè)推模具與固定整形模具共同作用夾緊縱梁端頭折彎位置處翼面時，側(cè)推油缸停止動作并處于保壓狀態(tài)，此時縱梁端頭折彎位置處的翼面處于夾緊狀態(tài)，并一直到縱梁端頭翼面完成折彎整形時均處于夾緊狀態(tài)；壓板在壓下油缸的作用下向下運動，當壓板與固定整形模具共同作用夾緊縱梁端頭折彎位置腹面時，壓下油缸停止動作并處于保壓狀態(tài)，此時縱梁端頭折彎位置處的腹面處于夾緊狀態(tài)，并一直到縱梁端頭完成折彎整形時均處于夾緊狀態(tài)；而后另一個側(cè)推油缸動作帶動折彎段側(cè)推模具向固定整形模具方向運動，折彎段側(cè)推模具與縱梁端頭折彎整形處翼面接觸時，依靠側(cè)推油缸提供的推力使縱梁端頭折彎整形處翼面發(fā)生折彎變形，需要折彎的翼面向固定整形模具上的折彎處側(cè)面移動，當縱梁端頭折彎整形處翼面與固定整形模具上的折彎處側(cè)面接觸后側(cè)推油缸停止動作（此處需要通過液壓系統(tǒng)的壓力檢測確定縱梁折彎翼面是否和固定整形模具側(cè)面接觸），隨后側(cè)推油缸需保持一定的壓力直到縱梁端頭折彎處翼面因變形而產(chǎn)生的應(yīng)力消除為止（或使用其他工序?qū)⒖v梁端頭折彎位置處固定，即保證所有整形模具松開后，縱梁端頭折彎位置不發(fā)生回彈[2]現(xiàn)象）。

當縱梁端頭翼面完成折彎整形后，側(cè)推油缸動作，帶動折彎段側(cè)推模具向遠離固定整形模具的方向運動，直至側(cè)推油缸完全縮回為止；壓板在壓下油缸的作用下向上抬起，直到上壓板到達最高位置；隨后另一個側(cè)推油缸動作，帶動直線段側(cè)推模具向遠離固定整形模具的方向運動，直至側(cè)推油缸完全縮回為止；此時縱梁端頭折彎整形位置所有壓緊裝置均已松開，并處于最大位置處（即遠離U 型縱梁位置處）；水平移動底板在伺服電機的作用下移動一定距離，以保證固定整形模具上參與成型的側(cè)面與縱梁端頭位置折彎處翼面脫開；最后升降油缸動作，帶動升降床身向下運動，直至固定整形模具的上側(cè)面與縱梁翼面形成一定距離為止；此時整形裝置完全與縱梁處于脫開狀態(tài)，完成了U 型縱梁端頭折彎整形工作，U 型縱梁再通過外界其他送進工裝退出整形裝置即可。

3 結(jié)束語

介紹了我司設(shè)計生產(chǎn)的U 型梁端頭翼面折彎整形設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，并對設(shè)備工作原理做簡要介紹。根據(jù)用戶現(xiàn)場反饋，該型設(shè)備能夠很好地實現(xiàn)U 型梁的端頭翼面整形工作，極大提高了工作效率，減輕了操作人員的工作強度，將原先至少兩人操作的設(shè)備減少為一人即可操作，真正實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)。