CN105246674B - 压弯机的模具更换方法与模具台车 - Google Patents

Abstract

当对利用一对冲模与在该冲模之间升降的冲头(2)对冲模上的钢板进行弯曲加工的压弯机的冲头前端的模具(5)进行更换时，使用模具台车(10)进行模具(5)向上述冲头(2)正下方的输入以及模具(5)从上述冲头正下方的输出，模具台车(10)能够在一对冲模之间沿冲头(2)的长度方向移动，并且具有收纳模具(5)的模具收纳部(12)、与能够使该模具收纳部(12)升降的升降机构(15)。

Description

压弯机的模具更换方法与模具台车

技术领域

本发明涉及对管线管等所使用的大径且厚壁的焊接钢管进行多次三点弯曲冲压成型而制造的压弯机的冲头前端的模具更换方法、与该模具更换所使用的模具台车。

背景技术

以往，作为管线管、钢构造物等所使用的大径且厚壁的钢管，通常，广泛使用所谓的“UOE钢管”，该UOE钢管在将具有规定的宽度、长度、厚度的坯料钢板冲压成型为U字状后，冲压成型为O字状，然后，对对接部进行焊接而形成坯料钢管，并且，对该坯料钢管沿周向进行扩大(所谓的扩管)来提高真圆度。另外，近年来，管线管等所使用的钢管从安全性的提高、大型化的方面来看，不仅大径化、长尺寸化、厚壁化正在推进，坯料钢板的高强度化也正在推进。

但是，在上述的UOE钢管的制造方法中，为了将厚壁化、长尺寸化且高强度化的坯料钢板冲压成型为U字状、O字状，需要很大的冲压负载，因此在现有的UOE钢管制造设备中，产生制造范围被限制、生产率大幅度降低的问题点。

因此，作为减少制造大径、长尺寸、厚壁且高强度的钢管时的冲压负载的技术，开发/实际应用如下压弯法：在对坯料钢板的两宽度端部施加弯曲(所谓的端部弯曲)后，边将钢板沿宽度方向规定量规定量地输送边进行多次三点弯曲冲压成型，而成型为具有开口部的大致圆筒形(开口管)，接下来，对上述开口管的开口部进行对接焊接、扩管、矫正形状来制造钢管。

图1是对基于上述压弯法的钢管的制造方法示意性地进行说明的图。在该制造方法中，通常，首先，从对两宽度端部进行了端部弯曲(卷圆压边机)的坯料钢板1的一侧的板宽度端部朝向板宽度中央，组合冲头2与一对冲模3进行多次三点弯曲冲压成型而将钢板的除了板宽度中央之外的一半成型为圆弧状(前半段冲压)，接下来，相同地从另一侧的板宽度端部朝向板宽度中央进行多次三点弯曲冲压成型而将钢板的除了板宽度中央之外的剩余的一半成型为圆弧状而形成大致C字状(后半段冲压)，最后，对剩下的板宽度中央部进行冲压成型(最终冲压)而形成具有开口部的大致圆筒形(开口管)，然后，对该开口部进行对接焊接来制造。此外，也存在不对坯料钢板施加端部弯曲的情况。

上述三点弯曲冲压成型所使用的压弯机具有沿坯料钢板的输送方向隔开规定的间隔配置的一对冲模、与能够在该一对冲模之间上下升降的冲头，利用上述冲头按压载置于上述冲模之上的坯料钢板，而实施弯曲加工。上述冲头由与作为被加工材料的钢板直接接触的安装于冲头2的前端部的模具(以下，仅称为“模具”。)、与连结于冲压机主体并将上述模具保持于前端的冲头支承体(以下，也称为“梁”)构成，两者通常能够装卸地被固定螺栓紧固。另外，上述梁为一体式构件，但模具通常由多个节段(segment)构成，以便容易进行装卸作业、操作。

此外，作为模具的更换方法，针对小型的弯曲加工机、冲压机的工具的更换方法，提出了几个方法(例如，参照专利文献1～4。)。然而，这些方法为仅能够用于小型的弯曲加工机、冲压机的技术，不适用于制造大口径的压弯机的模具更换。

专利文献1：日本特开平11-005131号公报

专利文献2：日本特开2001-276936号公报

专利文献3：日本特开2002-096120号公报

专利文献4：日本特开2001-150032号公报

然而，安装于上述冲头前端部的模具需要与制造的钢管尺寸(内径、外径)、坯料钢板(厚度、强度)的变化对应地更换。

但是，在现有技术中，如图2(a)所示，使用与钢板直接接触的模具表面的曲率半径R(前端R)比较小的结构，因此能够与钢管尺寸、坯料钢板的变化对应的范围较宽，相反，弯曲加工部成为局部，因此成型后的钢管的真圆度劣化，另外，由于需要一点一点地进行冲压成型，所以存在冲压次数增多生产率劣化的问题。

因此，作为上述对策，如图2(b)所示，通过与钢管直径相配合地增大前端R，增大冲头的宽度，从而能够提高真圆度、提高生产率。但是，若如上述那样增大冲头宽度、增大前端R，则真圆度、生产率提高，相反，需要与钢管尺寸、坯料强度的变化对应地频繁地更换模具。尤其是若模具的宽度增大，则不仅冲压加工所需的负载增大，在钢板的输送量相对于冲模间距较小，冲模上的坯料钢板的形状相对于冲头的轴芯成为左右非对称的情况下，在安装有模具的梁的根部也施加有较大的弯曲力矩，因此容易超过冲头的疲劳强度。因此，需要与钢管尺寸、坯料钢板、冲压条件的变更对应地频繁地更换冲头前端部的模具。

以往，作为上述模具的更换方法，例如，通过如下一系列的工序进行：在较大的隔板(ダミー板)之上载置新的模具后，使用将坯料钢板向冲压机供给的输送设备将上述隔板沿水平方向输送，使上述新的模具移动至冲头(梁)的正下方附近，接下来，形成使冲头下降并与新的模具的附近位置的隔板接触的状态，解除螺栓的紧固从梁前端取下模具，接下来，利用上述的输送设备使隔板移动并使新的模具移动到梁正下方，使新的模具与梁前端嵌合，并通过螺栓紧固而进行安装。

因此，在现有的模具更换方法中，由于无法使隔板沿水平方向高精度地移动，并且，由于无法在载置于隔板之上的状态下微调模具的位置，所以无法将新的模具供给到梁的正下方，从而将模具安装于梁前端需要较长时间。另外，将模具分割成多个节段，因此需要反复上述的更换作业，因此更换一次模具需要大量的时间，使作业效率显著地降低。并且，在更换模具时需要使冲头升降，并且由于无法切断冲压机的电源，所以为了确保安全，需要寻求几重安全对策，从而无法避免生产率的降低。

另外，专利文献1～4所记载的方法为仅能够用于小型的弯曲加工机、冲压机的技术，并非能够保持原样地适用于制造大口径的压弯机的模具更换的技术。

发明内容

本发明是鉴于现有技术存在的上述问题点而完成的，其目的在于提出一种能够在短时间内高效并且安全地进行压弯机的冲头前端的模具更换的模具更换方法，并且提供一种该方法所使用的模具台车。

本发明的发明人们面对解决上述课题，进行了专心研究。结果发现：准备能够一并载置被分割的多个模具节段的模具台车，使该台车在冲压机下方的一对冲模之间沿着冲头的长度方向移动，从而能够将模具高精度地定位于冲头的正下方来进行供给，并且优选使用冲压机所设置的输出冲压成型后的钢管的钢管输出装置来使该台车移动，鉴于此产生了本发明。

即，本发明涉及一种压弯机的模具更换方法，为利用一对冲模与在上述冲模之间升降的冲头来对冲模上的钢板进行弯曲加工的压弯机的冲头前端的模具更换方法，其特征在于，通过将模具载置于能够在上述一对冲模之间沿冲头的长度方向移动的模具台车，来进行模具向上述冲头正下方的输入以及模具从上述冲头正下方的输出。

本发明的上述模具更换方法的特征在于，使用配设于上述冲压机的钢管输出装置，来进行上述模具台车向冲头正下方的输入以及上述模具台车从冲头正下方的输出。

另外，本发明的上述模具更换方法的特征在于，使上述模具台车的模具收纳部上升，在使上述模具收纳部与冲头前端抵接的状态下，进行模具从冲头前端的取下以及模具向冲头前端的安装。

另外，本发明的上述模具更换方法的特征在于，通过在载置有模具的状态下使上述模具台移动，来进行载置于上述模具收纳部内的模具台的模具的在与冲头长度方向正交的方向的位置调整。

另外，本发明的上述模具更换方法的特征在于，在将上述模具分割成多个节段时，一并更换上述模具。

另外，本发明的上述模具更换方法的特征在于，将多个节段分成由衬垫连结的多个组，以该组为单位进行相对于模具台车的装卸。

另外，本发明涉及一种压弯机的模具更换用的模具台车，为利用一对冲模与在上述冲模之间升降的冲头来对冲模上的钢板进行弯曲加工的压弯机的冲头前端的模具更换所使用的模具台车，其特征在于，能够通过设置于上述压弯机的输出冲压加工后的钢管的装置而在上述一对冲模之间沿冲头的长度方向移动。

另外，本发明的上述模具台车的特征在于，具有收纳模具的模具收纳部，并且具有使上述模具收纳部升降的升降机构。

另外，本发明的上述模具台车的特征在于，具有位置调整机构，该位置调整机构针对载置有模具的模具台的每一个进行收纳到上述模具收纳部的模具的在与冲头长度方向成直角的方向的位置调整。

根据本发明，能够在短时间内高效地进行压弯机的模具更换，因此能够以高的生产率制造厚壁、长尺寸且高强度的大径焊接钢管。

附图说明

图1是对基于压弯法的钢管的制造方法示意性地进行说明的图。

图2是对冲头前端的模具宽度对钢管制造产生的影响进行说明的图。

图3是对压弯机的冲头的构造进行说明的例示图。

图4是对模具台车的剖面构造进行说明的图。

图5是对模具更换(取下方法)的顺序进行说明的图。

图6是对模具台车的模具取下作业进行说明的图。

图7是对分割成多个的模具的操作方法进行说明的图。

具体实施方式

本发明涉及利用一对冲模与在该冲模之间升降的冲头来对冲模上的钢板进行弯曲加工的压弯机的、安装于冲头支承体的前端的模具的更换方法。

图3是对在本发明中使用的压弯机的冲头的构造进行例示的图。上述的冲头由安装于冲压机主体7的冲头支承体4(梁)、与通过固定螺栓6安装于该梁的前端(下端)的模具5构成。在模具的与梁前端抵接的一侧形成有供梁下端部嵌合的槽8，在该槽部与梁前端之间***衬垫(spacer)9。

上述模具也存在为一体式构件的情况，但通常考虑到模具的制作性、操作性等，而一般分割成多个节段。如上所述，以往，在更换上述模具时，通过将模具载置于隔板之上使之移动，来进行模具向冲压机的下方位置的输送以及从冲压机的下方位置的输出。但是，在上述方法中，无法在梁前端高精度地定位模具，由此在安装时需要大量时间，而成为阻碍生产率的原因。另外，需要使冲头移动，并且需要在保持接通冲压机的电源的状态下进行更换作业，因此为了确保安全，需要寻求几重安全对策，从而无法避免对生产率产生的负面影响。

因此，本发明通过将模具载置于在设置于冲压机下部的一对冲模之间沿冲头的长度方向移动的模具台车，来进行模具向上述冲头正下方的输入以及模具从上述冲头正下方的输出。

上述模具台车在冲压作业中，载置于与冲压机不同的位置，在进行模具更换时，通过起重机等搭载于输出冲压成型后的钢管(开口管)的输出线。上述模具台车具有能够一并载置分割成多个节段的模具的长度，在该台车的长度方向的冲压机侧端部，设置有例如向上(或者向下)的挂钩等连结机构。另一方面，在设置于冲压机的输出冲压成型后的钢管的钢管输出装置，设置有与上述模具台车的连结机构连结的例如向下(或者向上)的挂钩等其他连结机构。

而且，能够通过将上述模具台车侧的连结机构与钢管输出装置侧的连结机构连结，并使钢管输出装置向与输出钢管时相反的方向移动，来进行上述模具台车从冲压机外向冲压机冲头正下方的输入。

另一方面，能够通过将在用于输出冲压成型后的钢管的钢管输出装置设置的推压夹具与模具台车抵接，或者将上述模具台车侧的连结机构与钢管输出装置侧的连结机构连结，并使钢管输出装置沿钢管输出方向移动，来进行上述模具台车从冲压机冲头正下方向冲压机外的输出。

此处，对上述钢管输出装置的移动机构(驱动源)不作特别的限制，例如，也可以通过连接于马达等动力源的链或者带等进行驱动。

另外，上述模具台车例如如在图4的下部以虚线表示的那样，可以在由V辊构成的输送线上行走，也可以将车轮安装于模具台车的下部在轨道上行走，也可以并用二者，并不作特别的限制。此外，在采用上述V辊的情况下，优选冲压机下部的V辊形成为如下构造：在冲压作业时下降后退以便不妨碍作业，仅在模具更换时上升。

另外，图4示出了与冲头的长度方向成直角的方向(以下，也称为“宽度方向”)的剖面，上述模具台车10由台车基部11与上部的模具收纳部12构成，上述模具收纳部12的宽度方向剖面形状呈H字状，并在上部的凹部设置有供模具载置的模具台13。并且，在上述模具收纳部的两侧设置有作为模具台13的位置调整机构的位置调整螺栓14，通过使上述螺栓旋转，从而能够在载置有模具的状态下对模具收纳部的凹部内的模具台13的宽度方向位置进行微调整。通过使用该位置调整螺栓14，从而能够使新的模具与冲头支承体(梁)的前端容易迅速且高精度地嵌合。

另外，通过上述台车基部11与模具收纳部12分离，而能够利用配设于台车基部侧的作为升降功能的液压千斤顶15使模具收纳部12升降。由此，在将新的模具安装于冲头下端时，能够使模具在载置到模具收纳部内的模具台的状态下上升并使之与冲头前端(梁前端)抵接，另外，在将模具从冲头前端取下时，能够使模具收纳部上升使模具与模具台抵接之后将其取下。因此，即使在模具更换作业中例如工作人员在冲压机下部进行利用固定螺栓紧固冲头前端部与模具或解除紧固的作业的情况下，也不需要使模具冲压机主体动作，因此能够更加安全地更换模具。

使用了上述模具台车的本发明的模具更换方法按以下的顺序进行。

＜模具的取下＞

使用图5以及图6对模具的取下方法进行说明。

·步骤1：将空的模具台车10从台车放置地搭载于钢管输出线16上(图5(a)))

·步骤2：使钢管输出装置17移动至模具台车10的位置，并将二者进行连结(图5(b))。

·步骤3：利用钢管输出装置17使模具台车10移动至冲压机7的冲头2正下方(图5(c)、图6(a))。

·步骤4：利用液压千斤顶15使模具台车上部的模具收纳部12上升，使收纳部内的模具台13与冲头前端的模具5抵接(图5(d)、图6(b))。

·步骤5：解除固定螺栓6的紧固，从冲头前端(梁前端)取下模具5(图5(d)、图6(c))。

·步骤6：使模具收纳部12与模具5一同下降，并承载在模具台车基部11上(图5(e)、图6(d))。

·步骤7：利用钢管输出装置17将模具台车10向冲压机外推出，并载置于钢管输出线16上(图5(f))。

·步骤8：从钢管输出线16撤除模具台车10。

＜模具的安装＞

接下来，对模具的安装方法进行说明。此外，该方法只要以与上述的模具的取下方法大致相反的顺序进行即可，因此省略说明图。

·步骤1：将载置有新的模具5的模具台车10搭载于钢管输出线16上。

·步骤2：使钢管输出装置17移动至模具台车10的位置，并将二者连结。

·步骤3：利用钢管输出装置17使模具台车10移动至冲压机7的冲头2正下方。

·步骤4：利用液压千斤顶15使模具台车上部的模具收纳部12上升，并使收纳部内的新的模具5的槽部8与冲头支承体4(梁)前端嵌合。此时，模具的宽度方向位置使用模具台13的位置调整螺栓14进行微调。

·步骤5：紧固固定螺栓6，将模具5安装于梁4的前端。

·步骤6：使模具收纳部12下降，并承载于模具台车基部11。

·步骤7：利用钢管输出装置17推出模具台车10，并将其载置于钢管输出线16上。

·步骤8：从钢管输出线16撤除模具台车10。

此外，对本发明的压弯机的冲头更换方法而言，在将模具分割成多个节段的情况下，考虑到作业效率，不一个一个地更换多个节段，而优选作为一体一并进行。但是，在模具的长度较长时，存在难以将模具一次载置在模具台车上的情况。在上述的情况下，优选将由多个节段构成的模具分成将较少数目的多个节段连结的多个组，以上述组为单位载置于模具台车上。

在该情况下，上述组优选形成为如下构造：将平行销埋设在各节段的接合部，并且将***形成于模具上部的槽部8的衬垫的长度设为组的长度并通过螺栓进行紧固。并且，优选，上述各组彼此的连结部设置使一个组的衬垫从组的端部突出并使上述突出的衬垫嵌入另一个组的端部的衬垫欠缺部，两组经由衬垫连结。

据此，能够使由多个节段构成的模具不在宽度方向错位地载置于模具台车上，进而，能够高精度地进行模具向冲头支承体(梁)的安装。图7示出了将分割成九个节段的一个模具划分成由三个节段构成的三个组的例子。此外，将多个组载置于模具台车上的顺序优选从设置衬垫欠缺部的组先进行。

实施例

在能够制造外径为20～56inch、管厚为12.7～50.8mm的焊接钢管的压弯机的模具更换中，使用利用[0011]所记载的隔板的现有技术的方法(比较例)与本发明的模具更换方法(发明例)这两种方法来进行，比较所需时间。此外，模具的全长为13.5m，如图7所示，分割成九个节段，将三个节段作为一组，进行操作。

结果，本发明例的模具更换时间与现有技术的比较例相比，能够缩短至约接近1/3。

符号说明

1…坯料钢板；2…冲头；3…冲模；4…冲头支承体(梁)；5…模具；6…固定螺栓；7…冲压机主体；8…嵌合槽；9…衬垫；10…模具台车；11…模具台车基部；12…模具收纳部；13…模具台；14…位置调整机构(位置调整螺栓)；15…升降机构(液压千斤顶)；16…钢管输出线；17…钢管输出装置；18…平行销。

Claims (8)

1.一种压弯机的模具更换方法，为利用一对冲模与在所述冲模之间升降的冲头来对冲模上的钢板进行弯曲加工的压弯机的冲头前端的模具更换方法，其特征在于，

通过将模具载置于能够在所述一对冲模之间沿冲头的长度方向移动的模具台车，来进行模具向所述冲头正下方的输入以及模具从所述冲头正下方的输出，

使所述模具台车的模具收纳部上升，在使所述模具收纳部与冲头前端抵接的状态下，进行模具从冲头前端的取下以及模具向冲头前端的安装。

2.根据权利要求1所述的压弯机的模具更换方法，其特征在于，

使用配设于所述压弯机的钢管输出装置，来进行所述模具台车向冲头正下方的输入以及所述模具台车从冲头正下方的输出。

3.根据权利要求1所述的压弯机的模具更换方法，其特征在于，

通过在载置有模具的状态下使所述模具台移动，来进行载置于所述模具收纳部内的模具台的模具的在与冲头长度方向正交的方向的位置调整。

4.根据权利要求2所述的压弯机的模具更换方法，其特征在于，

通过在载置有模具的状态下使所述模具台移动，来进行载置于所述模具收纳部内的模具台的模具的在与冲头长度方向正交的方向的位置调整。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的压弯机的模具更换方法，其特征在于，

在将所述模具分割成多个节段时，一并更换所述模具。

6.根据权利要求5所述的压弯机的模具更换方法，其特征在于，

将多个节段分成由衬垫连结的多个组，以该组为单位进行相对于模具台车的装卸。

7.一种压弯机的模具更换用的模具台车，为利用一对冲模与在所述冲模之间升降的冲头来对冲模上的钢板进行弯曲加工的压弯机的冲头前端的模具更换所使用的模具台车，其特征在于，

能够通过设置于所述压弯机的输出冲压加工后的钢管的装置而在所述一对冲模之间沿冲头的长度方向移动，

所述压弯机的模具更换用的模具台车具有收纳模具的模具收纳部，并且具有使所述模具收纳部升降的升降机构。

8.根据权利要求7所述的压弯机的模具更换用的模具台车，其特征在于，

具有位置调整机构，该位置调整机构针对载置有模具的模具台的每一个进行收纳到所述模具收纳部的模具的在与冲头长度方向成直角的方向的位置调整。