關(guān)于型材件彎曲模的設(shè)計(jì)與研究

姚杰

摘 要：通過(guò)對(duì)型材件成型工藝的分析，結(jié)合當(dāng)前型材彎曲件常規(guī)彎曲工藝方法，介紹一種新型的彎曲成形模具，該模具解決了型材彎曲的通用方法存在的不足，型材件彎曲模的設(shè)計(jì)是根據(jù)工件的形狀和尺寸精度及質(zhì)量要求來(lái)決定。解決了因工件與模具的不良接觸而引起工件表面擦傷和相對(duì)滑移，從而提高了制件減少不必要工序，提高生產(chǎn)率。

關(guān)鍵詞：型材；彎曲模；偏移；工藝；調(diào)整塊

1 引言

由于近年來(lái)國(guó)民工業(yè)的發(fā)展越來(lái)越快，這就要求對(duì)衡量國(guó)民工業(yè)發(fā)展水平及產(chǎn)品研發(fā)能力的模具工業(yè)要求起開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)與制造的水平也必須越來(lái)越高，沖壓模具的發(fā)展起著不可代替作用。本文就其型材件在彎曲工藝成型中存在的角數(shù)多，需多次彎曲，并且容易使工件和模具產(chǎn)生偏移，導(dǎo)致工件缺陷，就其解決方法。

2 工藝分析

圖1所示的型材彎曲件，由于角數(shù)較多，通常采用多次彎曲。假如運(yùn)用一次彎曲，一般采用如圖2所示模具。在彎曲A，B，C圓角時(shí)，首先要考慮其圓角半徑是不是滿足彎曲工藝要求，如果彎曲件的圓角半徑過(guò)?。ㄐ∮谧钚澢霃剑r(shí)，易使彎曲件產(chǎn)生裂紋；也不宜過(guò)大，因?yàn)檫^(guò)大時(shí)受到回彈的影響，彎曲角度與圓角半徑的精度都不易保證。上部材料與橫向凸模1間有相對(duì)移動(dòng)，使非變形區(qū)產(chǎn)生不必要的塑性變形，導(dǎo)致彎曲后的零件形狀不準(zhǔn)確。抑制這種不足的方法是在彎曲過(guò)程中，保證工件與模具間無(wú)相對(duì)移動(dòng)，非變形區(qū)沒(méi)有產(chǎn)生塑性變形。對(duì)于彎曲件的精度影響是多方面的，如彎曲件材料的機(jī)械性能和材料厚度，模具結(jié)構(gòu)和模具精度，工序的多少和工序先后順序，彎曲模的安裝和調(diào)試情況，以及彎曲件本身的形狀尺寸等。精度要求較高的彎曲件必須嚴(yán)格控制材料厚度公差。單就本彎曲件而言重在克服材料與模具間的相對(duì)移動(dòng)和不必要的變形。

彎曲模具設(shè)計(jì)的原則

（1）盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架和模具零件。

（2）復(fù)雜的小型彎曲件，批量大的要與彎曲機(jī)對(duì)比考慮，確定采用壓力機(jī)還是采用彎曲機(jī)。

（3）對(duì)稱模具的模架要明顯不對(duì)稱，以防止上模和下模裝錯(cuò)位置。

（4）彈性材料回彈的準(zhǔn)確數(shù)值只能通過(guò)試模獲得，因而模具結(jié)構(gòu)要使凸（凹）模便于拆卸，便于修改。

（5）彎曲件的凸模圓角和凹模圓角應(yīng)分別做成兩側(cè)相等。

（6）U形件彎曲校正力大時(shí)也會(huì)貼住凸（凹）模，需要卸料裝置。

（7）若凸（凹）模端面上的單位壓力大于模板材料的許用抗壓應(yīng)力，則連接處應(yīng)采用墊板。

（8）小型單側(cè)彎曲件，有時(shí)可將兩件同時(shí)彎曲，變?yōu)閷?duì)稱彎曲，以防止工件滑移，然后將彎曲件剖切開(kāi)來(lái)。

（9）校正力集中在彎曲件圓角處，效果更好。因此，對(duì)于帶頂板的彎曲模（如U形彎曲模）其凹模內(nèi)側(cè)靠近底部應(yīng)做出圓弧，圓弧尺寸與彎曲件相適應(yīng)。

彎曲模設(shè)計(jì)時(shí)，彎曲模的結(jié)構(gòu)形式選擇：

彎曲模的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)彎曲件的彎曲形狀來(lái)確定。其彎曲模形式很多，就其彎曲方向分為垂直方向彎曲的彎曲模，水平方向彎曲模和螺旋方向彎曲模三種類型。在設(shè)計(jì)時(shí)，究竟選擇哪種彎曲模結(jié)構(gòu)，要根據(jù)工件的形狀和尺寸精度及質(zhì)量要求來(lái)決定。因此，在設(shè)計(jì)前，首先應(yīng)對(duì)工件進(jìn)行仔細(xì)分析，以選取合適的彎曲模結(jié)構(gòu)，并畫(huà)出結(jié)構(gòu)草圖。

3 模具設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

模具設(shè)計(jì)時(shí)，首先要保證不同角先后順序彎曲，先彎成U形，再?gòu)澢盟栊螤?，其次要保證橫凸模運(yùn)動(dòng)與B，C角（圖1）在彎曲過(guò)程中軌跡相同，即為以C為圓心，CB為半徑的1/4圓弧。

3.2 模具結(jié)構(gòu)

圖3所示為模具結(jié)構(gòu)。上模座1和工字形凸模3用導(dǎo)向螺釘和彈簧2連接，導(dǎo)向螺釘同時(shí)其限位作用，凸模3的作用是將毛坯彎曲成U形，彈簧2的彈力稍大于將毛坯彎曲成U形的彎曲力。調(diào)整塊6是通螺釘與壓塊5相連接，調(diào)整塊6通過(guò)導(dǎo)軌和彈簧與橫向凸模7連接。這里彈簧主要在回程中其回彈帶動(dòng)橫向凸模7向左移，橫向凸模7由凸輪8工作面（以CB長(zhǎng)為半徑的1/4圓?。┩苿?dòng)橫向移動(dòng)，彎曲C，B。彎曲過(guò)程中，橫向凸模的運(yùn)動(dòng)軌跡相同，因此材料與橫向凸模無(wú)相對(duì)滑動(dòng)。擺塊4與凸模3連接在一起，A角由L形壓塊5驅(qū)動(dòng)擺塊4使材料彎曲成形，壓塊5與橫向凸模7之間距離可通過(guò)改變調(diào)整塊6的高度來(lái)調(diào)整，以保證先彎C，B角，后彎A角。其他還有凹模9，凸輪8，下模座10，頂桿，頂板等。

圖3 模具結(jié)構(gòu)

1.上模座2.彈簧3凸模4.擺塊5.壓塊6.調(diào)整塊7.橫向凸模8.凸輪9.凹模10.下模座

3.3 模具工作過(guò)程

坯料放置于凹模9上并定位，上模向下運(yùn)動(dòng)，工字形凸模3受彈簧2的擠壓將毛坯彎曲成U形。上模繼續(xù)向下運(yùn)行，橫向凸模7上面的彈簧被壓縮，橫向凸模7沿凸輪8工作面運(yùn)動(dòng)而被迫作橫向移，彎曲C，B角。接著L形壓塊5繼續(xù)受上模的作用壓下擺塊4，此時(shí)彎曲A角。行程終了對(duì)彎曲件有校正作用。型材件成型后，上模向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入回程，橫向凸模7因失去壓塊5的壓力同時(shí)受彈簧反彈而沿凸輪8向兩側(cè)移動(dòng)，上模繼續(xù)上移，壓塊5不對(duì)擺塊4施壓，擺塊4復(fù)位，這時(shí)橫向凸模7也復(fù)位，工件隨凸模3移出凹模3的型腔，取出工件。整個(gè)運(yùn)行結(jié)束。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于進(jìn)行科學(xué)合理的彎曲模工藝分析，同時(shí)較好地考慮了工序復(fù)合的可能，從而使型材的彎曲工藝得到了優(yōu)化，生產(chǎn)效率及企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益得到提高。經(jīng)實(shí)踐產(chǎn)品形狀和尺寸精度及質(zhì)量均滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。型材件加工成功是充分考慮到彎曲過(guò)程中工件位置變化的軌跡設(shè)計(jì)的避免了材料與模具間的相對(duì)移動(dòng)和不必要的變形，減少了彎曲次數(shù)，贏得效益。

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