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        型材滾圓零件加工工藝

        2015-05-09 01:40:02大連小松雄連機械制造有限公司遼寧116104高健春
        金屬加工(冷加工) 2015年4期
        關(guān)鍵詞:小輪變位鈑金

        大連小松雄連機械制造有限公司 (遼寧 116104) 高健春

        1. 產(chǎn)品形狀

        我公司曾接到一個如圖1所示的鈑金成形加工項目,這是一種截面為L形、內(nèi)徑為838.2mm的圓桶形件,材料為t2.0的普通熱軋板,上面還有7個直徑為6mm的孔。

        2. 工藝流程的制定

        因該產(chǎn)品直徑較大,從提高材料利用率和減低模具投入費用角度來看,采用型材卷圈工藝較為合理。做進一步具體分析,圓筒截面長度較長(70.1mm)而翻邊高度較低(20.8mm),板厚又不是太薄,這是對卷圈成形有利的地方;但L形不對稱的斷面形狀又是卷圈成形不利的地方。所以在工藝實施時要充分利用其有利的一面而設(shè)法抑制其不利的一面,我們制定的工藝流程如下:①切板→②數(shù)控沖床沖孔→③折彎→④兩端預(yù)成形→⑤開焊接坡口→⑥卷圈成形→⑦焊接、打磨→⑧滾圓→⑨卸件及最終打磨。

        3. 具體實施步驟

        步驟①、②、③為常規(guī)鈑金工序,此處不再做過多說明。

        步驟④兩端預(yù)成形也是卷板時必要的步驟,板料卷制成圓筒時,接頭處必須預(yù)先做出圓弧形。因為該產(chǎn)品是L形截面,所以我們設(shè)計了一種在折彎機上使用的預(yù)成形模具(見圖2),上下模都是用激光切割的t8鋼板合并制成的,上模用12枚板疊合而成,下模也是12枚,但中間要夾入一枚t2.3板作為避讓。上模半徑值難以計算,是經(jīng)過多次試驗后得到的,下模半徑等于上模半徑再加上板厚2mm,隨上模尺寸的改變而改變。圖3所示是預(yù)成形示意圖。

        圖1 產(chǎn)品形狀

        圖2 兩端預(yù)成形模具結(jié)構(gòu)圖

        圖3 兩端預(yù)成形示意圖

        步驟⑤開焊接坡口是在70.1mm所在的邊打坡口,是為卷板后的焊接做準備的。

        步驟⑥卷圈成形是整個流程中最關(guān)鍵的一步,我們利用公司現(xiàn)有的一臺焊接變位機作為驅(qū)動力卷制這個筒形件,變位機的傾翻角度鎖定在零度位置以使回轉(zhuǎn)面為水平面。圖4所示為滾圓機構(gòu)縱斷面示意圖,圖5所示為其俯視圖。

        工件經(jīng)步驟④兩端預(yù)成形及步驟⑤開焊接坡口后開始卷圈。先松開滾圓小輪,將工件一端裝靠于滾圓板,并用輔助夾鉗夾緊固定,隨后推緊滾圓小輪,起動變位機回轉(zhuǎn)。因為工件一端已被夾鉗夾緊在滾圓板上,將與滾圓板一同回轉(zhuǎn),并在滾圓小輪的約束下使直線狀工件變形為圓環(huán)形狀,待最后頭尾相連時停止回轉(zhuǎn),用焊機將接頭焊接牢固并打磨掉高出的焊道,即步驟⑦。之后再次起動變位機使之回轉(zhuǎn)若干周,以使殘留的卷曲應(yīng)力分配均勻,完成步驟⑧的滾圓過程。

        滾圓完了后撤去夾鉗、松開滾圓小輪,卸下工件,補焊并打磨好在變位機上不便焊接的接頭位置,即步驟⑨。至此,該工件的鈑金作業(yè)全部完成。

        4. 設(shè)計和實施要點

        滾圓板縱斷面形狀、外沿直徑及滾圓小輪的形狀是設(shè)計的關(guān)鍵點,考慮到滾圓應(yīng)力主要會集中在折彎線附近,故滾圓板無需設(shè)計得很厚,最大厚度為60mm。滾圓板外徑要比產(chǎn)品內(nèi)徑略小,產(chǎn)品內(nèi)徑為838.2mm,設(shè)計滾圓板外徑為837mm。滾圓小輪與滾圓板邊緣的接觸點設(shè)計成凸凹咬合結(jié)構(gòu),以保證滾圓時工件無法上下竄動。滾圓小輪與圓盤是否緊密接觸并不重要,關(guān)鍵是要避免工件與滾圓板之間產(chǎn)生滑動,如果產(chǎn)生滑動,不僅圓筒無法閉合,還會影響圓度。

        圖4 滾圓機構(gòu)縱斷面示意圖

        圖5 滾圓機構(gòu)俯視圖

        5. 結(jié)語

        對于尺寸較大的制品,從材料利用率和模具投入方面來看,采用型材成形具有明顯優(yōu)勢。利用變位機替代人工滾圓不僅能降低勞動強度,還能保證產(chǎn)品尺寸的一致性。這是利用現(xiàn)有裝備快速滿足客戶要求的一個實例。

        [1] 小奈弘,劉繼英. 冷彎成形技術(shù)[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.

        [2] 張友康,陳全. 型鋼彎曲機機型探討[J]. 金屬成形工藝,1993(6):271-275.

        [3] 張安. 專用型鋼彎曲機的設(shè)計與制造[J]. 石油化工設(shè)備,1996(2):44-46.

        專家點評

        本文介紹了一種圓筒零件的鈑金成形工藝,利用變位機替代人工滾圓不僅能降低勞動強度,還能保證產(chǎn)品尺寸的一致性。

        文章的亮點是圖形描述較好,產(chǎn)品形狀圖、工藝流程圖、模具結(jié)構(gòu)圖和滾圓示意圖都做得很專業(yè),讓讀者如臨其境,一看就懂。

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