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        板材件折彎中余料增加的方法與應(yīng)用

        2015-02-25 05:26:43山推工程機(jī)械股份有限公司丁志遠(yuǎn)李勇李賀德徐宗磊
        金屬加工(熱加工) 2015年15期
        關(guān)鍵詞:余料下模圓孔

        ■山推工程機(jī)械股份有限公司 丁志遠(yuǎn),李勇,李賀德,徐宗磊

        板材件折彎中余料增加的方法與應(yīng)用

        ■山推工程機(jī)械股份有限公司 丁志遠(yuǎn),李勇,李賀德,徐宗磊

        摘要:板材件在折彎過程中由于工藝尺寸的要求,有些工件的折彎線到料邊距離較小需要增加余料,在折彎完成后去除;有些工件距折彎線較近的地方有長(zhǎng)孔或圓孔,為防止折彎過程中孔的變形,需要增加余料;有些工件邊緣形狀不規(guī)則,需要增加余料折彎完成后割除。針對(duì)以上幾種典型需要增加余料的情況,以及如何在實(shí)際生產(chǎn)中更好地提高效率和改善產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行介紹。

        板材在折彎過程中,首先經(jīng)過彈性變形,然后進(jìn)入塑性變形,內(nèi)側(cè)受壓縮小,外側(cè)受拉伸大,最終達(dá)到所要求尺寸,如圖1所示。

        當(dāng)彎邊高度較小時(shí),彎邊在折彎模具上的支持長(zhǎng)度過小,不易形成足夠的彎矩,很難得到準(zhǔn)確的形狀。當(dāng)彎曲角為90°時(shí),應(yīng)使彎曲邊高度h>2δ,同時(shí)還要考慮直角邊寬與下模開口寬度關(guān)系,如圖2所示。有些工件在設(shè)

        計(jì)時(shí)為滿足使用要求,使h<2δ,造成折彎無法完成;有些工件因設(shè)備模具限制,需選用較大下模開口折彎,支持長(zhǎng)度無法達(dá)到,也不能完成折彎。因此在制訂工藝時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)增加余料。

        如圖3所示,工件一條邊線與折彎線成一銳角,板材與下模開口的實(shí)際接觸面積在折彎線兩端不一致,造成折彎時(shí)邊線端部扭曲變形,影響產(chǎn)品質(zhì)量。

        有些預(yù)先加工好孔的板料,如果孔位于彎曲變形區(qū)內(nèi),那么孔在折彎后會(huì)發(fā)生變形。如附表所示,工件距折彎線較近的地方有長(zhǎng)孔或圓孔,為使折彎順利進(jìn)行,在設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定了孔邊緣到彎曲內(nèi)邊的距離。我公司生產(chǎn)的工件需要折彎的板厚通常為1.5~30mm,有許多不能滿足折彎要求,為保證產(chǎn)品質(zhì)量,設(shè)計(jì)工藝時(shí)需增加余料。

        1. 邊線靠近折彎線

        如圖4所示,某U形工件,長(zhǎng)4115mm,折彎直邊高度為60mm,板厚12 mm,折彎內(nèi)半徑為R15mm,計(jì)算出折彎線為48mm,彎曲邊高度h>2δ,即h>24mm,同時(shí)根據(jù)折彎?rùn)C(jī)模具狀態(tài)最小選用下模開口100mm,48<100/2=50(mm),折彎線小于一半開口大小且下模凹槽帶有R15mm圓弧,綜合以上兩點(diǎn),不能滿足折彎要求,因此需增加余料,將尺寸60mm增加到80mm,折彎后銑削加工去除。

        2. 斜邊靠近折彎線

        當(dāng)折彎件直邊帶有斜角時(shí),不應(yīng)使斜線達(dá)到變形區(qū),為防止彎曲開裂,斜角處直邊部分的最小高度H=(2~4)t,且>3mm。

        如圖5所示,某一加強(qiáng)筋板,其特點(diǎn)為折彎一側(cè)為斜邊,成形后達(dá)到90°角,使用時(shí)緊貼在相互垂直的兩工件之間,起到加強(qiáng)作用。如果直接按圖樣展開設(shè)計(jì)工藝,折彎時(shí)折彎線不易確定且斜角靠近折彎線部分板料懸空,達(dá)不到要求尺寸,90°難以保證。

        圖1 折彎過程

        圖2 直邊彎曲高度

        圖3 斜邊彎曲

        圖4 U形工件

        圖5 加強(qiáng)筋板及使用狀態(tài)

        圖6 加強(qiáng)筋板增加余料及割除

        產(chǎn)品試制時(shí)采用方板折彎和紙質(zhì)樣板劃線切割外形,效率低,且紙質(zhì)樣板不易保存,質(zhì)量難以保證。根據(jù)工件特點(diǎn),多次進(jìn)行改善,特意設(shè)計(jì)了增加余料的方式 ,既能夠滿足使用要求,又可以方便地去除余料。如圖6所示,其設(shè)計(jì)思路是,在工件的邊緣增加一小塊三角形余料,一直邊與折彎線平齊并與工件的斜邊相交,可方便使用折彎?rùn)C(jī)的后擋料機(jī)構(gòu)確定折彎線。成形后,首先順延斜邊畫一條線段,然后手示機(jī)器人按線段切割,利用機(jī)

        器人的仿形功能實(shí)現(xiàn)批量加工。

        3. 長(zhǎng)孔或圓孔靠近折彎線

        (1)某一U形工件,如圖7所示,兩端折彎成90°,一折彎邊處存在175mm×65mm的長(zhǎng)孔,長(zhǎng)孔下邊緣距離變形區(qū)域一端為28.5mm,工藝設(shè)計(jì)要求為S≥2δ+R,查附表得,S≥63mm,28.5mm<63mm,不能滿足工藝要求,因此需要增加余料。

        長(zhǎng)孔增加余料的方式主要有兩種。如圖8a所示,此種方式折彎變形可完全去除,工件質(zhì)量較好,缺點(diǎn)為需要制作專用樣板劃線;如圖8b所示,此種方式不需要專用樣板,連接長(zhǎng)孔圓弧的端點(diǎn)劃出兩條線段,割余料時(shí)按線段加工即可,缺點(diǎn)為,靠近折彎圓弧處的板材局部扭曲變形。尺寸65mm外側(cè)增加,內(nèi)側(cè)減小,質(zhì)量較差。根據(jù)實(shí)際使用情況,選擇適當(dāng)?shù)脑黾佑嗔戏绞?,本件選用圖8b。圖9為去除余料后的工件。

        (2)圓孔增加余料方式和長(zhǎng)孔類似。如推土機(jī)油箱某一折彎件,圓孔邊緣靠近折彎線,加余料時(shí)與折彎線平齊畫一條線,封堵小部分圓即可,折彎完成后,使用機(jī)器人割除。對(duì)于要求較為嚴(yán)格的圓孔,為保證精度要求,一般采用先加工小孔折彎后再擴(kuò)孔達(dá)到要求(見圖10)。

        用有些工件的橢圓孔兩端靠近折彎線,兩側(cè)都需要增加余料,如圖11所示,為保證長(zhǎng)軸和短軸的尺寸,在孔中間開一條1倍板厚的缺口,方便劃線,現(xiàn)場(chǎng)加工如圖12所示。

        圖7 U形板折彎

        圖8 U形板增加余料

        圖9 U形板去除余料

        圖10 圓孔增加余料

        圖11 橢圓孔增加余料

        圖12

        孔邊緣到彎曲內(nèi)邊的設(shè)計(jì)要求             (mm)

        4. 結(jié)語

        我公司生產(chǎn)的工件特點(diǎn)為小批量、多品種,工件形狀各式各樣,為適應(yīng)多變的市場(chǎng)需求,通過積累大量的板材件成形工藝,總結(jié)了添加余料的常用方式,在設(shè)計(jì)新工藝時(shí)有一定的指導(dǎo)意義。本文介紹了三種增加余料的方式并結(jié)合具體事例加以說明,對(duì)不能滿足折彎工藝的產(chǎn)品通過巧妙增加余料并去除,提高了生產(chǎn)效率,改善了產(chǎn)品的質(zhì)量。

        20150714

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