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发表于 2008-1-16 16:28:27
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来自： 中国山东青岛
薄壁圆管弯曲模设计: u$ P n4 R$ g
9 E- [) r- E+ l; _5 H$ x1 V( ^; k【摘要】对Ｌ型薄壁圆管进行了工艺分析，并介绍了弯曲成形的模具结构及工作过程，阐述了划伤、
1 }5 T4 ]9 Y8 j( e) K起皱等关键问题的解决方法，并提出了有效的预防措施。
( t8 p: m3 ~$ f* v# ~* O7 f关键词 薄壁 Ｌ型圆管 弯曲模结构( ?' f: |) ?6 J% J& _3 z
１ 引言
. s$ [' `% B8 Y! L0 B; L: u弯曲圆管的零件种类很多，因此它的弯曲方法也多种多样。下面以Ｌ型圆管为例介绍一种转动4 n" m5 z' |$ _
式凹模的弯曲模。7 Q5 W9 h9 J/ a4 W' }" u
２ 零件工艺分析
9 r3 E3 `& d# }3 O: n1 @如图１所示的Ｌ型圆管是某出口产品的关键零件之一，材料为２０钢，外圆ф２５ｍｍ，壁厚
) l8 G0 @% ]# X3 y# ^; r& A仅为１ｍｍ，该零件的弯曲半径比较大，相对弯曲半径Ｒ／ｔ＝７１．５相当大，远大于１０。不
' g- K0 K$ I# L/ u5 R- E- A9 V弯曲部位较短，即图中缩口端，因此，弯曲后缩口部位容易变形，很难保证７０°±１０′的要求8 g. u n% F# h, w: ]7 }
以及外观质量。另外，２４３ｍｍ方向上左端管口部位弯曲后产生的变形将严重影响该零件的下一1 y& t8 [% M3 H% L
道２-ф６．５ｍｍ的冲孔工序，因此在模具设计中要着重解决以上问题，以提高生产效率和产品质 A' J: {* X" _1 j |" b/ h* }
量，降低制造成本。
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图１ Ｌ型圆管
& \ _+ J) n4 M5 v- k/ ?! e３ 弯曲模结构
% P2 {1 ]" g; b在如图２所示的弯曲模结构中，槽轮８和槽压条１６是成型Ｌ型圆管的两个关键零件，与待弯
% K+ p0 h" N9 j; C2 V# A1 S曲圆管外径相吻合的半圆弧部分，近似于椭圆的一部分，以便于既能充分地夹紧圆管，又起到有效8 f* e. {% m4 d" i3 v( x0 n
的防止圆管起皱、凹陷、划伤的作用；推杆２１、固定板１８、支撑板２３与底座７依次是焊接的；* v8 N5 d2 L* v$ Z7 l
螺杆２０与支架２４是通过挡圈连接的，同时螺杆２０与支撑板２３为螺纹配合，垫圈２２上的螺7 l+ p. P/ D! J/ r8 @
母起到锁紧作用；滚轮２５和支架２４通过定位销１７活动地装配在底座７和固定板１８构成的组+ j6 X4 \4 q. B( f; C
件中；垫圈９、槽轮８和底座７依次通过中心轴３、螺母４和螺母１０固定连接在工作台６上；固' Y4 T! B% w- F7 R0 u6 s1 d
定座１３下半部是开口向上的半圆弧曲面槽，槽口部位与槽轮的凹槽开口截面同向共线，螺钉１和" h5 A2 g) g7 D5 V/ G- U8 n+ k m
垫圈２将固定座１３固定在工作台６上，上模１１的下半部是开口向下的半圆弧曲面槽，它与螺杆2 j' m% X* t! D3 V. m' Y
１５通过螺钉１２连接，螺杆１５与固定座１３是螺纹配合，转动手柄１４可松紧圆管，型芯２６
& i- P2 U; F" {" J' g# A1 k* \是两用型芯。. J, B3 a# k# x2 R0 V u- w4 q
另外，固定板３０用螺钉２９安装在工作台６的合适位置，螺钉２７与固定板３０是螺纹配合，3 k) g4 O% S- q& e
并用螺母２８锁紧，为便于装卸圆管，提高产品质量，将槽压条１６设计成独立的型模零件。# Q) Y) e4 P3 s- x+ U
４ 模具工作过程5 y4 @ ?7 g4 u- r- f
Ｌ型薄壁圆管弯曲模的工作过程是：将待弯曲圆管按如图２所示放入槽轮８的开口和固定座的! q9 U+ v7 K: X0 g" @
型槽中，然后将型芯２６装入圆管口部并使圆管端面与型芯内端面贴紧，向槽轮方向推动型芯２６，
: l$ _0 y; w8 B使其大端面与固定座１３侧面靠平，这时旋转手柄１４，使其通过螺杆１５将上模１１下行并压紧5 q. B8 j5 d: t! ]% R$ d
圆管。最后，插入槽压条１６如图２所示的位置，扳动推杆２１使其带动底座７围绕中心轴３旋转
1 x5 ?# e2 N6 q* u, @直至螺钉２７限位，从而完成对Ｌ型圆管的弯曲成形过程。
/ W2 R6 b- k1 J% U在弯曲过程中，如果槽压条１６与槽轮８和滚轮２５之间的间隙过大或过小，将会造成圆管弯2 V& Z/ D; Z3 z7 _
曲圆弧处严重起皱或划伤，这时，可通过旋拧螺杆２０来调节其间隙。* L) |! B# w( k4 A Z1 `
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$ h3 x, P. O& ?0 x+ P, V图２ 圆管弯曲模结构+ Y; H6 o# w' B
1.螺钉 2.垫圈 3.中心轴 4.螺母 5.垫圈 6.工作台 7.底座 8.槽轮 9.垫圈 10.螺母 11.上模 12.螺钉
; q) n8 a' D% R$ W D8 n13.固定座 14.手柄 15.螺杆 16.槽压条 17.定位销 18.固定板 19.挡圈 20.螺杆 21.推杆 22.垫圈5 S0 k; e* V) W* x. C, Q8 Z
23.支撑板 24.支架 25.滚轮 26.型芯 27.螺钉 28.螺母 29.螺钉 30.固定板9 Z( |9 D. `' D
５ 模具设计中应注意的问题
( I3 B/ s! T( X% Y５．１ 中心轴
( A( f6 j j( Y9 g2 ?中心轴３装在底座７中的台阶高度必须高于底座７的厚度０．１～０．３ｍｍ，以保证底座７9 ]7 i& _! }' S6 C, g# S! n
能灵活转动；同时，中心轴３装在槽轮８中的高度也要高出槽轮８约０．１～０．３ｍｍ，这样能& t; x( K' G. L( c
从根本上防止因槽轮８不旋转而造成的划伤现象。
* K, X3 J, I# E- n, h2 H1 j５．２ 槽轮和槽压条6 n1 u! X, z+ b9 W
槽轮８和槽压条１６的半圆弧曲面槽的截面应是性质和尺寸完全一致的，并且开口大端接缝处
+ O V" [+ @' O. o$ _应为Ｒ０．２～０．５ｍｍ的圆弧倒角，这样不仅能有效地预防起皱、凹陷和变形问题，而且能防$ |, @# l( P( k8 `/ O: b3 v( }
止因模口过锐而造成的划伤问题。 P0 A' C- ^- w' O" H% S
５．３ 型芯0 ?& G/ J. y: O8 b& C/ B6 ?4 [8 l
型芯２６伸入圆管部分长度不应太长，一般以不超过１０ｍｍ为宜，其外径与圆管内孔ф２３6 p' ]7 |2 y& e$ _- f
ｍｍ可以设计成０．１ｍｍ的双面间隙，这样既能防止变形，又便于顺利卸模；型芯２６呈台阶状，
" ?# m; y3 L. A大直径段靠近圆管的端面为定位用，将圆管套入型芯后，向模口部位推动型芯，使型芯的定位大端' v0 S' c; {7 u
面与固定座１３的外侧贴紧靠平，这样就保证了如图１所示的２４３ｍｍ和１４４．５ｍｍ的尺寸。
7 l2 {# ~8 J. w5 \1 V6 r; k５．４ 回弹问题
7 |, f1 a- a3 [9 @回弹是弯曲件最常见的问题之一，对于本文所述的薄壁圆管，因原材料的供货批次不同，因而
% z h# {8 P: T其材料性能上并不是完全一致的，因此解决回弹问题的方法不能完全限制，建议用如图２所示的固2 a, t* j. G, s
定板３０及其它零件构成的组件结构，这种结构可以根据实际情况调节并限制弯曲行程，从而彻底- L m! n. U2 l# j
解决回弹不一致的问题。
' ?. H1 i+ L* i2 a8 ?2 L６ 结束语3 Q9 \8 x) i4 M0 @+ \% g1 ?/ b
经过生产实践表明，这种圆管弯曲模结构，不仅弥补了设计上的缺陷，而且能圆满地解决生产 \2 L5 n; U& t# n% i5 [. M! V2 Z
中存在的划伤、起皱、变形、凹陷及回弹等问题，并且使产品的合格率达到了９８％以上，大大提
8 W- [4 {( i' C# e* R. ?/ l1 H高了生产效率，同时也降低了生产成本和能耗，为企业带来了一定的社会和经济效益。
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" V" d$ s. W/ u0 S" N[ 本帖最后由 ah1119 于 2008-1-16 16:30 编辑 ] |
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