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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+ y( U" d' L/ N
. E% M; u; _& P2 q, p) y【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、* N' l% t4 z( Q# k4 o
起皱等关键问题的解决方法，并提出了有效的预防措施。9 H2 \; L M+ z4 W3 i
关键词 薄壁 Ｌ型圆管 弯曲模结构1 x( \* Z$ B c! v1 g1 e/ c) w
１ 引言
! R! O5 D8 v. p1 O. Y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
& \- N! @5 J4 m$ b% R, M+ Q$ |式凹模的弯曲模。4 O4 U& I: u& T8 r
２ 零件工艺分析
7 E. V& P% h: J+ T6 N% b, c0 a' }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; B0 @! O7 L' q- t" |, d7 T, S" B
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
; [! t' d: H& l9 N. v2 o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7 T7 O- p2 l' P! v0 x3 `6 e& ^' h2 l
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
0 I. g1 D* w1 A# R H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0 I6 W9 y0 l9 W& w+ s' h
量，降低制造成本。
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图１ Ｌ型圆管3 G, u7 t* L" [: h' s r# ]
３ 弯曲模结构
3 S/ ^$ ~: g) K7 y1 W2 u, J% ~" y; j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" d, K* L1 j* k; P5 z0 v5 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
/ W7 Z+ P; G; C+ R5 k9 d4 T7 F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；6 E% {5 }9 r: V% u, l. E
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- c8 b/ q6 d) c5 L( {
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
, [* g& Y6 ]* R. O2 l4 g& K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; M2 _% T2 D3 w7 C* o: W. G& t
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
* B/ e7 K; ?: U& ~4 m* R F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
8 D; W5 g/ P2 I+ M+ ~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
. x4 l0 r1 K7 J' [是两用型芯。2 i: G' n4 [) n" [9 n% i
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 @! r8 q# H4 P8 [3 l# f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。$ {: P% o. f+ F2 w1 A4 Z- w( m
４ 模具工作过程
/ u2 R" j( s: c! iＬ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/ u5 c" H2 n+ Y
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，* E0 C1 ?! Z, D
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2 t2 H0 j. B8 [4 C$ j' s
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
9 S* d( y" O l* m( M( \% n- T直至螺钉２７限位，从而完成对Ｌ型圆管的弯曲成形过程。& D( D, J; d% v" p5 y- ~* y2 E
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
3 O* l3 Z* _' f6 U1 Q/ e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。
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图２ 圆管弯曲模结构0 h* ?$ Q( ?' z$ L. ?/ O; i
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
5 H( G3 U6 J# C13.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% \/ Z* Y& o& T2 C0 C H8 ?( E
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
, o% U. W: Y, T) Q５ 模具设计中应注意的问题
: z: _3 L- U' n8 P+ u５．１ 中心轴! C- O% ?* u3 Y
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７; H6 {* K- V0 ^9 m7 X4 N& B
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
9 n; x+ [7 @) ^2 v. d: [4 _2 @% q从根本上防止因槽轮８不旋转而造成的划伤现象。3 n2 o4 _1 s0 i. [2 a6 F7 T7 J
５．２ 槽轮和槽压条) C( y$ j1 c) s9 w- V
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0 b6 z2 t/ `! F1 \* c5 Q
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
& n, s! W( e9 p( y止因模口过锐而造成的划伤问题。
. @; _9 w7 i1 |4 s+ I8 N# {& c５．３ 型芯3 M4 C5 _/ ]2 R
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ф２３
5 {7 x7 D: x0 Dｍｍ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，2 w+ o. h7 J I, E7 _& Q: Y
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: ]0 B; p$ K- u: L" P, }* D0 C) L! k
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 f4 i: ^0 M+ [- @8 w% W* l５．４ 回弹问题' }: S( k, U ~2 R7 [
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
/ J! S: R1 K3 n4 g$ ~# p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) F0 d" E* g. @
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
5 R/ R& V6 f' A/ z解决回弹不一致的问题。
* R/ k4 l0 O8 R- c4 A* h5 U8 r６ 结束语' p% p. Q% H- ?2 e
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% ~' M; n: A, D8 R M; [) f
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
a4 F" S/ U% z! m# c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。. R6 H5 e. d1 F. s
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[ 本帖最后由 ah1119 于 2008-1-16 16:30 编辑 ] |
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