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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
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, j1 f- F1 N0 X) t1 ~+ t【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、) `7 R7 F- n5 w; }9 r' A e
起皱等关键问题的解决方法，并提出了有效的预防措施。2 z+ ]. p+ ]2 ^
关键词 薄壁 Ｌ型圆管 弯曲模结构+ V! I, N4 ]9 ]1 h# H' C; i
１ 引言
+ y; I3 M" U. ~" s! u0 _9 d/ d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
* y9 H; D) C3 b式凹模的弯曲模。
' F2 P/ w$ }- b' @! k& C, |２ 零件工艺分析. M- J$ @& O2 }/ ^+ n, B
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5 ]9 K- i, h" U2 Z1 b5 |4 {
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
( d: \0 q Z w8 o6 S8 y/ s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
4 ]( \/ b# y! k4 s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 p3 w& Q: v1 R. n* c- V
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
6 n! k' N7 f$ t" D+ \量，降低制造成本。
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图１ Ｌ型圆管$ \, A p' ]8 J. T
３ 弯曲模结构
& j$ ^: z5 B7 p" L% F* \6 i5 f4 Q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
% Y9 ?( }; D' x* V# o* r8 n; O* I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
' S2 e1 w, b" g6 @( w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；
7 {8 @4 u8 b5 V) F% C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% ~+ s" I$ ]. U% S+ F% Q1 Q
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! K8 i& R) n8 J$ d y
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
7 J$ T! x2 h$ ~' i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; x. m/ M T3 e+ Y6 J/ P) r
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, Z$ j4 h( l9 O
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
7 R) a/ s7 k7 T: m: z t% H; o是两用型芯。
/ W" w8 i: ^2 O- Q9 c8 \% _! V- }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，+ c @4 F+ W3 u6 |: k
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。
) R3 c8 B) I1 }7 v, E４ 模具工作过程. @" S) Q+ M4 w
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+ r6 b$ \- X/ r9 i h/ s1 w
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，
& M4 i; e( u0 J; 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 T, W' C2 h3 A4 [+ L0 @7 `! v6 o
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
) [- {; ^% x6 Z直至螺钉２７限位，从而完成对Ｌ型圆管的弯曲成形过程。" f$ K- o* H7 p8 N( N# ~, U/ r
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+ C: h t5 d& T1 L" P
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
! b. X5 E' _6 h6 e; W1.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: G; E7 \' I* I2 R _4 \0 O1 S3 h' g, I) Q
13.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0 n4 S* n$ ^8 A4 d1 }
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8 v# @' v* j& D- a' B
５ 模具设计中应注意的问题+ j& {) q) `" y/ g" p
５．１ 中心轴$ {+ ~/ Q. Z( V" M9 P* K* o# y, D1 G
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. O. R, r2 ~+ n/ ^4 ]$ \! |5 S+ I; [
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
% U3 I7 {# ]& q* Y i$ t从根本上防止因槽轮８不旋转而造成的划伤现象。( E8 ^7 R/ b k" e5 K3 q! D; _
５．２ 槽轮和槽压条7 v/ P b+ H9 g; n/ V7 d
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
9 J5 R; g4 ^& J. n" |: [$ |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 A; \8 O+ W) ?- i+ b
止因模口过锐而造成的划伤问题。2 n% w- c# n& D1 {/ A
５．３ 型芯8 }6 {5 V* p7 C% M+ o5 G( f' {- Z
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
; ~! G) C5 v0 P& z. Z; e5 ^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，' g0 p* ?4 u& K" V( ^
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' u& {. y; g8 X. P& 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。9 x% W" Y4 z6 f8 c- t
５．４ 回弹问题
# F. c- L. i! b, `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$ w( P0 z( S, `* C3 u0 B' 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
, ^; ~/ [1 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% u0 h2 [: A, B& @( I3 c
解决回弹不一致的问题。
+ B, }2 z* B/ F+ N4 L0 N６ 结束语
# F5 K+ Y9 O/ g1 d' G" e( k/ `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# D. i6 t7 }: {
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& u. i" p7 F5 B8 T4 p0 v0 z4 B& p
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。& i! Q% n* ]. |* L0 M
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[ 本帖最后由 ah1119 于 2008-1-16 16:30 编辑 ] |
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