U型弯曲回弹控制.pdf

l 0 周漱 六等 可调 辊 轧 式弯 曲模控 制 u 型零 件 的 回弹 f c 一 可调辊轧式弯 曲模控制 U 型零件 的回弹 常 州拖 拉机 厂周漱 六候宝 华 叙述了薄板弯 删所采用可调辊轧式模具 的实 了应用各种不阿 料后如何控制 回弹的方法a 关键词 回弹可调辊 轧式 弯 盐模 1 引 言 冷冲 压弯 曲件 由于零件 的结构形状 不同 零件采用材料的机械性短及制造要求的精度不 同 还 由于模具的结构形式 不同 所以零件 在弯 成形 时往 往会 产生不 同程度的 回弹量 在 V 形弯 曲件 中这 个 闸题 比较 容易解 决 而在 u 形 和 u 形弯 曲件中就 比较 困难 这些零 件往 往有 两 个或两个 以上的 相对 弯 曲半径 而 任何 一 个弯 曲半径都会 产生一定量 的 回弹 而 材料 弯 曲半径 的大小 模具 结构 等各个 因素之 间又 相互影响着 因此 影 响弯曲件最 终总的回弹尺 寸或角度是多 因素的综 合结果 在生产 中 由于 对各种弯 曲件 回弹 程度 的理论分 析和计算 比较 复杂 讨 算数据难 以接近 实际效果 要控制 好回 弹尽寸或 角度 必须在求得回弹数 据后再按 实际 试模结果予以修正 才能得到比较满意的效果 我厂生产 的手 扶拖拉机上的罩壳 见 图 1 是比鞍特殊的 u 形弯曲件 它是 由两种不同 曲率半径组 成 的 异 u 形弯 曲件 其 曲率半 径 分 刷 为 R1 7 5和 R1 5 相对 弯 曲半 径 R t 分 别 为 7 O和 6 是属于 大的和 比较大的 相对弯 曲半 径 该 零 件如果 使用材 料 为 2 5 ram 的冷轧 A 钢板 单 侧弯 曲线 长度 为 6 6 0 mm 经 计算 可 知 单侧弯 曲力在 6 9 0 0 k g至 8 2 5 0 k g左右 在 实际 弯曲加工 中 由于材料 的机 械性 能和 厚度差异 致使影响 罩壳 回弹角度不同 为保证弯曲件 的 质量 我 们曾选 用进 口 O 8冷 轧钢板 该材料 弹 性模数较大 在工艺上采用深挤校正弯曲模 零 件基本能达到 图纸要求 I 图 1 为了降低生产成本 提高经济效益 我厂决 定改甩国产冷轧钢板代 替进 口冷 轧钢板 我样 曾选 用了武 钢产的 AY 2 5 mm 冷轧钢板作试验 材料 试验 结果表 明 国产料的弹性模数 比进 口 材料低 得多 硬度值也大 且国产料的厚度不稳 定 致使 回弹加大 以罩壳 内侧距 1 5 4为度量标 准 见下表 收 稿 日期 1 9 9 3 0 3 2 2 维普资讯 金 属成 形工 艺ME TAL F O RMI NG TE C HNO L OGY Vo 1 1 2 NO 1 1 9 9 4 1 1 由表 内实测尺寸数据可知 原设计的罩壳 能满足工艺要求 直接影响下 道工序的焊接 深挤 弯 曲模 已不 能适 应加 工 弯 曲后的罩 壳不 表 1 材料名称及牌号 一产品尺寸 mm 工艺要求尺寸 m m 实测尺寸 m m 日本产 0 8玲 轧钢 板 1 5 4 1 6 2 1 6 8 1 6 4 武 钢产 AY 冷 钢板 1 5 4 1 6 2 1 6 8 1 9 5 2 1 0 为解 决罩壳 回弹 问题 我 们曾对多种 工艺 方 法进行分 析计算和实际试验 如 增加整形工 序 在弯 曲成形 前对 材料进 行 中温 回火 提 高 塑 性 缩 小 凸模 圆角半 径 修 整 凸模 回弹 补偿 角 缩小弯 曲横 凸模与 凹模 问隙 采用大吨位压 力机增加 校正弯 曲力 采 用油压机弯 曲等等传 统 的减 少弯曲件回弹的工艺措施 结 果是 虽在 某 批材料 上采 用 了某 种方法 后取得 一点效果 但 远不能 达到理 想的 工艺要求 使 大批 量生产 很 困难 鉴于材 料市场的 日趋紧张和必须考虑 到 的经济 效益 弯 曲模也必 须能满 足多种 材料 的加 工 使零件达到 比较理想 的工 艺尺寸 要求 经过 几年 来反 复应 用传统的工艺方法解决材料 回弹而在 罩壳零 件上 不奏效 的事 实 我 们经过 仔细分析与工 艺试 验 采用 了一种辊轧 弯 曲相 结 合的新模具 结构 而且根据每批不 同炉号 不 同生产 日期 不同生产厂家材料 的特点 设 计成 可调式 2 设 计要 求与 计算 1 设计要求与结构 特征 1 弯 曲凸模必须有足够 的适应较硬材料 的回弹补 偿角 根据 目前所 用材 料和工 艺要求 我 们选用 了 8 3 0 作为 凸模 回弹 补偿角 2 模具必须安全 可靠 根据我们目前使 用国产钢 板 的现 状特点 厚 度 波动较 大 如 果凹模采 用 传统 的固定式 的形式 则厚 度偏薄 的材料可 能在 弯 曲后 达不到 要求 而厚 度偏厚 的材料又可能拉毛 产生划痕等缺陷 影响表面 质量 因此 我们设 计 了能发 挥 巨大水平横 向弹 性 力作为支承 力的活动 凹模 如 图 2所示 图 2 3 为 防止 零件表 面拉毛 划 痕等缺 陷 的 产生 获得较好 的表面质量 我们叉分析 了弯 曲 件拉毛 划痕韵产 生原 因 确认主要是零件表面 与 凹模摩擦 之后 产生 的 因此 活动凹模 的活 动 件设 计成 不仅 能横 向平 移 而 且是 转动 的轧辊 形式 变零件与凹模之间的滑动摩擦为滚动摩 擦 有效地改善 了弯 曲零件的表面质量 4 为 了充分发 挥 凸模 回弹 补偿 角 的作 用 进一步对弯 曲件达到校正整形 的 目的 我们 在 凹模设计 时给 予凹模 内侧较小 的初始 尺寸 如 图 3所示 图l申 L 口小 于 L 凸 使 模 在零 件 弯 曲后期仍 能对其本 身 以必需 的校 正整 形力 根据 罩壳零 件的特 点 凹模初始 静 态尺 寸 比凸 模小 1 2 mm 以便籍助弹性元件的恢复力作为 弯 曲件后期 的整形力 实践证 踞这个 目的 完全 可 以达到 5 为 了进一步扩大模具对被弯 曲材料机 维普资讯 1 2 周漱六等 可调辊轧式弯曲模控制 u型零件的回弹 图 3 械性能变 化的适 应性 使各 批材料 均能达到 比 较一致 的弯 曲尺 寸 在 凹横 设计 中实现 了可调 整弯 曲力装置 即固各批材料的实际机械强度 值的 变异可随时 调整 水平横 向弹性 力的大小 以满足 该批材 料实际 弯曲 力的 需要 也不致 于 固水平性 弹 力过大而造成负回弹现象 2 设计计算 罩壳单侧所需弯 曲力的计算 P 一 其 中 P 用模具弯 曲时所需的压 力 k g B 弯 曲零件 的弯 曲线长度 材料 的抗拉强度值 t 材料的厚度 R 罩 壳内侧弯 曲半 径 当 为 4 2 0 N mm 时 P一7 3 5 0 k g 当 c r B 为 5 0 0 N mm 时 P 8 7 5 0 k g 当 为 6 0 0 N ram 时 P一1 0 5 0 0 k g 为 考 虑 到 设 计 上 的 可 靠 性 我 们 采 用 l 5 0 0 k S作 为滚动元件及其轴承的承载 能 力计 算 的 依据 同时 考虑 到批 量 生产 时的 不利 困 素 确定选 用 8只 7 2 0 8轴 承组 成 4个轴承组作 支 承 轧辊 用 5 0 mm 的 4 0 C r钢 经 高 频 热 处 理 表 面硬 度 HRC 5 6 6 0 用 截 面积 为 5 0 c m 的聚氨脂橡 胶作弹 性元 件 两侧用螺栓 调整橡 胶块 的压缩 比而获 得 合适 的水平横 向弹性 力 实际生 产中测得 当压 缩 比达 l 5 时即 可满 足 一 般软 钢料弯 曲 当压 缩 比选 3 O 时即可 满 足 抗 拉强 度 值大 于 4 5 0 N mm 的较 硬材 料 的 弯 曲 3 可调辊轧式弯曲模的工作原理 圈4 1 下模板 2 横 侧 板 3 调整 螺钉 4 推 板 5 弹性 元 件装 置 6 滚动元 件 7 凸 模8 上模 板 0 定位装 置 1 0 轧辊 1 1 纵 樱 l 板 l 2 顶料 板 l 3 顶 杆 1 4 盖 板 如 图 4所 示 在加 工 时 首先 把 坯料 置 于 凹模和顶料板 1 2 上面 由定位装置 9 定位 当 凸模 7 下行 至零件 坯料表 面 时与顶 料板 一 起 将坯料 夹紧 并继 续 下行进行 轧辊 式 活动 凹 模 t 牟 L 辊 开始转 动 弹性 元 件 同时 被压 缩 此 时 零件亦随之开始弯曲 当凸模最大横截面通过 轧辊时 弹性元件受压缩最大 此时恢复力也 最 大 由于弹性 元件恢 复力等于或大于零件需要 维普资讯 金 属成 形工 艺MET AL F OR MI NG T EC HNOL OGy Vo 1 1 2 NO 1 1 9 9 4 1 3 的最大弯 曲 力 当零件继续 下行时 两轧辊在恢 复 力的失去推 动下有迫 使零件 两侧面 紧贴 凸模 弯曲的作用 同时也对零件表面 进行 校平 直至 压 力机下 死点 为止 当滑块返 回上行 时 轧辊对 零件 叉进 行一次 校正 直 至零件 由顶料板 推 出 轧辊式 凹模为止 在 凸模完全脱离零件时 即可 取下工件 当某批材料的机 械性 能发生变 化时 可通 过件 3 调 节螺钉 来调 整弹性 元件 的预压 缩量 适 当变化 了的 材料所需 的最 大弯 曲 力t 表 2 获得 比较满意的弯 曲件 在现场 实际试验 中 我 们对武钢 产的 AY 冷 轧钢板 日本 产的 S P EC 0 8 S S 4 1等 四 种不 同牌号 的厚度 为 2 5 ram钢 板进行对 比 其条件是 采用同一落料模取得 一 致 的工件 坯料 在 同一机 床上 采用相 同气 垫 压 力 所 不同的是 一是采 用深挤 校正 弯 曲模 一 是 采用可调 辊 轧式弯 曲模 其 效 果是 明显的 不 同 详列 下表 材料牌 号 抗 拉强 度 N mm 探挤 校正 弯 曲模 ram 调辊 轧式 弯 曲模 mm 武钢 产 AY 3 8 0 4 6 0 l 9 5 2 2 0 1 6 6 1 6 8 8 砖 轧钢 板 2 8 0 3 3 0 l 6 2 1 7 0 l 6 6 SP CC 日 3 4 0 3 7 O 1 82 1 9 0 1 6 7 一 l 6 8 5 S S4 1 日 4 2 0 46 O 2 l 0 2 2 3 l 6 8一 l 6 9 注 图纸弯 曲冗寸 为 1 5 4 ram 工艺要 求为 1 6 2 1 6 8 mm 4 结 论 由上表结 果表 明 可 调辊 轧式 弯 曲模 在实 际生 产 中效果是 明显 的 到 目前 为止该模 已加 工零件二 三十万件 质量稳定 这对于 目前材 料供 应 紧张 新牌 号材 料不断 增多 的情况 下更 有现实意 义 它避 免了深挤 校正弯 曲模 的 些 缺 陷 实现 了在 同一套 模具上 对多 种机械性 能 差异 较大 的材料进行 弯 曲的设想 获得 了回弹 量 比较一致 的弯 曲件 技术求援 二 来函照登 能 为来函解决技 术难题者 请 与本编辑部联 系 编 辑部 负责 同志好 t 我 是 金属成 形工艺 的 忠实读 者 几年 来 一直订 阅诙 杂 志 井 从 中获益 不步 感谢 诙 杂喜 为我们 提供不 步的学 习 资料 现有一事相求 请来函指导 我 厂一零 件 乖 料为 3 5 GMn S i A 原 用棒料 机 加 大批 量生产 时生产 故事 f 材 料利用 率低 经研 究 我 们决 定改为 熟反挤 压毛 坯再 机 加的