上海钣金折弯加工厂

工艺拉筋与特殊胎具在钣金折弯中的应用

机车零件生产用到钣金折弯时,许多折弯工件按照设计图纸是无法直接生产的,所以就需要我们在下料时增加一些必要的拉筋、定位或者特殊胎具,在折弯后进行去除,以实现上述产品的生产。本文主要讨论折弯加工中的工艺问题及其解决方案。分为三部分,第一部分为折弯加工方法概述,第二部分为折弯加工中可能出现的工艺问题以及解决方案,第三部分为结束语。

折弯加工方法概述

折弯在实质上来说是一种将板材弯曲成一定形状的冷变形过程,是在常温下进行的压力加工方法。从加工材质上讲,可对金属材料、非金属材料以及复合材料进行弯曲加工。在这种加工方法中,工件依靠折弯模具和液压设备完成加工,折弯件的尺寸精度由上下模具和折弯设备保证。其作用过程为,在板料处,上模施加弯曲力,在下模的支撑点产生反力,形成弯曲力矩,迫使板材变形,板料的最终折弯角度由上模进入下模的深度决定。

图1所示为数控折弯机的主要工作部分,由后挡料、上模以及下模组成。后挡料是控制折弯线位置的工作部件,上模和下模用于控制工件的折弯角度和内半径,工件的合格与否主要由这三部分决定。

图1 折弯机主要工作部分

折弯加工中可能出现的工艺问题及其解决方案

在机车零件生产中,许多折弯工件按照设计图纸是无法直接生产的,所以就需要我们在下料时增加一些必要的拉筋、定位或者特殊胎具,在折弯后进行去除,以实现上述产品的生产。现将发现的需要设置工艺拉筋的典型情况总结如下。

塌边现象的产生与预防

如图2所示,由于工件的一侧缺肉,一边材料无法搭到下模上,导致折弯时,部分需折弯结构无法被折起而发生塌边,显然不能满足设计要求。

图2 易塌边结构

如图3所示,此结构详图,一般在α<50°时,会出现折不起的问题,必须采取工艺措施加以避免,保证工件合格。

图3 易塌边工件图

解决塌边现象的工艺方案

图4为一般的工艺拉筋方案,双点画线部分为设置的工艺拉筋。

图4 工艺拉筋方案图

图5为工艺拉筋详图,如果工件长度足够折弯机后挡料定位用,则一般设置L≥0.6mm(V为下模开口尺寸)即可,必须保证板料能够搭在下模上,并超出下模边缘3mm以上。如果工件长度较短,则一般将拉筋加到与工件原结构等宽的程度,一方面解决折不起问题,另一方面也能保证定位准确。

图5 解决易塌边工件工艺结构详图

折弯线定位难的解决方案

如图6所示,这一类工件用于定位的一段有尖角或者可用于定位的直边过短,在折弯加工过程中,难以对工件的折弯线进行定位,必须增加工艺结构,保证折弯线定位准确。

图6 折弯线定位图

解决方案:图7和图8为解决折弯线定位难的两种工艺拉筋方案,其中双点画线为工艺拉筋。

图7 解决折弯线定位难方案图一

图8 解决折弯线定位难方案图二

图9所示为方案一的加工示意图,采用这种方案,可以保证工件得到良好定位。

图9 方案一加工示意图

图10所示为方案二的加工示意图,这种方案在工件两侧增加翼板,利用翼板定位,可以保证加工后工件符合设计要求。

图10 方案二加工示意图

工件易变形的解决方案

图11所示当工件厚度较小时,工件均由激光切割机下料,激光切割属于熔化切割,会产生相当高的温度,当工件存在图示的结构时,可能会产生变形,变形的工件导致折弯定位不准确,必须采取工艺措施加以避免。

图11 易变形结构

解决方案:如图12所示,对于图中所示的大缺口,在搬运或者定位过程中,工件易变形,导致折弯定位不准确,一般会添加图示的工艺拉筋。

图12 添加工艺拉筋图

在缺口处添加拉筋,可提高工件整体刚度,保证不发生变形。在折弯工序完成后,使用手动等离子切除拉筋。若工件为大长件,为防止下工序吊运或安装过程中工件变形,不切除拉筋,待后工序焊接完成后进行切除。

工件槽宽太窄导致无法折弯的解决方案

如图13所示,工件槽宽太窄,折弯时工件与上模具发生干涉,导致工件变形加工无法完成,工件尺寸无法达到图纸要求。

解决方案:如图14所示,工件折弯前在工件中间预先反向折弯一定角度,然后再按图纸要求进行折弯。

图13 工件与上模干涉

图14 预折弯后上模与工件不再干涉

工件折完后,再用压平胎(图15)对预折弯处进行点压压平,并且保证工件的平面度及尺寸要求。

图15 预折弯处用压平胎进行点压压平

工件太长且槽宽太窄无法折弯的解决方案

如图16所示,展开长度2500mm,槽宽100mm,腿高64mm,按照工艺卡片要求进行参数输入,按要求选用R8,高134mm的V60°上胎,下模选用开口35mm、深65mm的编号V07的下胎。输入各种折弯挠度参数。将工件抬上工作台面,按要求进行折弯。R8鹅颈上胎折弯时因为胎具较厚,鹅颈太小在第二边单边折弯快达到90°时,第一折弯边与胎具发生干涉,导致折弯角度无法保证。如果强行折弯,会使工件发生变形,胎具受损,工件尺寸不符图。

图16 工件槽宽太窄无法折弯

工件太长、槽宽太窄的解决办法

经过现场实地研究和通过对机床本身参数的研究以及现有模具的观察发现,现有的上模R6的胎具,有较大的鹅颈开口,经过试验,满足工艺要求。按照上述工作流程进行同步操作,胎具与工件没有发生干涉,满足要求。再经过多次调整Y轴和X轴参数后,工件各点尺寸均达到图纸要求。经鉴定符合工艺要求。

结束语

工艺拉筋与止裂槽在钣金折弯中不可或缺,是保证工件质量与加工效率的关键,值得注意的是,在保证产品质量的前提下,对工艺拉筋和止裂槽的灵活运用,减少板材浪费率的问题同样值得探讨。