wc65702000數(shù)控板料折彎?rùn)C(jī)結(jié)構(gòu)形式與尺寸的探討

一、折彎?rùn)C(jī)加工過程設(shè)計(jì)人員影響折疊零件的結(jié)構(gòu)形狀和形狀通常受到數(shù)據(jù)機(jī)械沖浪機(jī)上下結(jié)構(gòu)和尺寸的限制。為了使設(shè)計(jì)的折彎零件的工藝性較好,加工制造中不與板料折彎?rùn)C(jī)的上?；蛳履０l(fā)生干涉,設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)折彎零件的結(jié)構(gòu)形式與尺寸及工藝人員在審查結(jié)構(gòu)工藝性、編制機(jī)加工工藝時(shí),都必須首先確定和判斷其合理的截面形式及相應(yīng)的尺寸?，F(xiàn)就我所使用的WC67K—100/3200數(shù)控板料折彎?rùn)C(jī),介紹利用作圖和計(jì)算的方法確定金屬板料折彎零件的截面形狀與幾何尺寸等工藝數(shù)據(jù)。二、加工設(shè)備的性能WC67K—100/3200數(shù)控板料折彎?rùn)C(jī)為彎曲板料厚度不超過6mm的液壓式數(shù)控板料折彎?rùn)C(jī)。1.材料厚度t對(duì)我板料結(jié)構(gòu)的影響上模是數(shù)控板料折彎?rùn)C(jī)的重要部件之一。根據(jù)我所板料加工情況,材料厚度t一般為:0.8～3.0mm之間,常用兩種上模,見圖1、圖2所示,其主要結(jié)構(gòu)尺寸見表1。2.截面尺寸、t形槽數(shù)控板料折彎?rùn)C(jī)的下模是有多個(gè)V形槽的模體?？筛鶕?jù)板料的厚薄、折彎零件的內(nèi)彎角半徑,來選取與其相適應(yīng)的V形槽。該機(jī)共有五種形式的下模,其截面尺寸見圖3、4、5、6、7。由于圖3所示下模體為通長(zhǎng)3200mm,在單件小批量生產(chǎn)情況下更換不便,將其截切分段、易于組合,并主要用于墊刀。根據(jù)我所板料加工情況,90°折彎一般常用圖4、圖5、圖6所示下模體。三、折彎零件的形狀各種類型的折彎零件在板料折彎?rùn)C(jī)上彎曲時(shí),有的便于加工,有的難以加工,甚至無法加工。其原因在于折彎零件的截面形狀和結(jié)構(gòu)尺寸,一方面受到上模或下模體的限制;另一方面它們相關(guān)尺寸之間又相互制約。折彎零件的形狀各式各樣,有簡(jiǎn)單的、也有復(fù)雜的,其基本形式參見圖8所示。下面以幾種常見折彎零件為例分析其結(jié)構(gòu)形式,確定其極限尺寸。1.下模體v形槽口彎邊較低,保證了折彎?rùn)C(jī)關(guān)t折第一道彎時(shí),首先要考慮最小折邊寬度的問題。最小邊寬W1min主要取決于下模體V形槽槽口的寬度。計(jì)算的依據(jù)是,折彎零件折彎過程中下模體V形槽的兩側(cè)應(yīng)有足夠的搭邊長(zhǎng)度作支承(見圖9)。因此,折第一道彎的最小邊寬應(yīng)大于或等于V形槽斜邊的長(zhǎng),即:W1min≥(M/2)/sin(α/2)當(dāng)α=88°時(shí),W1min≥0.72M(1)式中α——下模體V形槽的角度值(°)M——下模體V形槽口寬(mm)彎曲邊的直邊高度太小時(shí),會(huì)影響彎曲件成形后的精度,甚至不能折邊,此時(shí),一般需加大彎邊高度,然后在彎曲成形后加工至規(guī)定尺寸,或者在彎曲變形區(qū)內(nèi)制成凹槽,再彎曲成形,見圖10。因而折第一道彎的最小邊寬W1min應(yīng)同時(shí)滿足下式,即:W1min≥3t+r(2)式中t——板料厚度(mm)r——折彎內(nèi)角半徑(mm)折第一道彎的最小邊寬值W1min見表2。對(duì)于6mm以下的板料,要獲得最佳折彎效果,其材料厚度與下模體V形槽槽口的開口距之比一般應(yīng)為1∶6～1∶8。近年來,用戶對(duì)小圓角的折彎件過于青睞,但是在變動(dòng)模具比時(shí),應(yīng)慎重考慮以下因素:12模型比增加(1)所需工作壓力減小;(2)折彎半徑增大。2壓頂入下模(1)所需工作壓力增大;(2)折彎半徑減小。在采用非標(biāo)準(zhǔn)模具比時(shí),必須注意,如模具開口距相對(duì)折彎材料厚度來說顯得過大,則會(huì)造成材料的伸長(zhǎng)部分被頂入下模中,從而使外圓弧部分向外鼓出;假如模具開口距相對(duì)折彎材料厚度來說顯得過小,則由于彎頭半徑隨之變小,就會(huì)造成折彎層斷裂,尤其對(duì)厚板料或抗拉強(qiáng)度較高的板料應(yīng)慎重考慮。另外,要注意的是,需確保壓力增加時(shí)不會(huì)產(chǎn)生超負(fù)荷現(xiàn)象。近年來,一些折板機(jī)廠在產(chǎn)品說明書中,推薦了模具比6∶1、4∶1或更小。筆者認(rèn)為,工藝人員在為產(chǎn)品選擇模具比時(shí),應(yīng)以遵循各種材料在各種狀態(tài)下的最小折彎半徑的工藝數(shù)據(jù)為原則,先作必要的試驗(yàn),而后選擇較為妥當(dāng)。2.帶2個(gè)帶的最小邊寬為w2mm折第二道彎為兩種情況:同向折彎和反向折彎。1槽形零件的折彎工藝同向折彎時(shí),第二道彎邊寬W2不僅與上模尺寸有關(guān),而且還受到第一道彎邊寬W1的制約。根據(jù)折彎零件的形狀和折彎的順序,同向折彎又可分為兩種情況:(1)不與上模左側(cè)面發(fā)生干涉時(shí)最小邊寬W2min(z)圖11所示是機(jī)柜、監(jiān)控臺(tái)的門板折彎加工時(shí)的典型方式。要使折彎零件不與上模左側(cè)面發(fā)生干涉,W2min(z)應(yīng)同時(shí)滿足下列兩式:W2min(z)≥B+2t+(W1-t)tan15°(t≤1.5)即W2min(z)≥6+2t+(W1-t)tan15°(t≤1.5)…(3)W2min(z)≥W1+t?2√C(4)式中t——板料的厚度(mm)B——上模的寬度(mm)C——上模左側(cè)面到上模施力作用線的距離(mm)而且,W2min(z)應(yīng)取式3、式4中的較大者,才可保證折彎時(shí)不發(fā)生干涉現(xiàn)象。(2)不與上模右側(cè)面發(fā)生干涉時(shí)最小邊寬W2min(y)對(duì)于槽形零件,當(dāng)槽邊高度相等時(shí),都是以同一定位尺寸分別折彎槽的兩邊。如果W2尺寸過小,就有可能造成板料與上模右側(cè)面相碰(見圖12)。槽形零件最小邊寬W2min(y),應(yīng)使下式成立:W2min(y)≥2√D+W1+t即:W2min(y)≥W1+t+28.3(5)式中D——上模右側(cè)面到上模施力作用線的距離(mm)對(duì)于非等高的槽形零件如圖8c所示,折彎時(shí)應(yīng)先折較短邊,后折較長(zhǎng)邊。否則,也可能產(chǎn)生板料與上模相碰。2內(nèi)彎折彎件的測(cè)量反向折彎主要受下模體限制。Z形零件W2的最小值是由V形槽中心到下模體邊緣的最小距離b值所確定的,如圖13所示。也就是說,第二道彎的展開尺寸應(yīng)大于b,即:W2min-t-X/2≥b即:W2min≥b+t+X/2(6)X=2(r+t)?12π(r+Kt)(7)式中b——V形槽中心到下模體邊緣的最小距離(mm)t——折彎板料厚度(mm)X——折彎修正值(mm)r——板料內(nèi)彎角的半徑(mm)K——板料中性層的位移系數(shù),其值見表3П形零件也屬于反向折彎的范疇。其折彎時(shí)受到這兩個(gè)條件的制約,一是受式(1)、式(2)、式(6)的限制;二是折最后一道彎時(shí),折彎零件易與上模右側(cè)面相碰,見圖14。彎邊之間的關(guān)系如下:W3min≥2√D+W2+t即:W3min≥W1+t+28.3(8)其中,W3min相當(dāng)于式(5)的W2min。3.第三道彎邊的寬度由式(3)、式(4)可以看出,同向折彎時(shí),當(dāng)W2尺寸使式(3)成立,而式(4)不成立時(shí),說明第一道彎邊W1較寬,折彎零件與上模的左側(cè)面發(fā)生干涉,折彎角小于90°,必須增大第二道彎邊的寬度,(見圖11中的細(xì)實(shí)線)。同理,當(dāng)折第三道彎時(shí),因?yàn)橛械谌缽澾叺拇嬖?第三道彎邊的寬度必須大于第二道彎邊的寬度。否則,也會(huì)與上模左側(cè)面發(fā)生干涉現(xiàn)象,如圖15所示。第三道彎邊最小寬度W3min必須滿足下式:W3min≥W1+W2?2√C即:W3min≥W1+W2?2√(9)通過上面的分析,可以得出下面的結(jié)論:同向折彎時(shí),第二道彎的邊寬一般應(yīng)大于第一道彎的邊寬;第三道彎的邊寬必須大于第二道彎的邊寬(一般應(yīng)大于第一、第二道彎的邊寬之和)。由此可見,隨著前一道折彎邊寬的增加,一般相應(yīng)地增大后一道彎邊的寬度(見圖15中的細(xì)實(shí)線)。即折彎零件的邊寬之間存在著一定的相互制約關(guān)系。4.槽形零件尺寸調(diào)整對(duì)于需要多次折彎才能成形的零件,如圖8f～1,是前面分析的幾種簡(jiǎn)單零件的組合。例如,圖8f、j所示零件是折成Π形零件,在其對(duì)稱線的位置處折最后一道彎。圖8f、j所示零件是在Π形零件、槽形零件的基礎(chǔ)上,再折彎兩次形成的。需要注意的是圖中最后形成的尺寸如果過小,容易造成零件與上模右側(cè)面相干涉。因此,它們應(yīng)分別受到下列條件的約束:W3min≥W1+W2+2√D即:W3min≥W1+W2+28.3(10)W4min≥W1+W2+W3+2√D?t即:W4min≥W1+W2+W3-t+28.3(11)若零件與上模相干涉且又不允許更改W3min、W4min的尺寸時(shí),可調(diào)整W1、W2或W3中非主要尺寸。同時(shí)也要防止零件與上模左側(cè)面相碰,其尺寸也應(yīng)符合上述的約束條件。若不允許調(diào)整W1、W2、W3尺寸時(shí),就需要采取另外的輔助措施。5.折彎零件與上刀座架的干涉一般,折彎零件與板料折彎?rùn)C(jī)干涉時(shí),總是發(fā)生在折彎零件與上?；蛘呦履ｓw之間。但是,由于結(jié)構(gòu)尺寸的原因有時(shí)也會(huì)發(fā)生在折彎零件與上模座架之間。圖16所示的折彎零件,三個(gè)邊的高度都是80,無論先折哪兩個(gè)邊,再折第三個(gè)邊時(shí),都會(huì)發(fā)生折彎零件與上刀座架相干涉,如圖17所示。這類零件折彎時(shí)不與上模座架發(fā)生干涉的最小彎邊寬度,應(yīng)滿足下式:Wmin≤(120-20)×sin45°+t即:Wmin≤70.7+t(12)折彎材料厚度t與Wmin尺寸關(guān)