图 1所示制件是高尔夫球杆袋或旅行箱包中用来定形袋口或箱盖的方形件 ,材料为 3ｍｍ～ 6ｍｍ的 2 0钢线材。这类制件左右对称、对接点在底侧中央 ,尺寸较大 (最大外廓尺寸达 5 0 0ｍｍ×10 0 0ｍｍ) ,规格品种多、批量小、价格低。图 1 线材制件图1 模具设计方案1.1 弯曲方式考虑到该类制件的上述特点 ,若用专用弯曲设备来生产 ,制模周期长且成本高。在参考管材弯曲加工技术的基础上 ,决定采用手工绕弯方式。1.2 工序安排由于金属材料的弯曲回弹 ,使得圆弧实际弯曲角大于图纸要求的角度值。若采用一次成形 ,模具结构将出现干涉。因此 ,采用二次成形工序 ,分别完成上、下侧圆弧的弯曲。1.3 提高生产率的措施为了减少劳动量 ,提高生产率 ,在模具结构设计时采取了以下措施来提高生产率 : (1)以线材中点定位并用螺钉压紧 ,上 (下 )侧左、右圆弧的弯曲同步进行 ,以免线材因摩擦力的作用而产生窜动 ,影响对接点位置。 (2 )用滑柱代替管材弯曲时采用的滚轮 ,以滑收稿日期 :2 0 0 1-0 9-15动摩擦代替滚动摩擦 ,可增加线材表面的摩擦拉力和拉应变 ,减少弯曲回弹。(3)滑柱与线材之间留有间隙 ,以便于快速装入线材和出件。(4)增加模具高度 ,小直径线材可多根垂直重迭一并弯曲。2 模具结构和工作过程模具结构见图 2。图 2ａ所示结构用于一次成形 ,图 2ｂ所示结构用于二次成形。其工作过程是 :当左右两手柄处于垂直位置时 ,将校直定长并已标记中点的线材 ,放入图 2ａ的压紧螺钉和靠板之间 ,对准位置后 ,用压紧螺钉压紧 ,同时转动手柄。当手柄碰到定位螺钉后 ,松开压紧螺钉 ,完成一次弯曲成形。然后 ,将线材放入图 2ｂ结构中 ,进行类似的二次弯曲成形。3 结构特点(1)在手柄 7上加工出长形槽 ,移动滑柱 3可调整滑柱和线材之间的间隙δ ,又能使手柄用于不同弯曲半径的圆弧。(2 )滑柱 3外表面做成“Ｖ”形小锥度圆锥面 ,弯曲过程中对线材形成的下压力 ,可使制件紧贴支承底板 6 ,避免制件产生翘曲。(3)支承底板 6分别在左右定模中心线上 (一次成形结构 )或垂直方向上 (二次成形结构 )加工出长形槽 ,可用于调整左右两定模的中心距离 ,以消除间隙δ所引起的圆弧起点偏移。 (4)支承底板 6圆弧部分半径略大于定模半径与线材半径之和 ,可保证线材的可靠支承而又不会1 .定位螺钉 2 .定模 3 .滑柱 4.靠板5 .压紧螺钉 6.支承底板 7.手柄图 2 模具结构图与滑柱发生干涉。(5 )调整定位螺钉 1,可适应不同弯曲圆弧中心角度。4 应用实例由于实际要求 ,需要有线材直径分别为 3ｍｍ、 4ｍｍ、 5ｍｍ、 6ｍｍ不同规格的制件各 12件。限于篇幅 ,本文仅列出不同直径线材其中的一种制件 ,其尺寸见附表。4 .1 间隙δ的确定采用绕弯模进行弯曲时 ,相对弯曲半径ｒ0 /ｄ和间隙δ的大小对回弹量及定模半径ｒ1的影响很大。相对弯曲半径ｒ0 /ｄ和间隙δ越大 ,则回弹量越大 ,相应地定模半径ｒ1越小。为尽量减少回弹量并考虑便于出件 ,间隙δ取 0 .1ｍｍ。4 .2 定模半径经验值ｒ1由于金属材料的弯曲回弹 ,所以制件从模具中取出后 ,其实际弯曲半径和弯曲圆弧中心角度与图纸要求的尺寸形状不符。因此 ,一般按经验数据或公式计算出定模半径作为参考 ,再在试模时修正。目前各类模具设计手册、资料对金属线材的弯曲规律介绍很少 ,因此笔者进行了大量的工艺试验。对同一种规格线材的同一弯曲半径都进行了多次实验 ,并采用最小二乘原理对试验结果进行处理 ,得到的绕弯模定模半径ｒ1的经验计算公式 : ｒ1=(0 .93- 8× 10 - 4×Ｃ2 )ｒ0 - (0 .0 35 +4× 10 - 4×Ｃ2 )ｄ (ｍｍ) (1)式中 Ｃ =ｒ0 /ｄｒ0 ———制件图纸要求的弯曲半径 ,ｍｍｄ———线材直径 ,ｍｍ该公式适用于线材直径为 3ｍｍ～ 6ｍｍ、相对弯曲半径ｒ0 /ｄ≥ 5和间隙δ =0 .1ｍｍ时。经试模修正后 ,定模半径见下表。4 .3 定模圆弧中心角α根据回弹前后圆弧部分中性层展开长度相等的原则 ,定模圆弧中心角α的计算式为αｘ=90 ｒ0 + 0 .5ｄｒ0ｘ+ 0 .5ｄ (2 )式中 ｒ0ｘ———修正后定模半径 ,ｍｍ制件尺寸与定模尺寸ｍｍ线材直径一次成形弯曲半径二次成形弯曲半径制件宽度Ｂ制件高度Ｈ 图纸要求尺寸定模修正尺寸实际加工尺寸图纸要求尺寸定模修正尺寸实际加工尺寸图纸要求尺寸实际加工尺寸图纸要求尺寸实际加工尺寸3302 4 .12 9.330 2 4 .12 9.36 0 0 596 30 0 2 984 2 6 2 2 .4 2 5.4 32 2 6 .931.354 0 536 32 0 31854 0 33.6 39.2 352 9.934 .3350 34 72 50 2 4 76 3530 .534 .4 30 2 6 .4 2 9.4 30 0 2 97190 188 由上表可见 ,采用上述绕弯模加工出的制件 ,无论是半径尺寸还是其他尺寸 ,公差值均小于ＩＴ16 ,能满足实际使用的要求。5 结语综上所述 ,在多品种、小批量和大尺寸的金属线材制件的弯曲成形时 ,采用手动绕弯模可在保证实际使用要求的同时 ,降低成本并缩短生产周期。另外 ,该类型模具也可用于圆角梯形等其他类似形状制件 ,在实际生产中具有较高的实用价值。一种金属线材制件的手动绕弯模$集美大学@刘菊东
$集美大学@张全明线材制件;;手动;;绕弯模多品种、小批量、大尺寸的对称线材制件 ,采用手动绕弯模弯曲能提高经济效益。本文介绍了其模具结构与应用实例。1 王同海编著.管材塑性加工技术.北京:机械工业出版社,1998.
2 冲模设计手册编写组编著.冲模设计手册:模具手册之四.北京:机械工业出版社,1988.明线材制件;;手动;;绕弯模多品种、小批量、大尺寸的对称线材制件 ,采用手动绕弯模弯曲能提高经济效益。本文介绍了其模具结构与应用实例。1 王同海编著.管材塑性加工技术.北京:机械工业出版社,1998.
2 冲模设计手册编写组编著.冲模设计手册:模具手册之四.北京:机械工业出版社,1988.
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