1.V形弯曲件
单角V形弯曲件所用单工序弯曲模,根据弯曲件要求精度及外观质量,分为V形弯曲件折板式弯曲模和通用V形弯曲件弯曲模两种结构形式。
图5-2所示为单角V形弯曲件折板式弯曲模。该冲模适用于较高精度、等边长与不等边长V形弯曲件的弯曲。弯曲角可按需要设计凸模角度及折板垫角。由于弯曲凸模与凹模,在弯曲过程中,始终贴紧弯曲零件表面,故无压痕。该冲模弯曲属于镦压校正弯曲,弯曲零件不仅表面平整,而且回弹小。如果在试弯后按实测回弹量修准弯曲凸模,则可获取更高精度的弯曲件。
如图5-2所示,凹模平时在拉簧及弹顶器的作用下,位于水平状态(如图中左半部所示)。工作时,毛坯由定位板定位。凸模下行,使凹模一方面靠凹模座滑动,另一方面绕小轴转动,从而使毛坯压弯成形(如图中右半部所示)。
图5-3所示为V形弯曲件单工序敞开式通用弯曲模。该型冲模适用于单角V形弯曲零件。
图5-2 V形弯曲件折板式弯曲模
1—上模座 2—弯曲凸模 3—拉力弹簧 4、6、10、13—螺钉 5—支承板 7—小轴 8—弹顶器垫板 9—圆柱销 11—下模座 12—支杆 14—折板
凹模8由两块组合,每块各有四种长短不同的角度斜面,组成多种尺寸,可根据弯曲零件的边长来选择其中一组。定位板4、10可以按工件不同的外形,不同的长短,左右前后调节定位,并可利用刻度控制尺寸。
凸模3按弯曲零件常用的几种弯曲半径,制造几个备件,使用时选择一个。这样一副模具,就可以弯曲在一定范围内的大小不同、角度各异的V形弯曲件。
将凹模和凸模的夹角改为其他角度和形状,还可弯曲其他形状的工件。
该型冲模对批量小、种类多的零件更为适用。
V形弯曲件的单工序弯曲模结构设计要点如下:
1)当V形弯角为90°时,如用落料毛坯弯曲,可按下述情况,选用图5-4a、b所示两种结构:当两弯边长度相差不大时,推荐选用图5-4a所示结构;当两弯边长度相差很大时,推荐选用图5-4b所示结构。
无论采用哪种结构,都要设置止退台5,亦称“靠山”。
止退台高出凹模尺寸h,可按下式计算:
图5-3 V形弯曲件通用弯曲模
1—外六角螺钉 2—模柄 3—凸模 4、10—定位板 5—滑块 6—内六角螺钉 7—顶块 8—凹模 9—下模座
h=R0+R+1.5t (5-1)
式中,R为弯曲凸模角部圆角半径(mm);R0为弯曲凹模口部圆角半径(mm);t为弯曲件料厚(mm)。
2)当V形弯曲件的弯曲角不等于90°时,毛坯又是切断弯曲复合冲压,可参照图5-4c所示结构设计。但仍有偏载产生,还要设置止退台。
3)剪截弯曲复合冲压,可采用镶拼刃口,如图5-4c所示。
2.形弯曲件
一般把双角形弯曲件,称为U形弯曲件,实际上两者还有些差别。关键在于弯角及其内弯角半径大小,影响回弹量。双角形与U形相比,加工难度大,使用也较广。形弯曲件的弯曲模结构,也趋向于专用的与通用的两种结构形式。不过,形弯曲件随着弯曲角度的变化及弯边长度的差异以及弯曲精度要求的不同,结构形式也不断变化。以下介绍几种经过实际生产应用的典型结构,可供设计选用。
(1)具有活动侧压块凹模的形弯曲件单工序弯曲模 图5-5所示是一套带活动侧压凹模的形弯曲件弯曲模。活动侧压块对弯曲件有校正作用,回弹小。工作时,凸模下行,首先与毛坯接触弯成形,随之凸模肩部压住活动凹模侧压块向下。由于斜面作用使活动凹模侧压块向中心滑动,对弯曲件两侧施压,起到校正作用。
图5-4 V形弯曲件弯曲模结构
1—弯曲凸模 2—弯曲凹模 3—定位销 4—弹顶器 5—止退台 6—刃口镶块 7—原材料 8—工件
图5-5 带活动侧压块凹模的形弯曲件弯曲模
1—挡板 2—定位板 3—轴销 4—顶件器 5—凸模 6—活动凹模侧压块 7—凹模斜面垫块 8—凹模框
(2)具有滚动轴式活动凹模的形弯曲件弯曲模 该弯曲模是冲制小于90°的形弯曲件弯曲模,见图5-6,此种结构也适用于弯圆环、封闭式圆弧及平底对称闭口形弯曲件。
冲制时,毛坯放在凹模座12的槽内,两端由定位板10调整定位。凸模9下降时,导正销6套在工件孔内,凸模9继续下降时与凹模座12作用压弯毛坯,先行弯曲成90°。再继续下降时,接触到滚轴凹模11,使其转动与凸模9吻合,将零件弯曲成形。凸模9上升时,由于拉力弹簧2的作用,使凹模11回复原状,此时可将零件取出。
图5-6 具有滚动轴式凹模的形弯曲件弯曲模
1—六角螺钉 2—拉力弹簧 3—定位钉 4—轴套 5、8、13—内六角螺钉 6—导正销 7—模柄 9—凸模 10—定位板 11—凹模 12—凹模座 14—下模座
(3)形弯曲件半自动弯曲模 单工序弯曲模多为敞开式、无导向的,不仅冲压精度低,操作都为手工送料入模,故操作危险性大。图5-7所示形件半自动弯曲模,在上述两方面都有改进。
该冲模为小型形弯曲件半自动弯曲模。
凹模8是可移动的,毛坯以活动的定位销18和定位板27定位。当压力机滑块下降时,斜楔9借斜面使凹模8移动,推料板7也随之在顶板6上移动。当继续下降时,凸模16压下推料板,与凹模一起进行工作。
当滑块上升时,斜楔9使凹模8与推料板7一起移动,顶板6借缓冲器把推料板7和工件从凹模孔内推出,然后取出工件。
由于放置毛坯和取出工件是在非工作位置进行,所以保证了操作安全,同时凹模的移动是由模具操纵,使操作过程简单,提高了工作效率。
图5-7 形件半自动弯曲模
1—导板 2、21、25—圆柱头螺钉 3、12、26—圆柱销 4—导柱 5—下模座 6—顶板 7—推料板 8—凹模 9—斜楔 10—凸模固定板 11—垫板 13—上模座 14—模柄 15—内六角螺钉 16—凸模 17—导套 18—定位销 19—弹簧 20—螺塞 22—支块 23—卸料螺钉 24—缓冲器 27—定位板
(4)形弯曲件通用弯曲模 形与U形弯曲件,可以用同一结构的通用弯曲模。但凸模结构与形状有所区别。图5-8所示为形弯曲件通用模的结构形式,可以用于多种类形弯曲件的冲制。
该冲模是用于弯曲形、U形及类似这两种弯曲件的通用结构形式。
采用该冲模弯曲形工件,仅需设计、制造推件块7、凹模8、定位板6和凸模4,其他部分都是通用的,并且有三种不同的尺寸。根据工件不同的尺寸选择不同尺寸的模座及模柄。凹模用压板9紧固在模座上。凸模用紧固螺钉3紧固在通用模柄1上。
3.形弯曲件
(1)常用弯曲模结构形式 在生产现场使用的形弯曲件弯曲模中,专用冲模较多,而且结构形式也五花八门,使用较多的弯曲工艺及其弯曲模结构形式,如图5-9所示。
1)分序多模弯曲成形。采用两套弯曲模,分两次弯曲,见图5-9a。先用一套弯曲模,将毛坯弯成形,而后用第二套弯曲模再弯曲成形。
图5-8 形弯曲件通用弯曲模
1—模柄 2、22、23—六角螺母 3—紧固螺钉 4—凸模 5—圆柱头螺钉 6—定位板 7、16—推件块 8—凹模 9—压板 10、18—内六角螺钉 11—上模板 12—弹簧 13、27—垫板 14—下模板 15—圆形螺母 17、19、20—圆柱销 21—定位螺钉 24—螺杆 25—卸料橡胶 26—垫圈
2)一次弯曲成形。采用带肩的台阶式弯曲凸模,将放在凹模表面凹口中间的毛坯一次压弯成形,见图5-9b。对于这种弯曲模,当形弯曲件凸起高度或两平边尺寸稍大一点时,弯曲材料变形及向模内流动,都会因凸模下行,凸肩接近凹模表面而受到影响。
3)摆动块活动弯曲凹模弯曲成形。图5-9c所示为摆动式凹模结构。由两片带弯曲模型腔的摆动块构成的两凹模,可绕轴销转动。平时由弹顶器通过顶杆将它顶起,凸模下行,将凹模压下与底板刚性接触,使弯曲件成形。这种弯曲模实施的是镦压校正弯曲,故其弯曲件回弹小。
4)复合弯曲成形。这种弯形弯曲件的弯曲模结构,实际上是将图5-9a所示的二次弯曲法在一套弯曲模上实施。
图5-9d所示是一种复合结构。凸凹模下行,先使毛坯通过固定凹模,弯成形,凸凹模继续下行与活动凸模作用,最后压弯成形。
图5-9 形弯曲件弯曲工艺及其弯曲模结构形式
(2)典型实例 生产实际中遇到的形弯曲件,就其形状而言,总是有些变异。常见的变异情况是各弯角边长度不等、不对称,两个外90°弯角的外边上经常有孔、凸台,各弯角边不等宽,有的弯角边带有凸耳、支臂甚至另伸出弯角等。当这些变异情况不至于改变形弯曲件的弯曲变形过程及其弯曲模主体结构时,仍将其按形弯曲件归类、处理,并相应考虑其弯曲模结构设计。以下为两种形弯曲件弯曲模的典型结构实例。
1)连接板具有摆动块活动凹模的弯曲模(见图5-10)。这类弯曲模无导向装置,属于敞开式冲模。其冲弯成形的平毛坯,是由专用落料模或冲孔落料连续模、复合冲裁模提供的。该冲模靠定位板、导正销构成的定位系统,对入模平毛坯定位,并借毛坯中心孔,用装在弯曲凸模顶端的导正销校准毛坯放置位置偏差后弯曲成形。由于该弯曲件展开平毛坯是一个对称的工字形,用固定板定位效果良好。弯曲件的形状,尤其是高度不大的凸起与宽大的平凸缘,非常适合采用摆动块活动凹模进行弯曲成形。弯曲凸模与匹配凹模是刚性镦压弯曲,对弯曲件有很好的校形作用,回弹小。
2)支架弯曲件具有圆脚摆动块活动凹模的弯曲模。对于高度大,而两外角外弯边较小的形弯曲件,采用图5-11所示的支架弯曲件弯曲模结构,更适宜。该结构虽较简单,但在实际使用中效果很好。
该冲模工作过程:当上模下行工作时,首先将毛坯压紧后先弯曲成形。而后上模继续下行,带倾斜圆角的摆动块,围绕小轴向外摆,使工件弯曲成形。模具开启后,在弹顶器的作用下,将工件推卸出模,摆动块靠自重复位。
图5-10 连接板具有摆动块活动凹模的弯曲模
1—模柄 2—摆动块 3—转轴 4—定位板 5、8、13—螺钉 6—凹模框 7—下模座 9—弹顶杆 10—圆柱销 11—弯曲凸模 12—导正销
4.Z形弯曲件
(1)常用弯曲模结构形式 用落料获取的平毛坯,弯曲成Z形多弯角不同弯曲方向的弯曲件,经常采用图5-12a~d所示四种结构形式的单工序弯曲模。这些弯曲模结构设计要点可从图5-12所示四种结构形式中看出:
1)防止弯曲过程中产生的侧向力,解决弯曲凸模要承受的横向载荷的平衡问题,设止退台6。
2)采用镦压校正弯曲,减小弯曲回弹,提高弯曲角精度。凸、凹模可刚性接触镦压工件。
3)弯曲毛坯入模定位准确,是确保Z形弯曲件尺寸与几何精度的关键。因为用单工序弯曲模弯曲Z形工件,都用专用冲裁模冲制的平毛坯。而多数这类毛坯不仅形状复杂,有的还带孔、槽、凹口及凸台,用手持工具送料入模,无定位板或定位块,很难准确放置到位。因此,定位板或定位块等的设计十分重要。
图5-11 支架弯曲件具有圆脚摆动块活动凹模的弯曲模
1—下模座 2—垫板 3—圆脚摆动块 4—弯曲凸模 5—模柄 6—打料杆 7—弹簧 8—定位架 9—橡胶体 10—托盘
图5-12 Z形弯曲件常用的弯曲模结构形式
1—定位板 2—弹压卸料板 3—凸模固定板 4—导正销 5—弯曲上模 6—止退台 7—弹顶垫(顶件器) 8—凸模 9—弯曲凸模 10—定位销 11—平衡锤 12—底座 13—圆柱销
(2)典型实例 下面介绍的是两套Z形弯曲件单工序弯曲模实用典型结构。
1)Z形支承板零件弯曲模(见图5-13)。该冲模为多弯角的弯曲模,即通称的Z形弯曲件单工序弯曲模。
冲制时,为了避免凸模3端部先接触坯件而翘动,先用顶杆10将坯件压住,凸模3下降后端部先接触坯件,使坯件一端弯曲成形。凸模3继续下降时,两平面分别压住顶件器13和凹模拼块17,使另一端也弯曲成形。此时顶件器13与下模座20两平面也正好接合,凸模4在坯件上同时冲一中心眼。凸模3上升时,顶件器13顶出工件。
由于零件一端的弯曲高度小,顶件器13与活动定位板12之间的距离相应的也小,凸模3端部的厚度就有一定的限制,所以采用活动定位板12,以便调节凸模3端部的厚度。冲制时,活动定位板12向外滑动,当凸模3上升时,借压缩弹簧21的弹力作用,而恢复原状。
图5-13 Z形支承板零件弯曲模
1—压板 2、5、15、19、23—内六角螺钉 3、4—凸模 6、21—弹簧 7—销钉 8—调节螺钉 9—冲模柄 10—顶杆 11—凸模固定板 12—活动定位板 13—顶件器 14—定位板 16—凹模框 17—凹模拼块 18—脱料板螺钉 20—下模座 22—垫圈
2)Z形支架零件弯曲模(见图5-14)。该冲模为Z形支架单工序弯曲模。
毛坯以定位板18定位;当压力机滑块下降时,凸模10先把毛坯压紧,而凸模6已进入凹模12,随即凸模10与凹模12弯曲一个弯角。凸模6则靠紧凹模12侧壁,从而平衡单角弯曲产生的横向偏载。当滑块继续下降时,凸模10压缩橡胶体5,凸模6进入凹模12内,然后与退件块15弯曲另一个弯角。
图5-14 Z形支架零件弯曲模
1—上模座 2—卸料螺钉 3、13—内六角螺钉 4—模柄 5—橡胶体 6、10—凸模 7、16、20—圆柱销 8—凸模固定板 9—导套 11—导柱 12—凹模 14—下模座 15—退件块 17—标准缓冲器 18—定位板 19—圆柱头螺钉
5.圆形弯曲件
(1)常用弯曲模结构形式 用条(带、卷)料弯成无底圆筒的工艺及使用的弯曲模类型较多。使用现成的单个片料平毛坯,用单工序冲模弯成无底有缝圆筒,通常所用弯曲模结构形式如图5-15a~d所示。由于弯圆工件的形状变异,也在上述几种结构的基础上,派生出一些改进或完全改型的弯曲模结构。
图5-15 圆形弯曲件常用的弯曲模结构形式
1—凹模 2—凸模 3—定位板 4—固定板 5—销轴 6—顶板 7—顶杆 8—凹模座 9—圆柱销 10—支承块 11—模柄 12—活动弯芯
图5-15a、b所示是分两道工序,用两套简单模具,先预弯成波浪形,然后再压圆。这种方法适宜于压弯尺寸较大的圆形弯曲件,冲制工件质量较高,但生产率较低。
图5-15c所示是摆动凹模结构。工作时,毛坯放在凹模上,凸模下行先压成U形。凸模继续下行并压住凹模块底部,使凹模块绕销轴5摆动压弯成形。这种结构生产率高,但弯曲件上部得不到校正,回弹较大。
图5-15d所示是弹性活动芯子的结构。工作时,毛坯由活动定位板托住,凸模下行与活动弯芯作用,先将板料压成口部向下的U形。凸模继续下压,由凹模收口弯成圆形并校正。弯曲件回弹较小,但结构稍显复杂。
(2)典型实例
1)紧箍弯形模。软管与钢管连接,经常采用紧箍固定。图5-16a、b所示是经过冲孔与卷边的成形毛坯用两套弯曲模,经预弯、弯成形两道工序,冲制出图示紧箍。
用图5-16a、b所示两套弯曲模弯曲的有缝无底圆筒形零件,一般质量较好,特别是弯曲成形零件的圆度好,回弹也小一些。不过,由于其生产率低,使用模具多、占用机床多,工艺流程长,这种弯曲工艺及模具已逐渐趋于用一次弯曲模取代。但要求精度高的零件,仍采用这类结构的弯曲模。
2)圆形弯曲件摆动夹式一次成形模 图5-17所示为摆动夹式弯曲模。落料后的平毛坯用该弯曲模可一模成形,弯出圆形弯曲零件。
该冲模的结构形式是目前常用的弯曲圆筒形工件弯曲模的通用结构形式。冲制时,坯件放在凹模6上,由其上面的台阶定位。凸模18下降时,先将坯件弯成U形,当继续下降时,使两块凹模6绕轴8相向旋转,最后形成一个圆筒包住凸模18,即完成弯形工作。凸模上升时,凹模6回转复位,最后侧面与螺钉3接触,下面由顶块2顶柱。当凸模离开凹模后,用手向外拉支持板19,从凸模上取下工件。
图5-16 紧箍弯曲模
a)紧箍预弯曲模 1—卡环 2—下模座 3、8、13—螺钉 4、12—凹模 5—凸模 6—导柱 7—上模座 9—模柄 10、14—销钉 11—定位板
图5-16 紧箍弯曲模(续)
b)紧箍成形弯曲模 1—卡环 2—下模座 3、7、12—圆柱销 4—导柱 5、9—螺钉 6—模柄
8—上模座 10—固定板 11—弯芯 13、15—凸模 14—螺母
图5-17 摆动夹式圆筒弯曲模
1—圆柱销 2—顶块 3—螺钉 4—紧定螺钉 5—上模 6—凹模 7—侧板 8、20—轴 9—圆柱头螺钉 10—支座 11—下模座 12—内六角螺钉 13—圆柱销 14—缓冲器垫圈 15—缓冲橡胶 16—缓冲器拉杆 17—六角螺母 18—凸模 19—支持板
由图5-17所示摆动夹式弯圆形零件的弯曲模结构,派生和改进设计的弯圆形与类圆形弯曲件用弯曲模又有很多结构形式。但这些弯曲模的结构都保持了用整体落料平毛坯、精确完善的定位系统、一模成形等特点。其弯曲成形多为活动凹模,仍然用两块组合,由凸模弯芯先将平毛坯弯成U形,再通过平面移动或旋转将坯件弯曲成形,详见图5-18~图5-20实例。
3)圆形弯曲件滑板式弯曲模(见图5-18)。该结构弯曲模用于弯曲料厚t=0.5~1.0mm,外圆直径D=Φ5~Φ20mm的有缝带径向直边或不带径向直边的无底圆筒形零件。
其弯制过程为:将落料获得的平毛坯,放入模内成形滑板5的凹模内定位。上模下行用弯曲型芯3,先将毛坯弯成U形。上模继续下行,弯曲型芯3外包U形坯件,压入凹模座4弯曲模腔,一起向下运行,使得摆动块6向外摆动,带动成形滑板5向中心运动,横向施力将坯件压弯成形。
图5-18 圆形弯曲件滑板式弯曲模
1—模柄 2—上模 3—弯曲型芯 4—凹模座 5—成形滑板 6—摆动块 7—限制块 8—拉簧 9—下模座 10—垫板 11—限位螺钉 12—导柱 13—销轴 14—滚套
上模回升后,工件包在弯曲型芯3上,用手持工具取下。
4)类圆形弯曲件楔传动结构弯曲模。图5-19所示类圆形弯曲件用楔传动结构弯曲模,是用斜楔将垂直冲压力转变成横向冲弯力,实施水平方向向里施压,弯曲成形似圆,但并不是正圆的零件。
该冲模为弯制对称且形状较复杂零件的弯曲模。冲制时,将坯件的两孔套在定位销22上。当上模下降时,凸模5先接触工件,并将顶板21向下压,借滑块19的作用将零件弯成U形。当顶板21与下模座1接触时,上模部分仍继续下降,顶板因受弹簧作用成静止状态,斜楔2接触滑块19和调节板17,并推动滑块向凸模5靠拢,将零件弯曲成形。
弹簧7的压力必须大于顶板向上的推力和零件的弯曲力,否则,滑块19将过早向中靠拢,而无法冲制零件。
图5-19 类圆形弯曲件楔传动结构弯曲模
1—下模座 2—斜楔 3—上模座 4—凸模固定板 5—凸模 6—推杆 7—弹簧 8—冲模柄 9、23—销钉 10—固定螺钉 11—轴 12—导套 13、15、24—内六角螺钉 14—导柱 16—挡块 17—调节板 18—导板 19—滑块 20—脱料板螺钉 21—顶板 22—定位销
5)双圆钩簧片楔传动弯曲模。如图5-20冲压零件图所示,这类弯曲件不仅形状复杂,而且线性尺寸要求有较高的尺寸精度。采用高精度弹压卸料导板式连续冲裁模,通过有搭边排样、有废料连续冲裁或采用高精度顺装复合冲裁模,获得高精度平毛坯,而后采用图5-20所示弯曲模冲弯成形。
该冲模结构虽较复杂,但操作及运作过程十分简单。毛坯入模靠定位销插入毛坯孔中定位。上模下行后,凸模3将坯件压在顶板6上后下压,并使毛坯呈浅凹形且两端翘起,见冲压零件图中双点画线所示。上模继续下行与凹模腔吻合。同时,斜楔11从两侧沿水平方向驱动楔滑块4,使其相对向中心冲弯,冲制出成品弯曲件。当上模回程上升时,斜楔11脱开,而楔滑块4靠弹簧5,退回复位,顶板6顶出工件。(www.xing528.com)
图5-20 双圆钩簧片楔传动弯曲模
1—空心垫板 2—方弹簧 3—凸模 4—楔滑块 5、8—弹簧 6—顶板 7—下模座垫 9—凹模 10—定位销 11—斜楔 12—垫板
6.卷圆零件
(1)常用弯曲模结构形式 图5-21所示为板料卷圆通常的两种零件的类型。其中,图5-21a所示为偏圆,亦称卷边;图5-21b所示为正圆,使用不如偏圆多。图5-21c、d所示为卷边即偏圆零件用卷圆模的结构形式。其中,图5-21c所示为预弯模;图5-21d所示为终弯模。两者成形模腔部位的结构及尺寸如图5-21e、f所示。其中,图5-21e中的偏移量P,见表5-1。
图5-21b所示正圆的卷制,与卷边即偏圆的卷制大同小异。通常也要进行预弯、终弯,使用两套模具。其模具结构与图5-21c、d所示基本一样,仅其弯曲卷圆的成形模腔稍有差异。预弯如图5-21g所示,卷圆成形如图5-21h所示。
目前在现场使用的卷边模、卷圆模都省略了预弯工序,直接用毛坯一模成形。有的是在落料展开毛坯时,采取了一些措施。例如,将毛坯卷圆的端头稍压弯一点,代替预弯;有的是在弯曲成形的模腔加大推卷进料的坡度或卷圆弧度,以利于顺利推卷成形。
图5-21 卷圆零件类型及模具结构
表5-1 偏移量P值 (单位:mm)
(2)典型实例
1)铰链卷边模(见图5-22)。该冲模适用于弯制铰链零件的卷边模。
将落料并经预弯的坯件放在凹模9内,靠挡料板12挡料。压力机滑块下行时,凸模6顺凹模直边,将坯件贴直、压下,使零件下端顺卷圆模腔圆弧卷弯成铰链形。
图5-22 铰链卷边模
1、13—销钉 2—模柄 3、11、14—内六角螺钉 4—上模座 5—凸模固定板 6—凸模 7—导套 8—导柱 9—凹模 10—下模座 12—挡料板
2)仪表封盖两端卷边成形模 图5-23所示卷边模是采用预弯毛坯两端同时一次推卷成形。冲模采用弹压卸料板导向结构,用两组双作用斜楔从左右两边驱动两组楔滑块,利用装在楔滑块头部的卷边凹模,同时向中心推卷预弯毛坯成形。
斜楔将垂直向下的冲压力,通过楔传动机构转变成水平方向的冲压力,进行两端卷边。为简化冲模结构并消减楔传动机构的运作噪声,采用双作用楔,实施推卷成形及楔滑块回程复位动作,见图5-23中楔滑块座20和斜楔29组合。
由于是推卷成形,所以要求坯件经过预弯。预弯需保证弯头与卷边内圆半径R相吻合,即保证预弯出75°~80°的圆心角所对应的圆周长,以便推卷时成形。表面粗糙度值:预弯为Ra=0.4μm;成形为Ra=0.1μm。
图5-23 仪表封盖两端卷边成形模
1、5—弹簧 2、10、14、16—销钉 3、25—模座 4、13、15、30—螺钉 6—弹压卸料板 7—下模座 8—楔滑块导轨 9、12—卷边凹模 11—定位板 17、28—垫板 18—压块 19—毛坯定位座 20—楔滑块座 21—定距套 22—导柱 23、26—导套 24—螺母 27—凸模(楔)固定板 29—斜楔 31—模柄
3)小型卷边零件一次卷边成形模。对于卷圆半径r≤(0.5~2.5)t(t为料厚)的卷边零件,只要卷圆模腔设计得当,完全可一模卷圆成形。尤其对塑性较好的材料,卷边尺寸小,便于一模成形。图5-24所示卷边零件尺寸小,材料为H62黄铜,其模具采用一次卷圆成形。一般卷边成形多采用推卷,即由后边直边向卷边端部施力,沿水平方向推动卷边模成形模腔,对准固定的毛坯端镦压,使毛坯按模腔形状弯曲变形实现卷圆。
4)双向楔传动横向卷边模。对于卷边尺寸较大、尺寸精度要求不高的零件,采用图5-25所示无导向装置的单工序双向楔传动横向卷边模比较经济,而且投产快。该冲模卷边的零件是经过预弯的。操作使用该冲模应特别注意操作安全。
7.多向弯曲复合形弯曲件
弯曲件的形状千变万化。目前各种机电与家电产品的更新换代越来越频繁,新产品投产品种越来越多;同时,为节能降耗、降低成本以及产品结构轻型化的需要,采用复杂形状薄板弯曲件作为结构及承载零件取代铸、锻、金属切削零件,已成为提高产品市场竞争力的重要手段和产品先进性的标志。因此,多向弯曲复合形弯曲件日益增多,特别是一些中小型板料弯曲件的形状及品种,越来越复杂、越来越多。
图5-24 小型卷边零件侧楔驱动卷边模
1—压料板 2—压力弹簧 3、15—导柱 4—上模座 5、8、16—圆柱销 6、9、24—螺钉 7—模柄 10、22—垫板 11—固定板 12—导板 13—导套 14—下模座 17—夹紧环 18—斜楔 19—楔滑块 20—卷圆凹模 21—下模板 23—定位板 25—定位销
有一些弯曲件有多个不同弯曲方向的弯角,从整体上看是由多个单弯角或双弯角构成的多弯角弯曲件,也有不同弯角与圆弧构成的弯曲件。多数都不对称,或构成小开口、瓶颈类闭式弯曲件,这给弯曲模的结构设计带来困难。以下实例为现场遇到的较为典型的一些多向弯曲复合形弯曲件及其单工序弯曲模。
(1)球面座弯曲模 图5-26所示为一个变形弯曲件的弯曲模,该弯曲件展开平毛坯是一个长×宽=213.5mm×18mm的矩形状条料,中心有Φ3.5mm孔。
该弯曲件是由大小三个形弯曲形状构成,以具有凹下球面顶的大形为主体,两边连接有两个大小相同且对称的小形,属多角多向弯曲的复合形弯曲件。
该弯曲件模具结构特点为:用弹顶垫即顶件器3作为压弯球面顶的凸模,并利用其中心安装的定位销,对入模展开毛坯定位;在弯大形的凹模下模座两侧,嵌装两组大小相同的单作用驱动楔挡块4,而用作弯两边小形的凸模是装在上模座两边的斜楔1,两组固定楔挡块4又用作毛坯的支承定位板,使模具结构更为紧凑。弯大形的凹模,采用整体嵌件装在下模座上,更换修理都十分方便。
图5-25 双向楔传动横向卷边模
1、8、16—圆柱销 2、11—弹簧 3、7—内六角螺钉 4—楔滑块 5—上模座 6—拉杆 9—固定板 10—斜楔 12—螺母 13—盖板 14—下模座 15—工件
图5-26 球面座弯曲模
1—斜楔 2—球面顶嵌件 3—顶件器 4—楔挡块 5—弹簧
(2)仪表芯架组件弯曲模 仪表机芯组件有一组类形和变形薄板、小尺寸弯曲件图5-27所示为这些零件所用的弯曲模结构及弯曲过程。
图5-27 芯架组件弯曲模
a)弯曲模1 b)弯曲模2
T字形芯柄弯曲零件由于柄部两片贴合无缝隙,可采用图5-28所示的弓形架斜楔驱动的活动凹模弯曲模压弯成形。
图5-28 T字形芯柄弯曲模
1—模座 2—底板 3—凸模 4—凹模(楔滑块) 5—侧楔 6—弹簧
该冲模使用图示预弯毛坯,靠凹模型孔的台阶,为入模毛坯定位,并控制压弯T形头的高度2.1mm。
该模具结构及运作过程都很简单。预弯毛坯送入模腔后,靠底板2和与其相吻合的楔滑块组成的凹模台阶口部,以及未合模的缝隙,给毛坯定位。凸模装在弓形架中心,与模柄同轴。弓形架两臂有内斜面,构成侧楔5。上模下行,侧楔驱动凹模(楔滑块)4,由两边向中心合模并横压毛坯合并,凸模冲压毛坯顶部,使其充满模腔上部空间。上模返程,弹簧6推开楔滑块分模,卸出零件。
(3)簧夹铰链升降式一次弯曲成形模 对于需要两侧弯曲,尤其两侧对称的闭式弯曲的零件,采用图5-29所示铰链升降式一次弯曲成形模,效果不错。
该模具的凹模采用两块铰链机构,由驱动的折板构成,其外斜面与模框吻合,弯形合模后自动锁紧,增加了刚性冲击的校正力,使弯形工件成形后可获校正,减少回弹。
该冲模用带两个Φ3.2mm孔的平毛坯,一次弯曲成形,生产率高,质量较好。
图5-29 簧夹铰链升降式一次弯曲成形模
1—下模座 2、4—螺钉 3—上模 5—模柄 6—模芯 7—顶件器 8—折板模块 9—顶杆 10—侧挡销 11—拉簧 12—簧支柱
(4)挂架杠杆式一次弯曲成形模 图5-30所示挂架弯曲模,是一副靠两套相同的杠杆机构推动侧向两件弯曲凸模,同时,进行侧向两对应位置、相同形状的弯曲。对于相同和类似闭式弯曲零件,可套用、推广该结构弯曲模。
平板毛坯入模置于凹模表面的定位板内。上模下行,靠凸模5嵌装在模柄7内的弹簧8,将毛坯压紧在顶件器1的表面。上模继续下行,先将毛坯弯成U形。与凸模装在一起的压杆4便驱动杠杆机构,由杠杆力臂2推动活动凸模3沿滑槽向上进行侧向弯曲,使已弯成U形的坯件,最终弯曲成形。上模回程,模具开启,活动凸模3靠侧边的拉簧复位,弯好的零件留在活动凸模3上,可用手持工具取下。
图5-30 挂架杠杆式一次弯曲成形模
1—顶件器 2—杠杆力臂 3—活动凸模 4—压杆 5—凸模 6—上模座 7—模柄 8—弹簧 9—螺钉
(5)开关零件一次弯曲成形模 低压开关产品中,有很多复杂形状的中小型板料弯曲件,大多采用结构简单的单工序弯曲模,一次或经预弯而后终弯成形。图5-31所示开关零件不仅形状复杂,而且料厚达4mm。其展开平毛坯用落料模完成,再用图5-31所示结构简单的弯曲模,一次弯曲成形。
该弯曲模结构设计考虑了弯曲件料厚大、弯曲力大,以及弯角多、弯曲偏载对模具强度的影响,故采用加厚钢板模座。弯曲模腔两侧要在弯曲过程中承受巨大侧向载荷,除设计加厚模框外,还在模框外侧正对侧向力的方向,焊接与模腔接近等高的直角形加筋横向支撑,使弯曲下模与厚实的下模座成为一个刚体。模芯(顶件器5、凹模4)模框与侧支架6,采用拼接组装,在模座上设计不等高嵌装面,而后用螺钉沿纵向和横向紧固后,再将支撑角架焊在外侧,确保弯模有足够承载能力。
(6)长圆夹一次弯曲成形模 用长条平毛坯,采用图5-32所示模具结构,可以一次弯曲成形如图5-32所示长圆形零件。该结构是利用弹顶活动弯芯,作为入模平毛坯的中间支承,待上模与其接触后,通过弹压杆,先将毛坯夹紧,再下压弯成形,上模继续下行,靠凹模两边的弧形面,使已弯成形的工件两边,沿弯芯两弧面卷圆,包住弯芯而最终成形。上模下行至凹模底面,校形工件,减少其回弹。上模回程后,弯芯被顶起,便可从弯芯上取下弯好的长圆形零件。
图5-31 开关零件一次弯曲成形模
1—模柄 2—凸模 3—定位板 4—凹模 5—顶件器 6—模框与侧支架 7—橡胶体 8—拉杆 9—凹模拼块 10—固定板
图5-32 长圆夹一次弯曲成形模
1—螺钉 2—弯芯 3—弹压杆 4—上模 5—固定板 6—上模座(带模柄) 7—凹模
(7)钩架零件一次弯曲成形模 该弯曲件虽尺寸不大,形状复杂;由一个形夹座与一个半圆钩连接成一体,半圆钩与形夹座有一个高度差,又用长条连接。其展开毛坯是一个简单的T字形平板,见图5-33。
该弯曲模结构设计主要特点如下:
1)将顶件器设计成活动模腔,并作为毛坯入模定位支座。该模腔装在凹模槽中,槽宽等于弯曲零件中部不参与弯曲变形部分的长条宽度,加上两倍的料厚t,能使展开毛坯放入定位板、置于顶件器表面正中位置,向上弯出形后,可顺利上下。
2)在活动模腔即顶件器上,制出弯曲零件半圆钩与形夹座两端的高度差。成形与出件都较方便。
3)凸模采用拼块结构。将弯半圆钩凸模分割出来。弯形及长带部分,用弹压凸模,在其顶部装有橡胶块。以便压紧入模定位平毛坯。两块拼合的凸模由上模框夹持紧固。
4)毛坯入模先由顶件器支承,放入定位板凹口中,上模下行由弹顶凸模部分压紧毛坯,并向上弯形。这部分凸模受模腔(顶件器)反顶压力缩短,弯半圆钩凸模突出并随上模下行弯出半圆钩。当上模下行至终点校形弯曲零件,使其回弹减小。
当上模回程时,弯芯会顶件出模并从上模卸下。
图5-33 钩架零件一次弯曲成形模
1—拉杆 2—顶杆 3—下模座 4—弯芯(顶件器) 5—凸模 6、7—定位板 8—凸模拼块 9—上模框 10—芯柱 11—垫板 12—上模座 13—模柄
(8)簧片一次弯曲成形模 该弯曲件的主体是由不同直径的圆弧,沿径向圆滑连接的S形挂钩闭式弯曲件。要一次弯曲成形,必须两向施压弯曲,其弯曲模的结构设计存在较大的难度。
该弯曲件的展开平毛坯由连续冲裁模或复合冲裁模供坯。考虑其凹槽深10mm,宽3.5mm,用连续冲裁更易提高供坯模寿命。
该弯曲件的一次弯曲成形的弯曲模,见图5-34,在结构设计上有如下特点:
1)采用方形截锥外形拼块组合凹模,底部用弹顶器端面构成圆顶成形模腔。
2)凹模组合的锥体拼块。靠模座下的弹顶系统可顶出模,并可依靠装在拼块间的弹簧,将拼块沿横向分开,以方便凸模从凹模中退出,并顺利地从凸模上取下弯好的零件。
3)顶件器弹簧系统11,套装在弹顶凹模体的橡胶体1中心套管中,互不干扰。
4)厚实的模框9的内侧,制出与凹模外斜度吻合的斜面,可使沿斜面顺畅上下而不偏斜。
5)装在模框9表面的定位板,可限制活动凹模5、8不会冲出模框。
6)限位柱6控制上模7下行高度。
图5-34 簧片一次弯曲成形模
1—橡胶体 2—托盘 3—下模座 4—顶件器 5、8—凹模拼块 6—限位柱 7—上模(凸模及其固定板) 9—模框 10—顶杆 11—顶件器弹簧系统
(9)扁扣一次弯曲成形模 图5-35所示为齿条驱动的滚动式弯曲模,适于弯曲回形针形的窄长工件(见图5-35冲压零件图)。弯曲前将毛坯放入前座架内,再将活动芯棒放在毛坯上。弯曲工作开始,模柄齿条6下行,驱动滚轮摇板转动,将毛坯压弯在活动芯棒上。
图5-35 扁扣一次弯曲成形模
1—活动芯棒 2—定位销 3—滚轮摇板 4—齿轮 5—前座架 6—模柄齿条 7—限位柱
(10)非对称半圆弧零件一次弯曲成形模 图5-36所示为有不等直径的两个圆弧,分置零件两头,又不在同一平面上的异形弯曲件。由于该弯曲件弯曲部分不对称、不等高,给其弯曲模的结构设计造成困难。
该弯曲模结构采用固定凹模腔、浮动凸模的办法,解决弯曲零件两端高度差的问题,简化了模具结构,方便了制模。其工作过程如下:入模平毛坯靠凹模表面两端的挡头定位。待上模下行冲弯初始,先由弹顶板将毛坯压牢在凹模表面,摆动凸模7先弯一端低位的R5.5mm圆弧,接着另一端凸模弯出高位R6.2mm圆弧,两者圆心高度差5mm,在一个行程的先后实施弯曲。弹顶板3会在上模回程中,将工件压在凹模表面,取件出模方便。
(11)异形片簧一次弯曲成形模 该弯曲件是用弹性大的65Mn弹簧钢带弯制,通常情况下,回弹较大。采用图5-37所示结构冲模,不仅能一次弯曲成形,而且回弹较小。
图5-37所示异形片簧滚轴式弯曲模,结构简单,操作方便。工作时,毛坯以两定位板定位,可以准确安放到位。凸模下行将毛坯先压成U形。凸模继续下压,迫使滚轴作逆时针转动,弯成所需形状。
8.板料折边机与板料折弯机的弯曲件及弯曲模
除开关板、控制柜、操作台、仪表盘等大型面板、箱柜一类的大型弯曲件用板料折边机、板料折弯机,以及专用滚板机、板料成形机弯制外,小批量或一次性生产的中小型板料弯曲件,采用通用板料折边机与板料折弯机生产,不仅投产快,而且十分经济。
1)折边弯角成形的弯曲件及其弯曲模见图5-38。
2)折叠成形的弯曲件及其弯曲模见图5-39。
3)锁扣成形的弯曲件及其弯曲模见图5-40。
4)弯角成形的弯曲件及其弯曲模见图5-41。
图5-36 非对称半圆弧零件一次弯曲成形模
1—凹模 2—滚轮 3—弹顶板 4—凸模 5—模柄 6—弹簧 7—摆动凸模
图5-37 异形片簧一次弯曲成形模
1—下模座 2—挡板 3—滚轴 4—凹模 5—定位板 6—凸模 7—模柄 8—固定板 9—拉簧
图5-38 折边弯角成形的弯曲件及其弯曲模
图5-39 折叠成形的弯曲件及其弯曲模
图5-40 锁扣成形的弯曲件及其弯曲模
图5-41 弯角成形的弯曲件及其弯曲模
图5-41 弯角成形的弯曲件及其弯曲模(续)
5)弯形及压形的弯曲件及其弯曲模见图5-42。
图5-42 弯形及压形的弯曲件及其弯曲模
6)弯圆及圆弧的弯曲件及其弯曲模见图5-43。
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