厚波纹板自动成形折弯机设计

2014-02-26张正兵陈道宝陈斌斌

锻压装备与制造技术 2014年2期

张正兵，陈道宝，陈斌斌

（安徽省三力机床制造股份有限公司，安徽马鞍山 243104）

0 引言

板料加工成波纹板可起到加强筋作用，广泛用于车厢、车篷、地板以及热水器管道等。波纹板加工要求具有较高的重复精度。

图1所示工件为北方某热水器管道零件，板料厚，产品重，之前由多道波纹板焊接而成。其分段工作折弯步骤为：①人工将工件移动到下模，机器下行，折弯第一个波纹；②人工将板料抬起，超过下模模口；③人工移动板料到第二个波纹处，通过标尺测量移动的距离。劳动强度极大，且每次波纹的距离都需要测量，因测量误差导致波纹大小不一致，难以达到图样要求。而通过本文所述厚波纹自动成形折弯机，可一次性将所有波纹加工完成，波纹一致性好，满足了客户需求。

图1 某波纹板零件示意图

1 结构设计

经过反复试验，确定液压板料折弯机压力2000kN，考虑到移动工件方便，板料折弯机的开启高度和油缸行程均大于普通折弯机。成形模具的上模夹紧在折弯机上滑块上，下模用螺钉固定在折弯机工作台上。送料机构每次送进一个波纹展开长度。在折弯机工作台的前方和后方分别设计了6000mm和2000mm的同步升降机构，前后同步升降机构一起上下运动，行程250mm，高度差为波纹高度。同步升降机构的作用是：①在移动板料时，后同步升降机构的平面必须高于下模的上平面，便于板料送给。②折弯波形板时，前同步升降机构的平面必须低于下模高度，以防影响工件成形。

1.1 模具设计

波纹板折弯成形过程，实际为拉伸过程。因板料较厚，波纹高，成形后回弹大。为确保波形和平板垂直，上模的圆弧必须低于最高点。在下模内部设置了经淬火后的顶出销和蝶形弹簧，用于克服工件涨紧在下模槽内的摩擦力，便于顶出工件。

上、下模具磨损后不易刃模，故选用耐磨的9Cr－Si材料。采用井式炉进行热处理，加热温度840～860°C，油淬后低温回火，硬度 54～56HRC。

1.2 送料机构设计

图2为送料机构结构示意图。送料油缸2固定在送料架1上，前端与送料板3联接，送料板经导轨4导向，在油缸2的作用下相对于送料架做左右运动。送料板上安装了进退油缸5，用以推动夹紧油缸6前后运动。送料油缸2为双作用活塞杆油缸，尾端设置了调节油缸行程的螺母，用以调整波形间距，因机械限位，重复精度高。进退油缸5也为双作用活塞杆结构，便于把夹紧油缸6可靠地移出和送达板料区域。夹紧油缸6为柱塞油缸，夹紧靠油压动力推动，在弹簧作用下回程。

图2 送料机构示意图

1.3 同步升降机构设计

如图3所示，在机器的前方和后方各设有同步升降机构。靠近液压板料折弯机工作台的固定架1和工作台连接可靠。同部轴6在前后共4个固定架1内转动，下连杆5和同步轴6焊接。确保在四只升降油缸2的作用下，滑块3同步上升和下降。

2 波纹板自动成形过程

图3 升降机构示意图

送料机构中的进退油缸前进到油缸螺母限制位置→夹紧油缸夹紧板料→送料油缸推动送料板到后限位螺母限制位置→同步机构中升降油缸下降到中间位置（这时板料落在下模上）→液压板料折弯机上模下降接触板料，实现轻压（只要不移动）→夹紧油缸退回到初始位置→进退油缸退回到初始位置→送料油缸退回到初始位置→升降油缸下降到限制位置→折弯机下行压出一个波纹→升降油缸上升到中间位置→进退油缸前进到油缸螺母限制位置→夹紧油缸夹紧板料→升降油缸上升到初始位置，波形高于下模。重复送料机构送进，进入下一个循环。

整个折弯过程中，板料都处于受压状态，不会产生移动，保证了波纹的平行。