工程机械超长尺寸工件精确折弯模具

2015-11-30河南林业职业学院安存胜

金属加工(热加工) 2015年21期

关键词：推板摇杆凹模

■河南林业职业学院安存胜

■河南卫华重型机械股份有限公司聂福全

工程机械超长尺寸工件精确折弯模具

■河南林业职业学院安存胜

■河南卫华重型机械股份有限公司聂福全

工程机械大型弧形结构件在进行折弯时，一方面由于结构尺寸较大，采用常规模具难以折弯成形；另一方面由于钢板具有一定的弹性，因此工件在折弯后，将会出现一定的回弹，从而影响大型板材的折弯精度，对工程机械结构件焊接精度带来一定的影响，为保证大型板件的折弯精度，就需要设计特殊的折弯模具。

1. 折弯模具设计思路

首先，在折弯模具的结构设计方面，为防止板材回弹，需要按照常用规格材料的类型进行回弹量的精确计算，确定一定的回弹系数并在模具的设计上充分考虑；其次，为使板材达到理想的弯曲弧度，板材在折弯时形成的圆心角应大于工件实际弯曲中心角，这样在对折弯角度≥180°板材折弯时，模具圆心角就>180°，若该圆心角>180°，容易导致凸凹模闭合干涉和卸料困难，常规设计为解决此问题，一般需要将凹模设计成可以分别环绕各自旋转轴旋转开合的两部分，即凸凹模旋转的结构设计方式，以方便凹模闭合自如，但对尺寸较大的板材折弯时，凹模的重量、尺寸设计规格都很大，凹模需要很大的动力才能旋转，这会对压力机产生很大的冲击力，易造成压力机及凹模损坏，因此，该类型折弯模具不适合尺寸大、规格长的板材折弯。通过分析，设计了一种新型的模具结构，该模具结构创新地采用了新型凸凹模结构和辅助折弯保形结构，有效解决了上述问题。

2. 模具结构形式与原理

该模具设计结构如图1所示，主要由凸凹模组成，模具采用了凹模结构固定的设计思路，避免了凹模运动，有利于提高凹模使用寿命。同时采用推板机构可调的结构形式，如图2所示，通过回转摇杆驱动推板机构运动，可实现任意角度的折弯要求，并可通过对推板机构上的可调螺钉的微调，实现工件折弯角度的调整，有效提高了模具折弯精度。该模具适用于>180°圆弧角的超长弧形结构件一次折弯成形，且使用一套模具就可以实现对任意圆弧角的折弯，折弯时不受工件长度限制，使用范围广泛。在模具设计时，充分考虑了薄板件自身弹性系数大、折弯后易回弹的特点，通过三维建模模拟、科学计算及现场测绘，探索到了一套独特的回弹系数计算方法，该方法可以有效控制工件折弯精度。施工现场见图3。

3. 模具特点和使用方法

（1）固定凹模、推板机构可调式设计该模具在设计时，区别于传统的一组模具只能实现一种角度，且不能进行精度调整的设计方法，独创了凹模固定，推板机构可调结构，通过对推板机构上可调螺钉的调整，可以实现任意角度的折弯要求，使用范围广，通过对可调螺钉微调则可以提高折弯精度，有利于避免折弯“回弹”，实现工件的“保形”。

（2）结构轻巧的推板机构设计驱动推板机构采用曲柄铰接结构方案，利用杠杆原理，需要动力很小，有利于实现对超长板材的折弯。

（3）回转摇杆设计回转摇杆机构取代传统的通过凹模旋转来实现凹模自由闭合方式，有效解决了凹模旋转动力过大容易造成设备及凹模损坏的问题。

（4）凹模模块化设计该模具避免了因需要实现模具自由开合必须将凹模分体的设计模式，而保留了凹模整体性，此结构设计有利于保持模具的精度。在凹模设计时，采用了模块化的设计方案，即采用多块凹模板组合结构形成一个整体凹模，既节约了材料，又利于在模具部分位置损坏或精度出现误差时，只需调换损坏的凹模板即可，降低维护成本，同时在凹模空腔内设计了弹性很强的聚氨酯橡胶卸料板，便于卸料。