弧形鈑金件工藝與模具的改進設計

1 工件原來加工情況

    通常不對稱件的彎曲，首先要考慮到工件彎曲時會產生不對稱的側向力，因此在模具設計中需設法克服工件彎曲中出現的偏移，一般是通過在模具上設置壓料裝置，利用定位或防偏移結構來克服工件彎曲時可能出現的料走位。

    考慮到該種材料的屈服強度及抗拉強度等與變形抗力有關的數值較大，回彈也較大，為此根據工件的結構，設計了如圖 2 所示帶校正功能的模具結構。整套模具置于壓力機上加工。首先，頂料桿 3 在壓機彈性緩沖器的作用下，將壓料板 4 頂起至與彎曲凹模 1 右端面平齊，工作時，將坯料置于凹模面上，壓機滑塊下移，彎曲凸模 2 與壓料板 4 共同將坯料壓緊，隨著壓機滑塊的緩緩下移，彎曲凸模么彎曲凹模 1 和壓料板 4 逐漸將板料壓彎成型。

    為克服工件由于單邊彎曲形成的側向力而造成的板料滑移問題，在模具結構設計時特意使彎曲凹模 1 的左端比右端高出 smm ，坯料定位于彎曲凹模 1 左端面，由于在坯料彎制前，壓料板 4 便被頂料桿 3 頂起至與彎曲凹模 1 右端平齊，從而使板料在定位、彎曲、校形等全過程中，均能受到彎曲凸模 2 及壓料板 4 的壓緊力和彎曲凹模 1 左端面有利的阻礙作用，有效地防止了工件的彎曲走位。盡管實施了壓邊，工件在側向力作用下的偏移得到了控制，但由于是 1 / 4 的圓弧彎曲，彎曲中心角不大，變形區域也小，使圓弧位置難以控制，加之角度回彈的影響，使工件不能滿足形狀要求，還需利用全形樣板依靠人工校正來保證圓弧精度。為保證 1 / 4 個圓弧形狀的特殊要求，工藝中只能采用給圓弧預留加工量，校正后再機加工去除的方法。

    由于工件強度高，校正困難，造成工人操作強度大，又由于增加了機械加工等工序，使生產效率降低，產品成本升高。

2 工藝改進

    分析工件難以直接得到理想形狀的原因，主要是彎曲過程中，由于材料延伸率的不確定使變形中性層難以控制，造成展開長度的計算不準確；相對彎曲半徑 R / t = 30 / 3 = 10 較大，板料的變形程度小，在板料中性層兩側的純彈性變形區以及塑性變形區總變形中的彈性變形比例小，形成材料的尺寸及角度回彈。

    為改善加工條件，必須構建新型工件結構，考慮到 U 型件的回彈受其兩邊材料的相互牽制，決定改進加工工藝方案為：利用兩件合成一個完整的 U 型件，中部以直邊相連，在完成彎形后再沖切成兩個工件如圖 3 所示）。

3 模具的改進

    在充分分析新構建的工件結構的基礎上，為提高生產效率，保證工件形狀要求，同時降低生產成本及操作人的勞動強度，設計了一種彎曲切斷復合模。模具結構如圖 4 所示，整套模具仍置于壓力機上加工，模柄 7 安裝于壓力機模柄孔中，頂料桿 10 在壓機彈性緩沖器作用下將卸料塊 5 頂至與彎曲凹模 3 平齊，工作時，坯料置于模具適當位置，沖床滑塊開始下移，彎曲凸模 4 首先與板料接觸，在彎曲凸模東彎曲凹模 3 及卸料塊 5 的共同作用下開始彎曲坯料，隨著沖床滑塊的下移，切斷凸模 6 也開始與即將彎好形的半成品接觸，于是彎曲凸模 4 一邊對工件彎形校正，一邊與切斷凸模 6 共同作用，將板料切成兩件，完成工件的加工。

    隨著滑塊的上移，裝于壓機模柄孔中的打料桿 8 與壓力機中的打料橫桿相撞，卸料力經打料桿 8 傳于卸料桿 9 ，由卸料桿 9 將沖切的廢料推出彎曲凸模 4 的型腔，與此同時，加工好的工件通過卸料塊 5 作用也被頂出彎曲凹模 3 的型腔，完成整個工件的加工，模具轉入下一個工作循環。

    由于模具工作的后續階段為彎曲及切斷復合，為保證彎曲的精度，應合理安排切斷的時機，使切斷凸模 6 在工件即將完成彎曲時才開始接觸坯料。因此應控制切斷凸模 6 高度，使其僅比閉合后的卸料塊 5 底端高出 4mm , 從而既保證了沖切的工件精度又避免了影響彎形精度。

    彎曲凸模 4 既是彎形的凸模又是工件切斷的凹模，故其外形與彎曲凹模 3 的型腔應保證單面彎曲間隙 3 . 0 - 3 . 1 mm ，其內腔與切斷凸模 6 選用小間隙，保證單面沖切間隙 0 . 15 ~ 0 . 18mm ，而其內腔與卸料桿 9 的間隙保證為 0 . 1 ~ 0 . 2 mm ，以保證彎形及切料準確、卸料可靠。

4 結語

    改進設計后的彎曲切斷復合模，經制造、試模，生產的工件一次性符合圖紙要求。已生產工件數萬件，產品質量穩定，模具工作可靠。