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数控折弯工艺 - Jack的日志 - 网易博客

2011-02-15  浅墨微澜

数控折弯工艺

数控板料折弯工艺
板料折弯机是一种金属板料冷加工成形机。在冷态下它可利用所配备的通用模具(或专用模具),将金属板材折弯成各种几何截面形状的工件。
数控板料折弯机是利用数控系统对滑块行程(凸模进入凹模深度)和后挡料器位置进行自动控制,以实现对折弯工件的不同折弯角度和折弯边宽度的折弯成形。数控板料折弯工艺的优点:
(1) 生产率高。
(2) 能提高折弯件精度。这是因为开发数控折弯机时,已考虑了各种提高折弯
精度的措施;
(3) 调整简单。操作者只需编好程序,就能自动实现机器的全部调整工作;
(4) 节省中间堆放面积;
(5)减轻劳动强度。
1.板料折弯方法
(1)自由折弯
自由折弯法是最普遍使用的方法。自由折弯是利用凹模开口处的两棱边和凸模顶端的棱边进行折弯,由凸模进入凹模的深度确定折弯角度。自由折弯所需折弯力较小,模具受力较缓和,能延长模具使用寿命,其缺点是板料的厚度和机械性能的不一致性以及钢板轧制方向等都会造成折弯角度的变化。板料厚度不大时,自由折弯角度误差为±(1~1.5o),弯曲半径R ≥t(板厚)。
(2)校正折弯
校正折弯是凸模对工件的圆角和直边进行精压。在凸模向下运动过程中,毛坯角度会小于凹模角度而产生负回弹;到了行程终了时,凸凹模对毛坯进行校正,使其圆角、直边、弯曲半径全部与凸模靠紧。可见,校正折弯能有效地克服回弹作用,从而可获得很高的折弯精度。校正折弯角误差为±15ˊ;可得到很小的折弯半径,即R。采用校正折弯时,凹模开口距对折弯板料厚度的合适比例为6:1。折弯板厚一般小于2㎜。否则将增加很大的折弯力。比如,板厚t =3㎜,σb = 4500MPa,凹模开口宽度为15㎜时,自由折弯力350kN/m。校正折弯力为1050~1750kN/m,而模具允许的压力一般为1000~1200kN/m。
(3) 三点折弯
现在,我们考虑用数控压力机加工此零件,它只需编出程序,一次装夹定位,即可完成全部加工。其编程时间最多二、三个小时,加工时间仅几分钟,且加工精度高。
三点折弯的凹模入口处的圆角与其柱销表面组成(1,2,3)三点,由这三点精确地确定折弯角度γ。若改变可调节的柱销Z的高度,就可以得到不同的折弯角度。位于凸模S和滑块之间的液压垫F,是为了补偿滑块和工作台的挠曲变形,使板料在冲弯过程中沿着凹模全长接触到
这三个点。液压垫压力在整个折弯长度上均匀分布,使凸模的折弯力在折弯全长上也是均布的。整个凸凹模由若干100㎜和50㎜宽的分块模具组成。每块凸模为弹性支承,因此能自动适应凹模的折弯直线度和保证恒定的压力分布,这样就提高了折弯角度的精度和折弯角棱边的直线度。三点折弯法的折弯角度误差为±15′,相当于校正折弯的精度。折弯厚度可达20㎜。当板厚超过3㎜时,三点折弯法是得到精确折弯的唯一方法。这是因为,除此以外,要想获得同样的折弯精度,只有采用校正折弯,但其折弯力将超过模具所能承受的压力极限。
2.板料折弯机的选择
若采用数控板料折弯工艺,首先应解决如何选用理想设备的问题。国内外数控板料折弯机几乎都是液压传动的。常用的有以下三种结构型式:
上动式即滑块带动凸模向下运动。为了保证滑块工作行程和回程时,不因滑块承受偏载和左右油缸管道阻力的差异造成滑块相对于工作台倾斜,从而影响工件成形质量,通常都配备滑块运动同步控制系统。上动式易于配备机械或液压同步控制系统。机械同步装置结构简单、造价低,且能获得一定的同步精度,但承受偏载能力较差,因此只适合于中小型液压板料折弯机。液压同步系统有机械液压伺服同步系统、电液伺服同步系统以及电子数字阀控制同步系统。这类同步系统的同步精度高,适合于要求高折弯精度的板料折弯机。但技术复杂,造价高。下动式即滑块安装在机床下部,并带动凹模向上运动。工作油缸安置于滑块中央位置,公称力小时为单缸,公称力大时为三缸。由于工作油缸集中于滑块中部,使滑块与横梁变形一致,凸凹模具之间的间隙在滑块全长上比较均匀,故工件折弯精度较高。滑块回程靠自重,因而液压系统简单。下动式的优点是重量轻、结构紧凑、便于维修;缺点是同步精度不高;单作用缸解决滑块倾斜问题有困难;精确控制凸模进入凹模深度较难;不适用于冲切;且工作台上的凹模带着工件向上运行,操作者不易操作。

三点折弯式是根据前述中的三点折弯法工作原理工作的,三点折弯机优点在于折弯精度高,工艺用途广,并具备有四边成形机的功能。但机床结构复杂,成本高,目前售价相当于上动式二轴数控板料折弯机的二倍。
3.模具
数控板料折弯工艺中第二个要考虑的是模具问题。
(1)通用模具
在自由折弯或校正折弯中普遍常用的模具称为通用模具。凸模安装在滑块上,凹模连同模座安装在工作台上。
(2)三点板料折弯机的模具
三点折弯机模具与传统折弯机模具有很大区别,前者是根据三点折弯法原理设计的。凸凹模基本模块宽度为lOO㎜,还有若干块宽度为50~95㎜,每块宽度尺寸相差5㎜的标准中间块,可组合成各种尺寸的弯边向下或向上的四边折弯工件。

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