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隨著折彎件在工程機(jī)械產(chǎn)品上的廣泛應(yīng)用,為滿足其產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)需要,其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也逐漸提高。數(shù)控折彎?rùn)C(jī)在冷態(tài)下可利用所配備的通用模具(或?qū)S媚>撸⒔饘侔宀恼蹚澇筛鞣N所需要的幾何截面形狀的工件,折彎工藝的合理性直接影響到產(chǎn)品 終成形尺寸和外觀。通過對(duì)折彎缺陷過程控制和預(yù)防,采取相應(yīng)的工藝方法來提高工件質(zhì)量。
1. 折彎件加工定制中的常見缺陷及工藝措施
(1)折裂:材料經(jīng)剪切或沖裁后,在邊緣常出現(xiàn)毛刺或細(xì)小裂紋,彎曲時(shí)易形成應(yīng)力集中而被折裂,通過圖1可見工件折裂時(shí)剪切面(帶毛刺面)向外,開裂位置發(fā)生在工件的剪裂帶和揉壓帶。對(duì)此采取的工藝措施為:①經(jīng)剪切或沖裁后的工件,折彎時(shí)剪切面向里,即處于受壓狀態(tài),如圖2所示,成形效果較好。
② 折彎前對(duì)工件進(jìn)行去毛刺處理,折彎后可對(duì)折裂處使用手工砂輪機(jī)修磨。
(2)回彈:金屬材料在彎曲過程中,塑性變形和彈性變形同時(shí)存在。在彎曲結(jié)束時(shí),因彈性變形的恢復(fù)而產(chǎn)生回彈,如圖3所示?;貜棳F(xiàn)象直接影響工件的尺寸精度,須加以控制。對(duì)此采取的工藝措施為:①角度補(bǔ)償法。若工件折彎角度為90°,折彎?rùn)C(jī)下槽(V形)開口角度可選擇78°。
②加壓時(shí)長(zhǎng)增加校正法。在彎曲終了時(shí)進(jìn)行加壓校正,延長(zhǎng)折彎?rùn)C(jī)上模、工件、下槽的接觸時(shí)間,以增加下槽圓角處的塑性變形程度,使拉壓區(qū)纖維的回彈趨勢(shì)互相抵制,從而減少回彈。
( 3 ) 凸起: 對(duì)于中厚板(厚度t≥6mm)折彎,情況比較特殊,折彎線附近區(qū)域在彎曲過程中會(huì)出現(xiàn)纖維組織變長(zhǎng),造成折彎圓角處形成凸起,通過對(duì)車間成形工件觀察,圓角凸起大小隨板厚增加而增大。對(duì)部分工件質(zhì)量要求較高的,圓角凸起會(huì)影響焊接或裝配尺寸精度,需采取工藝措施去除。對(duì)此采取的工藝措施為:①若采用熱切割設(shè)備下料,工藝人員在板件展開下料時(shí),對(duì)下料圖以折彎線為作向里凹圓弧,去掉多余板料,如圖4所示,其中R為圓弧半徑。②對(duì)沒有進(jìn)行板料切割凹圓弧的工件,在折彎完成后進(jìn)行手工修磨至要求的尺寸精度,若裝配精度要求較高,需對(duì)工件進(jìn)行銑邊處理。
(4)滑料:①情形1:待折彎工件出現(xiàn)折彎線和工件邊緣線不平行的情況,即一端在折彎?rùn)C(jī)下槽上有支點(diǎn),另一端無支點(diǎn),工件實(shí)物如圖5所示,其中L為割縫長(zhǎng)度。②情形2:待折彎工件折彎線和工件邊緣線平行,但兩端在折彎?rùn)C(jī)下槽上均無支點(diǎn)。對(duì)此采取的工藝措施為:①增加割縫處理。
針對(duì)情形1,工藝人員對(duì)下料圖沿工件折彎線方向增加割縫,其長(zhǎng)度為工件折彎線向外偏移,偏移寬度為選擇折彎?rùn)C(jī)下槽寬度的一半。②增加余量處理。
針對(duì)情形2,工藝人員對(duì)下料圖增大尺寸,以使邊緣在折彎?rùn)C(jī)下槽上有支點(diǎn),滿足折彎。待折彎工序完成后,對(duì)其按照產(chǎn)品圖進(jìn)行切割余量處理,修磨割口,滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。
(5)壓痕或滑傷:工件在壓彎時(shí), 受折彎?rùn)C(jī)上模和下槽擠壓作用, 出現(xiàn)不同程度壓痕或滑傷。一般碳鋼件表面粗糙度要求不高, 輕微的傷痕對(duì)其沒有影響。但是對(duì)于430―2B、12Cr17Mn6Ni5等一些特殊材質(zhì),外觀鏡面,需采取工藝措施予以保護(hù)。對(duì)此采取的工藝措施為:①對(duì)于碳素鋼材質(zhì),增大折彎下槽寬度,使其成形圓角半徑增大,減小下槽對(duì)工件的擠壓。
②對(duì)于特殊不銹鋼材質(zhì),壓彎前做準(zhǔn)備工作,在折彎?rùn)C(jī)下槽上鋪紙隔離, 若工件兩面均需要保護(hù),也可對(duì)工件沿折彎線方向鋪紙隔離。有較好生產(chǎn)條件者,可使用防壓痕墊。
2. 折彎工件工藝性問題預(yù)防
(1)帶孔折彎工件:
當(dāng)折彎工件帶有圓孔或者長(zhǎng)圓孔,如圖6、圖7所示,其中L為孔邊緣線到彎曲區(qū)域邊緣距離,t為板厚,若采取壓彎前孔已成形,且在彎曲變形內(nèi),則壓彎后會(huì)出現(xiàn)拉料情況,導(dǎo)致折彎件外形尺寸達(dá)不到設(shè)計(jì)圖樣要求,同時(shí)孔也會(huì)發(fā)生變形,需采取工藝措施預(yù)防。
對(duì)此采取的工藝措施為:①對(duì)于圓孔,若L≥2t,孔可在工件壓彎前成形,若出現(xiàn)輕微孔變形,需鉆床重新穿孔;若L<2t,需要工件壓型完成后再鉆孔。②對(duì)于長(zhǎng)圓孔,按照上述圓孔情形處理,一般情況下,圓孔長(zhǎng)度不大于板件寬度(沿折彎線方向)的20%,即La≤0.2Lb,但特殊情況下需根據(jù)工件實(shí)際形狀加以具體分析。
(2)非剪切件的折裂預(yù)防:
鋼板在軋制過程中形成的纖維組織,由于其方向性,使材料力學(xué)性能產(chǎn)生各向異性。在車間實(shí)際操作過程中,當(dāng)纖維方向與折彎線方向平行時(shí),材料的抗拉強(qiáng)度較差,容易造成圓角處折裂。對(duì)此采取的工藝措施為:①若受材料整體外形限制時(shí),使得組織纖維方向與折彎線方向平行,需增加折彎圓角半徑,至少為板材 小彎曲半徑的2倍。②當(dāng)組織纖維方向與折彎線垂直時(shí),材料具有較大抗拉強(qiáng)度,折彎圓角半徑可為 小彎曲半徑。③壓彎雙向工件時(shí),須使組織纖維方向與折彎線方向成的夾角。
(3)折彎工件增加工藝孔:
工件折彎線沿其某一邊緣線,如圖8所示,其中雙點(diǎn)劃線為折彎線,若直接在折彎?rùn)C(jī)上進(jìn)行壓彎處理,會(huì)出現(xiàn)帶料撕裂情況。須增加工藝孔進(jìn)行預(yù)防,如圖9所示,其中φ 為直徑,雙點(diǎn)劃線為折彎線,同時(shí)規(guī)范工藝孔直徑。對(duì)此采取的工藝措施為:在折彎工件上拐角處沿折彎線方向增加工藝孔,其工藝孔直徑約為板厚的1.5~2.0倍。
(4)干涉和抗刀:
所示,其中H為折彎工件高度,B為其寬度,當(dāng)H≤B時(shí),折彎工件可能因工件高度過高,接觸數(shù)控折彎?rùn)C(jī)面板,發(fā)生干涉現(xiàn)象;當(dāng)H≥B時(shí),除發(fā)生干涉情況外,若工件較小,折彎直邊也可能會(huì)接觸折彎?rùn)C(jī)上刀,發(fā)生抗刀現(xiàn)象。
當(dāng)折彎工件發(fā)生干涉或抗刀現(xiàn)象時(shí),強(qiáng)制施加外力會(huì)導(dǎo)致工件折彎角度達(dá)不到要求。對(duì)此采取的工藝措施為:①對(duì)于干涉現(xiàn)象,采用折彎反變形法, 刀工序先在工件中間折鈍角, 、三刀工序進(jìn)行兩邊折彎,第四刀工序反壓中間( 刀反面)至平。②對(duì)于抗刀現(xiàn)象,可 換直板上刀,使用彎刀進(jìn)行折彎,如圖11所示,其中H為折彎工件高度,B為其寬度。
(5)異形件折彎線定位:
部分折彎件因外形尺寸復(fù)雜,出現(xiàn)非直邊、與折彎線相交等情況,會(huì)導(dǎo)致工件下料折彎時(shí)邊緣難以觸碰數(shù)控折彎?rùn)C(jī)擋尺及手工劃折彎線困難。對(duì)此采取的工藝措施為:①中薄板下料時(shí)準(zhǔn)備。中薄板件可選擇激光切割機(jī)或者精細(xì)等離子切割機(jī)下料,下料時(shí)直接在工件上割出折彎標(biāo)記割縫,此割縫對(duì)薄板影響較小,能后期。②厚板下料后準(zhǔn)備。切割一件和原異形件相同的工件作為劃線工裝樣板,厚度要求一般為2~4mm,在折彎線處割出V形口,方便定位劃線。
3. 結(jié)語
根據(jù)車間生產(chǎn)過程, 結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)折彎工件常見缺陷及工藝性問題預(yù)防提出合理的解決措施,這些工藝措施經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證,能滿足質(zhì)量要求并提高工件質(zhì)量。
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