工程機械超長尺寸工件精確折彎模具

■河南林業職業學院 安存勝

■河南衛華重型機械股份有限公司 聶福全

工程機械超長尺寸工件精確折彎模具

■河南林業職業學院 安存勝

■河南衛華重型機械股份有限公司 聶福全

工程機械大型弧形結構件在進行折彎時，一方面由于結構尺寸較大，采用常規模具難以折彎成形；另一方面由于鋼板具有一定的彈性，因此工件在折彎后，將會出現一定的回彈，從而影響大型板材的折彎精度，對工程機械結構件焊接精度帶來一定的影響，為保證大型板件的折彎精度，就需要設計特殊的折彎模具。

1. 折彎模具設計思路

首先，在折彎模具的結構設計方面，為防止板材回彈，需要按照常用規格材料的類型進行回彈量的精確計算，確定一定的回彈系數并在模具的設計上充分考慮；其次，為使板材達到理想的彎曲弧度，板材在折彎時形成的圓心角應大于工件實際彎曲中心角，這樣在對折彎角度≥180°板材折彎時，模具圓心角就>180°，若該圓心角>180°，容易導致凸凹模閉合干涉和卸料困難，常規設計為解決此問題，一般需要將凹模設計成可以分別環繞各自旋轉軸旋轉開合的兩部分，即凸凹模旋轉的結構設計方式，以方便凹模閉合自如，但對尺寸較大的板材折彎時，凹模的重量、尺寸設計規格都很大，凹模需要很大的動力才能旋轉，這會對壓力機產生很大的沖擊力，易造成壓力機及凹模損壞，因此，該類型折彎模具不適合尺寸大、規格長的板材折彎。通過分析，設計了一種新型的模具結構，該模具結構創新地采用了新型凸凹模結構和輔助折彎保形結構，有效解決了上述問題。

2. 模具結構形式與原理

該模具設計結構如圖1所示，主要由凸凹模組成，模具采用了凹模結構固定的設計思路，避免了凹模運動，有利于提高凹模使用壽命。同時采用推板機構可調的結構形式，如圖2所示，通過回轉搖桿驅動推板機構運動，可實現任意角度的折彎要求，并可通過對推板機構上的可調螺釘的微調，實現工件折彎角度的調整，有效提高了模具折彎精度。該模具適用于>180°圓弧角的超長弧形結構件一次折彎成形，且使用一套模具就可以實現對任意圓弧角的折彎，折彎時不受工件長度限制，使用范圍廣泛。在模具設計時，充分考慮了薄板件自身彈性系數大、折彎后易回彈的特點，通過三維建模模擬、科學計算及現場測繪，探索到了一套獨特的回彈系數計算方法，該方法可以有效控制工件折彎精度。施工現場見圖3。

3. 模具特點和使用方法

（1）固定凹模、推板機構可調式設計 該模具在設計時，區別于傳統的一組模具只能實現一種角度，且不能進行精度調整的設計方法，獨創了凹模固定，推板機構可調結構，通過對推板機構上可調螺釘的調整，可以實現任意角度的折彎要求，使用范圍廣，通過對可調螺釘微調則可以提高折彎精度，有利于避免折彎“回彈”，實現工件的“保形”。

（2）結構輕巧的推板機構設計 驅動推板機構采用曲柄鉸接結構方案，利用杠桿原理，需要動力很小，有利于實現對超長板材的折彎。

（3）回轉搖桿設計 回轉搖桿機構取代傳統的通過凹模旋轉來實現凹模自由閉合方式，有效解決了凹模旋轉動力過大容易造成設備及凹模損壞的問題。

（4）凹模模塊化設計 該模具避免了因需要實現模具自由開合必須將凹模分體的設計模式，而保留了凹模整體性，此結構設計有利于保持模具的精度。在凹模設計時，采用了模塊化的設計方案，即采用多塊凹模板組合結構形成一個整體凹模，既節約了材料，又利于在模具部分位置損壞或精度出現誤差時，只需調換損壞的凹模板即可，降低維護成本，同時在凹模空腔內設計了彈性很強的聚氨酯橡膠卸料板，便于卸料。

圖1 模具結構

圖2 模具使用原理

圖3 施工現場

4. 效果

該模具采用獨特的回轉搖桿機構驅動推板機構設計理念，采用凹模整體式結構，保證了凹模的完整性，并可以通過對推板裝置的調整，一套模具就可以實現工件任意角度的折彎要求，實現了對超長板材的折彎精度，提高了加工效率，使用范圍廣，取得了良好的應用效果。

20150714