隨著折彎件在工程機械產(chǎn)品上的廣泛應用,為滿足其產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)需要,其質(zhì)量標準也逐漸提高。數(shù)控折彎機在冷態(tài)下可利用所配備的通用模具(或模具)將金屬板材折彎成各種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。通過對折彎缺陷過程控制和預防,采取相應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)毛刺或細小裂紋,彎曲時易形成應力集中而被折裂,通過圖1可見工件折裂時剪切面(帶毛刺面)向外,開裂位置發(fā)生在工件的剪裂帶和揉壓帶。對此采取的工藝措施為:①經(jīng)剪切或沖裁后的工件,折彎時剪切面向里,即處于受壓狀態(tài),如圖2所示,成形效果較好。
② 折彎前對工件進行去毛刺處理,折彎后可對折裂處使用手工砂輪機修磨。
(2)回彈:金屬材料在彎曲過程中,塑性變形和彈性變形同時存在。在彎曲結(jié)束時,因彈性變形的恢復而產(chǎn)生回彈,如圖3所示。回彈現(xiàn)象直接影響工件的尺寸精度,須加以控制。對此采取的工藝措施為:①角度補償法。若工件折彎角度為90°,折彎機下槽(V形)開口角度可選擇78°。
②加壓時長增加校正法。在彎曲終了時進行加壓校正,延長折彎機上模、工件、下槽的接觸時間,以增加下槽圓角處的塑性變形程度,使拉壓區(qū)纖維的回彈趨勢互相抵制,從而減少回彈。
( 3 ) 凸起: 對于中厚板(厚度t≥6mm)折彎,情況比較,折彎線附近區(qū)域在彎曲過程中會出現(xiàn)纖維組織變長,造成折彎圓角處形成凸起,通過對車間成形工件觀察,圓角凸起大小隨板厚增加而增大。對部分工件質(zhì)量要求較高的,圓角凸起會影響焊接或裝配尺寸精度,需采取工藝措施去除。對此采取的工藝措施為:①若采用熱切割設備下料,工藝人員在板件展開下料時,對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對沒有進行板料切割凹圓弧的工件,在折彎完成后進行手工修磨至要求的尺寸精度,若裝配精度要求較高,需對工件進行銑邊處理。
(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,即一端在折彎機下槽上有支點,另一端無支點,工件實物如圖5所示,其中L為割縫長度。②情形2:待折彎工件折彎線和工件邊緣線平行,但兩端在折彎機下槽上均無支點。對此采取的工藝措施為:①增加割縫處理。
針對情形1,工藝人員對下料圖沿工件折彎線方向增加割縫,其長度為工件折彎線向外偏移,偏移寬度為選擇折彎機下槽寬度的一半。②增加余量處理。
針對情形2,工藝人員對下料圖增大尺寸,以使邊緣在折彎機下槽上有支點,滿足折彎。待折彎工序完成后,對其按照產(chǎn)品圖進行切割余量處理,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, 受折彎機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, 輕微的傷痕對其沒有影響。但是對于430―2B、12Cr17Mn6Ni5等一些材質(zhì),外觀鏡面,需采取工藝措施予以保護。對此采取的工藝措施為:①對于碳素鋼材質(zhì),增大折彎下槽寬度,使其成形圓角半徑增大,減小下槽對工件的擠壓。
②對于不銹鋼材質(zhì),壓彎前做準備工作,在折彎機下槽上鋪紙隔離, 若工件兩面均需要保護,也可對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防
(1)帶孔折彎工件:
當折彎工件帶有圓孔或者長圓孔,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),則壓彎后會出現(xiàn)拉料情況,導致折彎件外形尺寸達不到設計圖樣要求,同時孔也會發(fā)生變形,需采取工藝措施預防。
對此采取的工藝措施為:①對于圓孔,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對于長圓孔,按照上述圓孔情形處理,一般情況下,圓孔長度不大于板件寬度(沿折彎線方向)的20%,即La≤0.2Lb,但情況下需根據(jù)工件實際形狀加以具體分析。
(2)非剪切件的折裂預防:
鋼板在軋制過程中形成的纖維組織,由于其方向性,使材料力學性能產(chǎn)生各向異性。在車間實際操作過程中,當纖維方向與折彎線方向平行時,材料的抗拉強度較差,容易造成圓角處折裂。對此采取的工藝措施為:①若受材料整體外形限制時,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當組織纖維方向與折彎線垂直時,材料具有較大抗拉強度,折彎圓角半徑可為 小彎曲半徑。③壓彎雙向工件時,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,其中雙點劃線為折彎線,若直接在折彎機上進行壓彎處理,會出現(xiàn)帶料撕裂情況。須增加工藝孔進行預防,如圖9所示,其中φ 為直徑,雙點劃線為折彎線,同時規(guī)范工藝孔直徑。對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:
如圖10所示,其中H為折彎工件高度,B為其寬度,當H≤B時,折彎工件可能因工件高度過高,接觸數(shù)控折彎機面板,發(fā)生干涉現(xiàn)象;當H≥B時,除發(fā)生干涉情況外,若工件較小,折彎直邊也可能會接觸折彎機上刀,發(fā)生抗刀現(xiàn)象。
當折彎工件發(fā)生干涉或抗刀現(xiàn)象時,強制施加外力會導致工件折彎角度達不到要求。對此采取的工藝措施為:①對于干涉現(xiàn)象,采用折彎反變形法, 刀工序先在工件中間折鈍角, 、三刀工序進行兩邊折彎,第四刀工序反壓中間( 刀反面)至平。②對于抗刀現(xiàn)象,可 換直板上刀,使用彎刀進行折彎,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雜,出現(xiàn)非直邊、與折彎線相交等情況,會導致工件下料折彎時邊緣難以觸碰數(shù)控折彎機擋尺及手工劃折彎線困難。對此采取的工藝措施為:①中薄板下料時準備。中薄板件可選擇激光切割機或者等離子切割機下料,下料時直接在工件上割出折彎標記割縫,此割縫對薄板影響較小,能后期。②厚板下料后準備。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,對折彎工件常見缺陷及工藝性問題預防提出合理的解決措施,這些工藝措施經(jīng)生產(chǎn)驗證,能滿足質(zhì)量要求并提高工件質(zhì)量。