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1模具設(shè)計(jì)

1.1夾模

夾模設(shè)計(jì)的主要尺寸為長(zhǎng)度尺寸，它主要取決于產(chǎn)品兩個(gè)彎曲之間的直段長(zhǎng)度，夾模長(zhǎng)尺寸過(guò)小，不能夾緊管材，彎管時(shí)管材易打滑，操作外觀，彎曲部分出坑，不滿足產(chǎn)品要求。反之，尺寸過(guò)大，容易將前一個(gè)彎夾扁、變形，這在工藝上是不充許的。因此，長(zhǎng)尺寸要選擇合適。通常按（2～3）D設(shè)計(jì)，如果產(chǎn)品直段長(zhǎng)度<（2～3）D，可考慮使用仿形模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增加夾持穩(wěn)定性。對(duì)于只有一個(gè)彎曲的產(chǎn)品可考慮在夾緊時(shí)增加支撐手柄，提高夾持穩(wěn)定性。

夾模型腔直徑按管材外徑D設(shè)計(jì)，為保證夾持穩(wěn)定、不打滑，型腔直徑一般按下差設(shè)計(jì)（與之配合夾持的輪模直段型腔尺寸設(shè)計(jì)相同），通過(guò)設(shè)備調(diào)整夾模的夾緊程度，達(dá)到最佳狀態(tài)，從而保證彎管穩(wěn)定夾持，且滿足外觀要求。為保證夾模夾緊過(guò)程管材外表面不被夾傷，型腔的棱角必須有R角設(shè)計(jì)。夾模一般淬火處理到HRC50左右，從而提高耐磨性和使用壽命。

1.2芯棒

芯棒的形狀是多種多樣的，主要是起支撐作用，從而控制彎曲部分管材的變形及質(zhì)量，使用何種形狀的芯棒，主要取決于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及管材規(guī)格及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。圖2為芯棒的常用結(jié)構(gòu)形狀。直芯棒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工、使用方便，主要用于管材壁厚較厚，彎曲半徑較大，彎曲變形要求不高的產(chǎn)品。球頭直芯棒在上料操作時(shí)更加方便，目前已基本取代了直芯棒的結(jié)構(gòu)?；⌒沃毙景粼诩庸し矫孑^球頭直芯棒要復(fù)雜一些，但由于其弧形在彎曲過(guò)程中起到了一定的支撐作用，因此彎曲部分變形較小，在彎管質(zhì)量方面有所提高。聯(lián)接式芯棒主要是多個(gè)球形珠子聯(lián)接在一起，在管材彎曲過(guò)程中，可保持對(duì)材料的支撐作用，因此彎曲變形較小，彎管較為飽滿，質(zhì)量很高。而硬聯(lián)接芯棒主要是用幾個(gè)鋼性連接片和銷將珠子連接起來(lái)，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，加工難度適中，使用壽命較長(zhǎng)，目前被廣泛應(yīng)用于彎管的批量生產(chǎn)中。軟聯(lián)接芯棒雖然加工較為簡(jiǎn)單，但聯(lián)接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及強(qiáng)度均較差，極少使用。

萬(wàn)向聯(lián)接芯棒，使用效果最好，但加工難度高，使用成本也較高，目前，國(guó)內(nèi)很少使用，而國(guó)外使用較為普遍。聯(lián)接式芯棒中，珠子個(gè)數(shù)的多少，取決于管材的彎曲角度和彎曲半徑，目的是獲得理想的彎曲飽滿程度。珠子數(shù)量過(guò)多，阻力大，彎曲過(guò)程中容易斷裂，影響生產(chǎn)效率。珠子數(shù)量過(guò)少，彎曲變形大，飽滿程度不好，質(zhì)量不滿足要求。一般芯棒大多淬火處理到HRC50左右，來(lái)抵抗管材的彎曲磨損，從而提高使用壽命。如果硬度過(guò)高，則會(huì)降低芯棒的韌性，容易發(fā)生斷裂。芯棒直徑尺寸很關(guān)鍵，一般它要比管材的理論內(nèi)徑小0.1～0.4mm，以保證管材的順利插入和彎管質(zhì)量。其中，間隙的大小完全取決于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不同設(shè)計(jì)，不同管材，其設(shè)計(jì)間隙都是不一樣，需要在實(shí)踐中去領(lǐng)悟。

1.3導(dǎo)模

在彎管過(guò)程中，導(dǎo)模主要是壓緊管材，并輔推動(dòng)管材彎曲，導(dǎo)模運(yùn)動(dòng)速度理論上應(yīng)和管材轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度一致，在實(shí)際調(diào)試、生產(chǎn)時(shí)，可通過(guò)設(shè)備調(diào)節(jié)而改變導(dǎo)模輔推速度，直到調(diào)試出最理想產(chǎn)品為止。導(dǎo)模壓緊力大小目前一般由經(jīng)驗(yàn)確定，壓緊力過(guò)大管材減薄量明顯，甚至斷裂，壓緊力過(guò)小，易起皺。調(diào)試時(shí)通過(guò)設(shè)備調(diào)整將導(dǎo)模壓緊力到合適狀態(tài)。導(dǎo)模長(zhǎng)度尺寸過(guò)大，在數(shù)控彎管機(jī)尾料彎管送料時(shí)干涉或浪費(fèi)管材長(zhǎng)度，這在工藝上都是不充許的。通常，長(zhǎng)度尺寸是由展開(kāi)的弧長(zhǎng)和經(jīng)驗(yàn)計(jì)算出來(lái)的。一般按彎曲弧長(zhǎng)的展開(kāi)長(zhǎng)度再加上3倍的管材直徑。型腔棱邊倒角設(shè)計(jì)R角過(guò)渡，解決合模夾痕，提高管件外觀質(zhì)量。導(dǎo)模淬火處理到HRC50左右，保證型腔耐磨并提高使用壽命。

1.4防皺板

管材壁厚和外徑的比值即t/D≤0.055時(shí)，設(shè)計(jì)彎管防皺板，使管子在輪模的切點(diǎn)處建立一個(gè)直線區(qū)，防止管子在彎曲變形時(shí)起皺。防皺板一方面起著對(duì)管子的支撐、防皺作用，同時(shí)管材相對(duì)防皺板型腔滑動(dòng)，因此要求防皺板耐磨、表面光滑、材料磨擦系數(shù)小。目前常用的材料是鋁青銅（QAl9-4），采用加工中心加工，配合曲面精度高及型腔表面光滑，是防皺板的加工關(guān)鍵點(diǎn)。

1.5彎曲力矩

理論上講，在進(jìn)行任何一套彎管模具設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)該計(jì)算產(chǎn)品的彎曲力矩，從而確定彎管機(jī)的能力是否滿足要求。而實(shí)際上，管材彎曲時(shí)的彎矩、不僅取決于管材的性能、斷面形狀及尺寸、彎曲半徑等參數(shù)，同時(shí)還與彎曲方法、使用的模具結(jié)構(gòu)等有很大的關(guān)系。因此，目前還不可能將諸多因素都用計(jì)算公式表示出來(lái)，在生產(chǎn)實(shí)踐中，目前主要還是依靠經(jīng)驗(yàn)做出估算。由于彎管機(jī)設(shè)備能力一定，有最大彎曲力矩、最大彎管規(guī)格的限制，只需了解設(shè)備能力，在設(shè)計(jì)模具前加以考慮，防止因設(shè)備能力不足而導(dǎo)致模具設(shè)計(jì)的浪費(fèi)，而不需要進(jìn)行彎曲力矩的詳細(xì)計(jì)算。彎管機(jī)的彎管能力一般說(shuō)明書(shū)中都有說(shuō)明，在設(shè)計(jì)中必須考慮。

2結(jié)語(yǔ)

彎管模具設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是以最低的成本、穩(wěn)定的批量生產(chǎn)來(lái)滿足產(chǎn)品要求，滿足客戶交付要求。這需要在工作中持續(xù)研究、不斷改進(jìn)模具設(shè)計(jì)、逐步提高彎管工藝水平，從而制造出高質(zhì)量的彎管產(chǎn)品。

作者：蔣燕剛 何紹川 楊艷芳 單位：錦州美聯(lián)橋汽車部件有限公司